一种智慧滑雪健身仿真模拟器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种智慧滑雪健身仿真模拟器及其控制方法，包括：滑雪视景装置、机械运动装置和控制装置，控制装置包括控制器以及与控制器电性连接的通信装置和数据采集装置，数据采集装置包括空间定位装置和人机交互设备，控制器通过通信装置与上位计算机系统通信连接；滑雪视景装置用于模拟滑雪场景，机械运动装置用于用户执行滑雪动作，控制器分别与滑雪视景装置、机械运动装置电性连接。本发明专利技术提供的智慧滑雪健身仿真模拟器及其控制方法，使用简单方便，在球幕显示屏上实现仿真滑雪动态与雪地景象相配合，并能根据使用情况反馈给使用者相应的信息，有针对性的进行健身，提高用户科学健身运动体验感和交互性。

A kind of intelligent skiing fitness simulation simulator and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种智慧滑雪健身仿真模拟器及其控制方法
本专利技术涉及冰雪健身设备
，特别是涉及一种智慧滑雪健身仿真模拟器及其控制方法。
技术介绍
在我国现阶段，滑雪作为最普及的冬季体育运动，仍是一种少数人参与的运动项目。只有少部分人能够前往滑雪场地参与滑雪运动，极大地限制了我国冰雪运动的发展。据统计，北方地区的滑雪场占全国滑雪场的95％以上，滑雪人口也集中在经济相对发达的东部城市当中，青壮年的比例很高，但是其余地区，其余年龄段的人鲜有机会去参与滑雪运动。因此，如何能够使更多的人体验到滑雪的魅力，成为了我国发展冬季体育运动急需解决的问题。目前我国的高科技文化科教产品较少，市场上的设备主要是中低端产品，没有跟上科技的发展速度。尤其是在大众健身，冬季项目领域，缺少科技文化融合产品，因此，面向大众消费的高科技健身设备有着广阔的市场前景。市场需要一种多功能的具体验、健身及游戏等为一体的便于推广普及的滑雪仿真系统，从而使广大群众模拟体验滑雪运动的乐趣，将滑雪模拟系统作为一种普及性的运动健身器具、游戏器具大力推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种智慧滑雪健身仿真模拟器及其控制方法，使用简单方便，采用滑雪仿真系统，仿真滑雪的动作状态信息能与计算机联网，在球幕显示屏上实现仿真滑雪动态与雪地景象相配合，并能根据使用情况反馈给使用者相应的信息，有针对性的进行健身，提高用户科学健身运动体验感和交互性。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种智慧滑雪健身仿真模拟器，包括：滑雪视景装置、机械运动装置和控制装置，所述控制装置包括控制器以及与控制器电性连接的通信装置和数据采集装置，所述数据采集装置包括空间定位装置和人机交互设备，所述控制器通过所述通信装置与上位计算机系统通信连接；所述滑雪视景装置用于模拟滑雪场景，所述机械运动装置用于用户执行滑雪动作，所述控制器分别与所述滑雪视景装置、机械运动装置电性连接，所述控制器接收所述空间定位装置和人机交互设备采集的信息传输给所述上位计算机系统，所述上位计算机系统向所述控制器发送执行指令，所述控制器控制所述滑雪视景装置和机械运动装置动作。可选的，所述滑雪视景装置包括支架和球形外壳，所述球形外壳固定连接在所述支架上，所述球形外壳的内侧壁设置有球幕显示屏，所述球形外壳的上盖内壁设置有两台投影仪和一台融合相机，所述投影仪用于向所述球幕显示屏投射虚拟滑雪场景图像，所述融合相机用于捕捉两台所述投影仪拼接后所投射的投影图像范围，所述球幕显示屏、投影仪和融合相机分别与所述控制器电性连接。可选的，所述滑雪视景装置还包括音响装置和吹风装置，所述音响装置和吹风装置设置在所述支架的下方，所述音响装置和吹风装置分别与所述控制器电性连接。可选的，所述机械运动装置包括底座、滑板组件和步进电机，所述滑板组件包括滑板和滑板固定座，所述滑板固定连接在所述滑板固定座上，所述滑板固定座与所述底座滑动连接，所述滑板固定座的两侧壁分别通过弹性绳索与所述底座连接，所述步进电机与可伸缩连杆传动连接，所述可伸缩连杆与所述滑板固定座固定连接，所述步进电机与所述控制器电性连接，所述步进电机驱动所述可伸缩连杆，带动所述滑板固定座沿所述底座滑动。可选的，所述步进电机设置在所述底座的底部，所述底座上设置有滑动轨道，所述滑板固定座的底部固定连接有滑块，所述滑板固定座通过所述滑块与所述滑动轨道滑动连接，所述滑动轨道旁设置有移动槽，所述可伸缩连杆穿过所述移动槽与所述滑板固定座连接，所述可伸缩连杆沿所述滑动槽移动。可选的，所述机械运动装置还包括扶手，所述扶手设置在所述底座上。可选的，所述空间定位装置安装在球幕显示屏的两端，所述空间定位装置包括两台激光定位器发射装置，用于扫描用户身上设置的光敏传感器。本专利技术还提供了一种智慧滑雪健身仿真模拟器的控制方法，包括以下步骤：用户通过人机交互设备输入操作指令，并通过控制器传输给上位计算机系统；上位计算机系统控制虚幻引擎中滑雪装备模型运动，虚幻引擎将滑雪装备模型的实时位姿参数输出，经过位姿反解计算转化成机械运动装置的运动参数，并发送给控制器；控制器将机械运动装置的运动参数转换为步进电机能识别的脉冲信号，以此来控制机械运动装置复现虚幻引擎中滑雪装备模型的运动状态；融合相机和空间定位装置采集到的信息传输给控制器，并发送给上位计算机系统；上位计算机系统根据融合相机和空间定位装置采集到的信息，调用场景库的图像数据，并传送给控制器；控制器根据图像数据，控制投影仪向球幕显示屏投射虚拟滑雪场景图像。可选的，所述上位计算机系统根据融合相机和空间定位装置采集到的信息，调用场景库的图像数据，并传送给控制器，具体还包括：调用场景库中与所述图像数据相匹配的音响和风力数据，并传输给控制器。可选的，所述控制器根据图像数据，控制投影仪向球幕显示屏投射虚拟滑雪场景图像，还包括，所述控制器根据音响和风力数据，分别控制所述音响装置和吹风装置动作。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的智慧滑雪健身仿真模拟器及其控制方法，通过滑雪视景装置能够模拟滑雪虚拟场景，并可以伴随音响和风力等效果，形成身处其境的感觉；同时，机械运动装置能够为用户提供真实的运动体验，在原地便可以感受滑雪运动，使用简单方便，具有较高的模拟精度，能真实虚拟出运动员作出相关动作时的滑雪情况，有效提高了滑雪运动员的训练效果，仿真滑雪的动作状态信息能与计算机联网，在显示屏上实现仿真滑雪动态与雪地景象相配合，并能根据使用情况反馈给使用者相应的信息，有针对性的进行健身，提高用户科学健身运动体验感和交互性；该模拟器集成了现有技术中的互联网技术、大数据技术、计算机图形技术、虚拟现实技术、电气控制技术、机械设计技术、传感器技术以及多通道投影边缘融合等技术，该设备可以广泛应用于旅游场所、科技馆、健身馆等场景，该产品是一款科技与文化融合、寓教于乐的全民健身高科技设备。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例智慧滑雪健身仿真模拟器的结构示意图；图2为本专利技术实施例滑雪视景装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例机械运动装置与支架的位置示意图；图4为本专利技术实施例机械运动装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例机械运动装置的底部结构示意图图6为本专利技术实施例智慧滑雪健身仿真模拟器的控制原理框图；图7为本专利技术实施例智慧滑雪健身仿真模拟器的工作原理图；图8为本专利技术相机位姿示意图；图9为本专利技术实施例滑雪视景装置的正面结构示意图；图10为本专利技术实施例滑雪视景装置的侧面结构示意图；图11为本专利技术实施例投影仪的光路图；附图标记：1、滑雪视景装置；101、球形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧滑雪健身仿真模拟器，其特征在于，包括：滑雪视景装置、机械运动装置和控制装置，所述控制装置包括控制器以及与控制器电性连接的通信装置和数据采集装置，所述数据采集装置包括空间定位装置和人机交互设备，所述控制器通过所述通信装置与上位计算机系统通信连接；/n所述滑雪视景装置用于模拟滑雪场景，所述机械运动装置用于用户执行滑雪动作，所述控制器分别与所述滑雪视景装置、机械运动装置电性连接，所述控制器接收所述空间定位装置和人机交互设备采集的信息传输给所述上位计算机系统，所述上位计算机系统向所述控制器发送执行指令，所述控制器控制所述滑雪视景装置和机械运动装置动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种智慧滑雪健身仿真模拟器，其特征在于，包括：滑雪视景装置、机械运动装置和控制装置，所述控制装置包括控制器以及与控制器电性连接的通信装置和数据采集装置，所述数据采集装置包括空间定位装置和人机交互设备，所述控制器通过所述通信装置与上位计算机系统通信连接；
所述滑雪视景装置用于模拟滑雪场景，所述机械运动装置用于用户执行滑雪动作，所述控制器分别与所述滑雪视景装置、机械运动装置电性连接，所述控制器接收所述空间定位装置和人机交互设备采集的信息传输给所述上位计算机系统，所述上位计算机系统向所述控制器发送执行指令，所述控制器控制所述滑雪视景装置和机械运动装置动作。


2.根据权利要求1所述的智慧滑雪健身仿真模拟器，其特征在于，所述滑雪视景装置包括支架和球形外壳，所述球形外壳固定连接在所述支架上，所述球形外壳的内侧壁设置有球幕显示屏，所述球形外壳的上盖内壁设置有两台投影仪和一台融合相机，所述投影仪用于向所述球幕显示屏投射虚拟滑雪场景图像，所述融合相机用于捕捉两台所述投影仪拼接后所投射的投影图像范围，所述球幕显示屏、投影仪和融合相机分别与所述控制器电性连接。


3.根据权利要求2所述的智慧滑雪健身仿真模拟器，其特征在于，所述滑雪视景装置还包括音响装置和吹风装置，所述音响装置和吹风装置设置在所述支架的下方，所述音响装置和吹风装置分别与所述控制器电性连接。


4.根据权利要求2所述的智慧滑雪健身仿真模拟器，其特征在于，所述机械运动装置包括底座、滑板组件和步进电机，所述滑板组件包括滑板和滑板固定座，所述滑板固定连接在所述滑板固定座上，所述滑板固定座与所述底座滑动连接，所述滑板固定座的两侧壁分别通过弹性绳索与所述底座连接，所述步进电机与可伸缩连杆传动连接，所述可伸缩连杆与所述滑板固定座固定连接，所述步进电机与所述控制器电性连接，所述步进电机驱动所述可伸缩连杆，带动所述滑板固定座沿所述底座滑动。


5.根据权利要求4所述的智慧滑雪健身仿真模拟器，其特征在于，所述步进电机设置在所述底座的底...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋涛，赵明宇，韩东，刘宵婵，高玉林，李坤，
申请(专利权)人：秦皇岛视听机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13