[发明专利]沉浸式虚拟弓箭射击系统

说明书

技术领域

本发明属于虚拟现实技术领域，具体涉及一种能够使人机进行精确而丰富的交互的沉浸式虚拟弓箭射击系统。

背景技术

弓箭射击模拟技术就是借助于计算机三位一体的图象捕捉技术、图象处理技术、语音处理技术、信息传感技术、虚拟现实技术、多媒体技术、数据采集处理技术、计算机通信技术等高科技手段，采用特殊显示装置产生虚拟的射击环境，使操作者有身临射击场地的感觉。

在现有的射击模拟系统中，比较典型的是激光模拟射击系统和实弹模拟射击系统。但是上述的射击模拟系统普遍只能够提供虚拟世界的漫游和简单的机枪射击，并且系统只能判断操作者瞄准的方位来实现射击，没有考虑到操作者的射程、力度等因素，以至于模糊了操作者对虚拟世界里“远近”的认知，导致虚拟世界趋于平面化。

发明内容

本发明为解决现有的弓箭射击模拟技术存在的只能判断操作者瞄准的方位来实现射击，导致虚拟世界趋于平面化的问题，进而提供一种沉浸式虚拟弓箭射击系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种沉浸式虚拟弓箭射击系统，包括：输入子系统、中央处理子系统和输出子系统；

所述输入子系统包括用于获取弓箭指示方向及空间位置的拉力数据获取装置和用于获取弓箭的弓弦张力的拉力传感器；

所述中央处理子系统用于根据所述弓箭的指示方向、空间位置和弓弦张力计算获得弓箭的射程和是否达到目标物体所在的范围；

所述输出子系统用于根据所述弓箭的射程和是否达到目标物体所在的范围显示相应的射箭结果。

本发明的有益效果：解决了虚拟现实中仿真弓箭射击的全方位模拟，搭建了具有高度沉浸感的虚拟现实弓箭射击系统的软硬件环境；射箭的效果通过计算机模拟，可计算拉弓的力度与箭的真实运动，精确地将射击的动作和力度传递至虚拟世界，与真实的射箭体验几乎没有区别，相比于传统的射击模拟，本发明大幅度增强了射击过程中的沉浸感。

 

附图说明

图1为本发明提供的沉浸式虚拟弓箭射击系统的结构示意图。

 

具体实施方式

为了能够更清晰地阐明本发明的特点和工作基本原理，以下结合附图及实施例，对本发明进行说明。

本具体实施方式提供了一种沉浸式虚拟弓箭射击系统，如图1所示，包括：输入子系统1、中央处理子系统2和输出子系统3；

输入子系统1包括用于获取弓箭指示方向及空间位置的拉力数据获取装置和用于获取弓箭的弓弦张力的拉力传感器；

中央处理子系统2用于根据所述弓箭的指示方向、空间位置和弓弦张力计算获得弓箭的射程和是否达到目标物体所在的范围；

输出子系统3用于根据所述弓箭的射程和是否达到目标物体所在的范围显示相应的射箭结果。

本具体实施方式提供的沉浸式虚拟弓箭射击系统的一个重要组成部分即拉力传感技术，主要通过拉力传感器来实现，拉力传感器又叫电阻应变式传感器，隶属于称重传感器系列，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置，它使用两个拉力传递部分传力，在其结构中含有力敏器件和两个拉力传递部分，在力敏器件中含有压电片、压电片垫片，后者含有基板部分和边缘传力部分，其特征是使两个拉力传递部分的两端分别固定在一起，用两端之间的横向作用面将力敏器件夹紧，压电片垫片在一侧压在压电片的中心区域，基板部分位于压电片另一侧与边缘传力部分之间并紧贴压电片，其用途之一是制成钩秤以取代杆枰。实际工作环境对于正确选用拉力传感器至关重要，它不仅关系到拉力传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，甚至整个衡器的可靠性和安全性。根据不同拉力的力度和大小，拉力传感器在不同使用环境下产生了多种类型，有应变式拉力传感器、感应式拉力传感器、磁致伸缩拉力传感器等。

应变式压力传感器是把压力转换成电阻值的变比来进行测量的。力敏器件受到被测量的力产生变形，同时附着其上的电阻应变计也产生变形，电阻应变计将变形转化为电阻值的变化，然后通过计算可以测量力的大小。这种传感器的缺点是对于大的应变有较大的非线性、输出信号较弱，可以采取一定的补偿措施。代表类型包括S型拉力传感器、板环拉力传感器等。

磁电感应式拉力传感器的分类主要有动圈式振动加速度传感器和磁电式扭矩传感器，是利用电磁感应原理将被测量转换成电信号的一种传感器，其工作原理是根据铁芯导磁系数在铁芯应力作用下的相对变化进行测量。这类传感器不需要辅助源，可以直接把被测对象的机械量转换成易于测量的信号。