CN103341271A - 一种多自由度动感影音系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及影音载体设备技术领域，具体的说是一种多自由度动感影音系统，包括若干多自由度运动模拟平台、若干观览车、屏幕、音视频播放系统、音响系统、中央控制系统、特效系统、舞台展示系统及机器人控制系统，其特征在于主演厅内设有多自由度运动模拟平台，多自由度运动模拟平台前部设有实景舞台，多自由度运动模拟平台后部设有屏幕，所述的多自由度运动模拟平台上设有轨道和锁紧装置，轨道一端设置于主演厅外，轨道另一端设置于多自由度运动模拟平台上，观览车设置于轨道上，并沿轨道运动。本发明中采用了多自由度运动模拟平台，根据音视频内容及实景内容做出相应的动作来模拟各种运动状态，使得显示效果更加多元化。

Description

一种多自由度动感影音系统

[技术领域]

本发明涉及影音载体设备技术领域，具体的说是一种多自由度动感影音系统。

[背景技术]

目前，随着多媒体技术及运动模拟技术的迅猛发展，新的音视频播放系统，舞台特效系统，机器人技术和运动模拟系统不断涌现并大量的运用在运动模拟及娱乐项目中，服务于广大用户。

然而，在技术手段和用户欣赏品味不断提高的同时，现有的多媒体展示系统及运动模拟系统的结合方式却显得日趋落后，特别是运动模拟系统始终局限于运动模拟平台，音视频显示系统，舞台特效系统等各个系统之间分离运作的模式，使得现有的影音系统，一般仅能实现单一的显示效果；其次展示系统的单一展示手段，需要占据大量空间，这些不利因素极大的制约了类似项目的市场推广与发展。

[发明内容]

本发明的目的在于，克服现有影音系统显示效果的单一性，提供一种多自由度动感影音系统。

为实现上述目的，设计一种多自由度动感影音系统，包括若干多自由度运动模拟平台、若干观览车、屏幕、音视频播放系统、音响系统、中央控制系统、特效系统、舞台展示系统及机器人控制系统，其特征在于主演厅内设有多自由度运动模拟平台，多自由度运动模拟平台前部设有实景舞台，多自由度运动模拟平台后部设有屏幕，所述的多自由度运动模拟平台上设有轨道和锁紧装置，轨道一端设置于主演厅外，轨道另一端设置于多自由度运动模拟平台上，观览车设置于轨道上，并沿轨道运动。

所述的实景舞台包括特效装置、舞台置景及幻影成像装置。

所述的屏幕为单曲率弧形幕或双曲率弧形幕。

所述的多自由度运动模拟平台上的锁紧装置将观览车锁紧，锁紧后观览车随多自由度运动模拟平台一起运动。

所述的轨道沿线一侧设有场景一，所述的场景一为音视频播放系统，所述的音视频播放系统采用投影、电视墙或LED屏幕，音响系统通过RCA接口与音视频服务器连接，同时音视频播放系统通过RJ45接口与中央控制系统连接；场景二设置于多自由度运动模拟平台前部，为实景舞台，包括置景、机器人及舞台展示系统，机器人及舞台展示系统均由相应的机器人控制服务器及展示系统控制服务器控制，机器人由伺服电机通过控制通过RS485接口与机器人控制服务器相连接，舞台灯光系统控制器通过RS485接口与灯光控制服务器相连，舞台投影视频服务器、机器人控制服务器、灯光控制服务器及音频播放服务器均通过RJ45接口接入中央控制系统；场景三为设置于三自由度运动模拟平台后部的屏幕，显示技术采用投影或电视墙或LED屏幕，视频服务器通过RJ45接口接入中央控制系统。

所述的场景二和场景三共用音频播放服务器。

所述的多自由度运动模拟平台为三自由度运动模拟平台，三自由度运动模拟平台驱动方式为液压驱动，其中旋转机构驱动方式为伺服电机。

所述的锁紧装置优选液压锁锁紧装置，所述液压锁锁紧装置为常闭式液压锁，即当断电时，液压锁仍处于锁紧状态；每个液压锁对应锁紧观览车的一个车轮。

所述的观览车为开放式观览车，驱动方式为电动，车速及运动轨迹由观览车控制服务器控制，观览车控制服务器通过RS232接口连接控制车辆运行的PLC，再由PLC控制车载的伺服电机驱动观览车的运动。

本发明中的多自由度动感影音系统与现有的影音系统相比，采用了多自由度运动模拟平台，当乘客乘坐观览车进入主演厅，在观赏演出时，观览车将被锁紧在运动平台上，随运动平台一同运动；而运动平台根据音视频内容及实景内容做出相应的动作来模拟各种运动状态；同时，音响系统负责同步播放多音轨音频内容；使得显示效果更加多元化。

[附图说明]

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为多自由度运动模拟平台结构示意图；

图3为液压锁锁紧装置结构示意图；

图4为本发明的系统模块组成示意图及数据通讯示意图：

[具体实施方式]

现结合附图及具体实施例对本发明的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是可以实现的。

实施例

本套系统包括若干多自由度运动模拟平台、若干观览车、屏幕、音视频播放系统、音响系统、中央控制系统、特效系统、舞台展示系统及机器人控制系统，在本实施例中以三自由度的动感影音系统试作说明。为了描述的简单明了，采用1辆观览车观览车结合1个运动平台的方案，在主演厅内设有三自由度运动模拟平台，模拟平台前部设有实景舞台，所述的实景舞台包括特效装置、舞台置景及幻影成像装置，模拟平台后部设有屏幕，所述的屏幕为单曲率弧形幕或双曲率弧形幕，模拟平台上设有轨道和锁紧装置，轨道一端设置于主演厅外，轨道另一端设置于模拟平台上，观览车设置于轨道上，并沿轨道运动。

如图1所示，左侧观览车初始为上下客状态，处于主演厅之外，接着进入主演厅内运动平台上的位置。当观众进入观览车并坐好后，观览车将带领观众进入主演厅；本实施例中使用的是开放式观览车，车辆的驱动方式为电动，车速及运行轨迹均由观览车控制服务器控制，通过RS232接口连接控制车辆运行的PLC，再由该PLC控制车载的伺服电机驱动观览车运动。观览车的运行由中央控制系统配合演绎流程进行调度。主演厅内场景的数量及布置视现场条件及演出安排而定，在本实施例中，主演厅内共安排了3个场景，分别为场景一、场景二及场景三。

场景一为带有一定主题包装的大型音视频播放系统，该系统的屏幕可以使用投影、大型电视墙或大型LED屏幕等，在本实施例中，我们使用的是正投幕，投影机使用是工程投影机，音视频播放器配置为一台服务器+专业显卡+声卡。视频服务器通过光纤传输器及4根多模光纤将视频信号发给投影机。音响系统通过RCA接口与音视频服务器相连接，同时，音视频播放器及投影机均通过RJ45接口与中央控制系统相连接。当观览车进入场景一，根据预先设定的演绎流程，场景一内的音视频系统自动开始工作，为乘客呈现场景一的演出，当场景一的演出结束后，观览车将带领游客进入场景二，这时观览车将驶上运动平台，并被锁紧在运动平台上，运动平台为三自由度可旋转运动模拟平台，平台由一个旋转机构及三自由度运动模拟平台构成，旋转机构驱动方式为伺服电机，三自由度运动模拟平台驱动方式为液压，运动模拟平台的控制服务器为HP公司生产的HP Proliant DL 120 G7服务器，服务器与控制液压平台伺服电机的PLC通过RS232串口线相连接；在每个观众座椅上带有安全约束机构，可以为安全带或安全压杆，在本实施中，我们使用PU聚氨酯材料的乘客座椅，结构坚固，耐磨，包裹性强，安全机构使用安全压杠。

场景二被设计为实景舞台，设置于多自由度运动模拟平台前部，包括置景、大型舞台用可编程机器人及包含舞台灯光及舞台投影等展示模块的舞台展示系统，机器人及舞台展示系统均由相应的机器人控制服务器及展示系统控制服务器控制，根据预先设定的演出流程做出相应的演出，并由伺服电机通过控制通过RS485接口与机器人控制服务器相连接；舞台灯光系统中，采用PHILIPS生产的MSRPlatinum系列光源，控制器采用宇通生产的YT-D16灯光控制器，舞台灯光系统控制器通过RS485接口与灯光控制服务器相连，舞台投影视频服务器、机器人控制服务器、灯光控制服务器及音频播放服务器均通过RJ45接口接入中央控制系统；

当场景二的演出开始后，机器人会根据预先设定的运动程序配合实景舞台演出做出相应的动作，舞台投影系统会按照时序播放相应的视频内容，而灯光系统会根据演绎流程调节主演厅内的光线明暗。此时，运动平台会根据实景舞台的演出内容做出相应的运动模拟动作，给观览车上的乘客带来一场高科技、多体验的实景演出；当场景二的演出结束后，舞台灯光系统会配合演出内容将剧场内光线调暗，随后运动平台旋转180度，此时观览车上的乘客将面对巨型屏幕，观众将在不知不觉中进入场景三。

场景三为巨型环幕电影，设置于三自由度运动模拟平台后部的屏幕，显示技术采用投影或电视墙或LED屏幕，形式可以为普通视频，也可以为立体视频，在本实施例中，我们使用投影系统，影片为立体视频，投影机选用的是立体投影机，立体眼镜使用的是快门式立体眼镜，投影幕使用的是正投幕。实际应用中，投影系统的选择可根据场地的尺寸做适当调整。视频服务器使用的是服务器+专业显卡，通过光纤传输器及4根多模光纤将视频信号发给投影机，视频服务器通过RJ45接口接入中央控制系统，其音频播放服务器与场景二共用。当巨幕亮起，乘客开始观赏影片，同时运动平台根据影片内容做出相应的模拟动作。

当影片结束后，运动平台返回初始位置，解锁观览车，观览车将带领乘客返回上下客平台区域，观众下车，整场演出结束。

所述的多自由度运动模拟平台如图2所示，平台上的锁紧装置将观览车锁紧，锁紧后观览车随多自由度运动模拟平台一起运动，所述的锁紧装置是用于平台与观览车两者的结合，优选液压锁锁紧装置，其结构如图3所示，所述液压锁锁紧装置为常闭式液压锁，即当断电时，液压锁仍处于锁紧状态，保证乘客的安全；每个液压锁对应锁紧观览车的一个车轮，当观览车开上运动平台后，运动平台上安装的液压锁将观览车的车轮锁死，从而将观览车固定在运动平台上，每个液压锁对应一个观览车上的车轮。

如图4所示，中央控制服务器是整套工作流程的发起者，当所有观众进入观览车并坐好后，演绎开始。所有的演绎流程均已预先编好并存储在中央控制服务器中，场景的演出由中央控制服务器调度。各个系统控制服务器均通过RJ45 接口与中央控制系统相连接，由中央控制系统触发其通过相应接口驱动相应设备进行工作。在设备工作的同时，音视频播放控制服务器会通过RJ45接口向中央控制服务器发回时间同步信号，一般为TCP/IP数据，中央控制服务器会将时间同步信号转发至运动平台控制服务器，当然也可以使用独立的时序控制器来产生时间同步信号，时间同步信号使得运动平台的模拟运动与各场景中演出严格同步，给乘客提供身临其境的娱乐体验。

运动平台系统中的安全控制系统会实时采集运动模拟控制系统及液压系统的工作状态，并迅速将相应的安全控制信号发送给单套运动模拟控制服务器以保证系统一旦发生问题可以迅速进入乘客疏散状态。同时，投影机、音视频服务器、特效控制等系统均可以通过中央控制系统由RJ45接口发来的开关控制信号来控制系统的开启与正常关机。

本套影音系统可适用于各个主题公园、游乐园、商场或科技馆、博物馆等娱乐或教育室内场馆，进行娱乐项目或运动模拟。

Claims (9)

1.一种多自由度动感影音系统，包括若干多自由度运动模拟平台、若干观览车、屏幕、音视频播放系统、音响系统、中央控制系统、特效系统、舞台展示系统及机器人控制系统，其特征在于主演厅内设有多自由度运动模拟平台，多自由度运动模拟平台前部设有实景舞台，多自由度运动模拟平台后部设有屏幕，所述的多自由度运动模拟平台上设有轨道和锁紧装置，轨道一端设置于主演厅外，轨道另一端设置于多自由度运动模拟平台上，观览车设置于轨道上，并沿轨道运动。

2.如权利要求1所述的一种多自由度动感影音系统，其特征在于所述的实景舞台包括特效装置、舞台置景及幻影成像装置。

3.如权利要求1所述的一种多自由度动感影音系统，其特征在于所述的屏幕为单曲率弧形幕或双曲率弧形幕。

4.如权利要求1所述的一种多自由度动感影音系统，其特征在于所述的多自由度运动模拟平台上的锁紧装置将观览车锁紧，锁紧后观览车随多自由度运动模拟平台一起运动。

5.如权利要求1所述的一种多自由度动感影音系统，其特征在于所述的轨道沿线一侧设有场景一，所述的场景一为音视频播放系统，所述的音视频播放系统采用投影、电视墙或LED屏幕，音响系统通过RCA接口与音视频服务器连接，同时音视频播放系统通过RJ45接口与中央控制系统连接；场景二设置于多自由度运动模拟平台前部，为实景舞台，包括置景、机器人及舞台展示系统，机器人及舞台展示系统均由相应的机器人控制服务器及展示系统控制服务器控制，机器人由伺服电机通过控制通过RS485接口与机器人控制服务器相连接，舞台灯光系统控制器通过RS485接口与灯光控制服务器相连，舞台投影视频服务器、机器人控制服务器、灯光控制服务器及音频播放服务器均通过RJ45接口接入中央控制系统；场景三为设置于三自由度运动模拟平台后部的屏幕，显示技术采用投影或电视墙或LED屏幕，视频服务器通过RJ45接口接入中央控制系统。

6.如权利要求6所述的一种多自由度动感影音系统，其特征在于所述的场景二和场景三共用音频播放服务器。

7.如权利要求1所述的一种多自由度动感影音系统，其特征在于所述的多自由度运动模拟平台为三自由度运动模拟平台，三自由度运动模拟平台驱动方式为液压驱动，其中旋转机构驱动方式为伺服电机。

8.如权利要求1或4所述的一种多自由度动感影音系统，其特征在于所述的锁紧装置优选液压锁锁紧装置，所述液压锁锁紧装置为常闭式液压锁，即当断电时，液压锁仍处于锁紧状态；每个液压锁对应锁紧观览车的一个车轮。

9.如权利要求1所述的一种多自由度动感影音系统，其特征在于所述的观览车为开放式观览车，驱动方式为电动，车速及运动轨迹由观览车控制服务器控制，观览车控制服务器通过RS232接口连接控制车辆运行的PLC，再由PLC控制车载的伺服电机驱动观览车的运动。

Images