[发明专利]六自由度游戏模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种六自由度游戏模拟器，其可以用于模拟类似于汽车、快艇、飞机等驾驶类游戏，或者用于训练相应的驾驶员，属于模拟驾驶技术领域。

背景技术

六自由度游戏模拟器主要用于各种车辆、工程机械、飞行器等驾驶员的基础培训以及娱乐行业的赛车、飞行等提供身临其境的体感。现有技术的驾驶模拟平台一般是三自由度，不能真实模拟现实的姿态；少量六自由度只是在常规的六自由平台上装上控制操作装置，人的重心不能处在平台的中位上，稳定性差，体感差。此外，现在已经出现了虚拟现实VR(Virtual Reality)技术, 是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。在现有的六自由度游戏模拟器中，还没有和VR技术完美结合的先例。

此外，现有的用于控制六自由度平台的动力系统存在一些缺陷。现有的用于控制六自由度平台的动力系统通常包括一个用于产生动力的动力单元，动力单元产生的动力直接传递给液压缸，但是六自由度平台由于各种游戏或训练场景的不同，可能需要存在驱动力的多种驱动档位，但是一般的液压系统不能提供与之对应的可调整的多级压力，如果一直使用一种级别的压力，在不同的情况下，有可能浪费功率，或者有可能对元件造成液压冲击，导致元件的损坏。

因此，为解决上述技术问题，有必要提供一种六自由度游戏模拟器用于模拟驾驶，以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

为了填补现有技术中的上述空白，本发明研发一种基于VR技术的六自由度游戏模拟器，该游戏模拟器采用VR与实装模拟部件相结合，利用驾驶舱环境特效和环境特效，以3D视觉感受配以听觉、触觉和嗅觉等同步表现，以仿真的场景与特别的机关设置来仿真驾驶行进过程中车辆的颠簸、震动和噪音；以及路边环境所产生的声、光、震动、烟雾和气味，使驾驶员能感受到如同实际驾驶一样的环境，给予人以贴近真实的驾驶体验，可以有效提高驾驶员对于行驶设备的熟练程度，克服紧张和恐惧的情绪，模拟实际情况，达到更优的游戏或者训练效果。此外，还带有心理监测系统，其可实时记录及监测参训人员的心率、血压等变化，为分析驾驶员的心里感受提供依据，并可辅助制定个性化的游戏或者训练方案。

本发明提供了一种六自由度游戏模拟器，所述游戏模拟器包括将游戏模拟器牢固地固定的底座、平台、方向盘、大型全景显示屏、声音播放设备、驾驶舱、万向铰接机构和保护性支柱；

其中底座承载平台，平台由底座和支架支撑，支架连接保护性支柱；保护性支柱与支架平时是通过可承重的钢索连接，在正常情况下不提供支撑力，只有当液压缸失效时才支撑支架；

方向盘用于在游戏或训练中控制方向，驾驶舱可以让游戏者或训练者安坐或固定的其上并提供相应的保护；所述游戏模拟器还包括离合器踏板、油门踏板和刹车踏板；

液压缸和底座及支架支架通过万向铰接机构连接，以使得相应的动作通过液压缸自如地传递到平台上；

该六自由度游戏模拟器在正常运行时由六个液压缸支撑，六个液压缸协调动作，以产生六自由度的运动，配合大型全景显示屏播放的录像和声音播放设备播放出的声音；

其特征在于：

所述游戏模拟器的控制系统主要包括录像声音控制系统、设备硬件控制系统、执行元件、声音播放系统和录像播放系统；

其中，录像播放系统、游戏或训练录像和声音播放系统与控制软件交换数据并且受控制软件的控制，控制软件通过通讯协议与设备硬件控制系统进行通讯，设备硬件控制系统与执行元件交换数据并且控制执行元件的动作；

其中，游戏或者训练录像为所拍摄的各段游戏或训练片段；

其中，安装在操作电脑上的控制软件，负责录像信息的处理，并将相关数据发送到对应的设备；

其中，设备硬件控制系统为安装在六自由度游戏平台上的控制板以及控制元件，负责进行六自由度游戏平台以及周边环境特效设备的各种动作控制；

其中，执行元件包括六自由度游戏平台的液压缸以及周围的各种环境特效设备；

其中，声音播放系统为环绕立体声音响环境，录像声音控制系统在读取录像部分信息并播放的同时，也将声音部分的信息读取出来，解析出声音各个方位的声音，分别输出到各个声音播放设备以进行声音播放；