CN106390446A - 一种基于第一视角的赛车模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子技术领域，提供一种基于第一视角的赛车模拟系统，包括赛车、方向盘总成、踏板和头戴式显示器；赛车上安装有第一电路板、电机驱动模块、驱动电机、转向机构、制动机构和第一视角摄像头，第一电路板上设有第一控制模块和第一通讯模块；方向盘总成上的第二电路板上设有第二控制模块和第二通讯模块；踏板上的第三电路板上设有第三控制模块和第三通讯模块；头戴式显示器上的第四电路板上设有第四控制模块和第四通讯模块，赛车分别与方向盘总成、踏板和头戴式显示器实现通讯交互，通过方向盘总成和踏板对赛车的控制，以及赛车采集图像通过头戴式显示器进行第一视角的显示，既能实现第一视角操作赛车，又能提高驾驶真实感和操作实体感。

Description

一种基于第一视角的赛车模拟系统

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，具体为一种基于第一视角的赛车模拟系统。

背景技术

随着科技的不断进步，模拟赛车游戏逐步走入电子用户的视野，模拟赛车游戏模拟了赛车的真实感受，包括真实跑道的驾驶体验、环境体验以及各种紧张刺激的操作体验，给玩家用户以逼真的体验，受到玩家用户的追捧。模拟赛车一般由赛车、遥控器以及显示器组成，其中，赛车通过遥控器进行遥控控制，在赛车过程中，通过预先设置的全视角的摄像头对赛车过程进行拍摄，然后通过显示器显示出来，供玩家用户观看，并以此作为依据继续操作遥控器。

但是，上述模拟赛车通过显示器的方式显示虚拟画面，真实感不强，影响玩家用户的真实体验，同时，遥控器控制的方式存在控制反应延迟的现象，也影响玩家用户的真实体验。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种既能实现第一视角操作赛车，又能提高驾驶真实感和操作实体感的基于第一视角的赛车模拟系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于第一视角的赛车模拟系统，所述基于第一视角的赛车模拟系统包括赛车、方向盘总成、踏板和头戴式显示器；

所述赛车上安装有第一电路板、电机驱动模块、驱动电机、转向机构、制动机构和用于采集赛车位于前进方向的第一视角所对应的视频数据的第一视角摄像头，所述第一电路板上设有第一控制模块和第一通讯模块，所述第一通讯模块与所述第一控制模块连接，所述第一控制模块分别与所述电机驱动模块、转向机构、制动机构以及第一视角摄像头连接；

所述方向盘总成上安装有第二电路板，所述第二电路板上设有第二控制模块和第二通讯模块，所述第二控制模块和第二通讯模块连接，所述方向盘总成的第二控制模块将接收到的玩家用户的转向动作指令依次通过所述第二通讯模块和第一通讯模块传送给所述赛车的第一控制模块，用于控制所述转向机构执行转动动作；

所述踏板上安装有第三电路板，所述第三电路板上设有第三控制模块和第三通讯模块，所述第三通讯模块与所述第三控制模块连接，所述踏板的第三控制模块将玩家用户踩下踏板产生的制动或加油指令依次通过所述第三通讯模块、第一通讯模块传送给所述赛车的第一控制模块，用于控制所述电机驱动模块执行行驶操作，或控制所述制动机构执行制动动作；

所述头戴式显示器上设有第四电路板和显示屏，所述第四电路板上设有第四控制模块和第四通讯模块，所述第四通讯模块与所述第四控制模块连接，所述头戴式显示器的第四控制模块依次通过所述第四通讯模块和第一通讯模块与所述赛车交互，所述显示屏用于直播显示所述赛车的第一视角摄像头采集到的第一视角所对应的视频数据。

作为一种改进的方案，所述方向盘总成上还设有档位机构，所述档位机构与所述第二控制模块连接，所述档位机构将玩家选取的档位指令依次通过所述第二通讯模块、第一通讯模块传送给所述赛车的第一控制模块，用于控制所述电机驱动模块驱动所述电机输出与所述档位指令相匹配的功率。

作为一种改进的方案，所述第一通讯模块与所述第二通讯模块、第三通讯模块和第四通讯模块的交互方式为无线通讯方式。

作为一种改进的方案，所述第一视角摄像头安装在所述赛车驾驶员视角的位置。

作为一种改进的方案，所述踏板包括封装壳体、加速踏板、制动踏板、杠杆以及调速开关，所述封装壳体位于所述加速踏板、制动踏板的一侧设有两个分别与所述加速踏板、制动踏板相对应的开孔，所述封装壳体的内壁上设置所述调速开关，所述调速开关上设有档位转轴；所述档位转轴的末端与所述杠杆固定连接，所述杠杆的两端分别与第一拉伸弹簧、第二拉伸弹簧的一端固定连接，所述第一拉伸弹簧另一端穿过所述开孔与所述制动踏板固定连接，所述第二拉伸弹簧的另一端穿过所述开口与所述加速踏板固定连接，所述制动踏板、加速踏板的其中一端分别通过一铰接轴铰接在所述封装壳体靠近所述开口的位置，两个所述铰接轴上分别设有至少一个扭簧，所述调速开关与所述第三控制模块连接。

作为一种改进的方案，所述调速开关固定安装在平面板上，所述调速开关与所述平面板的固定安装方式为粘接，所述平面板固定安装在所述封装壳体内壁上，所述平面板与所述封装壳体的固定安装方式为粘接。

作为一种改进的方案，所述加速踏板与制动踏板表面设有直条棱线。

作为一种改进的方案，所述杠杆与所述档位转轴的固定连接方式为焊接，所述杠杆的一端与所述拉伸弹簧的一端固定连接方式为焊接。

作为一种改进的方案，所述第一拉伸弹簧的一端与所述加速踏板的固定连接方式为焊接，所述第二拉伸弹簧的一端与所述制动踏板的固定连接方式为焊接。

作为一种改进的方案，所述调速开关包括1档档位、2档档位以及制动档位。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

基于第一视角的赛车模拟系统包括赛车、方向盘总成、踏板和头戴式显示器；赛车上安装有第一电路板、电机驱动模块、驱动电机、转向机构、制动机构和第一视角摄像头，第一电路板上设有第一控制模块和第一通讯模块；方向盘总成上安装有第二电路板，所述第二电路板上设有第二控制模块和第二通讯模块；踏板上安装有第三电路板，第三电路板上设有第三控制模块和第三通讯模块；头戴式显示器上设有第四电路板，第四电路板上设有第四控制模块和第四通讯模块，赛车分别与方向盘总成、踏板和头戴式显示器实现通讯交互，从而实现通过方向盘总成和踏板对赛车的控制，以及赛车采集图像通过头戴式显示器进行第一视角的显示，既能实现第一视角操作赛车，又能提高驾驶真实感和操作实体感。

由于方向盘总成上还设有档位机构，实现对赛车加速过程的控制。

由于第一视角摄像头安装在所述赛车驾驶员视角的位置，实现第一视角视频数据的采集，提高了赛车的真实感。

附图说明

图1是本发明提供的基于第一视角的赛车模拟系统的结构示意图；

图2是本发明提供的赛车的示意图；

图3是本发明提供的方向盘总成的示意图；

图4是本发明提供的头戴式显示器的示意图；

图5和图6分别是本发明提供的踏板的结构示意图；

其中，1-赛车，2-方向盘总成，3-踏板，4-头戴式显示器，5-第一电路板，6-电机驱动模块，7-驱动电机，8-转向机构，9-制动机构，10-第一视角摄像头，11-第二拉伸弹簧，12-第一控制模块，13-第一通讯模块，14-第二电路板，15-第二控制模块，16-第二通讯模块，17-第三电路板，18-第三控制模块，19-第三通讯模块，20-第一拉伸弹簧，21-第四电路板，22-显示屏，23-第四控制模块，24-第四通讯模块，25-档位机构，26-杠杆，27-扭簧，28-制动踏板，29-平面板，30-调速开关，31-封装壳体，32-加速踏板。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

结合图1至图6所示，基于第一视角的赛车模拟系统包括赛车1、方向盘总成2、踏板3和头戴式显示器4；

赛车1上安装有第一电路板5、电机驱动模块6、驱动电机7、转向机构8、制动机构9和用于采集赛车1位于前进方向的第一视角所对应的视频数据的第一视角摄像头10，第一电路板5上设有第一控制模块12和第一通讯模块13，第一通讯模块13与第一控制模块12连接，第一控制模块12分别与电机驱动模块6、转向机构8、制动机构9以及第一视角摄像头10连接；

方向盘总成2上安装有第二电路板14，第二电路板14上设有第二控制模块15和第二通讯模块16，第二控制模块15和第二通讯模块16连接，方向盘总成2的第二控制模块15将接收到的玩家用户的转向动作指令依次通过第二通讯模块16和第一通讯模块13传送给赛车1的第一控制模块12，用于控制转向机构8执行转动动作；

踏板3上安装有第三电路板17，第三电路板17上设有第三控制模块18和第三通讯模块19，第三通讯模块19与第三控制模块18连接，踏板3的第三控制模块18将玩家用户踩下踏板3产生的制动或加油指令依次通过第三通讯模块19、第一通讯模块13传送给赛车1的第一控制模块12，用于控制电机驱动模块6执行行驶操作，或控制制动机构9执行制动动作；

头戴式显示器4上设有第四电路板21和显示屏22，第四电路板21上设有第四控制模块23和第四通讯模块24，第四通讯模块24与第四控制模块23连接，头戴式显示器4的第四控制模块23依次通过第四通讯模块24和第一通讯模块13与赛车1交互，所述显示屏22用于直播显示赛车1的第一视角摄像头10采集到的第一视角所对应的视频数据。

其中，上述驱动电机7用于驱动赛车1前进或后退，转向机构8用于控制赛车1行驶方向，制动机构9用于控制赛车1制动，该第一视角摄像头10用于采集第一视角视频，该第一视角摄像头10安装在所述赛车1驾驶员视角的位置，从而实现对第一视角视频数据的采集。

在本发明实施例中，如图3所示，方向盘总成2上还设有档位机构25，所述档位机构25与所述第二控制模块15连接，所述档位机构25将玩家选取的档位指令依次通过所述第二通讯模块16、第一通讯模块13传送给所述赛车1的第一控制模块12，用于控制所述电机驱动模块6驱动所述电机输出与所述档位指令相匹配的功率，实现对赛车1的前进、后退以及不同车速的控制，当然该档位控制可以通过踏板3来实现，在此不再赘述，仅仅作为其中的一种实现方式。

在本发明实施例中，上述第一通讯模块13与所述第二通讯模块16、第三通讯模块19和第四通讯模块24的交互方式为无线通讯方式，例如蓝牙、无线wifi等，在此不再赘述，但不用以限制本发明。

在本发明实施例中，如图5和图6所示，踏板3包括封装壳体31、加速踏板32、制动踏板28、杠杆26以及调速开关30，所述封装壳体31位于所述加速踏板32、制动踏板28的一侧设有两个分别与所述加速踏板32、制动踏板28相对应的开孔，所述封装壳体31的内壁上设置调速开关30，所述调速开关30上设有档位转轴；所述档位转轴的末端与所述杠杆26固定连接，所述杠杆26的两端分别与第一拉伸弹簧20、第二拉伸弹簧11的一端固定连接，所述第一拉伸弹簧20另一端穿过所述开孔与所述制动踏板28固定连接，所述第二拉伸弹簧11的另一端穿过所述开口与所述加速踏板32固定连接，所述制动踏板28、加速踏板32的其中一端分别通过一铰接轴铰接在所述封装壳体31靠近所述开口的位置，两个所述铰接轴上分别设有至少一个扭簧27，所述调速开关30与第三控制模块18连接。

在该实施例中，该调速开关30将制动踏板28或加速踏板32的指令通过该第三控制模块18、第三通讯模块19传送至第一通讯模块13，经过第一控制模块12的处理形成控制指令，来控制制动机构9或者电机驱动模块6，在此不再赘述。

其中，图5表示的是将封装壳体31拆开后的示意图，图6是正面示意图。

在本实施例中，调速开关30固定安装在平面板29上，调速开关30与平面板29的固定安装方式为粘接，平面板29固定连接在封装壳体31内壁上，平面板29与封装壳体31的固定固定安装为粘接，可以保证调速开关30、平面板29以及封装壳体31的牢固可靠。

在本实施例中，加速踏板32与制动踏板28表面均设有直条棱线，可以增加摩擦面，防止打滑。

在本实施例中，杠杆26与档位转轴的固定连接方式为焊接，杠杆26的一端与拉伸弹簧的一端焊接，拉伸弹簧的一端与加速踏板32和制动踏板28焊接，可以实现加速踏板32踩下角度带动调速开关30的转动轴转动。

在本实施例中，调速开关30与平面板29的固定连接方式为粘接；平面板29与封装壳体31粘接，调速开关30包括1档档位、2档档位以及制动档位，调节调速开关30档位从而改变电机的转速。

在本发明实施例中，将赛车1放置到真实比赛环境中，玩家用户通过操作方向盘总成2和踏板3来实现对赛车1的控制，同时通过头戴式显示器4对赛车1第一视角的视频数据进行直播，为了便于理解，其具体实现为：

(1)对赛车1、方向盘总成2、踏板以及头戴式显示器4调节，使其均处于工作状态，即将第一通讯模块13、第二通讯模块16、第三通讯模块19以及第四通讯模块24均设置为处于收发指令的状态；

(2)玩家用户通过加速踏板32控制调速开关30产生相应的赛车1起步和加速指令，踏板3的第三电路板17上的第三控制模块18将该赛车1起步和加速指令通过第三通讯模块19传输给赛车1的第一通讯模块13，该第一通讯模块13将该赛车1起步和加速指令传送至第一控制模块12，第一控制模块12对该指令进行解析，然后输出相应的控制信号给上述电机驱动模块6，电机驱动模块6根据该控制信号驱动上述驱动电机7，实现对赛车1的前进控制；

(3)当需要转向时，则玩家用户转动该方向盘总成2的方向盘，方向盘总成2的电路板上的第二控制模块15接收到的该动作后，形成转向指令，并将该转向指令通过第二通讯模块16传送至赛车1的第一通讯模块13，第一通讯模块13将该转向指令传送至第一控制模块12，第一控制模块12对该转向指令进行解析，获取转向信号，并传送至转向机构8，实现对赛车1转向控制；

(4)当需要制动时，踏板3上的制动踏板28踩下，调速开关30生成相应的制动指令，第三控制模块18将该制动指令传送给赛车1的第一通讯模块13，第一通讯模块13将该制动指令传送给第一控制模块12，第一控制模块12对该制动指令进行解析获取制动信号，并将该制动信号传送给制动机构9，实现对赛车1的制动控制；

(5)在赛车1操作过程中，第一视角摄像头10实时的对赛车1第一视角方向的视频数据进行采集，第一控制模块12控制将第一视角摄像头10采集的视频数据通过第一通讯模块13传送给头戴式显示器4的第四通讯模块24，该第四通讯模块24接收到的视频数据后，传送给第四控制模块23，第四控制模块23对视频数据进行解析，然后通过显示屏22进行显示。

在本发明实施例中，基于第一视角的赛车模拟系统包括赛车1、方向盘总成2、踏板3和头戴式显示器4；赛车1上安装有第一电路板5、电机驱动模块6、驱动电机7、转向机构8、制动机构9和第一视角摄像头10，第一电路板5上设有第一控制模块12和第一通讯模块13；方向盘总成2上安装有第二电路板14，所述第二电路板14上设有第二控制模块15和第二通讯模块16；踏板3上安装有第三电路板17，第三电路板17上设有第三控制模块18和第三通讯模块19；头戴式显示器4上设有第四电路板21，第四电路板21上设有第四控制模块23和第四通讯模块24，赛车1分别与方向盘总成2、踏板3和头戴式显示器4实现通讯交互，从而实现通过方向盘总成2和踏板3对赛车1的控制，以及赛车1采集图像通过头戴式显示器4进行第一视角的显示，既能实现第一视角操作赛车1，又能提高驾驶真实感和操作实体感。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述基于第一视角的赛车模拟系统包括赛车、方向盘总成、踏板和头戴式显示器；

所述赛车上安装有第一电路板、电机驱动模块、驱动电机、转向机构、制动机构和用于采集赛车位于前进方向的第一视角所对应的视频数据的第一视角摄像头，所述第一电路板上设有第一控制模块和第一通讯模块，所述第一通讯模块与所述第一控制模块连接，所述第一控制模块分别与所述电机驱动模块、转向机构、制动机构以及第一视角摄像头连接；

所述方向盘总成上安装有第二电路板，所述第二电路板上设有第二控制模块和第二通讯模块，所述第二控制模块和第二通讯模块连接，所述方向盘总成的第二控制模块将接收到的玩家用户的转向动作指令依次通过所述第二通讯模块和第一通讯模块传送给所述赛车的第一控制模块，用于控制所述转向机构执行转动动作；

所述踏板上安装有第三电路板，所述第三电路板上设有第三控制模块和第三通讯模块，所述第三通讯模块与所述第三控制模块连接，所述踏板的第三控制模块将玩家用户踩下踏板产生的制动或加油指令依次通过所述第三通讯模块、第一通讯模块传送给所述赛车的第一控制模块，用于控制所述电机驱动模块执行行驶操作，或控制所述制动机构执行制动动作；

所述头戴式显示器上设有第四电路板和显示屏，所述第四电路板上设有第四控制模块和第四通讯模块，所述第四通讯模块与所述第四控制模块连接，所述头戴式显示器的第四控制模块依次通过所述第四通讯模块和第一通讯模块与所述赛车交互，所述显示屏用于直播显示所述赛车的第一视角摄像头采集到的第一视角所对应的视频数据。

2.根据权利要求1所述的基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述方向盘总成上还设有档位机构，所述档位机构与所述第二控制模块连接，所述档位机构将玩家选取的档位指令依次通过所述第二通讯模块、第一通讯模块传送给所述赛车的第一控制模块，用于控制所述电机驱动模块驱动所述电机输出与所述档位指令相匹配的功率。

3.根据权利要求1所述的基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述第一通讯模块与所述第二通讯模块、第三通讯模块和第四通讯模块的交互方式为无线通讯方式。

4.根据权利要求1所述的基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述第一视角摄像头安装在所述赛车驾驶员视角的位置。

5.根据权利要求1所述的基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述踏板包括封装壳体、加速踏板、制动踏板、杠杆以及调速开关，所述封装壳体位于所述加速踏板、制动踏板的一侧设有两个分别与所述加速踏板、制动踏板相对应的开孔，所述封装壳体的内壁上设置所述调速开关，所述调速开关上设有档位转轴；所述档位转轴的末端与所述杠杆固定连接，所述杠杆的两端分别与第一拉伸弹簧、第二拉伸弹簧的一端固定连接，所述第一拉伸弹簧另一端穿过所述开孔与所述制动踏板固定连接，所述第二拉伸弹簧的另一端穿过所述开口与所述加速踏板固定连接，所述制动踏板、加速踏板的其中一端分别通过一铰接轴铰接在所述封装壳体靠近所述开口的位置，两个所述铰接轴上分别设有至少一个扭簧，所述调速开关与所述第三控制模块连接。

6.根据权利要求5所述的基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述调速开关固定安装在平面板上，所述调速开关与所述平面板的固定安装方式为粘接，所述平面板固定安装在所述封装壳体内壁上，所述平面板与所述封装壳体的固定安装方式为粘接。

7.根据权利要求5所述的一种油门与制动踏板，其特征在于，所述加速踏板与制动踏板表面设有直条棱线。

8.根据权利要求5所述的基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述杠杆与所述档位转轴的固定连接方式为焊接，所述杠杆的一端与所述拉伸弹簧的一端固定连接方式为焊接。

9.根据权利要求5所述的基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述第一拉伸弹簧的一端与所述加速踏板的固定连接方式为焊接，所述第二拉伸弹簧的一端与所述制动踏板的固定连接方式为焊接。

10.根据权利要求5所述的基于第一视角的赛车模拟系统，其特征在于，所述调速开关包括1档档位、2档档位以及制动档位。