CN102749870A - 控制运动座椅的方法和装置以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制运动座椅的方法和装置以及系统，以提高运动座椅所在平台的响应速度和响应精确性。该方法包括：接收运动指令，所述运动指令用于控制虚拟现实中的受控物的运动；根据所述运动指令控制所述平台的计算机仿真模型在所述虚拟现实中运动；按照所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制所述执行机构的位移。采用本发明的技术方案，有助于提高运动座椅所在平台的响应速度和响应精确性。

Description

控制运动座椅的方法和装置以及系统

技术领域

本发明涉及机电控制技术领域，特别地涉及一种控制运动座椅的方法和装置以及系统。

背景技术

当前运动座椅是一种正在普及中的器械，常常用于游戏设备或电影院中。运动座椅通常安装在能够运动的平台上，该平台在执行机构例如油缸的作用下运动，一般有多个执行机构，使平台能够伸降以及各个方向的倾斜。以油缸为例，其活塞杆的端部与平台连接。

在直角坐标系下，平台的姿态可以用平台中心与XOY平面的距离以及平台所在平面分别与XOY平面、XOZ平面、YOZ平面的夹角这些参数来表示。平台的姿态可以是根据外部的移动指令而变化，该移动指令中可以包含平台的上述的几个参数的变化量。目前通常的做法是根据这些参数，使用刚体定点运动的欧拉运动学方程以及坐标变换来确定油缸活塞杆端部的位移量。在直角坐标系下，可将平台的运动先后分解为：平台与第一坐标平面的夹角不变，改变平台与第二、第三坐标平面的夹角，再改变平台与第一坐标平面的夹角。可以看出第一坐标平面有三种选择，即XOY平面、XOZ平面、YOZ平面，但是在应用欧拉运动学方程时，这三种选择方式计算得到的结果并不相同，因此目前的做法是按照上述三种选择方式各计算一遍然后求平均。这种方式仍存在一定的误差，并且计算较为繁琐，影响了平台的响应速度和响应精确性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种控制运动座椅的方法和装置以及系统，以提高运动座椅所在平台的响应速度和响应精确性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种控制运动座椅的方法，所述运动座椅安装在能够运动的平台上，该平台在执行机构的作用下运动，所述方法包括：接收运动指令，所述运动指令用于控制虚拟现实中的受控物的运动；根据所述运动指令控制所述平台的计算机仿真模型在所述虚拟现实中运动；按照所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制所述执行机构的位移。

可选地，按照所述计算机仿真模型在运动过程中的位置控制所述执行机构的位移包括：根据所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态得出所述平台在该姿态时所述执行机构的位移；根据得到的所述执行机构的位移控制所述执行机构的受控物理参数。

可选地，所述执行机构包括比例换向阀和油缸，所述比例换向阀用于控制所述油缸的伸缩运动，所述油缸用于驱动所述平台运动；所述物理参数为所述比例换向阀的输入控制电压。

一种控制运动座椅的装置，所述运动座椅安装在能够运动的平台上，该平台在执行机构的作用下运动，所述控制装置包括：接收模块，用于接收运动指令，所述运动指令用于控制虚拟现实中的受控物的运动；第一控制模块，用于根据所述运动指令控制所述平台的计算机仿真模型在所述虚拟现实中运动；第二控制模块，用于按照所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制所述执行机构的位移。

可选地，所述第二控制模块还用于：根据所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态得出所述平台在该姿态时所述执行机构的位移；根据得到的所述执行机构的位移得出控制所述执行机构实现该位移的数字控制量。

一种控制运动座椅的系统，所述运动座椅安装在能够运动的平台上，该平台在执行机构的作用下运动，所述控制系统包括：计算机，用于接收运动指令，根据所述运动指令控制所述平台的计算机仿真模型在所述虚拟现实中运动，以及输出所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态信息；微处理器，与所述计算机连接，用于接收所述姿态信息，以及根据该姿态信息控制所述执行机构的位移。

可选地，所述计算机还用于：根据所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态得出所述平台在该姿态时所述执行机构的位移，根据该位移得出控制所述执行机构实现该位移的数字控制量然后发送给所述微处理器；所述微处理器用于按所述数字控制量控制所述执行机构的位移的物理参数。

可选地，所述执行机构包括比例换向阀和油缸，所述比例换向阀用于控制所述油缸的伸缩运动，所述油缸用于驱动所述平台运动；所述物理参数为所述比例换向阀的输入控制电压。

根据本发明的技术方案，根据平台的移动指令控制平台的计算机仿真模型的运动；按照计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制执行机构的位移，利用了仿真软件快速准确地提供平台的计算机仿真模型的姿态的功能，提高了运动座椅所在平台的响应速度和响应精确性。本发明的技术方案应用于游戏机中能够使玩家的操纵带来同步性较好的响应，提高玩家的游戏体验。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的控制运动座椅的方法的基本步骤的示意图；

图2是根据本发明实施例的控制运动座椅的系统的主要组成部分的示意图；

图3是根据本发明实施例的控制运动座椅的系统应用于游戏机系统的示意图；

图4是根据本发明实施例的控制运动座椅的装置的主要模块的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例的控制运动座椅的方法主要用于虚拟现实的游戏机中。这里主要是指驾驶类的游戏机，例如赛车、赛摩托等。以赛车为例，玩家操纵方向盘或者遇到虚拟现实中的特定的路面时，他坐的运动座椅产生相应的运动。这里的运动主要是两类，一类是由于方向盘的转动而产生，例如车辆转弯时的倾斜或漂移；另一类是由于游戏场景中的路面状况，例如路面的不平整导致的车辆颠簸。总之车辆在运动时姿态会变化，相应地运动座椅的姿态也会变化。图1是根据本发明实施例的控制运动座椅的方法的基本步骤的示意图，如图1所示，该方法主要包括如下步骤：

步骤S11：接收运动指令。这里的运动指令由玩家通过游戏设备例如方向盘提供，用来控制虚拟现实中的受控物，例如上文中的赛车。

步骤S12：根据运动指令控制平台的计算机仿真模型在虚拟现实中运动。

步骤S13：按照计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制执行机构的位移。

以下对上述步骤作进一步说明。

在本实施例中，在获得平台的移动指令后，根据该移动指令控制平台的计算机仿真模型在虚拟现实中的运动。计算机仿真模型可根据现有的软件例如3DMAX等事先建立。可以使用相关的计算机仿真软件例如VirTool等实现对于计算机仿真模型的控制。因为计算机仿真模型是在计算机仿真软件接收玩家提供的运动指令之后按照该运动指令进行控制下运动，因此计算机仿真软件能够同步地提供计算机仿真模型在虚拟现实中的运动过程中的姿态数据，于是同时提供了平台在该姿态时平台上的受关注点例如执行机构与平台的连接点的坐标，这样就能够得到实际的执行机构的位移并直接应用于实际的执行机构的控制，即调整实执行机构的受控物理参数。例如，执行机构包括比例换向阀和油缸，该比例换向阀用于控制该油缸的伸缩运动，该油缸用于驱动平台运动，则上述的受控物理参数即为该比例换向阀的输入控制电压。

图2是根据本发明实施例的控制运动座椅的系统的主要组成部分的示意图。如图2所示，控制运动座椅的系统20主要包括：计算机21，用于接收运动指令，根据所述运动指令控制所述平台的计算机仿真模型在所述虚拟现实中运动，以及输出所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态信息；微处理器22，与计算机21连接，用于接收所述姿态信息，以及根据该姿态信息控制平台的执行机构的位移。

计算机21还可用于：根据计算机仿真模型在运动过程中的姿态得出平台在该姿态时执行机构的位移，根据该位移得出控制执行机构实现该位移的数字控制量然后发送给微处理器22；微处理器22还可用于按数字控制量控制执行机构的位移的物理参数。这里的执行机构可包括比例换向阀和油缸，该比例换向阀用于控制该油缸的伸缩运动，该油缸用于驱动平台运动；这里的物理参数为比例换向阀的输入控制电压。

图3是根据本发明实施例的控制运动座椅的系统应用于游戏机系统的示意图。在现有的游戏机的系统中，主要包含输入装置、输出装置、和座椅，该座椅安装在移动平台上。输入装置例如手柄、方向盘、踏板等，输出装置主要用于将输入装置的指令转换为针对移动平台的移动指令。如图3所示，玩家31操纵游戏机的输入装置32，输入装置32将指令发送给游戏机的输出装置33，输出装置33将移动指令发送给计算机34，计算机34中运行有仿真软件。计算机34将平台的计算机仿真模型的姿态信息发送给微处理器35，该姿态信息包括执行机构的位移。微处理器35与平台的执行机构36中的受控端例如比例换向阀的受控端子连接，根据接收到的姿态信息得出控制信息例如比例换向阀的输入控制电压。

图4是根据本发明实施例的控制运动座椅的装置的主要模块的示意图。图4中的模块为软件模块，该软件可采用仿真软件编程实现。如图4所示，控制装置40主要包括接收模块41、第一控制模块42和第二控制模块43。其中接收模块41用于接收运动指令，该运动指令用于控制虚拟现实中的受控物的运动；第一控制模块42用于根据运动指令控制平台的计算机仿真模型在虚拟现实中运动；第二控制模块43用于按照计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制执行机构的位移。

第二控制模块43还可用于根据计算机仿真模型在运动过程中的姿态得出平台在该姿态时执行机构的位移；根据得到的执行机构的位移得出控制执行机构实现该位移的数字控制量。

根据本发明实施例的技术方案，根据平台的移动指令控制平台的计算机仿真模型的运动；按照计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制执行机构的位移，利用了仿真软件快速准确地提供平台的计算机仿真模型的姿态的功能，提高了运动座椅所在平台的响应速度和响应精确性。本发明实施例应用于游戏机中能够使玩家的操纵带来同步性较好的响应，提高玩家的游戏体验。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种控制运动座椅的方法，所述运动座椅安装在能够运动的平台上，该平台在执行机构的作用下运动，其特征在于，所述方法包括：

接收运动指令，所述运动指令用于控制虚拟现实中的受控物的运动；

根据所述运动指令控制所述平台的计算机仿真模型在所述虚拟现实中运动；

按照所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制所述执行机构的位移。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，按照所述计算机仿真模型在运动过程中的位置控制所述执行机构的位移包括：

根据所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态得出所述平台在该姿态时所述执行机构的位移；

根据得到的所述执行机构的位移控制所述执行机构的受控物理参数。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，

所述执行机构包括比例换向阀和油缸，所述比例换向阀用于控制所述油缸的伸缩运动，所述油缸用于驱动所述平台运动；

所述物理参数为所述比例换向阀的输入控制电压。

4.一种控制运动座椅的装置，所述运动座椅安装在能够运动的平台上，该平台在执行机构的作用下运动，其特征在于，所述控制装置包括：

接收模块，用于接收运动指令，所述运动指令用于控制虚拟现实中的受控物的运动；

第一控制模块，用于根据所述运动指令控制所述平台的计算机仿真模型在所述虚拟现实中运动；

第二控制模块，用于按照所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态控制所述执行机构的位移。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述第二控制模块还用于：根据所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态得出所述平台在该姿态时所述执行机构的位移；根据得到的所述执行机构的位移得出控制所述执行机构实现该位移的数字控制量。

6.一种控制运动座椅的系统，所述运动座椅安装在能够运动的平台上，该平台在执行机构的作用下运动，其特征在于，所述控制系统包括：

计算机，用于接收运动指令，根据所述运动指令控制所述平台的计算机仿真模型在所述虚拟现实中运动，以及输出所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态信息；

微处理器，与所述计算机连接，用于接收所述姿态信息，以及根据该姿态信息控制所述执行机构的位移。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，

所述计算机还用于：根据所述计算机仿真模型在运动过程中的姿态得出所述平台在该姿态时所述执行机构的位移，根据该位移得出控制所述执行机构实现该位移的数字控制量然后发送给所述微处理器；

所述微处理器用于按所述数字控制量控制所述执行机构的位移的物理参数。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，

所述执行机构包括比例换向阀和油缸，所述比例换向阀用于控制所述油缸的伸缩运动，所述油缸用于驱动所述平台运动；

所述物理参数为所述比例换向阀的输入控制电压。

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