[發(fā)明專利]一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的模擬步行器及其模擬方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410693329.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN104474665A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田效禹;金成博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曦煌科技(北京)有限公司
• 主分類號(hào): A63B22/02
• 分類號(hào): A63B22/02;A63B71/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的步行模擬器，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和模擬面板，其中，所述模擬面板布置在所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于同步模擬面板上的運(yùn)動(dòng)軌跡，和模擬面板的行進(jìn)進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)；所述模擬面板用于采樣面板上腳步的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，包括位置、速度、方位、姿態(tài)數(shù)據(jù)，反饋給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行模擬器，其中，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括同步皮帶和滾軸機(jī)械結(jié)構(gòu)，同步皮帶布置在滾軸機(jī)械結(jié)構(gòu)上，皮帶和滾軸機(jī)械結(jié)構(gòu)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步行模擬器，其中，所述滾軸機(jī)械結(jié)構(gòu)包括沿皮帶方向的滾軸和垂直于皮帶方向的豎向旋轉(zhuǎn)軸，以使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)360度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)模擬面板進(jìn)行360旋轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行模擬器，其中，模擬面板布置多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)布設(shè)多個(gè)超聲定位傳感器，面向面板中心，圍繞整個(gè)面板，形成超聲探測(cè)空間矩陣，用于分別對(duì)腳步動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)采樣。

5.一種虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的模擬步行方法，包括：

步驟1，基于模擬面板上的超聲波定位傳感器，獲取面板上用戶的步行速度、位置、方向；

步驟2，確定腳部的方位、速度并且基于內(nèi)置姿態(tài)數(shù)據(jù)，確定腳部的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)信息；

步驟3，根據(jù)運(yùn)動(dòng)信息，控制皮帶傳動(dòng)速度和傳動(dòng)位置，使得腳部運(yùn)動(dòng)和感知神經(jīng)同步；

步驟4，同時(shí)，控制皮帶帶動(dòng)面板向腳部運(yùn)動(dòng)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，限制人體位置的絕對(duì)移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟1中，模擬面板依靠?jī)?nèi)置的運(yùn)算模塊，對(duì)原始采集的腳部數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和過濾，并計(jì)算出最終的腳部位置和運(yùn)動(dòng)速度信息，以確定腳部的位置及移動(dòng)速度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，模擬面板上布設(shè)多個(gè)超聲定位傳感器，圍繞在平臺(tái)邊緣，面向平臺(tái)中心，形成超聲探測(cè)空間矩陣，對(duì)腳步動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)采樣。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟2中，通過模擬面板傳輸回來的數(shù)據(jù)對(duì)照處理器中的模式數(shù)據(jù)，根據(jù)雙腳的位置、運(yùn)行速度和間隔時(shí)間等，通過內(nèi)置的姿態(tài)識(shí)別算法，將原始數(shù)據(jù)分解為腳部的行走、慢跑、跳躍運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后傳輸控制數(shù)據(jù)給皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，步驟2進(jìn)一步包括：根據(jù)狀態(tài)計(jì)算出馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)信息，控制皮帶傳動(dòng)速度和傳動(dòng)位置，使視神經(jīng)與人體運(yùn)動(dòng)感知神經(jīng)同步。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟4中，當(dāng)腳部向前運(yùn)動(dòng)并與皮帶接觸后，皮帶開始向面板中心傳動(dòng)，達(dá)到限制現(xiàn)實(shí)中人體位置移動(dòng)的目的。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，皮帶的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括同步皮帶和滾軸機(jī)械結(jié)構(gòu)，同步皮帶布置在滾軸機(jī)械結(jié)構(gòu)上，皮帶和滾軸機(jī)械結(jié)構(gòu)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)；滾軸機(jī)械結(jié)構(gòu)包括沿皮帶方向的滾軸和垂直于皮帶方向的豎向旋轉(zhuǎn)軸，以使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以360度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)模擬面板進(jìn)行360旋轉(zhuǎn)。