一种智能VR轮椅训练系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能VR轮椅训练系统及其控制方法，该系统包括训练装置、主机和VR眼镜；所述训练装置包括底座、控制板，底座上设有两个用于安放轮椅后轮的限位槽，所述限位槽中设置有支撑辊，支撑辊上安装有与控制板通信的电磁阻尼器和速度传感器；所述主机用于根据第一速度传感器采集的第一速度数据和第二速度传感器采集的第二速度数据，调整当前用户在虚拟场景中的位置；根据当前用户在虚拟场景中的位置的地形参数，向控制板发送控制信号，使控制板调节第一电磁阻尼器和第二电磁阻尼器的输出阻尼。本发明专利技术使得用户可以沉浸式地代入虚拟场景中训练，让用户觉得训练具有真实感，不容易觉得训练枯燥。本发明专利技术可以广泛应用于虚拟显示设备领域。

【技术实现步骤摘要】
一种智能VR轮椅训练系统及其控制方法
本专利技术涉及虚拟显示设备领域，尤其是一种智能VR轮椅训练系统及其控制方法。
技术介绍
随着虚拟现实技术(VR技术)的不断发展，目前VR技术被应用到各行各业，例如游戏、影视和仿真训练等等。轮椅，是伤残人士或者长者的代步工具，对于这类人群，轮椅的使用显得尤为重要。而很多人，在刚开始使用轮椅时并不习惯，需要经过一段时间练习后才能熟悉地使用轮椅。如果让伤残人士或者长者直接在户外练习使用轮椅，有可能会造成意外。因此需要一套练习系统让他们能够在室内进行练习。但是目前的轮椅训练系统，仅仅只能对用户进行训练，而不能提供虚拟场景，因此用户使用起来会觉得练习场景不真实，练习较为枯燥。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种可以提供真实感的智能VR轮椅训练系统及其控制方法。本专利技术所采取的第一种技术方案是：一种智能VR轮椅训练系统，包括训练装置、主机和VR眼镜；所述训练装置包括底座和控制板，所述底座上设有第一限位槽和第二限位槽，所述第一限位槽内设有第一支撑辊和第二支撑辊，所述第二限位槽内设有第三支撑辊和第四支撑辊，所述第一支撑辊或第二支撑辊上安装有第一电磁阻尼器和第一速度传感器，所述第三支撑辊或第四支撑辊上安装有第二电磁阻尼器和第二速度传感器，所述控制板的输出端分别与第一电磁阻尼器的输入端和第二电磁阻尼器的输入端通信连接，所述控制板的输入端分别与第一速度传感器的输出端和第二速度传感器的输出端通信连接；所述主机分别与控制板和VR眼镜通信连接；所述主机包括：第一调整模块，用于根据第一速度传感器采集的第一速度数据和第二速度传感器采集的第二速度数据，调整当前用户在虚拟场景中的位置；第二调整模块，用于根据当前用户在虚拟场景中的位置的地形参数，向控制板发送控制信号，使控制板调节第一电磁阻尼器和第二电磁阻尼器的输出阻尼。进一步，所述主机还包括：生成模块，用于根据所述第一速度数据和第二速度数据生成虚拟移动轨迹；碰撞计算模块，用于根据所述虚拟移动轨迹，计算用户与虚拟场景中障碍物的碰撞次数。进一步，所述主机还包括：速度计算模块，用于根据所述第一速度数据和第二速度数据，计算用户的实时速度；速度显示模块，用于控制VR眼镜显示所述用户的实时速度。进一步，所述主机还包括：地图显示模块，用于根据当前用户在虚拟场景中的位置，控制VR眼镜显示当前用户所在位置的平面地图。进一步，所述主机还包括：坡度显示模块，用于根据当前用户在虚拟场景中的位置，控制VR眼镜显示当前用户所在位置的坡度。本专利技术所采取的第二种技术方案是：一种智能VR轮椅训练系统的控制方法，包括以下步骤：实时获取第一速度传感器采集的第一速度数据和第二速度传感器采集的第二速度数据；根据所述第一速度数据和第二速度数据调整当前用户在虚拟场景中的位置；根据当前用户在虚拟场景中的位置的地形参数，向控制板发送控制信号，使控制板调节第一电磁阻尼器和第二电磁阻尼器的输出阻尼。进一步，还包括以下步骤：根据所述第一速度数据和第二速度数据生成虚拟移动轨迹；根据所述虚拟移动轨迹，计算用户与虚拟场景中障碍物的碰撞次数。进一步，还包括以下步骤：根据所述第一速度数据和第二速度数据，计算用户的实时速度；控制VR眼镜显示所述用户的实时速度。进一步，还包括以下步骤：根据当前用户在虚拟场景中的位置，控制VR眼镜显示当前用户所在位置的平面地图。进一步，还包括以下步骤：根据当前用户在虚拟场景中的位置，控制VR眼镜显示当前用户所在位置的坡度。本专利技术的有益效果是：本专利技术增设了训练装置、主机和VR眼镜，所述训练装置中设有电磁阻尼器和速度传感器，所述电磁阻尼器和速度传感器各有两组并与控制板通信，本专利技术的主机可以通过控制板获取两组速度传感器采集的速度数据，调整用户在虚拟场景中的位置，并根据用户在虚拟场景中的位置的地形参数，通过控制板调节两个电磁阻尼器的输出阻尼，从而改变用户轮椅左右轮在滚动时所受到的阻力。本专利技术使得用户可以沉浸式地代入虚拟场景中训练，并实际感受虚拟场景中不同地形所带来的行进阻力，让用户觉得训练具有真实感，不容易觉得训练枯燥。附图说明图1为本专利技术一种具体实施例的智能VR轮椅训练系统的模块框图；图2为本专利技术一种具体实施例的训练装置的结构示意图；图3为本专利技术一种具体实施例的训练装置的模块框图；图4为本专利技术一种具体实施例的智能VR轮椅训练系统的控制方法。具体实施方式下面结合说明书附图和具体的实施例对本专利技术进行进一步的说明。参照图1，一种智能VR轮椅训练系统，包括训练装置、主机和VR眼镜；所述主机分别与VR眼镜和训练装置通信连接。参照图2和图3，所述训练装置包括底座100和控制板，所述底座100上设有第一限位槽110和第二限位槽120，所述第一限位槽110内设有第一支撑辊111和第二支撑辊112，所述第二限位槽120内设有第三支撑辊123和第四支撑辊124，所述第一支撑辊111或第二支撑辊112上安装有第一电磁阻尼器和第一速度传感器，所述第三支撑辊123或第四支撑辊124上安装有第二电磁阻尼器和第二速度传感器，所述控制板的输出端分别与第一电磁阻尼器的输入端和第二电磁阻尼器的输入端通信连接，所述控制板的输入端分别与第一速度传感器的输出端和第二速度传感器的输出端通信连接；所述主机分与控制板通信连接。第一限位槽110和第二限位槽120，用于限制轮椅后轮的位置，其中，第一限位槽110用于限制轮椅的左轮的位置，第二限位槽120用于限制轮椅的右轮的位置。电磁阻尼器，用于调节支撑辊的滚动阻尼。所述电磁阻尼器根据输入电流的大小产生不同大小的输出阻尼，输入电流越大，产生的输出阻尼越大。所述电磁阻尼器可以采用现有的电磁阻尼器实现。本领域技术人员可以根据电磁阻尼器选用的类型和具体型号，灵活调整电磁阻尼器与支撑辊之间的安装方式。支撑辊在用户旋转轮椅后轮时会被轮椅后轮带动旋转，其中安装有电磁阻尼器的支撑辊的滚动阻尼受到电磁阻尼器的控制。VR眼镜，用于向用户播放VR内容，并将VR眼镜当前的姿态数据返回到主机。所述VR眼镜可以采用现有的VR眼镜实现，例如，VIVE系列的VR眼镜。VR眼镜可以通过USB接口、蓝牙或者WIFI等于主机通信连接。速度传感器，用于测量支撑辊的角速度，即测量单位时间内支撑辊旋转的圈数，并将测量得到的数据通过控制板返回主机。所述速度可以采用现有的速度传感器实现，所述速度传感器可以通过如USB接口、蓝牙或者WIFI等与主机通信连接。控制板，用于根据主机的控制信号，调节电磁阻尼器的输出阻尼，所述控制板可以由嵌入式芯片以及至少两个驱动MOS管实现，所述嵌入式芯片控制MOS管的通断，从而控制流经电磁阻尼器的电流，以实现调节电磁阻尼器的输出阻尼。所述控制板可以通过串口、USB、网口或者无线通信等方式与主机通信连接。所述主机包括：第一调整模块，用于根据第一速度传感器采集的第一速度数据和第二速度传感器采集的第二速度数据，调整当前用户在虚拟场景中的位置；第二调整模块，用于根据当前用户在虚拟场景中的位置的地形参数，向控制板发送控制信号，使控制板调节第一电磁阻尼器和第二电磁阻尼器的输出阻尼。在本实施例中，所述第一速度传感器和第二速度传感器所采集的是第一限位槽和第二限位槽内的支撑辊的旋转速度。以采集到的第一速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能VR轮椅训练系统，其特征在于：包括训练装置、主机和VR眼镜；所述训练装置包括底座和控制板，所述底座上设有第一限位槽和第二限位槽，所述第一限位槽内设有第一支撑辊和第二支撑辊，所述第二限位槽内设有第三支撑辊和第四支撑辊，所述第一支撑辊或第二支撑辊上安装有第一电磁阻尼器和第一速度传感器，所述第三支撑辊或第四支撑辊上安装有第二电磁阻尼器和第二速度传感器，所述控制板的输出端分别与第一电磁阻尼器的输入端和第二电磁阻尼器的输入端通信连接，所述控制板的输入端分别与第一速度传感器的输出端和第二速度传感器的输出端通信连接；所述主机分别与控制板和VR眼镜通信连接；所述主机包括：第一调整模块，用于根据第一速度传感器采集的第一速度数据和第二速度传感器采集的第二速度数据，调整当前用户在虚拟场景中的位置；第二调整模块，用于根据当前用户在虚拟场景中的位置的地形参数，向控制板发送控制信号，使控制板调节第一电磁阻尼器和第二电磁阻尼器的输出阻尼。

【技术特征摘要】
1.一种智能VR轮椅训练系统，其特征在于：包括训练装置、主机和VR眼镜；所述训练装置包括底座和控制板，所述底座上设有第一限位槽和第二限位槽，所述第一限位槽内设有第一支撑辊和第二支撑辊，所述第二限位槽内设有第三支撑辊和第四支撑辊，所述第一支撑辊或第二支撑辊上安装有第一电磁阻尼器和第一速度传感器，所述第三支撑辊或第四支撑辊上安装有第二电磁阻尼器和第二速度传感器，所述控制板的输出端分别与第一电磁阻尼器的输入端和第二电磁阻尼器的输入端通信连接，所述控制板的输入端分别与第一速度传感器的输出端和第二速度传感器的输出端通信连接；所述主机分别与控制板和VR眼镜通信连接；所述主机包括：第一调整模块，用于根据第一速度传感器采集的第一速度数据和第二速度传感器采集的第二速度数据，调整当前用户在虚拟场景中的位置；第二调整模块，用于根据当前用户在虚拟场景中的位置的地形参数，向控制板发送控制信号，使控制板调节第一电磁阻尼器和第二电磁阻尼器的输出阻尼。2.根据权利要求1所述的一种智能VR轮椅训练系统，其特征在于：所述主机还包括：生成模块，用于根据所述第一速度数据和第二速度数据生成虚拟移动轨迹；碰撞计算模块，用于根据所述虚拟移动轨迹，计算用户与虚拟场景中障碍物的碰撞次数。3.根据权利要求1所述的一种智能VR轮椅训练系统，其特征在于：所述主机还包括：速度计算模块，用于根据所述第一速度数据和第二速度数据，计算用户的实时速度；速度显示模块，用于控制VR眼镜显示所述用户的实时速度。4.根据权利要求1所述的一种智能VR轮椅训练系统，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅道元，
申请(专利权)人：湖南曼纽科医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43