[發明專利]一種水下環境模擬系統以及模擬方法

有效

• 申請號: 201310517920.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103592911A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 柴春雷;葉圓怡;包德福;阮煒喻;孫凌云
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04N5/74;B01L1/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及一種環境模擬實驗技術領域，特別涉及一種水下環境模擬系統以及模擬方法。

背景技術

人通過聽覺、視覺、嗅覺、觸覺來感受世界，這些感官體驗被大腦賦予了意義儲存在記憶中，這些記憶成為今后人感受世界的背景基礎。當人接受外界刺激的時候，就會喚醒記憶中的背景基礎，從而想象世界并給出詮釋。模擬某段記憶的環境，當人重新進入這些場景或者環境，會有身臨其境的感覺，從而幫助人恢復和強化這段記憶，重新體驗當時的內心感受；也可以模擬一些人沒有經歷過的環境和場景，增加人的經歷和感受，豐富人的生活。

目前對此類場景的模擬都是通過簡單的場景布置實現，僅僅對視覺產生一定的影響，并不能達到身臨其境的效果，無法有較好的感官體感。或者是對一些設備或者材料的工作環境的模擬，通過改變環境的溫度、濕度、風速等環境變量來測試設備和材料的工作性能。

例如公布號為CN101980002A的專利文獻提供一種環境模擬試驗裝置，其中，該環境模擬試驗裝置包括試驗室、控制室、氣氛調節單元、濕度調節單元、溫度調節單元和排放單元，所述控制室位于所述試驗室外部，所述控制室通過控制系統控制所述氣氛調節單元、所述濕度調節單元和所述溫度調節單元的運轉以調節所述試驗室的氣氛、濕度和溫度，并控制所述排放單元的運轉以排放所述試驗室中的廢氣和廢水，所述試驗室內具有入口和密封該入口的入口密封門，所述試驗室內安裝有監測單元。該文獻還提供一種使用上述裝置模擬環境的方法。通過上述技術方案，可以得到符合實際環境的情況的復合的環境，以便對工程結構試驗的環境適應性及可靠性試驗提供了試驗基礎。

或者例如公告號為CN202406740U的專利文獻公開了一種濕熱環境動物實驗模擬裝置，包括設置有進風口和出風口的箱體、與進風口相連通的熱風機和濕度調節器、其檢測探頭伸入箱體內，用于檢測箱體內部溫度、濕度指標并調控熱風機和濕度調節器的主檢測裝置、與所述箱體的循環水通道相通，提供恒溫循環水的循環水恒溫裝置。上述裝置通過熱風機向箱體內輸送熱風來使箱體內部溫度在短期內升高，到達指定溫度后進入待機狀態，和循環水通道來共同維持箱體內部溫度的恒定，通過風暖和水暖的聯合使用，將裝置內部的溫度穩定地控制在恒定范圍內，有效地避免了現有技術中因溫度變化驟然、分布不均且波動范圍大而引起的對相關研究結果的準確性產生影響的問題。

上述的模擬裝置通過設備改變空間內整體的環境變量，且僅僅對空間環境的溫度、濕度等物理變量進行控制，并且設法盡量達到空間內各個位置的環境變量一致，從而對設備，材料的性能或者生物的生理機能進行測試和實驗，但是此類裝置無法確保移動生物在不同位置得到相同的環境體驗，也無法模擬移動生物對環境的影響，例如水下環境中移動物體對產生的水波紋，即目前并沒有針對移動生物的感官體驗進行水下環境模擬的設備和方法。

發明內容

本發明提供了一種水下環境模擬系統以及模擬方法，從而解決現有設備和技術沒有針對移動的人的感官體驗進行水下環境模擬的設備和方法的市場空缺問題。

一種水下環境模擬系統，包括模擬空間以及控制模擬空間內環境變量的環境控制系統，還包括檢測人在模擬空間中位置的檢測單元以及接收和處理檢測單元所發出信號并發送指令至環境控制系統的中央處理單元；所述環境控制系統包括光影控制單元，聲音控制單元，氣流控制單元。

所述檢測單元包括檢測探頭與檢測信號的調整電路。中央處理單元根據檢測單元的檢測結果，向環境控制系統的光影控制單元，聲音控制單元，氣流控制單元發出指令，對模擬空間內的光影、音效以及空氣流動情況進行調節和控制。

光影控制單元可以通過調節燈光顏色以及投影水下環境的影像等方法控制模擬空間內的光影，比如為了模擬水下環境，可以調整燈光為藍色，影水下環境的影像；聲音控制單元可以通過播放與水相關的音頻來模擬水下環境；氣流控制單元則可以通過控制氣流的角度，速度以及溫度來模擬人在水下與水的觸感。

為了提高水下環境的模擬效果優選的，所述環境控制系統還包括制造水體外形的水面模擬控制單元。所述水面模擬控制單元用于模擬實體水面的效果，從視覺上增加模擬效果。

所述模擬空間具有一定的空間具有一定的活動空間，優選的，所述光影控制單元包括投影設備；模擬空間至少包括用于投影和供給人活動的地面，以及用于安裝所述水面模擬控制單元的頂部。所述水面模擬控制單元用于模擬實體水面，人在地面活動，水面模擬控制單元位于人的頂部，使人有在水面下的視覺感受。