CN107952236A - 一种基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统，通过控制激光发射的频率，从而让接收端区分对不同的发射端，实现对战记分的规则，再通过添加主视角摄像头模组和姿态传感器以代替传统的旁观视角和按键操作，让观看和瞄准画面更加真实可靠，操作更加自然顺手，通过模块化的功能搭建，适应各类驾驶、对战等游乐设备和玩具教具项目。

Description

一种基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统

技术领域

本发明涉及嵌入式开发技术、无线图像传输技术、姿态感应技术和激光调制与感应技术领域，具体是一种基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统。

背景技术

目前，无线对战类类玩具或游乐项目，大多采用红外线发射与接收的技术模式，虽然技术难度低，但由于红外线的散射面较大，因此瞄准精度不高，而且红外线也容易受到自然光的影响，射程有限。激光镭射与接收技术是该类项目的另一大技术选择方向，多用于真人CS对战项目中，在精度、射程等方面要优于红外线技术，但目前已有的项目方案中往往都很难解决发射对象识别的问题，也就是虽然接收到红外线或激光很容易，但识别出是哪个对手发出的却很难，尤其是在较多对战人数参与的情况下。目前已有的解决方案有两种，红外线类射击玩具往往严格限制同场地的对战人数，只允许两台设备相互对战，以此可以解决识别问题，但有限的参与人数却大大减少了可玩性；激光镭射类射击游乐设备采用的方法是时间记录法，也就是通过系统时钟记录同时发射的设备与接收的设备，从而判断击中目标的选手是哪个。该方法虽然被广泛应用，但是当参与人数增多且场地较小时，同时判断的误差会增大，而且现有的设备体积巨大，成本较高。现有激光对战类游乐玩具项目的另一个大问题就是瞄准视角与观看视角不统一，以遥控对战坦克玩具为例，操作者以俯瞰视角驾驶坦克玩具，通过按下按键来转向瞄准对手并开火，这一过程与实际操作炮台的体验完全不同，操作者的视角与瞄准的视角完全不同，尤其是面对运动中的标靶或多人对战时，很难转换方向感，误操作率高，精准度低，游乐体验感差。

发明内容

本发明的目的是通过控制激光发射的频率，从而让接收端区分对不同的发射端，实现对战记分的规则，再通过添加主视角摄像头模组和姿态传感器以代替传统的旁观视角和按键操作，让观看和瞄准画面更加真实可靠，操作更加自然顺手，通过模块化的功能搭建，适应各类驾驶、对战等游乐设备和玩具教具项目。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统，分为发射端与控制端两个部分；发射端配有激光发射管模组、多个激光接收对管和51单片机或同性能嵌入式控制板，以及无线发射模块或Wi-Fi模块，其中激光发射管模组装在一个两轴云台上，云台两个转动轴配有数字舵机；激光发射管模组上方配有同方向的摄像图传一体模组；激光接收对管分布在发射端外壳的各个方向上，用于接收各个方向的激光照射；控制端为一个两轴控制云台，云台顶端配有9轴姿态传感器和发射控制按键，并内置51单片机或同性能嵌入式控制板，以及无线发射模块或Wi-Fi模块；控制端云台顶端配有图像接收模块和彩色显示屏。

功能说明：控制端由操作者操作射击瞄准的方向，云台顶端的显示器可以显示激光发射模组的指向方向。并通过姿态传感器实时控制发射端云台的旋转和俯仰角度；控制端通过按下发射按键来遥控启动激光发射器，通过发射端单片机预置的编码控制，每台激光发射器以特定的频率发射激光（如50Hz），当命中目标时，对方的激光接收对管可以通过单片机计数，从而分辨是哪一个发射端发出的激光，从而最终实现区分游戏场上不同选手的命中与记分；为了提高监测精度，发射端每秒发射多次一定频率的激光，接受对管一端需接收到2次才会确认被击中。

本发明的有益效果为：1.通过设置不同的激光发射频率来区分每一台发射设备的身份，可以有效减少系统的计算处理负担，并且在参与人数增多时同样有效，适合室内场景下多人参与的项目条件；2.添加图像传输模组和姿态传感模块可以让操作者在主视角下操作炮台，获得更加真实且便捷的游乐操作体验，降低操作难度，提高瞄准控制的效率和精度；3.通过该方案的实施，可以在打造真实驾乘操作体验的同时，保持游乐设备或玩具小巧的体积，让操作者以玩具的比例来感受场景环境，在大幅提升游乐内容量的同时，又无须占用大面积的空间，方案适合在综合购物体等室内环境经营，增加了游乐项目的受众和经营范围，同时又无须高昂的开发和维护费用，后期场景升级和扩建的难度也大幅降低，方案的适用领域也非常广泛，各类驾驶、对战类游乐、玩具项目（如汽车、坦克、船舶、飞机等）均可以搭载，具有非常大的市场价值。

附图说明

图1是系统的结构示意图。

图2是系统流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解释说明。

如图1和图2所示，系统分为发射端与控制端两个部分；发射端配有5mW激光发射管模组1、多个激光接收对管和51单片机或同性能嵌入式控制板，以及2.4GHz无线发射模块或Wi-Fi模块，其中激光发射管模组装在一个两轴云台2上，云台两个转动轴配有数字舵机3；激光发射管模组上方配有同方向的1000线分辨率的5.8GHz摄像图传一体模组4；激光接收对管6分布在发射端外壳的各个方向上，用于接收各个方向的激光照射；控制端为一个两轴控制云台，云台顶端配有9轴姿态传感器5和发射控制按键9，并内置51单片机或同性能嵌入式控制板，以及2.4GHz无线发射模块或Wi-Fi模块；控制端云台顶端配有5.8GHz图像接收模块和1080p分辨率的彩色显示屏8。

功能说明：控制端由操作者操作射击瞄准的方向，云台顶端的显示器可以显示激光发射模组的指向方向。并通过姿态传感器实时控制发射端云台的旋转和俯仰角度；控制端通过按下发射按键来遥控启动激光发射器，通过发射端单片机预置的编码控制，每台激光发射器以特定的频率发射激光，当命中目标时，对方的激光接收对管可以通过单片机计数，从而分辨是哪一个发射端发出的激光，从而最终实现区分游戏场上不同选手的命中与记分；为了提高监测精度，发射端每秒发射多次一定频率的激光，接受对管一端需接收到2次才会确认被击中。

1.启动系统发射端与控制端，控制端可以接收到发射端摄像模组传来的主视角实时画面，并可以通过操作杆上的姿态传感器实时传输瞄准方向给发射端云台，从而实现直观流畅的操作体验；2.每台激光发射设备配以不同的频率发射激光，接收端可以通过识别不同的激光频率来区分不同发射端，并完成记分；3.系统整体可以应用在各类驾驶对战类玩具、游乐项目中，如遥控坦克、战车、机器人、飞行器、船舶、潜艇等，并且可以实现一台载具配备多套发射套件，多人共同协同操作的玩法。

Claims (5)

1.一种基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统，其特征在于，分为发射端与控制端两个部分；发射端配有激光发射管模组、多个激光接收对管和嵌入式控制板，以及无线发射模块或Wi-Fi模块；激光发射管模组装在一个两轴云台上，云台两个转动轴配有数字舵机；激光发射管模组上方配有同方向的摄像图传一体模组；激光接收对管分布在发射端外壳的各个方向上，用于接收各个方向的激光照射；控制端为一个两轴控制云台，云台顶端配有9轴姿态传感器和发射控制按键，并内置嵌入式控制板，以及无线发射模块或Wi-Fi模块；控制端云台顶端配有图像接收模块和彩色显示屏。

2.根据权利要求1所述的基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统，其特征在于，嵌入式控制器为51单片机或同性能嵌入式控制板。

3.根据权利要求1所述的基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统，其特征在于，激光发射管模组上方配有同方向的1000线分辨率的5.8GHz摄像图传一体模组。

4.根据权利要求1所述的基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统，其特征在于，控制端由操作者操作射击瞄准的方向，云台顶端的显示器可以显示激光发射模组的指向方向；并通过姿态传感器实时控制发射端云台的旋转和俯仰角度；控制端通过按下发射按键来遥控启动激光发射器，通过发射端单片机预置的编码控制，每台激光发射器以特定的频率发射激光，当命中目标时，对方的激光接收对管可以通过单片机计数，从而分辨是哪一个发射端发出的激光，从而最终实现区分游戏场上不同选手的命中与记分。

5.根据权利要求4所述的基于编码调制激光发射与感应的对战游乐系统，其特征在于，发射端每秒发射多次一定频率的激光，接受对管一端需接收到2次才会确认被击中。