一种VR模拟场景训练系统技术方案

本发明专利技术提供了一种VR模拟场景训练系统，包括运动模块以及游戏模块，运动模块包括反馈单元和集成单元，游戏模块包括场景单元以及网络单元，用户通过自行车锻炼，反馈单元将运动状态反馈至集成单元，集成单元采集用户运动数据并通过蓝牙传输至场景单元，场景单元根据传输数据在游戏场景中做出相应反馈，并通过网络单元进行局域网多人竞速骑行。本发明专利技术系统中，通过将VR模拟场景与室内动感自行车相结合，实时获取用户的运动状态，并增加室内动感自行车健身的趣味性，有效提高用户的健身积极性。有效提高用户的健身积极性。有效提高用户的健身积极性。

【技术实现步骤摘要】
一种VR模拟场景训练系统


[0001]本专利技术涉及场景训练
，尤其涉及一种VR模拟场景训练系统。

技术介绍

[0002]随着生活质量的提高，更多人偏爱食用高热量食物，过多热量的摄入使得肥胖逐渐成为影响大众身体健康四的主要问题，肥胖会引发高血压、心脏病、脂肪肝和糖尿病等问题，给身体造成负担，因此改善肥胖问题刻不容缓，改善肥胖问题最健康有效的方式是运动健身，由于受空气污染问题的影响，室外运动受到限制，室内运动越来越受到人们欢迎，其中健身自行车因减肥燃脂效果明显，可以提高心肺功能，然而，长时间的骑行运动十分枯燥，缺乏趣味性，随着人们健身要求的提高，健身自行车存在的问题己日趋明显，传统的健身自行车使人在做机械的运动，不能实时获取运动状态，且运动过程中枯燥乏味缺少娱乐性，无法满足高质量的健身需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种VR模拟场景训练系统。
[0004]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种VR模拟场景训练系统，包括运动模块以及游戏模块，运动模块包括反馈单元和集成单元，游戏模块包括场景单元以及网络单元；
[0005]用户通过自行车锻炼，反馈单元将运动状态反馈至集成单元，集成单元采集用户运动数据并通过蓝牙传输至场景单元，场景单元根据传输数据在游戏场景中做出相应反馈，并通过网络单元进行局域网多人竞速骑行。
[0006]优选的，所述集成单元包括单片机、速度传感器、心率血氧传感器、角度传感器，速度传感器通过脉冲信号测量速度值，心率血氧传感器通过光容积法测量数值，角度传感器通过电位计改变阻值大小来测量角度值，单片机用于接收处理数据。
[0007]优选的，所述速度传感器用于测量速度，速度测量公式为：
[0008][0009]式中，v为骑行速度，单位mm*ms
‑1，t为采样时间，单位为ms。
[0010]优选的，所述心率血氧传感器集成脉搏血氧仪与心率检测仪，通过交流AC信号的频率值计算出心率，公式为：
[0011]HR＝f
×
60
[0012]HR为心率，f为AC信号的频率。
[0013]优选的，所述心率血氧传感器通过血液对红光和红外光的吸收特性的不同，测出氧合血红蛋白和血红蛋白的PPG信号，通过以下公式计算血氧值：
[0014][0015]其中Sao2为血氧饱和度、为氧合血红蛋白含量、C
Hb
为血红蛋白含量。
[0016]优选的，还包括蓝牙模块，蓝牙模块为BLE蓝牙5.0模块，单片机通过蓝牙模块传输数据至PC端，PC端使用蓝牙模块进行接收。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]1、本专利技术系统中，通过将VR模拟场景与室内动感自行车相结合，实时获取用户的运动状态，并增加室内动感自行车健身的趣味性，有效提高用户的健身积极性。
[0019]2、本专利技术通过设置有集成单元，集成单元包括单片机、速度、心率血氧、角度传感器等硬件，实时采集使用者的运动数据，便于给出科学的健身指导，速度传感器采用霍尔传感器通过脉冲信号测量速度值，心率血氧传感器采用光容积法测量数值，角度传感器采用电位计改变阻值大小来测量角度值，从而在用户健身时，采集用户的运动数据，便于用户查看运动状态。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的系统框架结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的数据传输示意图；
[0022]图3为本专利技术场景单元的制作流程图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0025]实施例1
[0026]请参阅图1所示，本实施例所述一种VR模拟场景训练系统，包括运动模块以及游戏模块，运动模块包括自行车、反馈单元和集成单元；游戏模块包括场景单元以及网络单元；
[0027]其中，
[0028]自行车增加可调节座位椅，供使用者调节到适合自己运动姿态的位置，增加半包裹式的踏板，加强脚部抓地力同时起到保护脚部的作用，握把增加转向轴，可进行任意方向转动，在握把内部安装心率血氧传感器，增加刹车旋钮，一方面可以紧急制动保护使用者发生危险，另一方面可通过调节旋钮增大摩擦力，增加运动强度，选择前飞轮设计结构，并在踏板后飞轮增加速度传感器位置。
[0029]反馈单元：用于实现力反馈，反馈单元为双升降杆设计并该反馈单元前方增加位移传感器，推动升降杆产生位移。
[0030]集成单元：包括单片机、速度、心率血氧、角度传感器等硬件，实时采集使用者的运动数据，便于给出科学的健身指导，速度传感器采用霍尔传感器通过脉冲信号测量速度值，心率血氧传感器采用光容积法测量数值，角度传感器采用电位计改变阻值大小来测量角度
值，单片机采用STM32F103单片机，功耗低、实时性强、价格低廉、功能强大。
[0031]使用3DMAX制作游戏场景中所需的模型，使用Uunity3d制作游戏，通过游戏UI设计为游戏设计登录窗口和游戏内部设置窗口，天空盒编辑为游戏增加天气场景，有晴天和夜景两个地图，地形编辑为游戏制作不同的地形，脚本添加为对应得物体添加脚本实现移动控制，场景搭建将整体资源合理配置制作完整VR游戏，场景渲染通过游戏内部的灯光、画面、贴图，优化场景效果。
[0032]场景单元：游戏背景为赛道竞速，支持单人单机骑行与局域网多人竞速骑行两种模式。
[0033]网络单元：局域网的制作需要在Unity中搭建网络，创建客户端与服务器端，然后通过socket实现服务器与客户端之间得通信，最后通过客户端与服务器端模拟频率同步、游戏对象移动同步、动画同步来实现网路同步。
[0034]游戏中为了增加游戏的趣味性，还设置有飞跃河流、落石躲避等关卡，增加游戏难度提高游戏竞技性，游戏系统通过VR交互设备，进行人机交互，实现虛拟游戏的运行，该训练系统将VR模拟场景与室内动感自行车相结合，实时获取用户的运动状态，并增加室内动感自行车健身的趣味性，有效提高用户的健身积极性。
[0035]实施例2
[0036]所述集成单元包括单片机、速度、心率血氧、角度传感器等硬件，实时采集使用者的运动数据，便于给出科学的健身指导，速度传感器采用霍尔传感器通过脉冲信号测量速度值，心率血氧传感器采用光容积法测量数值，角度传感器采用电位计改变阻值大小来测量角度值，单片机采用STM32F103单片机，功耗低、实时性强、价格低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VR模拟场景训练系统，其特征在于：包括运动模块以及游戏模块，运动模块包括反馈单元和集成单元，游戏模块包括场景单元以及网络单元；用户通过自行车锻炼，反馈单元将运动状态反馈至集成单元，集成单元采集用户运动数据并通过蓝牙传输至场景单元，场景单元根据传输数据在游戏场景中做出相应反馈，并通过网络单元进行局域网多人竞速骑行。2.根据权利要求1所述的一种VR模拟场景训练系统，其特征在于：所述集成单元包括单片机、速度传感器、心率血氧传感器、角度传感器，速度传感器通过脉冲信号测量速度值，心率血氧传感器通过光容积法测量数值，角度传感器通过电位计改变阻值大小来测量角度值，单片机用于接收处理数据。3.根据权利要求2所述的一种VR模拟场景训练系统，其特征在于：所述速度传感器用于测量速度，速度测量公式为：式中，v为骑行速度，单位mm*ms
‑1，t为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏敏，章河方，
申请(专利权)人：南京石三心网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：