CN111502352B - 一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，包括外框架、声纳传感器、激光传感器和视频信息传感器，所述外框架的右侧安装有脚梯，所述声纳传感器和视频信息传感器安装在防护栏上，所述激光传感器安装于外框架上部的杆上，所述外框架的上端开设有导槽，所述活动块的外侧固定有固定壳，所述固定壳的两侧安装有连接杆，所述工作块的外侧设置有固定块。该具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，仅通过一个室内雪机即可虚拟出多种类型的滑雪场景，满足不同爱好、不同水平的滑雪者的需求，同时能够根据不同使用需求对声音播放设备的角度和位置进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及仿真室内滑雪技术领域，尤其涉及一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置。
背景技术
随着人民生活水平的提升，越来越多的人参与到滑雪运动中来，但由于传统滑雪场受地域、季节、气候等环境因素的制约，对于大部分的滑雪者来说，学习滑雪不但要投入大量的时间、精力、财力，且受限于滑雪的中高级教练资源稀缺和物理空间所决定的滑雪教学模式，在自然雪坡上学习滑雪，学习效率低，具有针对性的训练、连贯性的训练、趣味性的训练很难展开，训练形式单一，技能提升难度高，鉴于此，室内模拟滑雪机应运而生，不分地域季节皆可使用的室内模拟机，在大大节约了滑雪者滑雪成本的同时，还能够帮助初学者快速掌握滑雪基础技能，帮助初中高级滑雪者做有体系化的多元训练，因此受到越来越多的滑雪者青睐，但是目前，在室内模拟滑雪机学习滑雪，很难体验到传统滑雪场的滑雪氛围，同时，与传统雪场类似，模拟滑雪机的滑雪培训同样面临师资困境，培训成本较高，中高级以上的培训教练师资匮乏，相对应的中高级滑雪培训课程稀缺，整体培训课程的科学性、趣味性、针对性有待提升，辅助滑雪者学习的信息数据有待整合。
现有室内模拟雪机通常以雪毯滚动模拟雪道，类似跑步机，能够模拟传统雪坡的坡度、滑雪者在雪道上的滑行速度，然而现有室内模拟雪机，单单以雪毯虚拟的雪道与真实的雪道相差甚远，如缺少真实雪道上的障碍物、滑雪者的滑行轨迹、不同雪道的级别标识等真实场景，且不能够根据不同使用需求对声音播放设备的角度和位置进行调整，导致无法实现浸入式体验。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中不能满足不同爱好、不同水平的滑雪者的需求，不能够根据不同使用需求对声音播放设备的角度和位置进行调整的问题，而提出的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，包括外框架1、声纳传感器5、激光传感器6和视频信息传感器19，其特征在于：所述外框架1的右侧安装有脚梯2，且脚梯2的左侧设置有滑雪机3，并且滑雪机3的两侧安装有防护栏4，所述声纳传感器5和视频信息传感器19安装在防护栏4上，所述激光传感器6安装于外框架上部的杆上，所述外框架1的上端开设有导槽7，且导槽7的内部固定有齿板8，并且导槽7的内侧安装有活动块9，所述活动块9的外侧固定有固定壳10，且固定壳10的中部安装有伺服电机11，并且伺服电机11的外侧安装有转杆12，所述固定壳10的两侧安装有连接杆13，且连接杆13的内侧固定有音箱14，并且连接杆13的外壁上固定有工作块15，所述工作块15的外侧设置有固定块16，且固定块16的外侧固定有操作筒17，并且操作筒17的外部安装有固定筒18，同时固定筒18固定在固定壳10的外侧。
本方案中，所述防护栏关于滑雪机的中心线对称设置，且声纳传感器5位于所述防护栏4的四角。
本方案中，所述活动块通过导槽和外框架组成滑动结构，且导槽和齿板为焊接连接，并且齿板和转杆为啮合连接。
本方案中，所述固定壳和连接杆通过旋转轴承组成转动结构，且连接杆和音箱为一体化设计。
本方案中，所述工作块关于连接杆的中心线等角度设置，且工作块和固定块为卡合连接，并且固定块和操作筒为焊接连接。
本方案中，所述操作筒和固定筒为滑动连接，且固定筒垂直分布在固定壳的两侧。
本方案中，还包括：控制器，以用于接收声纳传感器、激光传感器和视频信息传感器的信息，判断使用者的身体姿态，判断音箱是否处于合理位置；
若不处于合理位置，则发送控制信号至伺服电机，以调整音箱至合理位置。
本方案中，还包括：
所述合理位置为使用者的耳朵对应的位置。
本方案中，还包括：
活动块远离于转杆的一侧设置有距离传感器，以检测与外框架的距离。
本方案中，还包括：
所述距离传感器为两个，分别检测与外框架的距离。
与现有技术相比，本发明提供了一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，具备以下有益效果：
通过设置有灯光交互装置用于接收灯光控制信号，并基于灯光控制信号选配对应的灯光组合，由灯光组合根据灯光控制信号生成灯光图案，并使所述灯光图案映射在滑雪机上的雪毯上，当雪毯沿着预定方向运动时，雪毯与其上方的灯光图案保持相对静止，以虚拟现实的滑雪场景；
通过由声纳传感器、激光传感器和视频信息传感器所组成的实时信息接收装置，采集记录滑雪者的滑行位移、滑行体态、雪板形态、精神状态和安全状态等信息，其中声纳传感器可准确跟踪记录滑雪者的位移变化、雪板形态等信息，激光传感器可精确地捕捉滑雪者的滑行体态信息，如滑雪者在滑行时，身体关键部位所处的形态，视频信息传感器可记录滑雪者的滑行视频，捕捉滑雪者的精神状态、安全状态等信息，通过记录滑雪者的滑行体态、滑雪者的雪板形态、以及滑行体态样本，并通过影像方式实时或分时反馈给滑雪者，其中装置上的音箱根据模拟场景对不同将模拟环境音进行播放；
通过向两侧拉动操作筒，固定块和工作块脱离卡合，转动音箱，将音箱转动到合适的播放角度，松开操作筒，操作筒复位，工作块和固定块卡合，从而实现对音箱播放角度的调整，通过打开伺服电机，伺服电机带动转杆转动，转杆上设置的齿轮在齿板上进行转动，固定壳通过活动块在导槽上进行滑动，固定壳带动音箱运动，从而对音箱位置的调整，帮助滑雪者更深层地体验滑雪的乐趣、高效提升滑雪技巧。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置的正视立体结构示意图；
图2为本发明提出的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置的固定壳俯视剖面结构示意图；
图3为本发明提出的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置的图2中A处放大结构示意图；
图4为本发明提出的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置的工作块侧视剖面结构示意图。
图中：1、外框架；2、脚梯；3、滑雪机；4、防护栏；5、声纳传感器；6、激光传感器；7、导槽；8、齿板；9、活动块；10、固定壳；11、伺服电机；12、转杆；13、连接杆；14、音箱；15、工作块；16、固定块；17、操作筒；18、固定筒；19、视频信息传感器。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1和图2所示，一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，包括外框架1、脚梯2、滑雪机3、防护栏4、声纳传感器5、激光传感器6、导槽7、齿板8、活动块9、固定壳10、伺服电机11、转杆12、连接杆13、音箱14、工作块15、固定块16、操作筒17、固定筒18和视频信息传感器19，外框架1的右侧安装有脚梯2，且脚梯2的左侧设置有滑雪机3，并且滑雪机3的两侧安装有防护栏4，所述声纳传感器5和视频信息传感器19安装在防护栏4上，所述激光传感器6安装于外框架上部的杆上。外框架1的上端开设有导槽7，且导槽7的内部固定有齿板8，并且导槽7的内侧安装有活动块9，活动块9的外侧固定有固定壳10，且固定壳10的中部安装有伺服电机11，并且伺服电机11的外侧安装有转杆12，固定壳10的两侧安装有连接杆13，且连接杆13的内侧固定有音箱14，并且连接杆13的外壁上固定有工作块15，工作块15的外侧设置有固定块16，且固定块16的外侧固定有操作筒17，并且操作筒17的外部安装有固定筒18，同时固定筒18固定在固定壳10的外侧。
需要说明的是，在本发明的装置中还设置有控制器(图中未示出)，所述控制器用于接收声纳传感器、激光传感器、伺服电机、音箱、视频信息传感器等装置的信号，以及控制上述装置的状态和运行。
根据本发明实施例，所述声呐传感器设置在外框架1的四个角处，例如横杆上靠近四个角的位置或者四个角处的固定柱内侧，朝向滑雪机区域设置，可以更好的检测用户的位置，将所述位置信息发送至控制器中。优选的，所述声呐传感器的数量为4个，且分别设置在4个不同的固定柱上。通过声呐传感器的设置，可以使得用户位置的检测更加精确。
根据本发明实施例，所述激光传感器设置在滑雪机上方的外框架1中，例如外框架1的杆上，所述激光传感器朝向滑雪机方向，其数量可选地为多个，通过激光信号检测滑雪毯上用户的位置，所述激光传感器分布排列，以检测滑雪机中用户的位置，并将用户的位置信息发送至控制器中。优选的，所述激光传感器的数量为4～12个。通过激光传感器的设置，可以使得用户位置的检测更加精确。
更具体的，活动块9通过导槽7和外框架1组成滑动结构，且导槽7和齿板8为焊接连接，并且齿板8和转杆12为啮合连接，这种设计保证了伺服电机11能够有效带动转杆12在齿板8上进行运动，从而进一步带动活动块9在导槽7上进行运动，从而实现对装置上音箱14的移动。
更具体的，固定壳10和连接杆13通过旋转轴承组成转动结构，且连接杆13和音箱14为一体化设计，这种设计保证了音箱14能够有效通过连接杆13在固定壳10上进行转动，从而进一步方便对音箱14的角度进行调整，方便用户对角度进行调整，提高了使用体验感。
需要说明的是，为了便于展示，图1和图2中未示出全部的声呐传感器、激光传感器和视频信息传感器。
图3示出了本发明的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置的图2中A处放大结构示意图。
如图3所述，工作块15关于连接杆13的中心线等角度设置，且工作块15和固定块16为卡合连接，并且固定块16和操作筒17为焊接连接，这种设计保证了操作筒17能够有效带动固定块16运动，固定块16能够有效通过工作块15对连接杆13和音箱14的位置进行固定。
图4示出了本发明提出的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置的工作块侧视剖面结构示意图。
如图4所述，更具体的，操作筒17和固定筒18为滑动连接，且固定筒18垂直分布在固定壳10的两侧，通过本发明的这种设计能够保证操作筒17能够有效在固定筒18上进行运动，从而实现对装置上固定壳10倾斜角度的快速调整，提高使用体验。
根据本发明实施例，本发明的装置还包括：控制器，以用于接收声纳传感器、激光传感器和视频信息传感器的信息，判断使用者的身体姿态，判断音箱是否处于合理位置；
若不处于合理位置，则发送控制信号至伺服电机，以调整音箱至合理位置。
需要说明的是，本发明还可以根据使用者的姿态控制音箱的位置，也就是说，可以调整音箱距离两侧外框架的位置，以便更好的适应使用者的身体姿态。例如，使用者在滑雪时，身体可能会侧身，如果音箱处于对称的状态，则无法完全对准使用者的耳朵，那么可能无法更好的模拟滑雪过程中的声音。因此控制器根据声纳传感器、激光传感器和视频信息传感器的信息，判断使用者的身体姿态，判断音箱是否处于合理位置。可以理解的是，控制器可以在本地进行计算判断使用者姿态，也可以发送数据至服务器，由服务器进行计算和判断使用者姿态。
更具体的，所述合理位置为使用者的耳朵对应的位置。也就是说，音箱可以随着使用者的耳朵的位置而变化，若使用者的身体侧移，则控制两侧的音箱始终对着耳朵的方向。本发明的这种方式能够使得使用者在滑雪过程中有更加真实的体验感受，提高了使用体验感。
可以理解的是，所述合理位置可以为通过声音模型计算出的合理位置。也就是说，合理位置可以是其他的各种音箱搭配位置，所述的搭配位置是通过不同使用者的喜好进行计算出来的。声音模型是综合了使用者的喜好和运动过程等参数长期进行训练得到的。通过声音模型，可以更加的准确的匹配用户的喜好，从而进行音箱的调整。通过声音模型判断合理位置，可以更好的匹配用户的喜好，提高用户体验感。
根据本发明实施例，还包括：
活动块远离于转杆的一侧设置有距离传感器(图中未示出)，以检测与外框架的距离。
需要说明的是，为了更好的确定音箱的位置，可以在活动块远离于转杆的一侧设置有距离传感器，所述距离传感器能够检测与外框架的距离，发送距离参数至控制器中，由控制器根据使用者的姿态，以距离的形式确定是否对应于使用者的合理位置。
优选的，还包括：
所述距离传感器为两个，分别检测与外框架的距离。可以理解的是，距离传感器可以设置两个，分别检测每侧的音箱距离两边外框架的距离，将距离数据发送至控制器中，可以更好的确定使用的合适位置。
根据本发明实施例，当使用该装置时，首先为装置上的滑雪机3、声纳传感器5、激光传感器6、伺服电机11和视频信息传感器19上的相关电路接通电源，以便上电启动上述装置。
其中装置的上部设置有灯光交互装置用于接收灯光控制信号，并基于灯光控制信号选配对应的灯光组合，由灯光组合根据灯光控制信号生成灯光图案，并使所述灯光图案映射在滑雪机3上的雪毯上，当雪毯沿着预定方向运动时，雪毯与其上方的灯光图案保持相对静止，以虚拟现实的滑雪场景。
并且装置可以通过由声纳传感器5、激光传感器6和视频信息传感器19所组成的实时信息接收装置，来采集记录滑雪者的滑行位移、滑行体态、雪板形态、精神状态、安全状态等信息，其中声纳传感器5可准确跟踪记录滑雪者的位移变化、雪板形态等信息，激光传感器6可精确地捕捉滑雪者的滑行体态信息，如滑雪者在滑行时，身体关键部位所处的形态，视频信息传感器19可记录滑雪者的滑行视频，捕捉滑雪者的精神状态、安全状态等信息，通过记录滑雪者的滑行体态、滑雪者的雪板形态、以及滑行体态样本，并通过影像方式实时或分时反馈给滑雪者，其中装置上的音箱14根据模拟场景对不同将模拟环境音进行播放。
当需要对装置上音箱14的播放角度进行调整时，向两侧拉动操作筒17，操作筒17在固定筒18中进行滑动，固定块16和工作块15脱离卡合，转动音箱14，音箱14带动连接杆13通过连接杆13和固定壳10相连接的旋转轴承转动，将音箱14转动到合适的播放角度，松开操作筒17，操作筒17和固定筒18相连接的弹簧拉动操作筒17复位，操作筒17带动固定块16复位，工作块15和固定块16卡合，从而音箱14的播放角度固定。
当控制器判断出用户的身体状态或身体姿态后，判断音箱是否处于用户耳朵两侧的位置，若未处于耳朵两侧的位置，则说明需要进行音箱的调整。当需要对装置上音箱14的播放位置进行调整时，可以由控制器控制伺服电机11进行驱动，伺服电机11带动转杆12转动，转杆12上设置的齿轮在齿板8上进行转动，固定壳10通过活动块9在导槽7上进行滑动，固定壳10带动音箱14运动，从而对音箱14位置的调整。
通过设置有灯光交互装置用于接收灯光控制信号，并基于灯光控制信号选配对应的灯光组合，由灯光组合根据灯光控制信号生成灯光图案，并使所述灯光图案映射在滑雪机上的雪毯上，当雪毯沿着预定方向运动时，雪毯与其上方的灯光图案保持相对静止，以虚拟现实的滑雪场景；
通过由声纳传感器、激光传感器和视频信息传感器所组成的实时信息接收装置，采集记录滑雪者的滑行位移、滑行体态、雪板形态、精神状态和安全状态等信息，其中声纳传感器可准确跟踪记录滑雪者的位移变化、雪板形态等信息，激光传感器可精确地捕捉滑雪者的滑行体态信息，如滑雪者在滑行时，身体关键部位所处的形态，视频信息传感器可记录滑雪者的滑行视频，捕捉滑雪者的精神状态、安全状态等信息，通过记录滑雪者的滑行体态、滑雪者的雪板形态、以及滑行体态样本，并通过影像方式实时或分时反馈给滑雪者，其中装置上的音箱根据模拟场景对不同将模拟环境音进行播放；
通过向两侧拉动操作筒，固定块和工作块脱离卡合，转动音箱，将音箱转动到合适的播放角度，松开操作筒，操作筒复位，工作块和固定块卡合，从而实现对音箱播放角度的调整，通过打开伺服电机，伺服电机带动转杆转动，转杆上设置的齿轮在齿板上进行转动，固定壳通过活动块在导槽上进行滑动，固定壳带动音箱运动，从而对音箱位置的调整，帮助滑雪者更深层地体验滑雪的乐趣、高效提升滑雪技巧。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)
1.一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，包括外框架(1)、声纳传感器(5)、激光传感器(6)和视频信息传感器(19)，其特征在于：所述外框架(1)的右侧安装有脚梯(2)，且脚梯(2)的左侧设置有滑雪机(3)，并且滑雪机(3)的两侧安装有防护栏(4)，所述声纳传感器(5)和视频信息传感器(19)安装在防护栏(4)上，所述激光传感器(6)安装于外框架上部的杆上，所述外框架(1)的上端开设有导槽(7)，且导槽(7)的内部固定有齿板(8)，并且导槽(7)的内侧安装有活动块(9)，所述活动块(9)的外侧固定有固定壳(10)，且固定壳(10)的中部安装有伺服电机(11)，并且伺服电机(11)的外侧安装有转杆(12)，所述固定壳(10)的两侧安装有连接杆(13)，且连接杆(13)的内侧固定有音箱(14)，并且连接杆(13)的外壁上固定有工作块(15)，所述工作块(15)的外侧设置有固定块(16)，且固定块(16)的外侧固定有操作筒(17)，并且操作筒(17)的外部安装有固定筒(18)，同时固定筒(18)固定在固定壳(10)的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，其特征在于：所述防护栏(4)关于滑雪机(3)的中心线对称设置，且声纳传感器(5)位于所述防护栏(4)的四角。
3.根据权利要求1所述的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，其特征在于：所述活动块(9)通过导槽(7)和外框架(1)组成滑动结构，且导槽(7)和齿板(8)为焊接连接，并且齿板(8)和转杆(12)为啮合连接。
4.根据权利要求1所述的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，其特征在于：所述固定壳(10)和连接杆(13)通过旋转轴承组成转动结构，且连接杆(13)和音箱(14)为一体化设计。
5.根据权利要求1所述的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，其特征在于：所述工作块(15)关于连接杆(13)的中心线等角度设置，且工作块(15)和固定块(16)为卡合连接，并且固定块(16)和操作筒(17)为焊接连接。
6.根据权利要求1所述的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，其特征在于：所述操作筒(17)和固定筒(18)为滑动连接，且固定筒(18)垂直分布在固定壳(10)的两侧。
7.根据权利要求1所述的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，其特征在于，还包括：
控制器，以用于接收声纳传感器、激光传感器和视频信息传感器的信息，判断使用者的身体姿态，判断音箱是否处于合理位置；
若不处于合理位置，则发送控制信号至伺服电机，以调整音箱至合理位置。
8.根据权利要求7所述的一种具有声音设备位置调节结构的智能仿真室内滑雪虚拟现实装置，其特征在于，还包括：
所述合理位置为使用者的耳朵对应的位置。
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