[发明专利]六自由度VR月球车驾驶模拟系统

说明书

本发明公开了六自由度VR月球车驾驶模拟系统，包括：安全座椅、六自由度机械装置、tracker、VR显示设备、控制设备、高性能PC电脑、底座、红外定位器；六自由度机械装置安装于底座上方；控制设备、安全座椅安装于六自由度机械装置上；控制设备安装于安全座椅位置前部；VR显示设备安装于安全座椅中；红外定位器通过支架安装于安全座椅前方；tracker安装于安全座椅上方一侧；高性能PC电脑安装于底座内部。本发明通过控制设备对安全座椅与模拟软件中的月球车姿态实现主动式控制，而VR设备的视觉效果结合六自由度运动实现模拟月球车行驶在月面地形上的俯仰、倾斜等姿态变化、加速度等体感体验，解决月球车月面模拟驾驶的沉浸感不足的问题。

技术领域

本发明涉及数字媒体技术、虚拟现实技术、机械设计技术以及姿态控制技术领域，具体涉及一种六自由度VR月球车驾驶模拟系统。

背景技术

随着科学技术的发展，虚拟现实技术(下称VR技术)变得越来越成熟，大量的硬件设备被开发，并被应用到各种领域之中。而模拟驾驶训练、模拟驾驶娱乐是虚拟现实技术的一大应用领域，通过VR技术的应用，可以通过视觉大大提升模拟者的沉浸感。但仅仅使用VR技术，无法使操作者感受到身体运动带来的加速度、前进后退等体感，导致无法有更真实的模拟体验，而且由于缺乏体感效应带来的影响，对于驾驶训练来说也缺乏真实性，无法使训练者模拟真实环境下的反应。

发明内容

本发明的目的在于提供六自由度VR月球车驾驶模拟系统，通过六自由度机械装置结合VR设备，解决月球车模拟训练或娱乐时对于姿态运动带来的体感模拟以及沉浸式视觉模拟的双重需求。

为了达到上述的目的，本发明提供六自由度VR月球车驾驶模拟系统，包括：安全座椅、六自由度机械装置、tracker、VR显示设备、控制设备、高性能PC电脑、底座、红外定位器；所述六自由度机械装置安装于底座上方；所述控制设备、安全座椅安装于六自由度机械装置上；所述控制设备安装于安全座椅位置前部；所述VR显示设备安装于安全座椅中；所述红外定位器通过支架安装于安全座椅前方；所述tracker安装于安全座椅上方一侧；所述六自由度机械装置、VR显示设备、红外定位器、控制设备均同高性能PC电脑连接；所述高性能PC电脑安装于底座内部。

上述六自由度VR月球车驾驶模拟系统，其中，所述控制设备包括：方向盘、踏板。

上述六自由度VR月球车驾驶模拟系统，其中，所述六自由度机械装置承载能力为300KG，能够承载成年操作者以及上述设备的重量。

上述六自由度VR月球车驾驶模拟系统，其中，所述VR显示设备能够通过立体视觉原理配合六自由度机械装置姿态变化实现操作者的加速度、推背感的模拟。

上述六自由度VR月球车驾驶模拟系统，其中，通过使用tracker跟踪驾驶者的头部位置运动，使得驾驶者的头戴VR显示设备的运动能够匹配虚拟空间中的姿态、位置变化。

上述六自由度VR月球车驾驶模拟系统，其中，通过使用控制设备以及姿态模拟控制程序，实现虚拟月球车与六自由度机械装置的同步主动式控制，模拟驾驶者能够实现自由自主控制安全座椅的运动姿态、速度、方向。

与现有技术相比，本发明的技术有益效果是：

本发明提出的六自由度VR月球车驾驶模拟系统，通过使用最新的VR技术，通过双眼立体视觉原理和全视角视觉，能够使模拟驾驶者沉浸在虚拟的月球车驾驶器内，大幅提升模拟驾驶者的沉浸感受。

本发明提出的六自由度VR月球车驾驶模拟系统，通过使用承载能力为300KG六自由度机械装置，实现六自由度运动姿态的模拟，通过程序配合VR视觉的画面，能够模拟出加速、推背、转向等体感。

本发明提出的六自由度VR月球车驾驶模拟系统，通过使用控制设备以及姿态模拟控制程序，实现虚拟月球车与六自由度机械装置的同步主动式控制，模拟驾驶者能够实现自由自主控制安全座椅的运动姿态、速度、方向。