雪橇运动模拟系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种雪橇运动模拟系统，包括：雪橇板、用于控制所述雪橇板的俯仰姿态角的俯仰控制装置、用于控制所述雪橇板的横滚姿态角的横滚控制装置、用于显示模拟赛道周围环境的显示装置及与所述俯仰控制装置、横滚控制装置、显示装置连接控制装置，所述控制装置用于基于预设的模拟赛道信息控制所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、控制雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。还提供了对应的模拟方法。能够令体验者可以侵入可视的虚拟世界中，以第一视角感受雪橇运动的全过程。

Sled motion simulation system and method

【技术实现步骤摘要】
雪橇运动模拟系统及方法
本专利技术涉及侵入式虚拟现实领域，具体而言，涉及一种雪橇运动模拟系统及一种雪橇运动模拟方法。
技术介绍
雪橇运动对场地和设备有一定的要求，在基础场地发展基础较弱的情况下，对于普通大众仍具有一定的门槛，普通大众常常需要通过体验的方式感受到雪橇运动技术要领和感官感受。现有的模拟雪橇运动的方式还停留在2D显示画面上，通过游戏的方式，仅通过2D的视觉感官变化很难与真实的感官相比拟，感官较为单一。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中模拟雪橇运动感官单一，体验较差的问题，提出了一种雪橇运动模拟系统，包括：雪橇板、用于控制所述雪橇板的俯仰姿态角的俯仰控制装置、用于控制所述雪橇板的横滚姿态角的横滚控制装置、用于显示模拟赛道周围环境的显示装置及与所述俯仰控制装置、横滚控制装置、显示装置连接控制装置，所述控制装置用于基于预设的模拟赛道信息控制所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、控制雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。进一步地，所述雪橇板包括卧舱板、位于卧舱板底部的模拟滑刀和位于模拟滑刀下部的力传感器，所述模拟系统还包括用于拍摄用户躺在所述雪橇板的卧舱内时的姿态的图像采集装置，所述控制装置还用于根据力传感器测量的模拟滑刀的受力分布和图像采集装置采集的用户图像，调整所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、调整所述雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。进一步地，所述横滚控制装置包括弧形导轨、可被驱动沿所述弧形导轨滑动的滑动板；所述雪橇板一端与所述滑动板铰接；所述俯仰控制装置包括直线运动机构，所述直线运动机构的运动端与所述雪橇板的另一端铰接，所述直线运动机构的固定端与所述滑动板铰接，所述雪橇板位于所述弧形导轨的内侧。进一步地，所述横滚控制装置还包括与所述滑动板铰接的多个导轮，所述导轮可被驱动相对所述弧形导轨滚动。进一步地，还包括位于雪橇板两侧的初始速度模拟装置，所述初始速度模拟装置用于模拟赛道的初始速度，所述控制装置还用于根据所述初始速度调整调整所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。进一步地，所述初始速度模拟装置包括第一轮、第二轮和包围所述第一轮和所述第二轮的环形柔性扶手，所述环形柔性扶手包括同步转动部和握持部，所述同步转动部与第一轮、第二轮同步转动，所述握持部位于第一轮和第二轮之间；所述初始速度模拟装置还包括，与所述第一轮或所述第二轮连接的角位移传感器，所述角位移传感器用于测量所述环形柔性扶手的角位移，所述控制装置还用于根据所述环形柔性扶手的角位移生成所述初始速度。进一步地，所述显示装置包括头戴式VR显示设备，所述头戴式VR显示设备上设置有观看姿态测量传感器，所述观看姿态测量传感器用于测量用户头部的观看姿态，所述控制装置根据所述观看姿态调整所述头戴式VR显示设备显示的模拟赛道周围环境的动态画面。本专利技术另一方面还提供了一种雪橇运动模拟方法，采用的设备包括用于用户乘坐的雪橇板、用于控制雪橇板的俯仰姿态角的俯仰控制装置、用于控制雪橇板的横滚姿态角的横滚控制装置，用户显示模拟赛道周围环境的显示装置，所述方法包括如下步骤：加载模拟赛道周围环境显示场景时间序列、初始俯仰姿态角时间序列和初始横滚姿态角时间序列；根据当前运行时间，控制显示装置显示与当前运行时间对应的模拟赛道周围环境的动态画面；根据当前运行时间和初始俯仰姿态角时间序列，控制俯仰控制装置调整所述雪橇板的俯仰姿态角；根据当前运行时间和初始横滚姿态角时间序列，控制横滚控制装置调整所述雪橇板的横滚姿态角。进一步地，所述雪橇板还包括模拟滑刀，所述模拟滑刀下部设置有力传感器，所述雪橇板附近设置有用于拍摄用户躺在所述雪橇板的卧舱内时的姿态的图像采集装置；所述方法还包括：根据力传感器测量的模拟滑刀的受力分布和图像采集装置采集的用户图像，调整所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面，调整所述雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。进一步地，雪橇板两侧设置有初始速度模拟装置，所述初始速度模拟装置用于模拟赛道的初始速度；所述方法还包括：根据所述初始速度调整调整所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。本专利技术实施例中的雪橇运动模拟系统和方法令体验者可以侵入可视的虚拟世界中，以第一视角感受雪橇运动的全过程；以机器人为主体构建一套运动系统配合VR视觉系统，令体验者可以在其中驾驶，感受模拟无舵雪橇运动的三维运动体验。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统硬件结构示意图；图2为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统中模块之间的信号连接示意图；图3为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统中横滚控制装置与显示装置的配合显示示意图；图4为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统中横滚控制装置与显示装置的配合显示示意图；图5为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统中横滚控制装置与显示装置的配合显示示意图；图6为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统中具体结构示意图；图7为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统中具体结构示意图；图8为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统中具体结构示意图；图9为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟系统中具体结构示意图；图10为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟方法的流程示意图；图11为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟方法的另一流程示意图；图12为本专利技术一些实施例中的雪橇运动模拟方法的另一流程示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术实施例提供了一种雪橇运动模拟系统及方法，采集现实中赛道中雪橇的运动路线，或者通过模拟形成运动路线，运动路线中包括各个时间点雪橇姿态(俯仰姿态、和横滚姿态)，根据运动路线来调整用户提供视觉上的感官变化，如，运行路线两侧的赛道场景显示变化，还调整用户俯仰方向和横滚方向上加速度上的感官变化。从而为用户提供了一种侵入式的体验，感受更加直观。雪橇运动可以通过控制雪橇底部的钢刀的受力或者控制运动员的重心位置调整雪橇的运动。特别是无舵雪橇运动，比赛时运动员坐在雪橇上，双手借助起点助栏用力向后推，使雪橇向前起动，滑行中仰卧在雪橇上，单手拉住雪橇皮带利用身体起卧，变换肩、腿姿势操纵雪橇，使之沿着冰道快速滑降。通过变换身体的姿态来对雪橇的运动方向进行操控。本专利技术中实施例可以采用体验式的模拟方式，即让用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雪橇运动模拟系统，其特征在于，包括：雪橇板、用于控制所述雪橇板的俯仰姿态角的俯仰控制装置、用于控制所述雪橇板的横滚姿态角的横滚控制装置、用于显示模拟赛道周围环境的显示装置及与所述俯仰控制装置、横滚控制装置、显示装置连接控制装置，所述控制装置用于基于预设的模拟赛道信息控制所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、控制雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。/n

【技术特征摘要】
1.一种雪橇运动模拟系统，其特征在于，包括：雪橇板、用于控制所述雪橇板的俯仰姿态角的俯仰控制装置、用于控制所述雪橇板的横滚姿态角的横滚控制装置、用于显示模拟赛道周围环境的显示装置及与所述俯仰控制装置、横滚控制装置、显示装置连接控制装置，所述控制装置用于基于预设的模拟赛道信息控制所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、控制雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。


2.根据权利要求1所述的雪橇运动模拟系统，其特征在于，所述雪橇板包括卧舱板、位于卧舱板底部的模拟滑刀和位于模拟滑刀下部的力传感器，所述模拟系统还包括用于拍摄用户躺在所述雪橇板的卧舱内时的姿态的图像采集装置，所述控制装置还用于根据力传感器测量的模拟滑刀的受力分布和图像采集装置采集的用户图像，调整所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、调整所述雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。


3.根据权利要求1或2所述的雪橇运动模拟系统，其特征在于，所述横滚控制装置包括弧形导轨、可被驱动沿所述弧形导轨滑动的滑动板；所述雪橇板一端与所述滑动板铰接；所述俯仰控制装置包括直线运动机构，所述直线运动机构的运动端与所述雪橇板的另一端铰接，所述直线运动机构的固定端与所述滑动板铰接，所述雪橇板位于所述弧形导轨的内侧。


4.根据权利要求3所述的雪橇运动模拟系统，其特征在于，所述横滚控制装置还包括与所述滑动板铰接的多个导轮，所述导轮可被驱动相对所述弧形导轨滚动。


5.根据权利要求1或2所述的雪橇运动模拟系统，其特征在于，还包括位于雪橇板两侧的初始速度模拟装置，所述初始速度模拟装置用于模拟赛道的初始速度，所述控制装置还用于根据所述初始速度调整调整所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。


6.根据权利要求5所述的雪橇运动模拟系统，其特征在于，所述初始速度模拟装置包括第一轮、第二轮和包围所述第一轮和所述第二轮的环形柔性扶手，所述环形柔性扶手包括同步转动部和握持部，所述同步转动部与第一轮、第二轮同步转动，所述握持部...

【专利技术属性】
技术研发人员：林杰，孙亮，孙晓杰，
申请(专利权)人：西宁泰里霍利智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63