[发明专利]雪橇运动模拟系统及方法

说明书

本发明涉及一种雪橇运动模拟系统，包括：雪橇板、用于控制所述雪橇板的俯仰姿态角的俯仰控制装置、用于控制所述雪橇板的横滚姿态角的横滚控制装置、用于显示模拟赛道周围环境的显示装置及与所述俯仰控制装置、横滚控制装置、显示装置连接控制装置，所述控制装置用于基于预设的模拟赛道信息控制所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、控制雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。还提供了对应的模拟方法。能够令体验者可以侵入可视的虚拟世界中，以第一视角感受雪橇运动的全过程。

技术领域

本发明涉及侵入式虚拟现实领域，具体而言，涉及一种雪橇运动模拟系统及一种雪橇运动模拟方法。

背景技术

雪橇运动对场地和设备有一定的要求，在基础场地发展基础较弱的情况下，对于普通大众仍具有一定的门槛，普通大众常常需要通过体验的方式感受到雪橇运动技术要领和感官感受。现有的模拟雪橇运动的方式还停留在2D显示画面上，通过游戏的方式，仅通过2D的视觉感官变化很难与真实的感官相比拟，感官较为单一。

发明内容

本发明为了解决现有技术中模拟雪橇运动感官单一，体验较差的问题，提出了一种雪橇运动模拟系统，包括：雪橇板、用于控制所述雪橇板的俯仰姿态角的俯仰控制装置、用于控制所述雪橇板的横滚姿态角的横滚控制装置、用于显示模拟赛道周围环境的显示装置及与所述俯仰控制装置、横滚控制装置、显示装置连接控制装置，所述控制装置用于基于预设的模拟赛道信息控制所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、控制雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。

进一步地，所述雪橇板包括卧舱板、位于卧舱板底部的模拟滑刀和位于模拟滑刀下部的力传感器，所述模拟系统还包括用于拍摄用户躺在所述雪橇板的卧舱内时的姿态的图像采集装置，所述控制装置还用于根据力传感器测量的模拟滑刀的受力分布和图像采集装置采集的用户图像，调整所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、调整所述雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。

进一步地，所述横滚控制装置包括弧形导轨、可被驱动沿所述弧形导轨滑动的滑动板；所述雪橇板一端与所述滑动板铰接；所述俯仰控制装置包括直线运动机构，所述直线运动机构的运动端与所述雪橇板的另一端铰接，所述直线运动机构的固定端与所述滑动板铰接，所述雪橇板位于所述弧形导轨的内侧。

进一步地，所述横滚控制装置还包括与所述滑动板铰接的多个导轮，所述导轮可被驱动相对所述弧形导轨滚动。

进一步地，还包括位于雪橇板两侧的初始速度模拟装置，所述初始速度模拟装置用于模拟赛道的初始速度，所述控制装置还用于根据所述初始速度调整调整所述显示装置显示模拟赛道周围环境的动态画面、雪橇板的俯仰姿态角和横滚姿态角。

进一步地，所述初始速度模拟装置包括第一轮、第二轮和包围所述第一轮和所述第二轮的环形柔性扶手，所述环形柔性扶手包括同步转动部和握持部，所述同步转动部与第一轮、第二轮同步转动，所述握持部位于第一轮和第二轮之间；所述初始速度模拟装置还包括，与所述第一轮或所述第二轮连接的角位移传感器，所述角位移传感器用于测量所述环形柔性扶手的角位移，所述控制装置还用于根据所述环形柔性扶手的角位移生成所述初始速度。

进一步地，所述显示装置包括头戴式VR显示设备，所述头戴式VR显示设备上设置有观看姿态测量传感器，所述观看姿态测量传感器用于测量用户头部的观看姿态，所述控制装置根据所述观看姿态调整所述头戴式VR显示设备显示的模拟赛道周围环境的动态画面。

本发明另一方面还提供了一种雪橇运动模拟方法，采用的设备包括用于用户乘坐的雪橇板、用于控制雪橇板的俯仰姿态角的俯仰控制装置、用于控制雪橇板的横滚姿态角的横滚控制装置，用于显示模拟赛道周围环境的显示装置，所述方法包括如下步骤：

加载模拟赛道周围环境显示场景时间序列、初始俯仰姿态角时间序列和初始横滚姿态角时间序列；

根据当前运行时间，控制显示装置显示与当前运行时间对应的模拟赛道周围环境的动态画面；