一種基於虛擬實境的交互式模擬系統的製作方法

2023-04-22 20:42:46

專利名稱：一種基於虛擬實境的交互式模擬系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬交互式模擬電子設備領域，特別是涉及一種基於虛擬實境的交互式模擬 系統。
背景技術：
隨著科學技術的突飛猛進，模擬技術取得了極大進展。但目前市場上的模擬系統普遍 是採用控制器控制場景地轉換，而通過獲取用戶的運動信號進行場景反饋的模擬系統還沒 有。此外，目前市場上的模擬系統普遍針對高端用戶，這就存在著價格昂貴的問題，真正 貼近百姓生活的模擬系統是少之又少。本模擬系統將定位於該市場空缺，以面向教育業為 主，兼顧旅遊、房地產、家庭娛樂、3D電影等產業，為普羅大眾提供相對廉價且極具實用 價值的虛擬實境體驗設備。 發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種價格低廉、使用方便、效果逼真，適合家 庭等小單位使用的新型虛擬實境模擬設備。可以滿足個人愛好和需要，實現虛擬實境這種 高新技術的大眾化、普及化。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種基於虛擬實境的交互式模 擬系統，包括
信號獲取裝置設備中央的底部為一個凹型底盤，底盤內部裝有A/D轉換器，內側是 一個近似平面的帶弧度凹面，凹面底部中央是平面以保證人體可以平 穩站立，凹面上開有多個半圓形凹槽，每個凹槽的底部開有圓柱形槽， 內部裝有壓力傳感器，在每個半圓形槽上裝有軌跡球，且軌跡球在受 壓力前與傳感器不接觸；
信號傳遞裝置底盤上壓力傳感器在受壓時產生電信號，電信號經A/D轉換器後變成 數位訊號，經信號處理設備、USB接口和數據線傳輸電纜傳輸後進入 計算機，計算機將信號和資料庫中場景信息結合通過信號傳輸電纜連 接至投影儀；
投影裝置包括安放在穹頂頂部的一個四周投影的投影儀及360度環繞屏幕。 所述的底盤上一周裝配作為人體運動支撐扶手的欄杆；底盤外一周安裝接收投影的 360度環繞屏幕。所述的底盤採用鋁鎂合金或碳鋁一體材料製成。
在使用本設備時，用戶在底盤上邁步向前走，腳碰到凹面上軌跡球，軌跡球受壓接觸 壓力傳感器，產生的信號經處理和傳輸後產生投影。而弧面的斜度和軌跡球的轉動會使人 滑回原處，以保證人能連續不斷地行走，欄杆可以保證人體走動時保持平穩。 有益效果
1. 本實用新型為用戶提供了 360度環繞式虛擬實境模擬環境，用戶處於環繞式屏幕中 更有身臨其境的感覺。
2. 本實用新型採用一個投影儀設備，通過光學校正來避免光學失真的產生從而提高成 像質量，且可以避免設備成本的提高；圓弧形穹頂的設計以及投影設備裝在穹頂正中央的 設計可以使用戶視野更加開闊，並保證一定的投影視角。
3. 本實用新型的凹型平臺改進了平常跑步機的單一運動模式，使用了圓球陣列取代了 傳統的傳送帶，使用者可以在平臺上以任意方式進行運動，體現出以人為本的設計理念。

圖1為本實用新型整體剖面圖
圖2為帶有軌跡球的凹型平臺示意圖
圖3為帶有壓力傳感器的凹槽單元示意圖
圖中標號1運動軌跡球、2凹型平臺、3壓力傳感器、4信號傳輸電纜、5計算機、 6投影儀、7欄杆、8環繞屏幕、9弧形穹頂。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用於說明本 實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容 之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申 請所附權利要求書所限定的範圍。
如圖l、圖2和圖3所示，用戶站在底盤上手扶欄杆，邁步向前走，軌跡球受到腳的 壓力接觸傳感器從而產生電信號。同時由於內部凹面具有斜度加上軌跡球的滾動，用戶在 邁步後會滑到原處，使得用戶可以連續不斷的行走。底盤內部裝有A/D轉換器，前面產生 的電信號經A/D轉換器處理後成為數位訊號。數位訊號經傳輸電纜傳輸後進入計算機，計 算機資料庫中存儲著需要觀看的場景(這些場景利用軟體做好後存儲於計算機內)，計算 機將信號和資料庫中場景信息結合併計算出當時人眼應該感受到的場景信息，進而將對應 場景信息送到投影儀中產生投影。用戶不斷行走，眼前景色就會隨著腳步的移動而不斷變 化。
權利要求1.一種基於虛擬實境的交互式模擬系統，包括信號獲取裝置設備中央的底部為一個凹型底盤，底盤內部裝有A/D轉換器，內側是一個近似平面的帶弧度凹面，凹面底部中央是平面，凹面上開有多個半圓形凹槽，每個凹槽的底部開有圓柱形槽，內部裝有壓力傳感器(3)，在每個半圓形槽上裝有軌跡球(1)，且軌跡球在受壓力前與傳感器不接觸；信號傳遞裝置底盤上壓力傳感器在受壓時產生電信號，電信號經A/D轉換器後變成數位訊號，數位訊號經信號處理設備、USB接口和數據線傳輸電纜進入計算機(5)，計算機(5)將接收的信號和資料庫中場景信息結合起來，通過信號傳輸電纜(4)連接至投影儀(6)；投影裝置包括一個安放在穹頂(9)頂部的四周投影的投影儀(6)和360度環繞屏幕(8)。
2. 根據權利要求1所述的一種基於虛擬實境的交互式模擬系統，其特徵在於所述的底盤上一周裝配人體運動支撐扶手的欄杆(7);底盤外一周安裝接收投影的360度環繞 屏幕(8)。
3. 根據權利要求1所述的一種基於虛擬實境的交互式模擬系統，其特徵在於所述的底盤採用鋁鎂合金或碳鋁一體材料製成。
專利摘要本實用新型涉及一種基於虛擬實境的交互式模擬系統，該系統內部中心設有一具有欄杆支撐裝置的凹型平臺，平臺內裝有軌跡球及壓力感應器，用戶在平臺上的運動可以經軌跡球和壓力感應器產生電信號，電信號經處理轉為數位訊號後傳輸給計算機，計算機在處理數位訊號後將相應的場景視頻信號傳給投影儀，投影儀影像投影到環繞屏幕上，從而實現和用戶的運動同步模擬出相應的場景。本實用新型價格低廉、使用方便、效果逼真，適合家庭等小單位使用的新型虛擬實境模擬設備。可以滿足個人愛好和需要，實現虛擬實境這種高新技術的大眾化、普及化。
文檔編號G03B17/54GK201191346SQ20082005594
公開日2009年2月4日 申請日期2008年3月5日 優先權日2008年3月5日
發明者張建松, 江雪劍, 趙子琦, 辛經緯, 鄒林剛 申請人:東華大學