CN109173240A - 一种物理轨迹跟踪并同步显示的vr眼镜及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜及其工作方法，包括水滑道、VR眼镜、皮筏和若干个红外摄像头，皮筏上设有红外发射器，红外发射器和若干红外摄像头与VR眼镜通讯连接，若干红外摄像头分别设于启滑平台、支撑立柱与水滑道的连接处和水滑道的终点，VR眼镜工作时皮筏运行于水滑道内表面，VR眼镜佩戴在乘客头上，通过约束带固定。本发明的红外摄像头覆盖水滑道全程，通过红外摄像头、红外发射器实现对皮筏实时位置的追踪，并根据水滑道的轨道数据预构建相应的VR场景，然后将皮筏的位置坐标匹配到相应的场景中，物理姿态与显示画面响应的总延时不超过200ms，使乘客拥有更加真实的体验感。

Description

一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜及其工作方法
技术领域
本发明属于游乐设施技术领域，具体涉及一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜。
背景技术
传统水滑梯安放场地为露天或室内，体验水滑梯时，视觉效果仅依赖于周围环境的状况，受客观环境因素影响，体验感较为单一，游客往往在乘坐一次后更倾向于选择其它环境下的水滑梯。
现有技术中已经存在几例将VR眼镜应用于过山车和水滑梯的案例，美国“六旗”2016年在美国乔治亚洲奥斯特尔市，过山车“恶魔跳水”加入了VR体验版，使用的是三星gear VR眼镜。欧洲最大室内和室外水上乐园Galaxy Erding使用了VR眼镜，使用定制防水VR眼镜，招聘显示为单座皮筏，小水滑道滑行。该系统是硅谷创业公司ballast研发，具有自助学习功能。英国top shop旗舰店商场安装一台干式VR滑梯。香港海洋公园的过山车使用的也是三星gearVR眼镜，今年开业。
无一例外的，上述的应用均通过使用VR眼镜播放视频的方式改变乘客的视觉观感，但在实际游玩时，单纯播放视频无法进行相应的场景调节，与实际的过山车或皮筏的倾角、速度和位置存在误差，缺乏真实的体验感。
发明内容
本发明的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜及其工作方法，实时感知皮筏的位置并构建相应的VR场景，提升了乘客的体验感。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，包括水滑道、VR眼镜、皮筏和若干个红外摄像头，皮筏上设有红外发射器，红外发射器和若干红外摄像头与VR眼镜通讯连接，若干红外摄像头分别设于启滑平台、支撑立柱与水滑道的连接处和水滑道的终点，VR眼镜工作时皮筏运行于水滑道内表面，VR眼镜佩戴在乘客头上，通过约束带固定。
进一步的，上述的VR眼镜包括手机，手机固定于手机固定盒内，手机固定盒设于外壳内部，外壳上还设有目镜、耳机和约束带，手机与耳机连接。
进一步的，上述VR眼镜的目镜和手机屏幕上均设有纳米疏水剂层。
进一步的，上述的皮筏上还设有组合式惯性导航传感器，组合式惯性导航传感器与VR眼镜通讯连接，组合式惯性导航传感器包括差分GPS传感器和惯性导航传感器，差分GPS传感器的基站设于地面位置空旷处，惯性导航传感器用于获取皮筏的速度和姿态。
进一步的，上述的VR眼镜还包括固定带，固定带固定于外壳上，固定带佩戴时固定于乘客的下颚处。
进一步的，上述组合式惯性导航传感器和红外发射器封装于硅胶套内并固定于皮筏前端，组合式惯性导航传感器和红外发射器通过蓝牙或无线网与VR眼镜连接。
一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的工作方法，应用上述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，包括以下步骤：
步骤一：根据皮筏在水滑道上的运动参数计算滑道数据并构建相应的VR场景，然后将滑道数据和VR场景存储至VR眼镜中；
步骤二：用户佩戴VR眼镜，皮筏开始运动后，红外摄像头和组合式惯性导航传感器采集皮筏运动参数并实时发送至VR眼镜中；
步骤三：VR眼镜根据接收的皮筏运动参数调用相应的VR场景进行实时画面响应。
进一步的，上述步骤一和步骤二中皮筏运动参数包括皮筏倾斜角度、运动速度和位置。
进一步的，上述步骤二具体为：用户佩戴VR眼镜，皮筏开始运动后，红外摄像头捕捉皮筏位置并进行OCR，得到皮筏的平面位置信息并发送至VR眼镜中。
进一步的，上述的步骤二还包括用户调节画面运动速度倍率，VR眼镜根据用户调节的倍率等比放大或缩小相应的VR场景。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的红外摄像头覆盖水滑道全程，通过红外摄像头、红外发射器实现对皮筏实时位置的追踪，并根据水滑道的轨道数据预构建相应的VR场景，然后将皮筏的位置坐标匹配到相应的场景中，物理姿态与显示画面响应的总延时不超过200ms，使乘客拥有更加真实的体验感；
本发明的物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜对VR眼镜进行了相应的疏水处理，避免了游玩过程中因眼镜进水影响乘客观看的情况；
本发明的物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜增设组合式惯性导航传感器，当皮筏露天时，红外摄像头对皮筏位置进行捕捉，若水滑道存在非露天空间，干扰到红外摄像头的工作，则立即启动组合式惯性导航传感器，通过差分GPS和惯性导航传感器获取皮筏的位置并与VR眼镜通讯，保证乘客的整个观看过程流畅且与真实感受不存在延迟或误差；
本发明的物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜增设固定带，增加了眼镜佩戴后的稳定性，保证了整个游玩过程中VR眼镜不会因运动幅度过大而导致眼镜从乘客头上掉落。
本发明的物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的工作方法可以实现通过调节VR场景的大小，实现对乘客观感中运动速度大小的调节，增强视觉刺激。
附图说明
图1为本发明的VR眼镜工作流程示意图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式做具体的说明。
一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，包括水滑道、VR眼镜、皮筏和若干个红外摄像头，皮筏上设有红外发射器，红外发射器和若干红外摄像头与VR眼镜通讯连接，若干红外摄像头分别设于启滑平台、支撑立柱与水滑道的连接处和水滑道的终点，VR眼镜工作时皮筏运行于水滑道内表面，VR眼镜佩戴在乘客头上，通过约束带固定。
红外摄像头需满足覆盖整个水滑道全程无死角监控，通过红外摄像头、红外发射器实现对皮筏实时位置的追踪，并根据水滑道的轨道数据预构建相应的VR场景，然后将皮筏的位置坐标匹配到相应的场景中，使乘客拥有更加真实的体验感。
进一步的，上述的VR眼镜包括手机，手机固定于手机固定盒内，手机固定盒设于外壳内部，外壳上还设有目镜、耳机和约束带，手机与耳机连接。
此处的手机需使用防水手机，屏幕尺寸为6寸以上。
进一步的，上述VR眼镜的目镜和手机屏幕上均设有纳米疏水剂层。
对VR眼镜进行了相应的疏水处理，避免了游玩过程中因眼镜进水影响乘客观看的情况；
进一步的，上述的皮筏上还设有组合式惯性导航传感器，组合式惯性导航传感器与VR眼镜通讯连接，组合式惯性导航传感器包括差分GPS传感器和惯性导航传感器，差分GPS传感器的基站设于地面位置空旷处，惯性导航传感器用于获取皮筏的速度和姿态。
增设组合式惯性导航传感器，当皮筏露天时，红外摄像头对皮筏位置进行捕捉，若水滑道存在非露天空间，干扰到红外摄像头的工作，则立即启动组合式惯性导航传感器，通过差分GPS和惯性导航传感器获取皮筏的位置并与VR眼镜通讯，保证乘客的整个观看过程流畅且与真实感受不存在延迟或误差；
进一步的，上述的VR眼镜还包括固定带，固定带固定于外壳上，固定带佩戴时固定于乘客的下颚处。
增设固定带，增加了眼镜佩戴后的稳定性，保证了整个游玩过程中VR眼镜不会因运动幅度过大而导致眼镜从乘客头上掉落。
进一步的，上述组合式惯性导航传感器和红外发射器封装于硅胶套内并固定于皮筏前端，组合式惯性导航传感器和红外发射器通过蓝牙或无线网与VR眼镜连接。
一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的工作方法，应用上述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，包括以下步骤：
步骤一：根据皮筏在水滑道上的运动参数计算滑道数据并构建相应的VR场景，然后将滑道数据和VR场景存储至VR眼镜中；
步骤二：用户佩戴VR眼镜，皮筏开始运动后，红外摄像头和组合式惯性导航传感器采集皮筏运动参数并实时发送至VR眼镜中；
步骤三：VR眼镜根据接收的皮筏运动参数调用相应的VR场景进行实时画面响应。
乘客戴上眼镜后自动进入场景显示画面，皮筏运动时场景自动跟随(静止时速度为零)，不需人工干预，若体验开始后，游戏速度持续15秒低于2m/s，则自动退出游戏。
若水滑道的不同空间位置在地面上的投影存在重叠的情况，需要在存在重叠处的上下两点都增设红外摄像头(或仅在重叠点中位置较低处设置)，当皮筏运动到此处时，红外摄像头将皮筏位置和获取皮筏位置的红外摄像头均发送至VR眼镜中。
进一步的，上述步骤一和步骤二中皮筏运动参数包括皮筏倾斜角度、运动速度和位置。
进一步的，上述步骤二具体为：用户佩戴VR眼镜，皮筏开始运动后，红外摄像头捕捉皮筏位置并进行OCR，得到皮筏的平面位置信息并发送至VR眼镜中。
进一步的，上述的步骤二还包括用户调节画面运动速度倍率，VR眼镜根据用户调节的倍率等比放大或缩小相应的VR场景。
本发明的物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的工作方法可以实现通过调节VR场景的大小，实现对乘客观感中运动速度大小的调节，增强视觉刺激。

Claims (10)

1.一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，其特征在于：包括水滑道、VR眼镜、皮筏和若干个红外摄像头，所述皮筏上设有红外发射器，所述红外发射器和若干红外摄像头与所述VR眼镜通讯连接，所述的若干红外摄像头分别设于启滑平台、支撑立柱与所述水滑道的连接处和所述水滑道的终点，所述VR眼镜工作时所述皮筏运行于所述水滑道内表面，所述VR眼镜佩戴在乘客头上，通过约束带固定。
2.根据权利要求1所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，其特征在于：所述的VR眼镜包括手机，所述手机固定于手机固定盒内，所述手机固定盒设于外壳内部，所述外壳上还设有目镜、耳机和约束带，所述手机与所述耳机连接。
3.根据权利要求1所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，其特征在于：所述VR眼镜的目镜和手机屏幕上均设有纳米疏水剂层。
4.根据权利要求1所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，其特征在于：所述的皮筏上还设有组合式惯性导航传感器，所述组合式惯性导航传感器与所述VR眼镜通讯连接，所述组合式惯性导航传感器包括差分GPS传感器和惯性导航传感器，所述差分GPS传感器的基站设于地面位置空旷处，所述惯性导航传感器用于获取所述皮筏的速度和姿态。
5.根据权利要求2所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，其特征在于：所述的VR眼镜还包括固定带，所述固定带固定于外壳上，所述固定带佩戴时固定于乘客的下颚处。
6.根据权利要求4所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，其特征在于：所述组合式惯性导航传感器和所述红外发射器封装于硅胶套内并固定于皮筏前端，所述组合式惯性导航传感器和所述红外发射器通过蓝牙或无线网与所述VR眼镜连接。
7.一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的工作方法，应用权利要求1-5中任一项所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：根据皮筏在水滑道上的运动参数计算滑道数据并构建相应的VR场景，然后将滑道数据和VR场景存储至VR眼镜中；
步骤二：用户佩戴VR眼镜，皮筏开始运动后，红外摄像头和组合式惯性导航传感器采集皮筏运动参数并实时发送至VR眼镜中；
步骤三：VR眼镜根据接收的皮筏运动参数调用相应的VR场景进行实时画面响应。
8.根据权利要求1所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的工作方法，其特征在于：所述步骤一和步骤二中皮筏运动参数包括皮筏倾斜角度、运动速度和位置。
9.根据权利要求1所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的工作方法，其特征在于：所述步骤二具体为：用户佩戴VR眼镜，皮筏开始运动后，红外摄像头捕捉皮筏位置并进行OCR，得到皮筏的平面位置信息并发送至VR眼镜中。
10.根据权利要求1所述的一种物理轨迹跟踪并同步显示的VR眼镜的工作方法，其特征在于：所述的步骤二还包括用户调节画面运动速度倍率，VR眼镜根据用户调节的倍率等比放大或缩小相应的VR场景。
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