[发明专利]一种动感单车虚拟漫游系统和虚拟漫游实现方法

说明书

本发明公开了一种动感单车虚拟漫游系统和虚拟漫游实现方法。在虚拟漫游场景中生成虚拟漫游道路，通过测速装置获取用户骑动感单车健身时的骑行速度后，经数据通讯模块把骑行速度数据输入虚拟漫游场景中，最后骑行速度数据驱动虚拟漫游场景的视点沿着漫游路径运动，实现动感单车的虚拟漫游；漫游路径是运用Catmull‑Rom曲线插值算法，利用原漫游道路控制点，计算插值点并连接拟合获得。本发明把虚拟现实技术与传统健身脚踏车相结合，依据骑行速度与虚拟环境实时交互，把健身和娱乐融为一体，去除人们屋内骑车健身的乏味性，提高健身效果，并可应用于家庭骑车、健身房骑车、VR体验馆骑车、博物馆游览骑车、风景名胜游览骑车等。

技术领域

本发明涉及虚拟漫游系统，尤其是涉及了一种动感单车虚拟漫游系统和虚拟漫游实现方法。

背景技术

随着运动健体理念的普及，骑自行车锻炼身体已经成为都市人的潮流和风尚。但是，天公不作美，在雨雪风霜、雾霾蔽日的天气里，人们就无法在风景优美的室外环境中骑车锻炼了。在室内或健身房里，人们骑着普通的脚踏车锻炼身体，会觉得枯燥乏味、兴趣全无，实在是弃之可惜，食之无味。

传统的虚拟漫游是在固定速度下的漫游，而骑车漫游时速度是不断动态变化的。当骑车速度发生变化时，如果漫游速度保持不变，就会影响用户的真实感体验。

专利CN 104794286A用贝塞尔曲线构造路线封闭曲线，需要调整封闭曲线中各关键控制点的位置、法线方向和斜率，才能形成路线封闭曲线(即漫游路径)。这种方法不仅增加了漫游路径生成的计算量，而且还需要手工调整漫游路径的相关参数，导致漫游路径的脚本不能重复使用。

近年来，虚拟现实技术的快速发展，虚拟漫游和骑车锻炼很自然地就结合在一起，摆脱了骑车锻炼受到天气、场地等条件的制约，并融入教育、互动、环保、娱乐、趣味和科学健身等内涵，应用前景十分广阔。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种动感单车虚拟漫游系统和虚拟漫游实现方法。

本发明采用的技术方案是：

一、一种动感单车虚拟漫游系统：

包括动感单车、测速装置、数据通讯模块、虚拟漫游场景和漫游路径生成模块，用骑行速度数据驱动虚拟漫游场景的视点沿着漫游路径运动，实现动感单车的虚拟漫游，其中：

所述的测速装置分别与动感单车和数据通讯模块相连，实时获取动感单车的骑行速度数据，并将骑行速度数据传送给数据通讯模块；

所述的数据通讯模块连接虚拟漫游设备，将骑行速度数据输入虚拟漫游设备的虚拟漫游场景中，虚拟漫游场景通过漫游路径生成模块的曲线计算方法拟合获得漫游路径。

所述的测速装置采用安装在动感单车车轮上的电磁传感器，电磁传感器实时测得动感单车车轮的转动圈数，进而计算获得动感单车的骑行速度数据。

所述的数据通讯模块采用计算机RS232串口或USB串口的有线通信，或者采用无线网通信或蓝牙通信，把动感单车的骑行速度数据实时传送给虚拟漫游场景。

所述的漫游路径生成模块运用Catmull-Rom曲线插值算法，利用虚拟漫游场景中原有的漫游道路控制点，实时计算关键插值点，连接关键插值点后拟合获得虚拟漫游场景中的漫游路径。

本发明对于任意Unity3d漫游场景，可快速生成漫游道路并直接拟合出漫游路径。

二、一种动感单车虚拟漫游实现方法：

利用测速装置实时获取动感单车的骑行速度数据，并将骑行速度数据传送给数据通讯模块，数据通讯模块将骑行速度数据输入虚拟漫游设备的虚拟漫游场景中，虚拟漫游场景通过漫游路径生成模块的曲线计算方法拟合获得漫游路径，用骑行速度数据驱动虚拟漫游场景的视点沿着漫游路径运动，从而实现动感单车的虚拟漫游。