CN107930110A - 一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备及其控制方法，通过服务器端接收游戏开启信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始摇摆运动；所述传感器实时采集船体的摇摆角度和高度值；所述通讯设备获取所述摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送到服务器端和游戏端；所述游戏端，根据所述摇摆角度和高度值播放VR视频。所述虚拟现实设备及其控制方法，把VR虚拟现实画面与游玩海盗船提供的瞬间浮力和失重的运动二者步调实现同步一致，让游客的距离感官比较一致，都能很好的解决常规VR体验过程由于内容与现实距离不符而导致的眩晕感问题，增加了虚拟现实设备的交互性。

Description

一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及虚拟现实设备技术领域，尤其涉及的是一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备及其控制方法。
背景技术
VR虚拟现实游戏：即虚拟现实游戏，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。
多传感器空间定位校准技术：用于配合VR游戏虚拟现实中目标的坐标与方向的定位校准。由目标识别系统、多种传感器、计算机服务器以及多种网络传输系统组成，主要通过多传感器和计算机定位算法来实现定位校准，从而实现目标在虚拟现实的坐标系中的定位校准。
特种设备游玩海盗船，是一种模仿海盗船造型在大海中摇摆的情形，该体验给游客在过程当中体验到凌空失重的感觉。
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中，虚拟现实技术（VR）主要包括模拟环境、感知、自然机能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知目前虚拟现实技术运用非常广泛，无论是用于科技还是医疗又或者是娱乐，都备受欢迎，而且技术正在不断的完善。
游玩海盗船设备的VR虚拟现实体验平台是特种设备游玩海盗船结合VR虚拟现实设备的一款娱乐项目，该设备通过把VR虚拟现实画面与特种设备提供的摇摆动作的二者步调实现同步一致，让游客的距离感官比较一致，特别是游玩海盗船设备提供游客的瞬间浮力和失重的感官，都能很好的解决常规VR体验过程由于内容与现实距离不符而导致的眩晕感问题，让游客在体验失重的过程中欣赏虚拟场景当中的趣味游戏。
传统的VR游戏结合动感平台或特种设备，如VR游戏结合蛋壳，VR游戏结合kinect体感设备，VR游戏普遍都会缺少动感和深度趣味性：VR游戏结合蛋壳中的技术虽然有较为初级的动感特效，趣味性有限，没办法吸引游客二次消费；VR游戏结合kinect体感设备中增加体感设备平台能丰富互动过程的趣味性，但是缺乏了动感的直接感官体验，因此我们需要设计一种可以提高与游客之间交互性的虚拟现实设备。
因此，现有技术有待于进一步的改进。
发明内容
鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备及其控制方法，克服现有技术中VR游戏中游戏设备与用户之间交互性低缺陷。
本发明提供了的第一实施例为一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备的控制方法，所述虚拟现实设备包括：定位端、服务器端和游戏端；
所述定位端包括：游玩海盗船的船体、设置在所述船体底部的传感器、与所述传感器相连接的通讯设备和设置在所述船体上对游玩海盗船的摇摆角度和高度值进行调整控制的旋转编码器；
所述控制方法包括以下步骤：
服务器端接收游戏开启信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始摇摆运动；
所述传感器实时采集船体的摇摆角度和高度值；
所述通讯设备获取所述摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送到服务器端和游戏端；
所述游戏端，根据所述摇摆角度和高度值播放VR视频。
可选地，所述控制方法还包括步骤：
预先设置游玩海盗船摇摆角度的最高角度值，以及游玩海盗船摇摆的高度最大阈值；
所述旋转编码器控制游玩海盗船在摇摆运动时的摇摆角度及高度值低于所述最高角度值及高度阈值。
可选地，所述摇摆角度和高度值为：在直角坐标系内，当游玩海盗船运动振幅为零时，船体底部中心点为直角坐标系的坐标原点，以时间和高度值分别为X轴参数和Y轴参数，得到的游玩海盗船在摇摆运动时的角度值和高度值。
可选地，所述控制方法还包括步骤：
当游玩海盗船运动的角度值为零时，所述旋转编码器控制游玩海盗船当前运动的高度值也同时为零。
可选地，所述控制方法还包括步骤：
所述游戏端接收用户选定的VR视频列表；
控制所述VR视频列表的播放时间值与游玩海盗船运动的时间坐标值一一对应。
本发明提供了的第二实施例为一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备，其中，所述虚拟现实设备包括：定位端、游戏端和服务器端；
所述定位端包括：游玩海盗船的船体、设置在所述船体底部的传感器、与所述传感器相连接的通讯设备和设置在所述船体上对游玩海盗船的摇摆角度和高度值进行调整控制的旋转编码器；
所述传感器，用于实时获取船体的摇摆角度和高度值；
所述通讯设备，用于获取所述传感器接收到的摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送至服务器端和游戏端；
所述服务器端，用于接收游戏开启或停止信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始或停止摇摆运动；
所述游戏端，用于根据摇摆运动的摇摆角度和高度值播放VR视频。
可选地，所述旋转编码器还用于，根据预先设置游玩海盗船摇摆角度的最高角度值，以及游玩海盗船摇摆的高度最大阈值；控制游玩海盗船在摇摆运动时的摇摆角度及高度值。
可选地，所述摇摆角度和高度值为：在直角坐标系内，当游玩海盗船运动振幅为零时，船体底部中心点为直角坐标系的坐标原点，以时间和高度值分别为X轴参数和Y轴参数，得到的游玩海盗船在摇摆运动时的角度值和高度值。
可选地，所述旋转编码器还用于，当游玩海盗船运动的角度值为零时，控制游玩海盗船当前运动的高度值也同时为零。
可选地，所述游戏端接收用户选定的VR视频列表，并控制所述VR视频列表的播放时间值与游玩海盗船运动的时间坐标值一一对应。
有益效果，本发明提供了一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备及其控制方法，通过服务器端接收游戏开启信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始摇摆运动；所述传感器实时采集船体的摇摆角度和高度值；所述通讯设备获取所述摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送到服务器端和游戏端；所述游戏端，根据所述摇摆角度和高度值播放VR视频。所述虚拟现实设备及其控制方法，把VR虚拟现实画面与游玩海盗船提供的瞬间浮力和失重的运动二者步调实现同步一致，让游客的距离感官比较一致，都能很好的解决常规VR体验过程由于内容与现实距离不符而导致的眩晕感问题，增加了虚拟现实设备的交互性。
附图说明
图1是本发明所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备的控制方法步骤流程图。
图2是本发明所述方法具体应用实施例中基于游玩海盗船的虚拟现实设备的结构示意图。
图3是本发明所述方法具体应用实施例中基于游玩海盗船的虚拟现实设备控制原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了的第一实施例为一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备的控制方法，结合图1和图2所示，所述虚拟现实设备包括：定位端、服务器端和游戏端；
所述定位端包括：游玩海盗船的船体、设置在所述船体底部的传感器、与所述传感器相连接的通讯设备和设置在所述船体上对游玩海盗船的摇摆角度和高度值进行调整控制的旋转编码器。
所述定位端设置在游玩海盗船的船体摆脚处，即游玩海盗船架构底部。定位端上安装有电感式传感器，所述电感式传感器获得游玩海盗船的即时摇摆角度和高度值，随后根据数值计算出位置坐标与角度，随即使用wifi将所述位置坐标及角度发送出去给服务端和游戏端，游戏端根据所述位置坐标和角度值持续校准游客的空间位置和播放视频，游客戴上VR设备，收看播放视频，体验VR虚拟现实游戏。
具体的，所述控制方法包括以下步骤：
步骤S1、服务器端接收游戏开启信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始摇摆运动。
为了实现对游玩海盗船运动的较佳控制，所述控制方法还包括步骤：
预先设置游玩海盗船摇摆角度的最高角度值，以及游玩海盗船摇摆的高度最大阈值；
所述旋转编码器控制游玩海盗船在摇摆运动时的摇摆角度及高度值低于所述最高角度值及高度阈值。
本发明中所述摇摆角度和高度值为：在直角坐标系内，当游玩海盗船运动振幅为零时，船体底部中心点为直角坐标系的坐标原点，以时间和高度值分别为X轴参数和Y轴参数，得到的游玩海盗船在摇摆运动时的角度值和高度值。
步骤S2、所述传感器实时采集船体的摇摆角度和高度值。
所述传感器为电感传感器，可以获取在上述定义的坐标系内船体实时的角度值及高度值。
步骤S3、所述通讯设备获取所述摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送到服务器端和游戏端。
步骤S4、所述游戏端，根据所述摇摆角度和高度值播放VR视频。
为了对运动位置进行精确控制，所述控制方法还包括步骤：
当游玩海盗船运动的角度值为零时，所述旋转编码器控制游玩海盗船当前运动的高度值也同时为零。本步骤可以在游玩海盗船运动过程中的任意时刻执行，也可以相隔预定时间执行。
上述步骤也即是为了对游玩海盗船的运动进行校准，将游玩海盗船的角度值与其对应控制的位置点保持一致，从而使得在使用旋转编码器对其进行控制时，控制的运动点准确。
为了获取较高的交互性，所述控制方法还包括步骤：
所述游戏端接收用户选定的VR视频列表；
控制所述VR视频列表的播放时间值与游玩海盗船运动的时间坐标值一一对应。
也即是，用户可以在游戏端选择本次播放的VR视频列表，游戏端根据选定的VR视频列表进行视频播放。
本发明所公开的控制方法是通过将特种设备游玩海盗船配合VR虚拟现实上，将多传感器空间定位校准技术运用在VR虚拟现实。其通过实时对游玩海盗船的运动进行定位，因此可以取得定位准确，动感和游戏画面协调，降低游客眩晕感觉，降低了布设成本，提高了项目的可行性，丰富了游玩海盗船的趣味性，让VR体验增加了失重感觉。
下面以本发明所公开的控制方法具体实施例，对本发明所述方法做进一步的说明。结合图2和图3，具体应用实施方式如下：
步骤H1、服务端接收启动信号，启动游戏，同时游戏端开启播放VR视频。
服务端上安置了总控程序，来接受是否启动游戏端的游戏程序，总控程序通过C++开发的逻辑系统，主要判断是否启动游戏端程序，并起到接受定位端信号和发出启停信号的作用。
在特种设备的总机房通过屏蔽电缆线（KVVR-4×1mm²）传输启停信号给到总控电脑的总控程序，总控程序给游戏端的程序信号并启动游戏，并显示游戏画面。
步骤H2、游戏过程中，旋转编码器调整游玩海盗船摇摆角度及高度值，同时根据定位端提供的坐标信息对游玩海盗船的运动路线进行及时位置校准。
定位端是在已有的特种设备游玩海盗船的基础上，增加了旋转式编码器来监控游玩海盗船的角度情况，同时增加电感式传感器来监控游玩海盗船是否进过最低点的情况，通过这两种参数来校准游戏端内游玩海盗船的相应的空间坐标，来确保游客体验的完整度。校准的方法主要是以笛卡尔坐标系的直角坐标系为基础，通过每个时间和坐标的参数做相应的游戏端内容画面参数校准。
步骤H3、当服务器端接收到关闭游戏的信号后，则控制停止旋转编码器对游玩海盗船的运动控制，游玩海盗船停止运动，同时游戏端停止视频播放。
按照以上的步骤，通过从定位端、服务器端和游戏端来实现功能。结果显示，该平台能有效的丰富游玩海盗船的趣味性，让游客更好的体验到VR体验过程中出现的失去重感觉。
本发明提供了的第二实施例为一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备，结合图2和图3所示，所述虚拟现实设备包括：定位端、游戏端和服务器端；
所述定位端包括：游玩海盗船的船体、设置在所述船体底部的传感器、与所述传感器相连接的通讯设备和设置在所述船体上对游玩海盗船的摇摆角度和高度值进行调整控制的旋转编码器；
所述传感器，用于实时获取船体的摇摆角度和高度值；
所述通讯设备，用于获取所述传感器接收到的摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送至服务器端和游戏端；
所述服务器端，用于接收游戏开启或停止信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始或停止摇摆运动；
所述游戏端，用于根据摇摆运动的摇摆角度和高度值播放VR视频。
具体的，定位端：通过启停型号来判断游戏是否启动；通过传感器来监控游玩海盗船的角度和最低点数值，并发给游戏端，这些数值用来校准当前游玩海盗船的空间位置。服务器端：用于实现总控程序运行，通过接受相应的信号来判断是否启动游戏端的游戏内容。游戏端：启动VR游戏内容并显示画面，通过相应的定位信息来校准游戏场景当中的画面。
所述旋转编码器还用于，根据预先设置游玩海盗船摇摆角度的最高角度值，以及游玩海盗船摇摆的高度最大阈值；控制游玩海盗船在摇摆运动时的摇摆角度及高度值。
所述摇摆角度和高度值为：在直角坐标系内，当游玩海盗船运动振幅为零时，船体底部中心点为直角坐标系的坐标原点，以时间和高度值分别为X轴参数和Y轴参数，得到的游玩海盗船在摇摆运动时的角度值和高度值。
具体的，所述旋转编码器还用于，当游玩海盗船运动的角度值为零时，控制游玩海盗船当前运动的高度值也同时为零。
较佳的，所述游戏端接收用户选定的VR视频列表，并控制所述VR视频列表的播放时间值与游玩海盗船运动的时间坐标值一一对应。
本发明提供了一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备及其控制方法，通过服务器端接收游戏开启信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始摇摆运动；所述传感器实时采集船体的摇摆角度和高度值；所述通讯设备获取所述摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送到服务器端和游戏端；所述游戏端，根据所述摇摆角度和高度值播放VR视频。所述虚拟现实设备及其控制方法，把VR虚拟现实画面与游玩海盗船提供的瞬间浮力和失重的运动二者步调实现同步一致，让游客的距离感官比较一致，都能很好的解决常规VR体验过程由于内容与现实距离不符而导致的眩晕感问题，增加了虚拟现实设备的交互性。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述虚拟现实设备包括：定位端、服务器端和游戏端；
所述定位端包括：游玩海盗船的船体、设置在所述船体底部的传感器、与所述传感器相连接的通讯设备和设置在所述船体上对游玩海盗船的摇摆角度和高度值进行调整控制的旋转编码器；
所述控制方法包括以下步骤：
服务器端接收游戏开启信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始摇摆运动；
所述传感器实时采集船体的摇摆角度和高度值；
所述通讯设备获取所述摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送到服务器端和游戏端；
所述游戏端根据所述摇摆角度和高度值播放VR视频。
2.根据权利要求1所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括步骤：
预先设置游玩海盗船摇摆角度的最高角度值，以及游玩海盗船摇摆的高度最大阈值；
所述旋转编码器控制游玩海盗船在摇摆运动时的摇摆角度及高度值低于所述最高角度值及高度阈值。
3.根据权利要求2所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述摇摆角度和高度值为：在直角坐标系内，当游玩海盗船运动振幅为零时，船体底部中心点为直角坐标系的坐标原点，以时间和高度值分别为X轴参数和Y轴参数，得到的游玩海盗船在摇摆运动时的角度值和高度值。
4.根据权利要求3所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括步骤：
当游玩海盗船运动的角度值为零时，所述旋转编码器控制游玩海盗船当前运动的高度值也同时为零。
5.根据权利要求3所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括步骤：
所述游戏端接收用户选定的VR视频列表；
控制所述VR视频列表的播放时间值与游玩海盗船运动的时间坐标值一一对应。
6.一种基于游玩海盗船的虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括：定位端、游戏端和服务器端；
所述定位端包括：游玩海盗船的船体、设置在所述船体底部的传感器、与所述传感器相连接的通讯设备和设置在所述船体上对游玩海盗船的摇摆角度和高度值进行调整控制的旋转编码器；
所述传感器，用于实时获取船体的摇摆角度和高度值；
所述通讯设备，用于获取所述传感器接收到的摇摆角度和高度值，并将所述摇摆角度和高度值发送至服务器端和游戏端；
所述服务器端，用于接收游戏开启或停止信号，控制游玩海盗船在所述旋转编码器的控制下开始或停止摇摆运动；
所述游戏端，用于根据摇摆运动的摇摆角度和高度值播放VR视频。
7.根据权利要求6所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备，其特征在于，所述旋转编码器，还用于根据预先设置游玩海盗船摇摆角度的最高角度值，以及游玩海盗船摇摆的高度最大阈值；控制游玩海盗船在摇摆运动时的摇摆角度及高度值。
8.根据权利要求6所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备，其特征在于，所述摇摆角度和高度值为：在直角坐标系内，当游玩海盗船运动振幅为零时，船体底部中心点为直角坐标系的坐标原点，以时间和高度值分别为X轴参数和Y轴参数，得到的游玩海盗船在摇摆运动时的角度值和高度值。
9.根据权利要求8所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备，其特征在于，所述旋转编码器，还用于当游玩海盗船运动的角度值为零时，控制游玩海盗船当前运动的高度值也同时为零。
10.根据权利要求9所述的基于游玩海盗船的虚拟现实设备，其特征在于，所述游戏端，还用于接收用户选定的VR视频列表，并控制所述VR视频列表的播放时间值与游玩海盗船运动的时间坐标值一一对应。
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