[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

摘要

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。

主权项

1.一种动感单车虚拟漫游实现方法，其特征在于：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；所述的虚拟漫游场景通过曲线计算方法拟合获得漫游路径具体是：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；通过曲线计算方法拟合获得漫游路径具体如下：1)采用Unity 3D的EasyRoads3D插件工具，在虚拟漫游场景中，在原有漫游道路上间隔设置多个控制点，将所有控制点相依次连接，并闭合形成封闭路径；2)采用以下方式构建一条与漫游道路重合的漫游路线；2.1)Unity 3D中采用笛卡尔左手坐标系，Y轴坐标正方向垂直于虚拟漫游场景地面并向上，X轴坐标方向和Z轴坐标方向为平行于虚拟漫游场景地面的两个相垂直的方向；2.2)将步骤1)获得的所有控制点赋值转化为路径点P1、P2、…、Pn，n表示控制点的总数，并在赋值转化后的最后路径点后面增加一个XYZ坐标值均等于第一个路径点坐标值的路径点Pn+1；2.3)在步骤2.2)获得的所有路径点的首尾增加两个辅助点P0和Pn+2，首尾两个辅助点的坐标位置采用以下方式计算：P0＝2P1‑P2Pn+2＝2Pn+1–Pn其中，P0为在路径点之首的辅助点，Pn+2为在路径点之尾的辅助点，P1为步骤2.2)获得的所有路径点中的第一个路径点，P2为步骤2.2)获得的所有路径点中的第二个路径点，Pn+1为步骤2.2)赋值转化后增加的一个路径点，Pn为步骤2.2)赋值转化后所有路径点中的最后一个路径点；2.4)采用以下公式的Catmull‑Rom曲线算法，对步骤2.3)获得的所有路径点进行曲线插值处理，得到多个插值点，以折线方式依次连接各个插值点，将曲线运动转为插值点到插值点之间的直线运动，获得漫游路径：其中，P(s)为路径点Pi‑1和路径点Pi的插值点，Pi‑2、Pi‑1、Pi和Pi+1均为依次相邻的路径点，i为路径点的序号，τ表示曲线张力参数，u表示曲线插值的比率参数。