CN101127058A - 一种现场模拟系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种现场模拟系统及使用方法，是通过电子传感技术、通讯技术以及计算机技术结合的系统。包括中央数据处理装置、现场物体、数据通讯模块与现场物体控制模块。具体使用方法是中央数据处理装置存储与处理现场的参数数据，并生成控制现场物体状态的处理结果；现场物体控制模块接收中央数据处理装置的处理结果，控制现场物体的活动状态。能更加真实安全地模拟出现场，特别是战斗现场的模拟系统，以便于在场景中游戏的玩家能够体验到更真实的战斗现场。可以安全逼真地实现一些平时无法实现的场面，给参与者带来与众不同的乐趣，同时具有很广阔的社会效应。

Description

一种现场模拟系统及使用方法

技术领域

本发明涉及电子应用技术领域，尤其涉及一种现场模拟系统及使用方法。

背景技术

目前，电子游戏技术的发展，使得越来越多的玩家从原来的单机自己打游戏转向联机对抗，大家一起参与游戏，形成了电子竞技的风潮。出现了以CS为代表的一系列战术模拟游戏，很多玩家在使用电脑玩游戏之余，也想真实体验一下在真正的环境下的战斗，所以也出现了一些真实的战斗模拟游戏，这类游戏目前通常是在一片特定的地区内，搭建出一些场景，比如堡垒，沟壕，树林等，参与游戏的人员就在这片区域内使用道具枪等道具，进行没有硝烟的模拟战斗。

由于场景可以做的比较逼真，所以环境上很有真实感，但道具由于不能具备真实的物品的效果，往往在实现上大打折扣，让人有不过瘾的感觉。比如现在的道具枪往往采用假子弹或者光线枪等，用假子弹的如果射出的子弹的射程过远飞行速度过快，就很容易对人的身体造成伤害，否则又没有真实感；如果使用光线枪，就需要在人身上安装光线接受装置才能起作用，而且只能在特定位置安装，光线必须照在这些地方才有效，而且光线容易被纸片树叶等遮挡，真实的战斗效果也不好，而且无法再现真实战斗中子弹能穿透薄的障碍物对后面的敌人造成伤害的效果，另外也无法模拟比如手榴弹之类的爆破性武器的杀伤效果。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种现场模拟系统及使用方法，能更加真实安全地模拟出现场，特别是战斗现场的模拟系统，以便于在场景中游戏的玩家能够体验到更真实的战斗现场。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种现场模拟系统，包括：

中央数据处理装置：用于存储与处理现场的参数数据，并生成控制现场物体状态的处理结果；

多个现场物体：包括活动物体与静止物体，均占据一定的空间，具有设定的性能，参与现场的活动；

数据通讯模块：用于检测现场物体的状态参数，并将其传送给中央数据处理装置；并将中央数据处理装置的处理结果传送给现场物体控制模块或现场物体；

现场物体控制模块：根据中央数据处理装置的处理结果，控制现场物体的活动状态。

所述的中央数据处理装置包括：

现场数据接收单元：用于接收现场的参数数据，包括通过有线或无线的方式接收人工输入的数据或有线电子设备输入的数据；和/或，通过有线或无线的方式接收数据通讯模块检测的现场的参数数据；

数据存储单元：用于存储现场模拟系统的数据，包括存储现场数据接收单元接收现场的参数数据；

数据处理单元：根据接收到的现场的参数数据，结合现场模拟系统的数据，并生成控制现场物体状态的处理结果。

所述的数据通讯模块包括：

现场物体参数获取模块：用于检测现场物体的状态参数，并将其传送给中央数据处理装置；

处理结果发送单元：通过有线和/或无线的方式发送控制现场物体状态的处理结果至现场物体控制模块或现场物体。

所述的现场物体参数获取模块包括：

现场物体检测模块：设于现场，用于检测现场物体的状态参数；

现场物体状态参数发送模块：通过有线和/或无线的方式发送现场物体的状态参数给中央数据处理装置。

所述的现场物体检测模块包括下述至少一个传感器：

位置传感器：用于检测现场物体占据和的空间位置；

位移传感器：用于检测现场物体的位移变化情况；

温度传感器：用于检测现场物体的温度变化情况；

压力传感器：用于检测现场物体的压力变化情况；

湿度传感器：用于检测现场物体的湿度变化情况；

流量传感器：用于检测现场物体的流量变化情况；

速度传感器：用于检测现场物体的速度变化情况；

磁场传感器：用于检测现场物体的磁场变化情况；

加速度传感器：用于检测现场物体的加速度变化情况。

所述的现场物体控制模块包括：

处理结果接收单元：通过有线和/或无线的方式接收数据通讯模块发送的控制现场物体状态的处理结果；

现场物体控制单元：根据处理结果接收单元接收的处理结果，控制现场物体的活动状态。

所述的现场的参数数据包括：

物理参数：包括现场物体占据和的空间位置；

运动状态参数：包括现场物体的位移变化情况、速度变化情况和/或加速度变化情况等；

环境参数：包括现场物体的温度变化情况、压力变化情况、湿度变化情况、流量变化情况和/或磁场变化情况等；

功能参数：包括现场物体的动作、执行的操作、控制其它物体、获取新的功能、失去原有的功能特性、物体的损坏情况和/或物体的使用次数；

特定属性参数：包括现场物体的对特定效果的表现的性能。

一种现场模拟系统的使用方法，包括：

A、获取现场物体的初始参数数据，并将其保存，作为中央数据处理装置的后台数据；

B、在使用过程中，检测现场物体的参数数据的变化，并将变化的参数数据发送至中央数据处理装置；

C、中央数据处理装置根据变化的参数数据与原有的后台数据处理现场物体的活动状态。

所述的步骤A包括：

A1、接收输入的现场物体的初始参数数据；

A2、接收空间电子/光线/声波扫描方式录入的现场物体的初始参数数据，并通过人工修订的方式设定现场物体的初始参数数据；

和/或，

A3、检测现场物体通过无线方式发送来的现场物体的初始参数数据；

并将A1、A2和/或A3的现场物体的初始参数数据保存，作为中央数据处理装置的后台数据。

所述的步骤B包括：

在使用过程中，通过电子扫描或传感器检测现场物体的参数数据的变化，并通过有线或无线的方式将变化的参数数据发送至中央数据处理装置；

所述的步骤C包括：

中央数据处理装置根据变化的参数数据与原有的后台数据得出处理结果，通过有线或无线的方式将处理结果发送给现场物体，现场物体根据处理结果改变现场物体的活动状态。

所述的步骤C包括：

C1、中央数据处理装置将现场环境所占据的三维空间按三维矩阵方式分成若干区间；

C2、中央数据处理装置根据现场物体在现场环境所处的空间位置，现场物体状态变化的参数数据与原有的后台数据得出处理结果；

C3、中央数据处理装置通过有线或无线的方式将处理结果发送给现场物体，现场物体根据处理结果改变现场物体的活动状态。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种现场模拟系统及使用方法，是通过电子传感技术、通讯技术以及计算机技术结合的系统。包括中央数据处理装置、现场物体、数据通讯模块与现场物体控制模块。具体使用方法是中央数据处理装置存储与处理现场的参数数据，并生成控制现场物体状态的处理结果；现场物体控制模块接收中央数据处理装置的处理结果，控制现场物体的活动状态。能更加真实安全地模拟出现场，特别是战斗现场的模拟系统，以便于在场景中游戏的玩家能够体验到更真实的战斗现场。可以安全逼真地实现一些平时无法实现的场面，给参与者带来与众不同的乐趣，同时具有很广阔的社会效应。

附图说明

图1为本发明所述的一种现场模拟系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明所述的一种现场模拟系统，是通过电子传感技术、通讯技术以及计算机技术结合的系统，其具体实施方式如图1所示，包括中央数据处理装置、现场物体、数据通讯模块与现场物体控制模块，其中，

中央数据处理装置：实际应用中可采用一台计算机，用于存储与处理现场的参数数据，并生成控制现场物体状态的处理结果；具体包括现场数据接收单元、数据存储单元与数据处理单元；其中，

现场数据接收单元：可以为计算机的硬件板卡，如有线网卡、无线网卡或其它USB设备等，用于接收现场的参数数据，包括通过有线或无线的方式接收人工输入的数据或有线电子设备输入的数据；和/或，通过有线或无线的方式接收数据通讯模块检测的现场的参数数据；

所述的现场的参数数据包括：

物理参数：包括现场物体占据和的空间位置；如空间物体的物理数据(比如物体对某种子弹的阻挡能力等)，人员、武器的位置(包括人员所在的三维坐标、占据的空间位置，以及人的防护数据等)，道具的类型、状态(比如道具枪的种类、枪对向的方向等)；人员、武器与道具等都作为本发明的物体。

运动状态参数：包括现场物体的位移变化情况、速度变化情况和/或加速度变化情况；如人员与车辆(如坦克)的移动情况等等。

环境参数：包括现场物体的温度变化情况、压力变化情况、湿度变化情况、流量变化情况和/或磁场变化情况；如天气状况、以及物体被其它物体覆盖等等。

功能参数：包括现场物体的动作、执行的操作、控制其它物体、获取新的功能、失去原有的功能特性、物体的损坏情况和/或物体的使用次数等；如人员或道具学会了新的功能、死亡或损毁、俘虏或被俘、获得了头盔铠甲护具、弹匣内剩余子弹的数量等。

特定属性参数：包括现场物体的对特定效果的表现的性能；如墙壁对子弹的阻挡或防护效果、子弹的穿透性能、枪械的射程、手雷的有效伤害范围、头盔铠甲等护具的防护性能等。

数据存储单元：可以为计算机的硬盘，用于存储现场模拟系统的数据，包括存储现场数据接收单元接收现场的参数数据；比较好的办法是采用数据库的方式来存储以上数据。

数据处理单元：可以为计算机的应用软件，根据接收到的现场的参数数据，结合现场模拟系统的数据，并生成控制现场物体状态的处理结果；例如，现场的参数数据表示人员已经受伤，则限制人员的移动速度或进行生命的倒计时，如不及时医治则设定其“死亡”，对于“死亡”的人员，当然要求离开现场。

现场物体：为多个，包括活动物体与静止物体，均占据一定的空间，具有设定的性能，参与现场的活动；例如，地面、人员、动物、树木、河流、山丘、枪械、当然地面、动物、河流、树木、山丘与枪械可以是道具，也可以是在地面、动物、河流、树木、山丘上做一些处理(如覆盖上带有传感器的网布等)将其改装成道具。枪械又可分为匕首、大刀、长矛等冷兵器与手枪、机枪、火炮、手雷、手榴弹等热兵器甚至是施展魔法的魔杖等魔法武器等。现场物体还能获得一些附属道具，比如头盔铠甲等护具，医疗用的药包、开门用的钥匙、手雷配合毒药增加伤害力、附加了魔法的刀剑等，现场物体还能进行一些变化，比如打开了一扇门，打开了一个保险柜等等。

数据通讯模块：可以为计算机的硬件板卡，如有线网卡、无线网卡或其它USB设备等，用于检测现场物体的状态参数，并将其传送给中央数据处理装置；并将中央数据处理装置的处理结果传送给现场物体控制模块或现场物体；包括：现场物体参数获取模块与处理结果发送单元，其中

现场物体参数获取模块：可以为计算机的硬件板卡，如有线网卡、无线网卡或其它USB设备等，用于检测现场物体的状态参数，并将其传送给中央数据处理装置；包括现场物体检测模块与现场物体状态参数发送模块，其中，

现场物体检测模块：设于现场，用于检测现场物体的状态参数；具体采用多种传感器包括下述至少一个传感器：

位置传感器：用于检测现场物体占据和的空间位置；

位移传感器：用于检测现场物体的位移变化情况；

温度传感器：用于检测现场物体的温度变化情况；

压力传感器：用于检测现场物体的压力变化情况；

湿度传感器：用于检测现场物体的湿度变化情况；

流量传感器：用于检测现场物体的流量变化情况；

速度传感器：用于检测现场物体的速度变化情况；

磁场传感器：用于检测现场物体的磁场变化情况；

加速度传感器：用于检测现场物体的加速度变化情况。

多种传感器设于现场的物体上，有的设于地面或相对固定的物体上，用于采集各个活动物体的状态，如人物所处的三维坐标，枪口对向的方向，扳机是否扣下等；有的设于活动的物体上用于检测活动物体的运动状态，如设于人员身上，检测人员的移动速度与加速度。

现场物体状态参数发送模块：可以为计算机的硬件板卡，如有线网卡、无线网卡或其它USB设备等，通过有线和/或无线的方式发送现场物体的状态参数给中央数据处理装置。

处理结果发送单元：可以为计算机的硬件板卡，如有线网卡、无线网卡或其它USB设备等，通过有线和/或无线的方式发送控制现场物体状态的处理结果至现场物体控制模块或现场物体。

现场物体控制模块：用于接收中央数据处理装置的处理结果，控制现场物体的活动状态。包括处理结果接收单元与现场物体控制单元，其中，

处理结果接收单元：可以为计算机的硬件板卡，如有线网卡、无线网卡或其它USB设备等，通过有线和/或无线的方式接收中央数据处理装置发送的控制现场物体状态的处理结果；

现场物体控制单元：可以为计算机的应用软件或者硬件，根据处理结果接收单元接收的处理结果，控制现场物体的活动状态，比如判破解了一个机关就自动打开了一扇门，自动打开一个保险柜等。

本发明所述的一种现场模拟系统的使用方法，其具体实施方式，包括：

步骤A、获取现场物体的初始参数数据，并将其保存，作为中央数据处理装置的后台数据；具体的方法有三种包括：

第一种、接收人工方式录入的现场物体的初始参数数据；这种方式主要用于输入环境数据，环境数据比如堡垒、树林的特性等可以事先输入中央数据处理系统；输入数据比较慢。

第二种、接收空间电子扫描方式录入的现场物体的初始参数数据，并通过人工修订的方式设定现场物体的初始参数数据；这种方式主要用于输入环境数据通过一些特定的电子扫描方式并辅佐以人工修改的方式进行录入；输入数据比较快。

第三种、检测现场物体通过无线方式发送来的现场物体的初始参数数据；

物体(如人物和道具)上都有位置传感器，同时环境中也在特定的位置安装固定的传感器，这样物体在环境中的位置可以由这些传感器捕获，从而获得现场物体的初始参数数据。

并将上述的现场物体的初始参数数据保存，作为中央数据处理装置的后台数据。

步骤B、在使用过程中，检测现场物体的参数数据的变化，并将变化的参数数据发送至中央数据处理装置；因为在物体(如人物和道具)上都有位置传感器，同时环境中也在特定的位置安装固定的传感器，这样物体在环境中的位置可以由这些传感器捕获，比如人面朝的方向、道具所对的方向角度等，并通过无线通讯系统发送给中央数据处理装置。

在使用过程中，还可通过电子扫描或传感器检测现场物体的参数数据的变化，并通过有线或无线的方式将变化的参数数据发送至中央数据处理装置。

步骤C、中央数据处理装置根据变化的参数数据与原有的后台数据处理现场物体的活动状态。具体为中央数据处理装置根据变化的参数数据与原有的后台数据得出处理结果，通过有线或无线的方式将处理结果发送给现场物体，现场物体根据处理结果改变现场物体的活动状态。具体过程为：

首先，中央数据处理装置将现场环境所占据的三维空间按三维矩阵方式分成若干区间；将环境分割细化，比如按1立方厘米作为一个点，可以将100平米范围5米高的一个环境分割成500,000,000个点，每个点可以具有一些属性，比如对子弹的阻挡效果，由于会有很多空间的属性是一致的，所以一个特定范围的空间属性数据是不会很大的。

其次，中央数据处理装置根据现场物体在现场环境所处的空间位置，现场物体状态变化的参数数据与原有的后台数据得出处理结果；

再次，中央数据处理装置通过有线或无线的方式将处理结果发送给现场物体，现场物体根据处理结果改变现场物体的活动状态。

如前所述，人物和道具上都有位置传感器，同时环境中也在特定的位置安装固定的传感器，这样人物和道具在环境中的位置可以由这些传感器捕获，比如人面朝的方向、道具所对的方向角度等，并通过无线通讯系统发送给中央数据处理系统，人物和道具数据可以事先约定好，然后合并入环境数据，中央数据处理系统进行实时的数据分析并将一些会影响游戏进程的结果发送给参与游戏的玩家，比如某个玩家A扣动了一把AK47的扳机，发射了三发子弹，其中一发穿过一个薄的障碍物，击中了玩家B的头部，造成玩家B的阵亡等等。

由于并不是采用真实发射东西的道具，所以不会对任何玩家造成物理伤害，同时，由于计算机可以对某些特定的效果进行处理，所以可以真实再现各种战斗中的特殊效果，比如手榴弹爆炸对附近3米内的所有人员造成伤害、子弹穿透树木击中后面的人员、各种不同武器的伤害可以不同(如手枪和重机枪的伤害力不同，而匕首必须要贴近对方才会造成伤害)等等，而这些效果是原来的模拟方法无法实现的，另外计算机处理的公正和合理性也可以保证游戏的逼真，此外所有的道具除了不能真正发射弹丸，可以做的很逼真，并真的能发出真实枪械的声光雾效果，甚至可以弹出弹壳等，更好地还原真实现场的表现。

此外，由于真正参与的玩家只需要做到所需要的动作，中央数据处理系统可以根据这个动作所代表的内容来实现动作的结果，就象把现在的计算机的显示器变成了环境，而打游戏的键盘鼠标变成了玩家手里的道具，数据还是由计算机处理，所以这个系统还可以逼真地模拟各种时代各种方式的战斗场景，比如用冷兵器、魔法、弓箭等的战斗，也可以模拟比如挖掘、陷阱等的效果。随着计算机和传感器技术的发展，可以模拟出更大范围以及更大复杂程度的场景来。利用这种系统制做的游戏能摆脱以往打游戏枯坐在计算机前对健康不利的现象，让玩家无论从体力、脑力、动手能力和想象力上都得到真实的锻炼，还能体验到真实带来的乐趣。

更进一步地，由于所有的实时数据都在计算机上，这样借助计算机很容易实现现场实际场景的计算机模拟再现，可以实现任意角度的实况播放，或者做成具有记念意义录象甚至视频保存起来，供人以后观赏、借鉴。

当然，这个系统还可以用来进行模拟打靶等训练活动，供人热身训练。

综上所述，应用本发明方法，它主要具有以下几种优点：

1、不难实现：现有的计算机处理技术和传感器以及无线通讯技术可以实现，并可以在不断发展的过程中不断提高这个系统的逼真度。

2、通用性强：此项方法原则上适用于几乎所有的环境模拟和互动。

3、社会效应好：以此为基础的游戏和运动项目健康、环保而且有益身心健康。

总之，应用本发明方法，可以安全逼真地实现一些平时无法实现的场面，给参与者带来与众不同的乐趣，同时具有很广阔的社会效应。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种现场模拟系统，其特征在于，包括：

中央数据处理装置：用于存储与处理现场的参数数据，并生成控制现场物体状态的处理结果；

多个现场物体：包括活动物体与静止物体，均占据一定的空间，具有设定的性能，参与现场的活动；

数据通讯模块：用于检测现场物体的状态参数，并将其传送给中央数据处理装置；并将中央数据处理装置的处理结果传送给现场物体控制模块或现场物体；

现场物体控制模块：根据中央数据处理装置的处理结果，控制现场物体的活动状态。

2.根据权利要求1所述的现场模拟系统，其特征在于，所述的中央数据处理装置包括：

现场数据接收单元：用于接收现场的参数数据，包括通过有线或无线的方式接收人工输入的数据或有线电子设备输入的数据；和/或，通过有线或无线的方式接收数据通讯模块检测的现场的参数数据；

数据存储单元：用于存储现场模拟系统的数据，包括存储现场数据接收单元接收现场的参数数据；

数据处理单元：根据接收到的现场的参数数据，结合现场模拟系统的数据，并生成控制现场物体状态的处理结果。

3.根据权利要求1所述的现场模拟系统，其特征在于，所述的数据通讯模块包括：

现场物体参数获取模块：用于检测现场物体的状态参数，并将其传送给中央数据处理装置；

处理结果发送单元：通过有线和/或无线的方式发送控制现场物体状态的处理结果至现场物体控制模块或现场物体。

4.根据权利要求3所述的现场模拟系统，其特征在于，所述的现场物体参数获取模块包括：

现场物体检测模块：设于现场，用于检测现场物体的状态参数；

现场物体状态参数发送模块：通过有线和/或无线的方式发送现场物体的状态参数给中央数据处理装置。

5.根据权利要求4所述的现场模拟系统，其特征在于，所述的现场物体检测模块包括下述至少一个传感器：

位置传感器：用于检测现场物体占据和的空间位置；

位移传感器：用于检测现场物体的位移变化情况；

温度传感器：用于检测现场物体的温度变化情况；

压力传感器：用于检测现场物体的压力变化情况；

湿度传感器：用于检测现场物体的湿度变化情况；

流量传感器：用于检测现场物体的流量变化情况；

速度传感器：用于检测现场物体的速度变化情况；

磁场传感器：用于检测现场物体的磁场变化情况；

加速度传感器：用于检测现场物体的加速度变化情况。

6.根据权利要求1所述的现场模拟系统，其特征在于，所述的现场物体控制模块包括：

处理结果接收单元：通过有线和/或无线的方式接收数据通讯模块发送的控制现场物体状态的处理结果；

现场物体控制单元：根据处理结果接收单元接收的处理结果，控制现场物体的活动状态。

7.根据权利要求1所述的现场模拟系统，其特征在于，所述的现场的参数数据包括：

物理参数：包括现场物体占据和的空间位置；

运动状态参数：包括现场物体的位移变化情况、速度变化情况和/或加速度变化情况等；

环境参数：包括现场物体的温度变化情况、压力变化情况、湿度变化情况、流量变化情况和/或磁场变化情况等；

功能参数：包括现场物体的动作、执行的操作、控制其它物体、获取新的功能、失去原有的功能特性、物体的损坏情况和/或物体的使用次数；

特定属性参数：包括现场物体的对特定效果的表现的性能。

8.一种现场模拟系统的使用方法，其特征在于，包括：

A、获取现场物体的初始参数数据，并将其保存，作为中央数据处理装置的后台数掘；

B、在使用过程中，检测现场物体的参数数据的变化，并将变化的参数数据发送至中央数据处理装置；

C、中央数据处理装置根据变化的参数数据与原有的后台数据处理现场物体的活动状态。

9.根掘权利要求7所述的现场模拟系统的使用方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

A1、接收输入的现场物体的初始参数数据；

A2、接收空间电子/光线/声波扫描方式录入的现场物体的初始参数数据，并通过人工修订的方式设定现场物体的初始参数数据；

和/或，

A3、检测现场物体通过无线方式发送来的现场物体的初始参数数据；

并将A1、A2和/或A3的现场物体的初始参数数据保存，作为中央数据处理装置的后台数据。

10.根据权利要求7所述的现场模拟系统的使用方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

在使用过程中，通过电子扫描或传感器检测现场物体的参数数据的变化，并通过有线或无线的方式将变化的参数数据发送至中央数据处理装置。

11.根据权利要求7所述的现场模拟系统的使用方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

中央数据处理装置根据变化的参数数据与原有的后台数据得出处理结果，通过有线或无线的方式将处理结果发送给现场物体，现场物体根据处理结果改变现场物体的活动状态。

12.根据权利要求8或11所述的现场模拟系统的使用方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

C1、中央数据处理装置将现场环境所占据的三维空间按三维矩阵方式分成若干区间；

C2、中央数据处理装置根据现场物体在现场环境所处的空间位置，现场物体状态变化的参数数据与原有的后台数据得出处理结果；

C3、中央数据处理装置通过有线或无线的方式将处理结果发送给现场物体，现场物体根据处理结果改变现场物体的活动状态。

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