[发明专利]动感赛车游戏运动模拟器的运动控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及动感游戏技术领域，具体涉及一种动感赛车游戏运动模拟器的运动控制装置及方法。

背景技术

现有动感赛车游戏的控制方法几乎都是主动控制形式：①通过一定的外设(如鼠标、键盘、游戏手柄/方向盘等)来控制游戏场景中的虚拟赛车进行前后移动和左右侧摆运动，如申请号为201310397659.0的专利提出了一种利用智能手机模拟游戏方向盘的操作方法与系统来控制虚拟赛车，申请号为201320360792.4的专利提出了一种用于控制手机赛车游戏的方向盘结构组成与设计；②通过游戏手柄/方向盘或上位机对动感赛车游戏中动感座椅的各个运动进行联动控制，如申请号为201310317335.1的专利提出了一种通过游戏手柄或上位机对动感座椅中各个运动机构的电机转向和转速进行控制，实现动感座椅的升高降低、左右回转、前后摆动和左右摆动的联动，给予游戏玩家一定的运动感觉。

但是，至今为止，现有动感赛车游戏技术领域中并没有提供一种被动形式的控制方法——根据虚拟赛车在不同游戏场景中的不同运动位姿和运动状态对动感赛车游戏运动模拟器中运动座椅的位姿和运动状态进行有效控制，使其与虚拟赛车的位姿和运动状态保持一致，给予游戏玩家身临其境的感觉。因此，本专利申请拟基于一种电机驱动的三自由度可拆装的动感赛车游戏运动模拟器，提出一种动感赛车游戏运动模拟器的运动控制装置与运动控制方法，该运动控制方法以一种被动形式实现了动感赛车游戏运动模拟器中运动座椅的侧摆、俯仰和滚转运动的联动控制，克服了现有动感赛车游戏技术中存在的不足，满足了游戏玩家对动感赛车游戏的高娱乐度和高逼真度的要求。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种提高动感赛车游戏的娱乐度和逼真度以及给予游戏玩家身临其境感觉的动感赛车游戏运动模拟器的运动控制装置及方法。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种动感赛车游戏运动模拟器的运动控制装置，它包括：

赛车游戏控制方向盘；

第一通信模块，用于将所述赛车游戏控制方向盘的旋转角度和赛车前进或后退信号传输给计算机；

计算机，该计算机内包括位姿求解模块和差分映射模块，所述位姿求解模块用于计算虚拟赛车处于不同运动场景时的位姿，以及通过差分映射模块中的差分运算得到虚拟赛车在一个采样周期t内的各个运动角度的变化量映射运算得到动感赛车游戏运动模拟器中各个运动机构的角度变化量并通过第二通信模块将动感赛车游戏运动模拟器中各个运动机构的角度变化量传输给ARM处理器中的运动参数转换模块；

ARM处理器，该ARM处理器包括运动参数转换模块和PID控制模块，所述运动参数转换模块根据动感赛车游戏运动模拟器中各个运动机构的角度变化量求解出动感赛车游戏运动模拟器中各个运动机构的平动位移s_s、s_p、s_r和平动速度v_s、v_p、v_r，并将求解出的位移、速度参数以队列的形式存储在内存缓冲区中，以采样周期t按照先进先出的原则将其传输给PID控制模块；所述PID控制模块根据所述运动参数转换模块输出的位移、速度参数对动感赛车游戏运动模拟器中侧摆机构、俯仰机构和滚转机构的位移和速度进行联动控制。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述计算机内还包括运动场景模拟模块，所述赛车游戏控制方向盘的旋转角度和赛车前进或后退信号通过所述运动场景模拟模块在显示器中模拟显示。

根据本发明的另一个实施方案，所述动感赛车游戏运动模拟器中的侧摆丝杠、俯仰丝杠和滚转丝杠处各设置一个光栅线位移传感器，该光栅线位移传感器用于检测侧摆螺母位移s_s’、俯仰螺母位移s_p’和滚转螺母位移s_r’，并将检测到的各个位移量反馈给PID控制模块；PID控制模块通过对检测到的各个反馈位移量进行检验，以对动感赛车游戏运动模拟器中各个运动机构的运动状态进行有效操控。

根据本发明的另一个实施方案，所述赛车游戏控制方向盘采用型号为北通瞬风131的3D游戏方向盘；ARM处理器采用型号为STM32F103ZET6的ARM处理器；电机采用型号为ZGBX90F-X80-1的直流减速电机；光栅线位移传感器采用型号为GXW型的光栅线位移传感器。

根据本发明的另一个实施方案，所述第一通信模块和/或第二通信模块为USB通信模块。