[发明专利]一种大型游乐设施乘客位姿数据提取方法及应用方法

权利要求书

1.一种大型游乐设施乘客位姿数据提取方法，其特征在于，包括：

步骤1，在多体运动仿真软件中搭建尺寸精准的大型游乐设施的虚拟样机仿真模型；

步骤2，在所述步骤1搭建的所述大型游乐设施的虚拟样机仿真模型的乘客位置放置位置互不重合且不共线的三个标记点，通过所述三个标记点建立跟随所述大型游乐设施的乘客运动的位姿输出坐标系标记点；利用所述多体运动仿真软件的物理量跟踪输出功能，在数值仿真前建立该乘客位姿输出坐标系标记点的三方向平动位移测量和三方向RPY转角测量，在所述虚拟样机仿真模型仿真运行过程中，对所建立的测量同步进行跟踪解算，仿真运行完成后得到所述虚拟样机仿真模型的测量数据；

步骤3，利用所述步骤2得到的所述虚拟样机仿真模型的测量数据，得出所述位姿输出坐标系相对于大地全局坐标系的三方向平动和三方向转动位移历程曲线数据，来形成乘客空间六坐标位姿数据，该乘客空间六坐标位姿数据作为提取的大型游乐设施乘客位姿数据。

2.根据权利要求1所述的大型游乐设施乘客位姿数据提取方法，其特征在于，所述方法中，在多体运动仿真软件中搭建尺寸精准的大型游乐设施的虚拟样机仿真模型为：过山车、大摆锤和六自由度平台中的任一种；

所述多体运动仿真软件采用多体动力学软件。

3.根据权利要求1或2所述的大型游乐设施乘客位姿数据提取方法，其特征在于，所述方法中，在所述大型游乐设施的仿真模型的乘客位置放置位置互不重合且不共线的三个标记点为：

在乘客刚体中心点处放置一中心标记点D0，其余两标记点D1、D2和中心标记点D0连线能分别定位乘客的头部和手部方向。

4.根据权利要求3所述的大型游乐设施乘客位姿数据提取方法，其特征在于，所述方法中，通过所述三个标记点建立跟随所述大型游乐设施的虚拟样机仿真模拟中乘客运动的位姿输出坐标系为：

中心标记点D0为原点，中心标记点D0和一个标记点D1定向坐标系Y轴、中心标记点D0和另一个标记点D2定向坐标系Z轴，由YZ轴方向、右手定则确定坐标系X轴。

5.根据权利要求1或2所述的大型游乐设施乘客位姿数据提取方法，其特征在于，所述方法中，三方向RPY转角测量中，采用的是以RPY角表示的位姿转角。

6.一种大型游乐设施乘客位姿数据应用方法，其特征在于，用于制作调试对应该大型游乐设施同步虚拟视听影片的画面动作或场景，包括：

步骤a，采用权利要求1-5任一项所述的大型游乐设施乘客位姿数据提取方法获取实体的大型游乐设施的乘客位姿数据；

步骤b，在效果调试软件中，用所述步骤a获取的所述乘客位姿数据驱动虚拟镜头或视角标记点的运动；

步骤c，所述虚拟镜头或视角标记点的运动再关联驱动所建的影片画面帧，得到与虚拟镜头或视角标记点相适应的最佳画面帧的角度和位置配置；

步骤d，将调整后的各帧画面进行时程输出后应用于对应所述大型游乐设施的VR头盔场景或其他视听画面。

7.根据权利要求6所述的大型游乐设施乘客位姿数据应用方法，其特征在于，所述步骤a中，所述大型游乐设施的虚拟样机仿真模型为：过山车、大摆锤和六自由度平台中的任一种。

8.根据权利要求6或7所述的大型游乐设施乘客位姿数据应用方法，其特征在于，所述步骤b中，所述的效果调试软件采用Maya或3dMax。

9.一种大型游乐设施乘客位姿数据应用方法，其特征在于，用于逆向设计对应模拟该大型游乐设施效果的模拟体验小平台的自由度和动作，包括：

步骤a1，采用权利要求1-5任一项所述的大型游乐设施乘客位姿数据提取方法获取实体的大型游乐设施乘客位姿数据；

步骤b1，根据所述步骤a1)获取的乘客位姿数据，以实现所述乘客位姿数据逆向复原为目标，设计模拟体验小平台的关节链自由度和动作方案；

步骤c1，初步设计的模拟体验小平台的概念尺寸模型完成后，将所述步骤a1)获取的乘客位姿数据再次输入逆向驱动模拟体验小平台的末端运动，并数值解算出所述模拟体验小平台各关节的运动范围和动力数据；

步骤d1，按照所述步骤c1)得到的关节的运动范围和动力数据设计所述模拟体验小平台各关节的结构尺寸并确定动力类型。