[发明专利]实现头戴显示设备与多维运动平台联动的运动控制方法

权利要求书

1.实现头戴显示设备与多维运动平台联动的运动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）设置头戴显示设备相对于多维运动平台的死区角度，设置头部旋转角度系数的最值，设置多维运动平台自转速度参数和摇摆行程参数；所述多维运动平台为可实现自转和自由摇摆的运动平台；所述最值为绝对值的最大值；

2）校准多维运动平台与头戴显示设备，获取多维运动平台的水平方向角度和最大摇摆角度；

3）参数获取：

3.1）方向参数获取：

3.1.1）头戴显示设备内置或外置的角速度传感器和加速度传感器分别输出角速度的累计值与加速度的累计值；

3.1.2）根据积分获得头部加速度的瞬时值与头部角速度的瞬时值；

3.1.3）根据瞬时值计算头戴显示设备绝对方向向量；

3.1.4）将信息头和绝对方向向量封装成头戴显示设备追踪数据包；

3.2）动作参数获取：

3.2.1）根据VR游戏的状态获取被控物体的瞬时状态参数；或者直接获取视频中指定场景的预设动作参数；

3.2.2）将信息头和瞬时状态参数或者信息头和预设动作参数封装成动作控制数据包；

4）控制器接收头戴显示设备追踪数据包和/或动作控制数据包；

5）判断：

提取信息头，如是头戴显示设备追踪数据则进入步骤6，如是动作参数数据则进入步骤7，如都不是则丢弃该数据包；

6）根据数据包中的绝对方向向量计算出头戴显示设备当前偏转角度，再根据该角度与多维运动平台当前偏转角度计算实时角度差，并实时判断该实时角度差是否大于设定的死区角度；若是，则输出瞬时旋转脉冲，送入多维运动平台的旋转电机；若否，则根据下一个头戴显示设备追踪数据包继续计算实时角度差；

7）根据瞬时状态参数或预设动作参数，计算出头戴显示设备当前角度与多维运动平台的当前状态的差值，送入多维运动平台的动作控制系统以消除差值。

2.根据权利要求1所述实现头戴显示设备与多维运动平台联动的运动控制方法，其特征在于：所述步骤6具体如下：

6.1）提取所设定的死区角度；

6.2）从数据包中的绝对方向向量中提取头戴显示设备当前偏转角度，根据其与多维运动平台当前偏转角度计算实时角度差；

6.3）将死区角度与实时角度差进行对比，若实时角度差小于死区角度，则返回步骤6.2；若实时角度差大于等于死区角度，则用实时角度差的绝对值减去死区角度，得出控制角度差；

6.4）判断控制角度差是否大于头部旋转角度系数的最值，若大于则固定为头部旋转角度系数的最值；

6.5）按下式计算实际旋转速度：

实际旋转速度=(控制角度差/头部旋转角度系数的最值)×自转速度参数；

6.6）将实际旋转速度转换为瞬时旋转脉冲，送入多维运动平台的旋转电机。

3.根据权利要求1所述实现头戴显示设备与多维运动平台联动的运动控制方法，其特征在于：所述步骤6具体如下：

6.1）提取头戴显示设备当前偏转角度与平台当前偏转角度，得到实时角度差；

6.2）判断实时角度差是否大于头部旋转角度系数的最值，若大于则固定为头部旋转角度系数的最值，并进行以下计算：

新的实时角度差=(实时角度差/头部旋转角度系数的最值)×90度

6.3）以该实时角度差的正弦值作为速度系数；

6.4）按下式计算实际旋转速度：

实际旋转速度=速度系数×自转速度参数；

6.5）将实际旋转速度转换为瞬时旋转脉冲，送入多维运动平台的旋转电机。