[發明專利]一種模擬跳傘完整體驗的仿真方法

在審

• 申請號: 201710904002.7
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107490983A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 文蓋雄;劉瀚澤;趙大偉;陳澍;劉慈航;段小童;翟雁;彭沖
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一四研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 青島申達知識產權代理有限公司37243
• 代理人: 霍本俊

技術領域

本發明屬于跳傘訓練領域，更具體而言，本發明涉及一種模擬跳傘完整體驗的仿真方法。

背景技術

跳傘運動是指跳傘員乘飛機、氣球等航空器或其他器械升至高空后跳下，或者從陡峭的山頂、高地上跳下，并借助空氣動力和降落傘在張開降落傘之前和開傘后完成各種規定動作，并利用降落傘減緩下降速度在指定區域安全著陸的一項體育運動。它以自身的驚險和挑戰性，被世人譽為“勇敢者的運動”。

跳傘運動是一項很刺激的運動，真實的跳傘運動需要經過專業的訓練，并且真實的跳傘運動存在一定的危險性。此外，真實的跳傘運動需要做大量復雜的準備工作，費用高昂，目前僅有少部分人參與這項運動。為了使多數人群體驗跳傘的樂趣，一些模擬跳傘機應運而生。

跳傘流程一般包括：飛機爬升、起跳離機、自由落體、開傘、翼傘空中控制、著陸等多個階段。然而，現存的技術方案只為跳傘體驗者提供一種姿態變化：即在“豎直懸空”和“自然站立”兩種姿態間切換，這兩種姿態分別模擬跳傘流程中的“傘降”和“著陸”兩個階段。現有跳傘模擬機對于跳傘過程中最考驗勇氣的“跳出離機”和最刺激的“自由落體”兩個跳傘過程完全沒有模擬，這使得整個模擬跳傘體驗并不完整。

另外，跳傘者在空中下降的過程中會產生強烈的“失重感”以及與空氣做相對運動所產生的“風吹感”。然而，現存跳傘模擬機中僅少數幾款在跳傘體驗者正下方配置了風扇，來模擬這種感覺。但由于風量風力不足，風向單一且風速固定，導致無法模擬跳傘過程中復雜的“風吹感”。而且，設置在跳傘體驗者正下方的風扇也會由于容易進雜物等原因增加發生故障的幾率。

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)技術是仿真技術的一個重要方向，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真，使用戶沉浸到該環境中。2016年被稱為VR元年，與VR配套的虛擬現實仿真系統和產品也在近兩年實現了高速發展。近年在國內市場上已經出現了幾款跳傘模擬機產品，跳傘體驗者通過佩戴VR頭盔獲得在空中下降的視覺體驗。現存跳傘模擬器中的VR內容乏善可陳，3D模型及貼圖烘焙技術明顯不成熟，視覺效果不真實，甚至拙略，不能產生強烈的“沉浸感”。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案。

一種模擬跳傘完整體驗的仿真方法，包括以下步驟：

開始；

飛機爬升階段：跳傘體驗者站立在升降機上的指定跳傘區域，升降機開始工作，將跳傘體驗者升起至預設高度后停止，肩部綁帶提拉機構開始加載，虛擬現實顯示模塊顯示第一視景；

起跳離機階段：跳傘體驗者的“邁/跳出機艙”動作引起升降機中的壓力傳感器感知壓力變化，或者跳傘體驗者按下確認按鈕，從而發出控制信號，前向風扇以低功率運轉，肩部綁帶提拉機構保持加載，腿部綁帶提拉機構開始加載，跳傘體驗者由直立姿態轉變為俯臥姿態，升降機下降至初始位置，虛擬現實顯示模塊顯示第二視景；

自由落體階段：捕捉跳傘體驗者的姿態，確認跳傘體驗者處于俯臥姿態時，發出控制信號，肩部和腿部綁帶提拉機構保持加載，前向風扇、底向風扇和側向風扇以高功率運轉，虛擬現實顯示模塊顯示第三視景；

開傘階段：跳傘體驗者拉動傘索，發出控制信號，肩部綁帶提拉機構保持加載，腿部綁帶提拉機構卸載，前向風扇、底向風扇和側向風扇以低功率運轉，虛擬現實顯示模塊顯示第四視景；

翼傘空中控制階段：跳傘體驗者拉動左側操控繩或右側操控繩，發出控制信號，控制下降方向與下降速度，虛擬現實顯示模塊顯示第五視景；

著陸階段：跳傘體驗者同時拉動左側操控繩和右側操控繩，發出控制信號，肩部綁帶提拉機構開始卸載，前向風扇、底向風扇和側向風扇停止運轉，虛擬現實顯示模塊顯示第六視景；

結束。

優選地，在所述開傘階段，所述傘索中的繩索拉力傳感器感知拉力變化，從而發出控制信號。替代地或另外地，在所述開傘階段，繩索位置追蹤模塊追蹤所述傘索的位置變化，從而發出控制信號。

優選地，所述虛擬現實顯示模塊包括頭部識別模塊，所述虛擬現實顯示模塊追蹤頭部動作，實現“現實”頭部控制與“虛擬”視景中“旋轉”“位移”變化的同步。

優選地，所述肩部綁帶提拉機構中設置綁帶拉力傳感器。

本發明提供一種模擬跳傘完整體驗的仿真方法，從而能模擬跳傘的完整過程，帶給跳傘體驗者更真實的感受。

附圖說明