[发明专利]基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置

摘要

本发明公开了一种基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置，更详尽地讲，是关于利用计算机，在虚拟现实状况中模拟乘坐飞机升向高空后进行跳伞的模拟装置，应用3D的虚拟现实，传感器接口，自由下降以及与降落伞落下相关的动力学模型技术的基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置。其展示了一种更为安全且费用相对低廉的构造，从而能够扩大航空休闲运动虚拟体验的人群，并且通过各个构成要素之间的有机构成使体验者感到与实际状况相类似的体验，增加体验者的满意度。 1

主权项

1.一种基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置，其特征在于，包括：

支撑框架(100)；

跳伞降落训练者身穿的背带(200)；

一侧与上述支撑框架相连，另一侧与背带连接，用于控制跳伞降落训练者动作的动作控制绳(300)；

一侧与上述制造框架相连，向操纵绳传感器提供动作信号的降落伞操纵绳(400)；

上述跳伞降落训练者佩戴的，根据白天、夜晚以及气候环境，还有跳伞环境，用于实时提供下降影像的HDM(500)；

对跳伞降落训练者的姿势进行采样的动作传感部(700)；

安装在上述支撑框架的下侧，给跳伞降落训练者送风的送风装置(800)；

包括降落伞、飞机等3D对象模型信息、角色信息、3D地形模型信息等在内的3D影像信息数据库(910)；

用于处理虚拟环境、昼夜环境、特效、3D地形信息等影像的影像引擎部(920)；

用于处理虚拟模型、降落伞飞行模型、高空功能故障模型、低空功能故障模型等的动力学处理部(930)；

获得由动作传感部采样的姿势后，将自由落体动力学引擎部中用于识别姿势的数据提取并传送的姿势数据提取部(940)；

用于处理自由落体空气力学数据的自由落体动力学引擎部(950)；

根据白天、夜晚以气候环境，描绘降落影像并提供给HMD的HMD描绘部(960)；

将关于自由降落姿势的信息进行储存的特定姿势数据库(970)；

将训练者的人体模型形象化成为3D，通过系在训练者胳膊、腿上的动作传感部获得人体关节的相对位置信息，将关于姿势的空气动力信息以及人体的惯性特性数据数据库化，根据训练者姿势变化的空气动力以及人体惯性特性数据将从特定姿势数据库中利用内插法进行计算后，以环境及风数据为基础进行模拟，用于计算训练者的位置、姿势、速度以及漂流距离的训练者自由落体姿势计算部(980)包括在内构成的降落伞降落管理服务器(900)；以及

对训练方案的制定、训练生档案管理、事后评价的相关数据进行处理，用于控制上述训练者的降落伞降落训练模型的教官管制终端(1000)。

2.根据权利要1所述的基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置，其特征在于，包括：

接收开伞扶手以及分离团的输入切点信号，并向降落伞降落管理服务器传送的I/O控制板(2100)；

用于调节送风机风扇速度的速度控制部(2200)；

接收操纵绳的编码器脉冲值，并向总控制部传送的编码器控制部(2300)；

为了将从上述I/O控制板、速度控制部、编码器控制部中收集到的数据输送至降落伞降落管理服务器，还包括了构成包括总控制部(2400)在内的计算机硬件控制器(2000)。

3.根据权利要1或2所述的基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置，上述教官管制终端(1000)，其特征在于，包括：

用于编辑训练实习条件设定及训练方案的方案编辑部(1100)；

用于管制飞机的脱离，降落伞的打开以及处置功能故障的训练管制部(1200)；

用于将训练概述、降落轨道、训练报告、姿势矫正相关事后评价数据进行处理的事后评价数据处理部(1300)。

4.根据权利要1所述的基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置，其特征在于，所述动作传感部(700)采用4个以上的陀螺传感器。

5.根据权利要1所述的基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置，其特征在于，支撑框架上侧形成的提升机包括：腿部提升机专用伺服电动机、左侧肩膀提升机专用伺服电动机和右侧肩膀提升机专用伺服电动机；

其中，腿部提升机专用伺服电动机由腿部提升机层叠绳，左侧肩膀提升机专用伺服电动机由左侧肩膀提升机层叠绳，右侧肩膀提升机专用伺服电动机由右侧肩膀提升机层叠绳构成。

6.根据权利要5所述的基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置，其特征在于，上述腿部提升机专用伺服电动机的俯仰角在±15以上的倾斜度时，左侧肩膀提升机专用伺服电动机滚动角将被处理向左±15以上的倾斜，右侧肩膀提升机专用伺服电动机将被处理向右±15以上的倾斜。

7.根据权利要1所述的基于虚拟现实的跳伞体验模拟装置，其特征在于，所述用于处理自由落体空气力学数据的自由落体动力学引擎部(950)，自由降落时，考率跳跃后直到中断速度的风的变化，为了降落移动及旋转，以训练者的姿势为基础与自由落体动力学引擎部联动，是其与HMD联动。