CN110850986B - Vr单车骑行系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VR单车骑行系统,包括:骑行台、VR播放装置和单车;骑行台设有速度计算单元、信号发射单元、前滚筒和两个后滚筒,两个后滚筒的其中之一的转轴通过同步带与前滚筒的转轴连接;滚筒的转轴上设有转速采集模块,速度计算单元用于根据转速采集模块采集的滚筒转速计算单车的骑行速度并形成车速信号通过信号发射单元发送至VR播放装置;VR播放装置的信号接收单元接收车速信号并转发至视频切换控制单元,视频存储单元存储有多个在不同的直线公路以不同行驶速度录制的实景VR视频;视频切换控制单元骑行速度选择与骑行速度匹配的实景VR视频在VR视频播放模块中进行播放。能够实现用户身临其境的骑行体验。
Description
技术领域
本发明涉及VR技术领域,更具体地,涉及一种VR单车骑行系统。
背景技术
虚拟实境(Virtual Reality),简称VR技术,也称灵境技术或人工环境,是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生临场感。虚拟现实(VR),看到的场景和人物全是假的,是把人的意识代入一个虚拟的世界。
目前VR技术已经在多个领域进行应用,其中包括健身骑行领域,现阶段的VR骑行设备大多是将单车的后轮进行架空或单独使后轮旋转的骑行台(前轮不转),并且VR视频均是播放建模形成的虚拟视频,根据骑行速度动态调整虚拟人物的行驶速度,无法给人以身临其境的骑行体验,如何提高VR骑行的体验,增加虚拟骑行情况下的真实感成为一种亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种VR单车骑行系统,能够实现用户身临其境的骑行体验。
为实现上述目的,本发明提出了一种VR单车骑行系统,包括:骑行台、VR播放装置和单车;
所述骑行台设有速度计算单元、信号发射单元、前滚筒和两个后滚筒,所述两个后滚筒的其中之一的转轴通过同步带与所述前滚筒的转轴连接,所述前滚筒和所述两个后滚筒的表面分别与所述单车的前轮和后轮接触以支撑所述单车在所述滚筒骑行台上原地行驶;
所述前滚筒和所述两个后滚筒的其中之一的转轴上设有转速采集模块,所述速度计算单元用于根据所述转速采集模块采集的滚筒转速计算所述单车的骑行速度并形成车速信号通过所述信号发射单元发送至所述VR播放装置;
所述VR播放装置设有VR视频播放模块、视频切换控制单元、信号接收单元和视频存储单元,所述信号接收单元接收所述车速信号并转发至所述视频切换控制单元,所述视频存储单元存储有多个在直线行驶公路以不同行驶速度录制的实景VR视频;
所述视频切换控制单元根据所述车速信号中的骑行速度从所述视频存储单元中选择与所述骑行速度匹配的实景VR视频在所述VR视频播放模块中进行播放,当所述车速信号中的骑行速度变化值超过设定的阈值时,视频切换控制单元切换与所述骑行速度匹配的实景VR视频在所述VR视频播放模块中进行播放。
可选地,所述骑行速度变化值为所述车速信号中的骑行速度每五秒的速度差值。
可选地,所述阈值的范围为2km/h至5km/h。
可选地,所述速度计算单元通过以下公式计算所述形式速度:
v=nπd;
其中n为转速,d为滚筒的直径。
可选地,所述VR视频播放模块包括VR头盔。
可选地,所述骑行台包括矩形的地面支架,所述速度计算单元和所述信号发射单元设置于所述地面支架上,所述前滚筒设于所述地面支架的前端,所述两个后滚筒设于所述地面支架的后端,所述两个后滚筒之间设有间隙,所述所述前滚筒和所述两个后滚筒的直径相同。
可选地,所述地面支架两侧对应所述两个后滚筒的两端以及对应所述前滚筒的两端设有档杆,所述档杆的顶端设有横向的转轮,所述转轮的高度与所述单车的轮胎齐平。
可选地,所述转速采集模块为编码器,所述编码器固定于所述地面支架上,且所述编码器的主轴与所述前滚筒、所述两个后滚筒其中之一的转轴固定连接。
可选地,所述信号发射单元和所述信号接收单元为蓝牙模块、WIFI模块、NFC模块的至少其中之一。
可选地,还包括辅助手扶支架,所述辅助手扶支架设置于所述骑行台的外围,用于辅助用户在所述骑行台上骑行时上车和下车。
本发明的有益效果在于:
通过滚筒式的骑行台能够满足各种单车在其上进行骑行,骑行台的前后滚筒能够同步旋转,从而能够带动单车的前后轮同步旋转,具有真实的骑行感受,同时VR播放装置能够基于单车不同的骑行速度匹配不同行驶速度录制的公路实景VR视频,进一步为用户带来真实的骑行体验。
本发明的装置具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种VR单车骑行系统的示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种VR单车骑行系统的骑行台俯视图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种VR单车骑行系统的骑行台侧视图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的一种VR单车骑行系统的VR播放装置功能模块示意图。
附图标记说明:
1、骑行台;2、VR播放装置;3、单车、4、辅助手扶支架;101、地面支架;102、前滚筒;103、后滚筒;104、速度计算单元;105、信号发射单元;106、转速采集模块;107、同步带;108、挡杆;109、转轮;201、VR视频播放模块;202、视频切换控制单元;203、信号接收单元;204视频存储单元。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种VR单车骑行系统的示意图;图2和图3分别示出了根据本发明的一个实施例的一种VR单车骑行系统的骑行台俯视图和侧视图;图4示出了根据本发明的一个实施例的一种VR单车骑行系统的VR播放装置功能模块示意图。
如图1至图4所示,根据本发明的一种VR单车3骑行系统,包括:骑行台1、VR播放装置2和单车3;
骑行台1设有速度计算单元104、信号发射单元105、前滚筒102和两个后滚筒103,两个后滚筒103的其中之一的转轴通过同步带107与前滚筒102的转轴连接,前滚筒102和两个后滚筒103的表面分别与单车3的前轮和后轮接触以支撑单车3在滚筒骑行台1上原地行驶;
前滚筒102和两个后滚筒103的其中之一的转轴上设有转速采集模块106,速度计算单元104用于根据转速采集模块106采集的滚筒转速计算单车3的骑行速度并形成车速信号通过信号发射单元105发送至VR播放装置2;
VR播放装置2设有VR视频播放模块201、视频切换控制单元202、信号接收单元203和视频存储单元204,信号接收单元203接收车速信号并转发至视频切换控制单元202,视频存储单元204存储有多个在不同的直线公路以不同行驶速度录制的实景VR视频;
视频切换控制单元202根据车速信号中的骑行速度从视频存储单元204中选择与骑行速度匹配的实景VR视频在VR视频播放模块201中进行播放,当车速信号中的骑行速度变化值超过设定的阈值时,视频切换控制单元202切换与骑行速度匹配的实景VR视频在VR视频播放模块201中进行播放。
具体地,通过滚筒式的骑行台1能够满足各种单车3在其上进行骑行,骑行台1的前后滚筒103能够同步旋转,从而能够带动单车3的前后轮同步旋转,具有与路面骑行非常相似的骑行感受,同时VR播放装置2能够基于单车3不同的骑行速度匹配不同行驶速度的实景VR视频,进一步为用户带来真实的骑行体验。其中,由于用户室内骑行均是直线骑行,因此多个在相同的直线公路以不同行驶速度录制的实景VR视频,可以为在不同的直线公路场景下录制的不同的实景VR视频,并且自行车的骑行速度一般不会超过50km/h,因此可以以2km/h为间隔分别录制2km/h至50km/h行驶速度下的25个不同场景的实景VR视频,以便实现逐级切换对应骑行速度的不同实景VR视频,同时在实景VR视频切换过程中能够为用户带来新鲜的体验,增加用户的骑行乐趣,在一定程度上增加用户的锻炼效果。其中对于切换视频的算法以及视频切换单元(CPU\GPU等)的硬件配置,本领域人员可以自行开发且容易实现,此处不再赘述。
本实施例中,骑行速度变化值为车速信号中的骑行速度每五秒的速度差值。阈值的范围为2km/h。
具体地,本实施例中优选骑行速度的变化值的时间范围为五秒,即视频切换控制单元202每五秒对比车速信号中的骑行车速,并且,优选每五秒的速度差值阈值的范围为2km/h,以及时的调整播放的VR视频,避免VR视频中的实景骑行速度与用户的真实骑行速度不匹配,影响用户体验。
在一个示例中,用户开始以10km/h的速度骑行,视频切换控制单元202根据用户真实的骑行速度从视频存储单元204中匹配一个以10km/h录制的直线公路的实景VR视频并在VR视频播放模块201中进行播放,当用户在5秒后且未超过10秒时加速骑行至12km/h时,视频切换控制单元202将VR视频播放模块201中播放的实景VR视频自动切换为一个以12km/h录制的直线公路的实景VR视频进行播放,如果当用户在5秒后直接加速行驶至14km/h的骑行速度,则视频切换控制单元202跳过以12km/h录制的直线公路的实景VR视频,并将VR视频播放模块201中播放的实景VR视频直接切换为以14km/h录制的直线公路的实景VR视频进行播放。
本实施例中,速度计算单元104通过以下公式计算形式速度:
v=nπd;
其中n为转速(即每秒转的圈数),d为滚筒的直径(本实施例中的滚筒直径为5至10cm)。
本实施例中,VR视频播放模块201包括VR头盔。
具体地,本领域技术人员可以基于现有的VR头盔通过软件开发实现视频切换控制单元202和视频存储单元204,实现视频切换的控制功能。
本实施例中,骑行台1包括矩形的地面支架101,速度计算单元104和信号发射单元105设置于地面支架101上,前滚筒102设于地面支架101的前端,两个后滚筒103设于地面支架101的后端,两个后滚筒103之间设有间隙,前滚筒102和两个后滚筒103的直径相同。
具体地,参考图2和图3,本发明的骑行台1基于现有的滚筒式骑行台1进行改进,增加了相应的编码器、速度计算单元104和信号发射单元105,编码器为现有技术,其能够采集滚筒的转速,在计算单元(如CPU等)中预先输入滚筒的直径即可直接换算出滚筒的线速度,滚筒的线速度即为单车3轮胎的线速度,即骑行速度。
本实施例中,地面支架101两侧对应两个后滚筒103的两端以及对应前滚筒102的两端设有当杆108,当杆108的顶端设有横向的转轮109,转轮109的高度与单车3的轮胎齐平。
具体地,骑行台1的地面支架101两侧对应两个后滚筒103的两端以及对应前滚筒102的两端设有当杆108,当杆108的顶端设有横向的转轮109,转轮109的高度与单车3的轮胎齐平,转轮109在阻挡单车3的前后轮滑出骑行台1的同时还不会影响单车3前后轮的旋转,有效保证了用户骑行的安全。
本实施例中,转速采集模块106为编码器,编码器固定于地面支架101上,且编码器的主轴与前滚筒102、两个后滚筒103其中之一的转轴固定连接。
具体地,编码器为现有技术,将其固定在骑行台1的地面支架101的一侧与某个滚筒一端相对的位置,然后将编码器的主轴与一个滚筒的转轴刚性连接,即可测得滚筒的转速。
本实施例中,信号发射单元105和信号接收单元203为蓝牙模块、WIFI模块、NFC模块的至少其中之一。
具体地,通过蓝牙模块、WIFI模块或NFC模块实现VR播放装置2的信号接收单元203与骑行台1信号发射单元105的无线连接。
本实施例中,还包括辅助手扶支架4,辅助手扶支架4设置于骑行台1的外围,用于辅助用户在骑行台1上骑行时上车和下车。
具体地,参考图1,由于滚筒式骑行台1需要一定的学习成本,需要在单车3具有一定的骑行速度的情况下才能够保持用户的骑行稳定性,因此在用户开始骑行或骑行结束时需要辅助手扶支架4保持平衡以保证用户安全上车和下车。
参考图1,本发明实施例的VR单车3骑行系统的使用方法为:
将单车3(优选公路车)放置在骑行台1上,使单车3的后轮设于两个后滚筒103之间并与两个滚筒之间的表面接触,同时将单车3的前轮抵在骑行台1前滚筒102的表面,用户通过辅助手扶支架4骑在单车3上并佩戴VR头盔(为避免起步影响视线可先将VR头盔戴在额头上),然后开始骑行,编码器采集滚筒的转速经过速度计算单元104转换为骑行速度后发送至VR播放装置2的视频切换控制单元202,待骑行速度稳定后,视频切换控制单元202根据车速信号中的骑行速度从视频存储单元204中选择与骑行速度匹配的实景VR视频在VR视频播放模块201中进行播放,用户此时可以将VR头盔佩戴至双眼区域,进行实景骑行体验;当车速信号中的骑行速度变化值超过设定的阈值时,视频切换控制单元202切换与骑行速度匹配的不同实景VR视频在VR视频播放模块201中进行播放,从而实现用户身体和视觉身临其境的骑行体验,并增加骑行乐趣。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (9)
1.一种VR单车骑行系统,其特征在于,包括:骑行台、VR播放装置和单车;
所述骑行台设有速度计算单元、信号发射单元、前滚筒和两个后滚筒,所述两个后滚筒的其中之一的转轴通过同步带与所述前滚筒的转轴连接,所述前滚筒和所述两个后滚筒的表面分别与所述单车的前轮和后轮接触以支撑所述单车在所述滚筒骑行台上原地行驶;
所述骑行台两侧对应所述两个后滚筒的两端以及对应所述前滚筒的两端设有档杆,所述档杆的顶端设有横向的转轮,所述转轮的高度与所述单车的轮胎齐平;
所述前滚筒和所述两个后滚筒的其中之一的转轴上设有转速采集模块,所述速度计算单元用于根据所述转速采集模块采集的滚筒转速计算所述单车的骑行速度并形成车速信号通过所述信号发射单元发送至所述VR播放装置;
所述VR播放装置设有VR视频播放模块、视频切换控制单元、信号接收单元和视频存储单元,所述信号接收单元接收所述车速信号并转发至所述视频切换控制单元,所述视频存储单元存储有多个在不同的直线公路以不同骑行速度录制的实景VR视频;
所述视频切换控制单元根据所述车速信号中的骑行速度从所述视频存储单元中选择与所述骑行速度匹配的实景VR视频在所述VR视频播放模块中进行播放,当所述车速信号中的骑行速度变化值超过设定的阈值时,视频切换控制单元切换与所述骑行速度匹配的实景VR视频在所述VR视频播放模块中进行播放。
2.根据权利要求1所述的VR单车骑行系统,其特征在于,所述骑行速度变化值为所述车速信号中的骑行速度每五秒的速度差值。
3.根据权利要求1所述的VR单车骑行系统,其特征在于,所述阈值的范围为2km/h至5km/h。
4.根据权利要求1所述的VR单车骑行系统,其特征在于,所述速度计算单元通过以下公式计算所述骑行速度:
v=nπd;
其中n为转速,d为滚筒的直径。
5.根据权利要求1所述的VR单车骑行系统,其特征在于,所述VR视频播放模块包括VR头盔。
6.根据权利要求1所述的VR单车骑行系统,其特征在于,所述骑行台包括矩形的地面支架,所述速度计算单元和所述信号发射单元设置于所述地面支架上,所述前滚筒设于所述地面支架的前端,所述两个后滚筒设于所述地面支架的后端,所述两个后滚筒之间设有间隙,所述前滚筒和所述两个后滚筒的直径相同。
7.根据权利要求6所述的VR单车骑行系统,其特征在于,所述转速采集模块为编码器,所述编码器固定于所述地面支架上,且所述编码器的主轴与所述前滚筒、所述两个后滚筒其中之一的转轴固定连接。
8.根据权利要求1所述的VR单车骑行系统,其特征在于,所述信号发射单元和所述信号接收单元为蓝牙模块、WIFI模块、NFC模块的至少其中之一。
9.根据权利要求1所述的VR单车骑行系统,其特征在于,还包括辅助手扶支架,所述辅助手扶支架设置于所述骑行台的外围,用于辅助用户在所述骑行台上骑行时上车和下车。
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