CN107798984A - 临近空间的体验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种临近空间的体验系统，该临近空间的体验系统包括：多个投影仪，多个投影仪中的各个投影仪的投影画面形成无缝拼接；360度环幕，用于投放投影画面；运动平台，根据投影画面生成相应的模拟运动；以及体验舱，设置于运动平台上，用于承载体验者。通过多个投影仪将临近空间的视频画面投放于360度环幕上，并且通过运动平台根据临近空间的视频画面生成相应的模拟运动并带动体验舱及体验者运动，使体验者在观看临近空间的视频画面的同时还能够感受在临近空间环境中的运动姿态，使体验者的体验感受更加真实。

Description

临近空间的体验系统
技术领域
本发明涉及航空模拟器技术领域，具体来说，涉及一种临近空间的体验系统。
背景技术
临近空间是指距地面(20～100)公里的空域。因为商用航空飞机的飞行高度为距地面约10公里左右，而航天卫星的运行高度为距离地面1000公里以上，因此临近空间是航空与航天的空间结合部。
临近空间是迄今尚未开发的空白空间，临近空间属于大气平流层，气象稳定，不受恶劣天气的影响。临近空间飞行器的发射和运营成本与卫星相比低很多。因此使临近空间的旅游具有可行性及广阔的发展前景。
但是，目前只有航天飞行的模拟器，而没有临近空间的体验装置或临近空间的模拟器设备，使体验者在开始临近空间旅游前能够进行地面的模拟体验。
针对相关技术中没有临近空间的体验装置的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中没有临近空间的体验装置的问题，本发明提出一种临近空间的体验系统，通过投影仪投放临近空间的视频画面，和运动平台根据投影画面进行相应的模拟运动，使体验者的体验感受更加真实。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种临近空间的体验系统，包括：多个投影仪，多个投影仪中的各个投影仪的投影画面形成无缝拼接以形成临近空间的模拟场景；360度环幕，用于投放投影画面；运动平台，根据投影画面生成相应的模拟运动；以及体验舱，设置于运动平台上，用于承载体验者，体验舱设置于360度环幕所限定的区域内。
优选地，运动平台为六自由度运动平台。
优选地，六自由度平台的最大加速度为0.3g，其中g表示重力加速度。
优选地，六自由度平台的最大倾斜角度为30°。
优选地，还包括：壳体，设置于运动平台上并与运动平台的上平台形成封闭空间，体验舱和多个投影仪均设置于封闭空间内，且360度环幕固定于壳体的内部表面上。
优选地，还包括：控制主机，连接于多个投影仪和运动平台，用于控制投影画面，并根据投影画面控制运动平台生成相应的模拟运动。
优选地，还包括：投影主机，连接于控制主机和多个投影仪之间，用于将投影画面分配给各个投影仪。
优选地，还包括：总控机，连接于投影主机和控制主机，用于控制控制主机和投影主机的开机或停机；以及控制台，与总控机和控制主机均相连，用于向总控机提供控制主机和投影主机的开机或停机的指令信号。
优选地，还包括：舱内监控设备，用于对体验舱内的环境和体验者的状态进行监控；以及舱外监控设备，用于对体验舱外的环境进行监控；舱内监控设备的显示装置和舱外监控设备的显示装置均设置于控制台上。
优选地，体验舱还包括：停机控制开关，与控制主机相连，体验者通过停机控制开关提供使控制主机紧急停机的指令信号。
本发明通过多个投影仪将临近空间的视频画面投放于360度环幕上，并且通过运动平台根据临近空间的视频画面生成相应的模拟运动并带动体验舱及体验者运动，使体验者在观看临近空间的视频画面的同时还能够感受在临近空间环境中的运动姿态，使体验者的体验感受更加真实。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的临近空间的体验系统的系统连接框图；
图2是根据本发明实施例的临近空间的体验系统的布局的俯视图；
图3是根据本发明实施例的临近空间的体验系统的布局的正视图；
图4是根据本发明另一个实施例的临近空间的体验系统的系统连接框图；
图5是根据本发明另一个实施例的临近空间的体验系统的布局的正视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种临近空间的体验系统。
结合图1、图2和图3所示，根据本发明实施例的临近空间的体验系统包括：
多个投影仪11，多个投影仪11中的各个投影仪11的投影画面形成无缝拼接；其中，投影画面为临近空间的视频画面以形成临近空间的模拟场景；
360度环幕16，用于投放投影画面；
运动平台12，根据多个投影仪11的投影画面生成相应的模拟运动；其中，模拟运动包括模拟在临近空间环境下的各种运动姿态；
体验舱13，设置于运动平台12上，体验舱13用于承载体验者14；运动平台12及设置于运动平台12上的体验舱13均位于360度环幕16所限定的圆形区域的内；通过将体验舱13设置于运动平台12上，使得在运动平台12生成模拟运动的同时，带动体验舱13也进行相应的模拟运动，进而使体验者14也随之进行相应的模拟运动以感受在临近空间环境中的运动姿态。
通过上述技术方案，多个投影仪11将临近空间的视频画面投放于360度环幕16上，体验者14观看视频画面，并且运动平台12根据临近空间的视频画面生成相应的模拟运动，体验者在观看临近空间的视频画面的同时感受在临近空间环境中的运动姿态，能够使体验者的体验感受更加真实。
参考图1，在本实施例中，还包括控制主机15，控制主机15分别连接于各个投影仪11和运动平台12，用于向各个投影仪11发送视频信号并控制各个投影仪11的投影画面，还用于根据投影画面发送运动信号控制运动平台12进行相应的模拟运动。
同时参考图2和图3，在本实施例中，投影仪11的数量为16个，其中的8个投影仪11设置于运动平台12下方的地面20上，并围绕运动平台12等角度分布；另外8个投影仪11固定在天花板30上的桁架161，且在体验舱13的外部上方围绕体验舱13等角度分布。各个投影仪11在360度环幕16形成的单台画面投影区域S1之间为无缝拼接，且多个投影仪11的投影区域S1无缝拼接而形成的投影画面可以完全覆盖360度环幕16。具体地，在体验舱13进行模拟运动时，360度环幕16和投影仪16是固定不动的，即体验舱13相对于360度环幕16、多个投影仪11、及投影于360度环幕16上的投影画面是相对运动的。
需要进一步说明的，多个投影仪11的数量为16个且设置于相对于体验舱13的上方和下方仅为本发明的一个实施例。多个投影仪11的数量可以根据实际需要增加或减少，多个投影仪11的位置的设置也可以采用其他方式，例如均设置在相对于体验舱13的上方或均设置在相对于体验舱13的下方。本发明并不对多个投影仪11的数量和位置做具体限定。
体验舱13的舱壁上设置有舷窗131，体验者14通过该体验舱1来观看视频画面，且舷窗131的位置与体验者14的位置相适应。体验者14的观看视域S2应小于多个投影仪11在360环幕上形成的投影区域S。其中，360度环幕16上还设置有幕布门161，体验舱13的舱体上还设置有舱门132，该幕布门161与体验舱13的舱门132的位置相对应。
在图3中，仅示出了体验舱13内部容纳的体验者14的数量为2人的情况。根据实际需要，体验舱13内容纳的体验者14的数量可以大于2人，也可以是1人。
结合图4和图5，在另一个实施例中，本发明的临近空间的体验系统包括：多个投影仪41、运动平台42、控制主机453、投影主机452、总控机451和控制台45。控制台45分别连接于总控机451和控制主机453，用于向总控机451提供控制主机453和投影主机452的开机或停机的总控信号。总控机451分别连接于投影主机452和控制主机453，用于接收上述总控信号，并根据总控信号控制主机453和投影主机452的开机或停机。控制主机453还连接于运动平台42，用于发送控制运动平台42生成模拟运动的运动信号，还用于发送投影画面的视频信号。投影主机452分别连接于多个投影仪41，接收由控制主机453发送的视频信号并将该视频信号分配给多个投影仪41。总控机451和控制主机453还分别向控制台45发送总控反馈信号和平台反馈信号，上述总控反馈信号向控制台45反馈投影主机452和控制主机453的工作状态，上述平台反馈信号向控制台45反馈运动平台42的工作状态。
如图4所示，在本实施例中，还包括：舱内监控设备454，用于对体验舱内的环境和体验者14的状态进行监控；以及舱外监控设备455，用于对体验舱43的外部环境进行监控。其中，舱内监控设备454的显示装置和舱外监控设备455的显示装置均设置于控制台45上。进一步地，体验舱43的内部还包括：停机控制开关(未示出)，该停机控制开关连接于控制主机453，体验者44可以通过该停机控制开关提供使控制主机453紧急停机的指令信号。
在正常情况下，控制台45的操作人员控制投影仪41和运动平台42的开机和停机；当操作人员通过舱内监控设备454的显示装置或舱外监控设备455的显示装置发现有异常情况时，可以通过控制台45向总控机451提供控制主机453和投影主机452停机的指令信号；另外，在紧急情况下，体验者44可以通过停机控制开关提供使控制主机453紧急停机的指令信号进而使运动平台42停止运动。
优选地，运动平台为六自由度运动平台。
在本实施例中，六自由度平台具有的最大加速度为0.3g，其中g表示重力加速度。六自由度平台具有的最大倾斜角度为30°。
需要进一步说明的，运动平台一般包括上平台和下平台，下平台固定在基础上，上平台能够进行运动。物体在空间具有六个自由度，即沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕着X、Y、Z三个直角坐标轴的转动自由度。六自由度运动平台的下平台固定在基础上，上平台能够在空间的六个自由度进行运动，通过上平台在空间六个自由度的运动，能够模拟出颠簸、移动等各种空间运动姿态。六自由度运动平台还能够模拟在太空失重环境下的运动姿态，使体验者更加贴近真实的临近空间体验。
同时参考图4和图5，在本实施例中，还包括一个用于固定该360度环幕46的壳体47。壳体47设置于运动平台42上并与运动平台的上平台421形成封闭空间，体验舱43位于封闭空间内上平台421的中央位置。360度环幕46固定于壳体47的内部表面上。在壳体47内部上方的中央位置设置有桁架471，投影仪41通过桁架471固定于壳体47内部上方的中央位置并围绕一中心等角度分布。在运动平台42生成模拟运动的同时，体验舱43也进行相应的模拟运动，进而使得体验者44也随之进行相应的模拟运动以感受在临近空间环境中的运动姿态。在其他可选的实施方式中，也可以在体验舱43的下方设置投影仪41，使设置于体验舱43上方和下方的投影仪41共同投影形成临近空间的模拟场景。
进一步地，在本实施例中，因为壳体47及其内部的投影仪41和360度环幕46均设置于运动平台42上，使得在体验舱43进行模拟运动时，360度环幕46及多个投影仪41也会进行相应的模拟运动，因此体验舱43相对于360度环幕46、多个投影仪41、及投影于360度环幕46上的投影画面是相对静止的。
总控机451、投影主机452、控制主机453和控制台45均设置于壳体47的外部，有利于操作人员在外部对系统进行控制。
体验舱43设置有舷窗431和舱门432，舷窗431和舱门432均设置于体验舱43的舱壁上，体验者4通过舷窗431观看投影画面，舱门432为体验舱43的出入口。其中，体验舱43还包括座椅和设置在座椅上的安全带。体验者44可以通过廊桥或舷梯进入壳体47，再通过舱门432进入体验舱43，就座于座椅上并系好安全带后便可开始进行临近空间体验，体验者44通过舷窗432观看投影在360度环幕46上的临近空间的视频画面，且运动平台42根据投影的临近空间的视频画面生成相应的模拟运动。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过多个投影仪将临近空间的视频画面投放于360度环幕上，使体验者具有360度的观看角度；并且通过运动平台根据临近空间的视频画面生成相应的模拟运动并带动体验舱及体验者运动，使体验者在观看临近空间的视频画面的同时感受在临近空间环境中的运动姿态，能够实现使体验者进行临近空间的模拟体验；还通过六自由度平台根据视频画面进行相应的模拟运动，能够使体验者的体验感受更加真实。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种临近空间的体验系统，其特征在于，包括：
多个投影仪，所述多个投影仪中的各个投影仪的投影画面形成无缝拼接以形成临近空间的模拟场景；
360度环幕，用于投放所述投影画面；
运动平台，根据所述投影画面生成相应的模拟运动；以及
体验舱，设置于所述运动平台上，用于承载体验者，所述体验舱设置于所述360度环幕所限定的区域内。
2.根据权利要求1所述的临近空间的体验系统，其特征在于，
所述运动平台为六自由度运动平台。
3.根据权利要求2所述的临近空间的体验系统，其特征在于，
所述六自由度平台的最大加速度为0.3g，其中g表示重力加速度。
4.根据权利要求3所述的临近空间的体验系统，其特征在于，
所述六自由度平台的最大倾斜角度为30°。
5.根据权利要求1所述的临近空间的体验系统，其特征在于，还包括：
壳体，设置于所述运动平台上并与运动平台的上平台形成封闭空间，所述体验舱和多个投影仪均设置于所述封闭空间内，且所述360度环幕固定于所述壳体的内部表面上。
6.根据权利要求1所述的临近空间的体验系统，其特征在于，还包括：
控制主机，连接于所述多个投影仪和所述运动平台，用于控制所述投影画面，并根据所述投影画面控制所述运动平台生成相应的模拟运动。
7.根据权利要求6所述的临近空间的体验系统，其特征在于，还包括：
投影主机，连接于所述控制主机和所述多个投影仪之间，用于将所述投影画面分配给所述各个投影仪。
8.根据权利要求7所述的临近空间的体验系统，其特征在于，还包括：
总控机，连接于所述投影主机和所述控制主机，用于控制所述控制主机和所述投影主机的开机或停机；以及
控制台，与所述总控机和所述控制主机均相连，用于向所述总控机提供所述控制主机和所述投影主机的开机或停机的指令信号。
9.根据权利要求8所述的临近空间的体验系统，其特征在于，还包括：
舱内监控设备，用于对所述体验舱内的环境和所述体验者的状态进行监控；以及
舱外监控设备，用于对所述体验舱外的环境进行监控；
舱内监控设备的显示装置和舱外监控设备的显示装置均设置于所述控制台上。
10.根据权利要求6所述的临近空间的体验系统，其特征在于，所述体验舱还包括：
停机控制开关，与所述控制主机相连，体验者通过所述停机控制开关提供使所述控制主机紧急停机的指令信号。
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