[發明專利]一種自行車虛擬仿真騎行模擬系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201711066783.3
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107569819A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 劉育雄;王達威;李衛華;劉育翔;許斌洲
• 申請（專利權）人: 泉州創景視迅數字科技有限公司;泉州市海西虛擬現實技術研究院有限公司
• 主分類號: A63B22/06
• 分類號: A63B22/06;A63B24/00;A63B71/06;A63B21/005;A63B21/00
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及虛擬現實領域，具體的說是指一種自行車虛擬仿真騎行模擬系統及其使用方法。

背景技術

虛擬現實技術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。自行車騎行運動，是人們較為喜歡的一種運動方式，具有恢復心臟功能、防止高血壓、血管硬化等功效。自行車騎行運動比較受限制的因素是當天氣不好的時候，便無法進行騎行，雖然現在也有健身自行車可以進行該項運動，但是健身自行車只能在固定的場所進行，享受不到在室外騎行的樂趣。隨著技術的發展，在現有技術中已有自行車仿真模擬系統出現，但是現有的自行車仿真模擬只能實現在特定的場景里騎行，其功能較為單一。

發明內容

本發明提供的是一種自行車虛擬仿真騎行模擬系統及其使用方法，其主要目的在于克服現有自行車仿真模擬的功能較為單一的問題。

為了解決上述的技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種自行車虛擬仿真騎行模擬系統，包括支撐臺、自行車、VR眼鏡以及上位機系統，所述自行車只具有前輪結構，該自行車的底部設有支撐桿，該支撐桿的底部與支撐臺的頂面鉸接，所述自行車具有座椅支撐桿和可單獨轉動的車把，該座椅支撐桿的后端面設有傾斜向下的連接桿，所述支撐臺上設有傾斜的電動推拉裝置，該電動推拉裝置的頂端與連接桿的后端鉸接，所述車把的兩扶手分別設有左按鍵、右按鍵，所述自行車的前輪側面設有速度傳感器，所述車把上設有角度傳感器，所述上位機系統包括場景加載模塊、場景漫游模塊、場景切換模塊、設備控制模塊以及數據處理單元，所述左按鍵、右按鍵、速度傳感器、角度傳感器、場景加載模塊、場景漫游模塊、場景切換模塊和設備控制模塊均與數據處理單元連接，所述VR眼鏡與場景漫游模塊和場景切換模塊連接，所述設備控制模塊與電動推拉裝置連接。

進一步的，所述電動推拉裝置為電缸，該電缸的活塞桿的頂端與連接桿的后端鉸接。

進一步的，所述自行車設有車把套筒，所述車把與車把套筒套接，并可繞著車把套筒單獨轉動。

進一步的，所述自行車的前輪設有阻尼器，該阻尼器上設有與設備控制模塊連接的接收器。

更進一步的，所述阻尼器包括殼體、設于殼體內的電機和轉動軸，該轉動軸穿設于殼體內且與電機的輸出軸連接，所述殼體的中部設有凹口，所述轉動軸的中部裸露于凹口內，該轉動軸的中部與自行車的前輪相抵觸，所述電機和接收器連接。

所述上位機系統還包括與數據處理單元連接的物理模擬模塊，該物理模擬模塊用于模擬場景漫游模塊內自行車的摩擦、慣性及重力。

一種自行車虛擬仿真騎行模擬系統的使用方法，包括以下步驟：使用者在使用時先開啟上位機系統并戴上VR眼鏡；使用者通過按下右按鍵進行騎行場景的選擇，選定后通過按下左按鍵確定進入場景內，此時使用者即可開始騎行；隨著騎行時間的進行，場景內的時間也會隨著推移，使用者可以按下左按鍵進行時間的切換、按下右按鍵可以進行場景內天氣、季節的切換；當場景內有上坡或下坡路段時，電動推拉裝置作回縮或伸出動作,當場景內有轉彎路段時，轉動車把即可在場景內實現同步轉彎。

進一步的，當場景內有上坡或下坡路段時，還可通過阻尼器改變自行車前輪的阻力。

進一步的，當停止踩動自行車時，騎行場景內的自行車在慣性的作用下不會馬上停止,物理模擬模塊可模擬出自行車與騎行場景內地面的摩擦而進行減速,直至自行車的速度為零，而在下坡路段時,即使不踩動自行車,也會在物理模擬模塊模擬出來的重力作用下繼續前行, 直至自行車的速度為零。

由上述對本發明的描述可知，和現有技術相比，本發明具有如下優點：本發明通過右按鍵和左按鍵來實現場景的選擇和確定，所述場景漫游模塊可以設置在場景內騎行時隨著騎行時間的延長，場景內的時間場景也會隨著推移，如從早晨逐漸推移到中午；繼續按下左按鍵時，可將場景內的時間固定于某一時刻，或者，連續兩次按下左按鍵時，通過場景切換模塊可將場景內的時間實現較大時間段的跨越，如從白天切換到晚上；此外，按下右按鍵，通過場景切換模塊可以進行場景內天氣的切換，如晴天、雨天之間的切換；或者,如果長按右按鍵,可以通過場景切換模塊進行場景內季節的變換,比如冬季下雪與春節開花之間的切換。同時，通過速度傳感器和角度傳感器可將實際的騎行速度和車把的轉動角度實時體現在場景內。本發明除了具有正常的騎行體驗外，同時還豐富了場景內容的變化，給予使用者更多的場景體驗。

附圖說明