[发明专利]多感官一体化的沉浸式模拟系统及其模拟方法

说明书

本发明涉及多感官一体化的沉浸式模拟系统及其模拟方法。本发明所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统包括万向跑步机、旋转单元和活动板单元，所述万向跑步机用于将体验者限制在体验区域内，所述旋转单元围绕所述万向跑步机设置，所述活动板单元设置在所述旋转单元上，并由所述旋转单元驱动围绕所述万向跑步机运动，所述活动板单元包括调节装置和板体，所述调节装置用于驱动所述板体靠近或远离所述体验者。本发明所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统具有占地面积小、触觉真实、灵活、应用场景多样化、应用端范围广、成本低、安装时间短的优点。

技术领域

本发明涉及数字化模拟领域，特别是涉及多感官一体化的沉浸式模拟系统及其模拟方法。

背景技术

虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，通过与计算机生成一种交互式的三维动态视景，使用户沉浸到虚拟的环境中，实现听觉与触觉的双重体验。随着虚拟现实技术的兴起，新的设备和解决方案层出不穷。

现有的虚拟现实交互系统通常需要辅以较大空间的活动场地，以便用户在操作过程移动并实现推门等触觉效果，提高体验的真实性。如申请号为CN202110249181.1、名称为《一种VR虚拟现实拓展训练系统》的专利中则公开了一种虚拟现实系统，该系统包括第一真实区域以及第二真实区域，所述第一真实区域与所述第二真实区域由围墙分隔形成两个互不连通的独立空间；所述围墙上形成有可控开启的至少一扇通道门，所述通道门用于使所述第一真实区域与所述第二真实区域连通。然而，尽管该专利已经大大减少了使用者的活动范围，降低了系统的占地面积，但仍然需要划分出一块固定的场地进行体验，无法在家中进行游戏体验，且对游戏商家而言仍需要承担较高的游戏场地成本。对此，目前市场上出现了可实现在极小的空间进行虚拟现实体验的设备，如申请号为US16/813428、名称为《Locomotion system and apparatus》的专利中则公开了一种能为用户提供自由行走的感觉，但同时将用户限制在特定位置的系统，使用户进行物理行走的同时不受物理空间的限制。然而当用户在体验狭小走道等场景的时候，由于虚拟场景中的墙体等结构在现实中不存在，用户在触摸的时候没有触觉反馈，使得场景体验的真实感下降。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供多感官一体化的沉浸式模拟系统及其控制方法，其具有占地面积小、触觉真实、灵活、应用场景多样化、应用端范围广、成本低、安装时间短的优点。

多感官一体化的沉浸式模拟系统，包括万向跑步机、旋转单元和活动板单元，所述万向跑步机用于将体验者限制在体验区域内，所述旋转单元围绕所述万向跑步机设置，所述活动板单元设置在所述旋转单元上，并由所述旋转单元驱动围绕所述万向跑步机运动，所述活动板单元包括调节装置和板体，所述调节装置用于驱动所述板体靠近或远离所述体验者。

本发明所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，通过板体转动替代传统的人体移动模式，在保证体验者有真实触摸感的同时，大大减少了系统的占地面积，降低场地成本。同时，该系统避免了传统体验系统中因空间密闭而导致通风较差的问题，且便于工作人员随时观察体验者的实时情况，提高了系统的安全性和舒适性。

进一步地，所述旋转单元包括转盘座、圆形滑轨、滑块和旋转单元电机，所述转盘座中部设有通孔，所述万向跑步机设置在所述通孔中，所述转盘座底部设置有安装凸台，所述圆形滑轨与所述转盘座同轴线设置，所述圆形滑轨上滑动设置有若干滑块，所述滑块上设置有所述安装凸台，所述旋转单元电机的输出端设置有齿轮，所述齿轮与所述转盘座啮合，当所述旋转单元电机带动所述齿轮转动时，所述转盘座沿轴线旋转。所述旋转单元驱动所述板体围绕体验者转动，从而适应体验者不断移动过程中手部位置的不断变化，并在合适的角度向体验者移动板体，通过板体实现虚拟场景的触觉体验。