[發(fā)明專利]VR冬奧雪上項(xiàng)目科普體驗(yàn)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011006251.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN112138358A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬天容;朱昆;王鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京幻威科技有限公司
• 主分類號(hào): A63B69/18
• 分類號(hào): A63B69/18;A63B71/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供VR冬奧雪上項(xiàng)目科普體驗(yàn)系統(tǒng)，包括VR設(shè)備、模擬設(shè)備、主機(jī)和軟件四個(gè)部分，其中軟件包括電壓轉(zhuǎn)化模塊、藍(lán)牙通訊模塊、主控模塊、顯示模塊、人體檢測(cè)模塊，所述電壓轉(zhuǎn)化模塊內(nèi)包括降壓組件和濾波穩(wěn)壓組件，所述藍(lán)牙通訊模塊內(nèi)包括藍(lán)牙控制器，所述主控模塊內(nèi)包含處理器，所述處理器包含多個(gè)IO接口，所述VR設(shè)備包括VR頭盔；所述模擬設(shè)備包括包含鋼材框架，所述鋼材框架上設(shè)置有電缸驅(qū)動(dòng)器和自制腳架；所述主機(jī)采用高性能移動(dòng)電腦。本發(fā)明使體驗(yàn)者更具趣味性，同時(shí)體驗(yàn)時(shí)的同時(shí)，還能進(jìn)行語(yǔ)言，動(dòng)作等交流，提高了體驗(yàn)的互動(dòng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及VR冬奧雪上項(xiàng)目科普體驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

體育已經(jīng)向著難度更高、更加精準(zhǔn)、更加專業(yè)的方向逐步推進(jìn),因此體育項(xiàng)目的訓(xùn)練及教學(xué)也相應(yīng)地在技術(shù)方式和科水平含量方面得到大幅度的攀升。VR技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)將人體對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界 的感覺進(jìn)行即時(shí)交互再現(xiàn),包括視覺反饋 、聽覺反饋 、觸覺反饋 、作用力反饋等構(gòu)成“虛擬世界”,讓使用者通過視點(diǎn)控制及復(fù)雜行為建模反饋等技術(shù)獲得“實(shí)景”體驗(yàn) 。

北京-張家口冬奧會(huì)的臨近使滑雪運(yùn)動(dòng)在中國(guó)迅速升溫,其滑雪運(yùn)動(dòng)高費(fèi)用、高風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)阻礙了其在中國(guó)的普及，滑雪模擬器作為一種替代方案,可以解決上述問題，但已有的滑雪模擬器模擬效果不真實(shí),與滑雪者感官的交互較為單一,無法產(chǎn)生令滑雪者身臨其境的感受。

優(yōu)質(zhì)的滑雪模擬器應(yīng)當(dāng)是多感官互動(dòng)且符合力學(xué)規(guī)律的。滑雪模擬器產(chǎn)生的交互越豐富,越符合實(shí)際物理學(xué)規(guī)律,則滑雪者的實(shí)際感受就越真實(shí)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展,滑雪模擬器的模擬效果正變得越來越真實(shí)。

本發(fā)明將傳統(tǒng)的滑雪結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及傳感技術(shù)進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)，使VR冬奧雪上項(xiàng)目科普體驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了隨虛擬地理環(huán)境而改變的坡度大小功能、隨滑行速度而改變的風(fēng)力功能，并且用戶可以通過智能外設(shè)主動(dòng)控制虛擬環(huán)境中的方向及速度功能。

如附圖1所示，其中本發(fā)明主機(jī)的運(yùn)行流程為：?jiǎn)?dòng)時(shí)檢測(cè)各個(gè)USB端口、各個(gè)傳感器以及CAN口是否正常,任何出現(xiàn)不正常的情況會(huì)提示用戶檢査并退出；啟動(dòng)伺服電機(jī)后將電缸上升到工作位置；傳感器模塊采集體驗(yàn)者信息后發(fā)送開始指令,緊接著接收地形數(shù)據(jù),若收到終點(diǎn)指令則放平平臺(tái)；根據(jù)地形信息和體驗(yàn)者的重心驅(qū)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)反饋位置信息和體驗(yàn)者的體重信息給VR顯示主機(jī)；最后收到終點(diǎn)指令時(shí)放平平臺(tái),再次發(fā)送結(jié)束命令。

控制軟件使用UE4中的C++開發(fā) ,它將大量編程需要用到的函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝,以類成員的方式供程序員進(jìn)行調(diào)用。而且其面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式也讓軟件開發(fā)的周期大為縮短。除此之外,此方式可以對(duì)控件(包括自定義控件)進(jìn)行直接拖動(dòng),雙擊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它的編碼而且再聯(lián)合事件的使用簡(jiǎn)化了開發(fā)流程,拓展性也得到了加強(qiáng)，可以操作串口、USB插口、讀取串口、USB插口設(shè)備的數(shù)據(jù),例如卡機(jī)設(shè)備,獲取音頻視頻的數(shù)據(jù)等等，結(jié)合本發(fā)明需要通過多個(gè)硬件接口來對(duì)硬件進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)的接收，因此采用UE4進(jìn)行控制軟件的開發(fā)滿足需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供VR冬奧雪上項(xiàng)目科普體驗(yàn)系統(tǒng)，包括VR設(shè)備、模擬設(shè)備、主機(jī)和軟件四個(gè)部分，其中軟件包括電壓轉(zhuǎn)化模塊、藍(lán)牙通訊模塊、主控模塊、顯示模塊、人體檢測(cè)模塊，所述電壓轉(zhuǎn)化模塊內(nèi)包括降壓組件和濾波穩(wěn)壓組件，所述藍(lán)牙通訊模塊內(nèi)包括藍(lán)牙控制器，所述主控模塊內(nèi)包含處理器，所述處理器包含多個(gè)IO接口，所述電壓轉(zhuǎn)化模塊分別與藍(lán)牙通訊模塊、主控模塊、顯示模塊、人體檢測(cè)模塊連接，所述主控模塊分別連接藍(lán)牙通訊模塊、主控模塊、顯示模塊以及人體檢測(cè)模塊；所述VR設(shè)備包括VR頭盔；所述模擬設(shè)備包括包含鋼材框架，所述鋼材框架上設(shè)置有電缸驅(qū)動(dòng)器和自制腳架；所述主機(jī)采用高性能移動(dòng)電腦。

優(yōu)選的，所述電壓轉(zhuǎn)化模塊內(nèi)主要有兩種供電規(guī)格，一種是DC24V，另一種是DC5V，其中DC24V用于執(zhí)行模塊的電缸驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，DC5V則是用于藍(lán)牙模塊、主控模塊、顯示模塊的供電。

優(yōu)選的，所述藍(lán)牙通訊模塊內(nèi)的藍(lán)牙控制器的主芯片為CC2541芯片。