[發明專利]基于局部建模的多軸聯動軌道車運動軌跡的同步方法

有效

• 申請號: 201911297563.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110968030B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張東;李丹;李正杰;施仲杰;童舟
• 申請（專利權）人: 上海寬創國際文化科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 上海領洋專利代理事務所(普通合伙) 31292
• 代理人: 李皓

本發明公開了基于局部建模的多軸聯動軌道車運動軌跡的同步方法，至少包括：獲取軌道車運動系統的行走機構參數，并對軌道車行走機構建立數學模型；將軌道車行進軌道劃分為若干區域，在建立的數學模型的基礎上，對每一區域的軌道車行進軌道通過最小二乘法進行局部建模；在最小二乘法局部建模的基礎上，通過查表法對每一區域的關鍵點進行差值補償，并通過S型曲線加減速算法對軌道車行進路線進行補償，以保證軌道車行走機構的流暢性，以保障軌道車運行軌跡流暢性。該技術方案更進一步降低多軸聯動軌道車運行與故事是路線的誤差，提高軌道車運動軌跡與故事路線的同步性，增強游樂體感。

技術領域

本發明涉及軌道車技術領域，尤其涉及一種基于局部建模的多軸聯動軌道車運動軌跡的同步方法。

背景技術

黑暗騎乘(DarkRide)是指游客乘坐多自由度動感軌道車，沿著既定的故事路線，在虛實景結合的仿真環境中穿行體驗的大型室內娛樂項目，是當今世界上最具有吸引力的娛樂項目。目前，環球影城、迪斯尼樂園、方特神話等國內外頂尖的大型主題樂園都在大力發展黑暗騎乘項目，比如洛杉磯環球影城的變形金剛、大阪環球影城的蜘蛛俠驚魂歷險記、香港迪斯尼的迷離莊園、上海迪斯尼的加勒比海盜、寧波方特的女蝸補天，都產生了巨大的經濟效益和社會影響。

現有的黑暗騎乘的軌道車運行軌跡至少包括了軌道車旋轉軸、六自由度運動軸，以及軌道夾持行走雙軸，共計九個運動軸的實時聯動所表現出來的運動曲線。黑暗騎乘軌道車的九個運動軸在整個體驗過程中，需要任意位置實時聯動，即軌道車預設的動作碼每一幀的信息至少包含所有軸的運動信息以及時間信息，九個運動軸實時聯動，行走機構的動作不能跳幀或漏幀，還要保證精準和流暢，特別是一些關鍵的體驗點，比如行走到一個銀幕區，需要軌道車上面的游客從側面斜向進入銀幕區，而銀幕區此刻的內容為高空下墜，需要行走、六自由度、旋轉等所有運動軸按照預設的動作碼高度還原，讓游客沉浸到比較刺激的急速下落場景，即運動軌跡(九個運動軸的聯動)與既定故事路線(可以等價為動作碼數據)之間要保持同步性。但是，黑暗騎乘的控制系統非常復雜，特別容易受到運動軌跡的影響而產生虛實結合的不同步，影響游客的體驗效果，因而要求軌道車運動軌跡與既定故事路線之間有比較高的同步性。

為了解決軌道車運動軌跡與故事線路同步性的問題，申請人研究并申請了《一種多軸聯動軌道車運動軌跡的同步方法》(申請號為：2019)，通過對軌道車行走軸運行軌跡進行加權平均值建模和行走機構的關鍵點補償，將軌道車的行進偏差控制在合理范圍之內，降低軌道車運行與故事路線不同步的影響；并采用S型曲線加減速算法保障軌道車運行軌跡的流暢和連貫，增強體驗效果。

但是上述方法在進行加權平均值建模和關鍵點補償時，是將現場所有區域軌道車運行路線整體進行等比例縮放后建模和補償。由于現場軌道各區域的弧度情況不一致，整體縮放方法無法兼顧很多區域，特別遇到阻力和打滑的時候，后續運動軌跡更加無法與現場環境同步。

此外，由于行走部分的輸入信息序列需要完全按照動作碼讀取，行走部分的執行與其他六自由度軸和旋轉軸之間要協調同步，不能進行單獨定位，才能保證行走部分、旋轉部分、六自由度部分的執行與現場環境的同步性，最終解決運動軌跡和現場環境的同步性問題。

因此，本領域技術人員致力于開發一種基于局部建模的多軸聯動軌道車運動軌跡的同步方法，以提高軌道車行走軌跡與既定故事路線的同步性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于局部建模的多軸聯動軌道車運動軌跡的同步方法，以解決背景技術中的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于局部建模的多軸聯動軌道車運動軌跡的同步方法，至少包括：

Step1：獲取軌道車運動系統的行走機構參數，并對軌道車行走機構建立數學模型；

Step2：將軌道車行進軌道劃分為若干區域，在Step1建立的數學模型的基礎上，對每一區域的軌道車行進軌道通過最小二乘法單獨進行局部建模；