CN112088037B - 用于动态乘坐简档的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本实施例涉及一种用于游乐园乘坐设备的动态控制系统。该系统包括：游戏服务器，其生成游戏数据，所述游戏数据描述虚拟运送工具通过虚拟环境的移动；可编程逻辑控制器（PLC），其配置成关于一个或多个所存储的极值而附条件地执行动态乘坐简档的指令，从而操作乘坐工具的物理动作；以及动态乘坐简档服务器，其通信地耦合到游戏服务器和PLC。动态乘坐简档服务器配置成：接收输入数据、传感器数据以及游戏数据；将所接收的数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，从而基于虚拟运送工具通过虚拟环境的移动而生成动态乘坐简档的一部分；以及向PLC提供动态乘坐简档的该部分，以用于附条件的执行。

Description

用于动态乘坐简档的系统和方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求根据提交于2018年5月15日的、标题为“用于动态乘坐简档的系统和方法”的、序号为No. 62/671940的美国临时申请的优先权及其权益该临时申请特此出于所有目的以其整体通过引用而被并入。

背景技术

本部分旨在向读者介绍可能与本技术的各种方面有关的各种技术方面，这些技术方面在下文中描述和/或要求保护。本讨论被认为在给读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各种方面上是有帮助的。因此，应当理解，这些陈述将从这个角度来阅读，而非作为对现有技术的承认来阅读。

已创建各种游乐乘坐设备来给乘客提供独特的运动体验和视觉体验。例如，主题乘坐设备能够利用沿着固定路径或可变路径行进的单个乘客式或多个乘客式乘坐工具（ride vehicle）来实现。乘坐工具本身可以包括特征，所述特征给乘客提供对乘坐工具和/或周围环境的变化的水平的控制（例如，各种按钮和旋钮）。然而，对乘坐工具的乘客赋予的传统控制一般在乘坐工具遵循预定固定路径时是受限的。因此，现在认识到，需要提供对乘坐工具的增强的乘客控制从而创建更惊险的乘坐体验的改进的游乐乘坐设备。

对于某些游乐园乘坐设备，运送工具（vehicle）移动被约束于经编程的简档（例如，动画），所述经编程的简档嵌入于该运送工具的可编程逻辑控制器（PLC）中。然而，目前认识到，这些经编程的简档是基本上静态的，并且照此并非基于乘客与运送工具的交互和/或基于现实物理模型而被更新或修改。结果，乘坐设备的乘客可能感觉像是乘坐设备是分阶段或非现实的，这可能限制乘客衔接（engagement）和游乐。另外，还认识到，PLC不能够实行大量运算，诸如，在复杂物理模型中使用的那些大量运算。即，虽然PLC擅长迅速地响应于对于超过预定阈值的值的参数改变，但与诸如现代计算机的中央处理单元（CPU）和图形处理单元（GPU）之类的其它类型的处理器相比，PLC处理器典型地具有较低的时钟速度（例如，200 Hz）。此外，PLC编程和调试可能是困难、繁琐并且昂贵的。因此，现在认识到，在单独地使用PLC来设计乘坐设备从而确定并且生成乘客的体验时，这可能严重地限制乘坐设备使乘客沉浸于感觉贴近于现实物理模型的体验中的能力。

发明内容

在下文中总结在范围上与原先要求保护的主题相当的某些实施例。这些实施例不旨在限制本公开的范围，而是更确切地说，这些实施例仅旨在提供某些公开的实施例的简短概要。实际上，本公开可以包含可以与下文中所阐明的实施例类似或不同的各种各样的形式。

本实施例涉及一种用于游乐园乘坐设备的动态控制系统。该系统包括：游戏服务器，其配置成生成游戏数据，所述游戏数据描述虚拟运送工具通过虚拟环境的移动；可编程逻辑控制器（PLC），其配置成关于一个或多个所存储的极值而附条件地执行动态乘坐简档的指令，从而操作乘坐工具的物理动作；以及动态乘坐简档服务器，其通信地耦合到游戏服务器和PLC。动态乘坐简档服务器配置成：接收输入数据、传感器数据以及游戏数据；将输入数据、传感器数据以及游戏数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，从而基于虚拟运送工具通过虚拟环境的移动而生成动态乘坐简档的一部分；以及向PLC提供动态乘坐简档的该部分，以用于附条件的执行。

本实施例还涉及一种游乐园乘坐设备，该游乐园乘坐设备具有游戏服务器，游戏服务器配置成生成包括虚拟环境的游戏数据。乘坐设备具有乘坐工具，乘坐工具通信地耦合到游戏服务器，并且配置成使乘客沿着乘坐路径移动，其中，乘坐工具包括：一个或多个输出装置，其配置成基于由游戏服务器生成的游戏数据而对乘坐工具的乘客呈现虚拟环境；一个或多个输入装置，其配置成从乘坐工具的乘客采集输入数据；一个或多个传感器，其配置成在乘坐工具的操作期间采集传感器数据；以及可编程逻辑控制器（PLC），其通信地耦合到一个或多个输入装置和一个或多个传感器，其中，PLC配置成接收并且关于一个或多个所存储的极值而附条件地执行动态乘坐简档的指令，从而操作乘坐工具的物理动作。乘坐设备包括通信地耦合到游戏服务器和PLC的动态乘坐简档服务器，其中，动态乘坐简档服务器配置成：经由PLC来接收输入数据和传感器数据，并且从游戏服务器接收游戏数据；将输入数据、传感器数据以及游戏数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，从而生成动态乘坐简档的一部分；以及向PLC提供动态乘坐简档的该部分，以用于附条件的执行。

本实施例还涉及一种控制游乐园乘坐设备的方法。该方法包括：从游乐园乘坐设备的乘坐工具的一个或多个输入装置接收输入数据；从游乐园乘坐设备的一个或多个传感器接收传感器数据；以及从游乐园乘坐设备的游戏服务器接收游戏数据，其中，游戏数据描述虚拟运送工具通过虚拟环境的移动。该方法还包括：将输入数据、传感器数据以及游戏数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，从而基于虚拟运送工具通过虚拟环境的移动而生成动态乘坐简档的一部分。该方法还包括向乘坐工具的通信地耦合的PLC提供动态乘坐简档的该部分，其中，乘坐工具的PLC配置成在乘坐设备的操作期间附条件地执行动态乘坐简档的该部分，从而基于PLC的一个或多个所存储的极值而使乘坐工具物理地移动。

附图说明

当参考附图而阅读以下的详述时，本公开的这些及其它特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中，贯穿附图，相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是说明根据本途径的实施例的具有动态控制系统的游乐园乘坐设备的示意图；

图2是说明根据本途径的实施例的在图1中说明的动态控制系统的实施例内的信息流的示意图；以及

图3是说明根据本途径的实施例的通过其乘坐工具的PLC接收并且附条件地执行动态乘坐简档的指令的过程的实施例的流程图：。

具体实施方式

将在下文中描述本公开的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，可能未在说明书中描述实际实现方式的所有特征。应当意识到，在对任何这样的实际实现方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须作出许多特定于实现方式的决策以达到开发者的可能因实现方式而异的具体目标，诸如，对与系统相关的约束条件和与商业相关的约束条件的依从性。此外，应当意识到，这样的开发努力可能复杂并且耗时，但对于得益于本公开的普通技术人员而言，这样的开发努力将不过是设计、制作以及制造的常规任务。

本实施例涉及一种动态控制系统，该动态控制系统设计成控制游乐园乘坐设备的运送工具移动。动态控制系统包括动态乘坐简档服务器，动态乘坐简档服务器通信地耦合到乘坐工具的PLC，并且动态乘坐简档服务器向PLC提供指令，从而基于所感测的参数、物理模型、游戏反馈以及乘客交互的组合而调整乘坐工具的移动。照此，动态控制系统使得乘坐设备能够提供改进乘客衔接和游乐的现实模拟移动。另外，为了确保乘坐工具的适当操作，PLC维持一组极值，并且无论从动态乘坐简档服务器接收的指令如何，都不准许运送工具实行超过这些极值的移动。此外，根据动态乘坐简档服务器的物理模型，所公开的动态控制系统实现包括与所模拟的环境（例如，拖动、阵风、降水）的增强的交互，以及在多个运送工具之间的增强的所模拟的交互（例如，牵引、碰撞）的乘坐设备。

如图1中所说明的，在下文中，在示例性的游乐园乘坐设备10（即，包括两个乘坐工具12的暗黑乘坐设备（dark ride））的情境下，讨论所公开的动态控制系统。应当意识到，所公开的动态控制系统可以与其它类型的乘坐设备和乘坐工具组合而使用，或与使用任何合适数量的运送工具（例如，3个、4个、5个、6个或更多个）组合而使用。对于所说明的实施例，乘坐工具12基本上相同；然而，乘坐工具12在图1中被不同地说明，以更清楚地说明乘坐工具12的不同方面（例如，部件和运动）。

对于图1中所说明的实施例，乘客14被呈现有来自乘坐工具内的强化或完全虚拟的环境15。更具体地，在所说明的实施例中，每个乘坐工具12包括许多输出装置16。例如，输出装置16可以包括任何合适数量的显示器（例如，安装到运送工具内部的显示器、安装于头部的显示器）、扬声器、触觉反馈装置（例如，隆隆声/振动反馈装置、听觉或超声触觉装置）、物理效应装置（例如，生成空气的热猝发或冷猝发的装置、生成雾的猝发的装置）。在其它实施例中，根据本公开，乘坐工具12中的每个可以包括其它合适的输出装置16或输出装置16的其它组合。

另外，对于图1中所说明的实施例，乘坐工具12中的每个包括许多输入装置18。例如，这些输入装置18可以包括按钮（例如，点火按钮）、转向装置（例如，转向轮、操纵杆）、控制踏板（例如，制动器踏板、加速器踏板、离合器踏板）、换档设备（gear shift）和/或制动器杆。这些输入装置18可以另外或备选地包括头部和/或眼部跟踪系统，头部和/或眼部跟踪系统监测乘客头部/眼部位置，从而从乘客14采集转向输入。在其它实施例中，根据本公开，乘坐工具12中的每个可以包括其它输入装置18或输入装置18的其它组合。在某些实施例中，乘客14中的每个可以具有相应的一组输入装置18，而在其它实施例中，乘客14中的每个可以具有输入装置18（输入装置18是以合作方式使用的）的互补部分。

另外，如在下文中更详细地讨论的，图1中所说明的乘坐设备10包括动态控制系统20，动态控制系统20设计成根据动态乘坐简档而控制乘坐工具12的移动。更具体地，所说明的动态控制系统20包括许多部件，诸如，乘坐工具12中的每个的动态乘坐简档服务器22、游戏服务器24以及相应的PLC 26，这些部件经由网络28通信地耦合在一起。虽然在某些实施例中，网络28可以是无线的，但注意到，有线网络一般使得能够实现较低时延的通信，这能够改进乘坐设备10的性能。

如本文中所使用并且如在下文中更详细地讨论的“游戏服务器”指一般负责管理乘坐设备10的视频游戏方面的计算装置或一批计算装置（例如，物理计算装置或虚拟计算节点）。照此，游戏服务器24被编程为生成在其中虚拟运送工具设计成移动的虚拟环境（例如，虚拟3D空间）。如本文中所使用的“虚拟运送工具”指虚拟环境的视频游戏实体或元素，所述视频游戏实体或元素具有由游戏服务器24维持的特定属性（例如，速度、位置、健康/损伤、燃料、外观）。例如，虚拟运送工具与物理乘坐工具12中的每个相关联。在某些实施例中，另外的虚拟运送工具（例如，不可进行游戏的角色/运送工具）也可以在虚拟环境内呈现。

例如，在实施例中，乘坐设备10可以是竞赛模拟器，并且照此，游戏服务器24生成并且维持描述虚拟运送工具正经过的竞赛轨道的性质、虚拟运送工具的相对速度和位置、虚拟运送工具之间的交互、与虚拟运送工具相关联的属性（例如，性能升级、健康、奖金、评分）等等的虚拟环境。此外，游戏服务器24生成内容（例如，视频内容、音频内容），该内容递送到乘坐工具12并且由输出装置16输出，以得到对乘客14呈现的虚拟环境15。例如，在实施例中，由乘坐工具12的显示装置所呈现的视频内容是与在由游戏服务器24托管的虚拟环境内生成的不同的透视图对应的内容。

如本文中所使用并且如在下文中更详细地讨论的“动态乘坐简档服务器”指一般负责基于许多不同的输入数据和一个或多个物理模型而确定物理乘坐工具12应当如何移动的计算装置或一批计算装置（例如，物理计算装置或虚拟计算节点）。如所讨论的，这些输入包括从游戏服务器24接收的信息，该信息指示或描述什么正发生在虚拟环境中的每个对应的虚拟运送工具上，诸如，虚拟运送工具如何响应于竞赛轨道的纹理或斜度而移动、虚拟运送工具如何响应于环境灾害（例如，雨、积水、冰）、虚拟运送工具如何彼此交互等等。另外，在某些实施例中，动态乘坐简档服务器22另外从乘坐设备10的输入装置18和/或各种传感器接收输入数据。如下文中所讨论的，动态乘坐简档服务器22将所接收的数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，所述一个或多个物理模型描述物理乘坐工具12应当如何移动从而与在对乘客14呈现的虚拟环境15中正发生什么对应。以此方式，动态乘坐简档服务器22生成动态乘坐简档，所述动态乘坐简档指令乘坐工具12中的每个如何移动从而匹配通过游戏服务器24而对乘客14所呈现的，以及从而匹配从输入装置18接收的输入。

对于所说明的实施例，动态乘坐简档服务器22和游戏服务器24一般存在于乘坐设备的控制区30中，而PLC 26设置于乘坐工具12内。在其它实施例中，预想到，动态控制系统20可以基本上或完全地设置于一个或多个乘坐工具12内。在某些实施例中，动态乘坐简档服务器22和游戏服务器24可以由不同的物理计算装置托管，或可以作为由共同的物理计算装置托管的虚拟服务器实例而存在。托管这些服务器的一个或多个计算装置一般包括：合适的存储器32，其能够存储指令和数据；以及合适的处理电路系统34，其能够执行这些所存储的指令，从而提供本文中所阐明的功能性。

对于图1中所说明的乘坐设备10的实施例，乘坐工具12中的每个设计成在操作期间沿着相对地受制约的轨道或乘坐路径36而行进。可以意识到，在某些实施例中，乘坐路径30可以仅由一组物理边界或虚拟边界而宽松地定义，从而实现对于乘坐工具12而言的比传统轨道更大的移动自由。然而，乘坐设备10设计成基于来自动态控制系统20的控制信号而修改乘坐工具12的操作（例如，位置或运动）。因此，除了在对乘客14呈现的虚拟环境15中产生效应之外，输入装置18还提供能够触发真实世界效应的输入，所述真实世界效应包括在预定义的一组极值内改变运送工具12的操作。如在下文中更详细地讨论的，所公开的动态乘坐简档服务器20能够提供控制信号，以根据考虑乘客输入的基于物理性质的动态乘坐简档而修改运送工具侧滑角（如由箭头38表示）、倾斜角（如由箭头40表示）、乘坐路径定位（例如，沿着乘坐路径36的位移42、相对于乘坐路径36的边界的位移44）、速度（例如，沿着乘坐路径36的位移42的速率、旋转速率）或运送工具12的任何其它合适的参数。即，动态乘坐简档服务器20的实施例能够提供控制信号，以修改乘坐工具12沿着乘坐路径36的位置、运送工具12的旋转位置中的一个或多个，和/或引起沿着一个或多个轴线（例如，沿着六个自由度）的任何其它合适的自由形式的移动。如在下文中更详细地讨论的，这一般使得乘坐工具12能够以与在虚拟环境15中所呈现的一致的方式移动，从而产生对于乘客14的沉浸式体验。另外，如下文中所讨论的，为了确保运送工具12和乘坐设备10的适当操作，运送工具12的PLC 26设计成从动态乘坐简档服务器22接收控制信号，并且仅在所接收的控制信号落入在PLC 26内预定义的极值内时，才实现该控制信号。这些极值可以包括正常操作参数之外的特殊情景（例如，维护条件或警报条件）。

对于图1中所说明的实施例，动态控制系统20包括许多运送工具控制器，所述运送工具控制器通信地耦合到运送工具12的PLC 26，所述运送工具控制器包括乘坐工具速度控制器46和乘坐工具旋转控制器48。所说明的动态控制系统20还具有许多传感器50，所述传感器50包括：传感器50A，其经由PLC 26来通信地耦合到动态乘坐简档服务器22和游戏服务器24；以及传感器50B，其经由网络28来通信地耦合到动态乘坐简档服务器22和游戏服务器24。这些传感器50可以包括位置传感器（例如，接近检测器、射频标识（RFID）传感器、相机、光检测与测距（LIDAR）传感器）、测速仪、加速度计、陀螺仪、每分钟转数（RPM）传感器、电压/电流传感器或能够测量运送工具12、乘客14和/或乘坐设备10的参数的其它合适的传感器。对于所说明的实施例，PLC 26通信地耦合到输入装置18，从而从乘客14接收输入并且从而向动态乘坐简档服务器22和游戏服务器24提供该输入。类似地，PLC 26通信地耦合到输出装置16，从而基于来自动态乘坐简档服务器22和游戏服务器24的控制信号而对乘客14呈现虚拟环境15。

对于所说明的实施例，暗黑乘坐设备10包括视频游戏方面。即，乘坐设备10对乘客14呈现描绘虚拟环境15的信息，并且从乘客14接收确定乘客14在虚拟环境中的表现（例如，运送工具移动、评分）的输入。例如，游戏服务器24可以向乘坐工具12的输出装置16提供与乘坐设备10的视频游戏方面相关的音频/视觉信息（例如，视频内容、声效、音乐、虚拟现实（VR）内容、增强现实（AR）内容）。另外，游戏服务器24设计成从动态控制系统20的传感器50和/或从与乘坐工具12相关联的输入装置18接收输入，并且作为响应，更新对乘客14呈现的音频/视觉信息。

如所讨论的，动态乘坐简档服务器22设计成确定对于乘坐工具12的合适的移动，所述合适的移动使得乘坐体验感觉如同运送工具真实地移动通过正由游戏服务器24对运送工具的乘客14呈现的虚拟环境15那样。因此，动态乘坐简档服务器22设计成接收并且处理来自系统的其它部件（例如，游戏服务器24、输入装置18、传感器50）的信息，并且将合适的物理模型应用于确定动态乘坐简档，所述动态乘坐简档包括关于应当如何操纵运送工具12以提供与虚拟环境15对应的现实物理体验的指令，以及关于如何由乘客14经由输入装置18来提供的输入而作出响应的指令。例如，在某些实施例中，动态乘坐简档服务器22配置成调整动态乘坐简档，并且由此调整乘坐工具12的移动，从而解决物理模型的改变（例如，对应于通过不同介质的移动）、乘客14之间的体重差异、乘客14的物理限制以及在相同或不同的乘坐工具12中的两个或更多个乘客14之间的交互。

如参考图1和图2中所说明的元素而讨论的，图2是说明图1中所说明的动态控制系统20的实施例内的信息流的示意图。如图2中所说明的，动态乘坐简档服务器20包括（例如，在存储器32中存储）许多物理模型60。例如，这些物理模型60可以包括如下模型，所述模型定义虚拟运送工具（其对应于乘坐工具12）如何移动通过虚拟环境15，诸如，沿着平滑路径或分层路径、沿着颠簸路径或混乱路径移动、在不同介质之间滑动或漂移或转变（例如，在空气与水之间移动）。物理模型60还可以包括模型，所述模型描述两个或更多个虚拟运送工具如何在对乘客14呈现的虚拟环境15内彼此交互并且彼此影响（例如，经由牵引、碰撞、投掷物（missile）攻击）。另外，动态乘坐简档服务器22能够在处理所接收的数据时，使多个模型组合在一起，从而生成动态乘坐简档62A和62B，动态乘坐简档62A和62B分别提供给乘坐工具12A和12B来作为针对两个运送工具12A和12B的乘客14而定义乘坐体验的一系列指令或控制信号。

如图2中所说明的，动态乘坐简档服务器22接收并且使用各种各样的数据，从而生成动态乘坐简档62A和62B，然后，动态乘坐简档62A和62B分别被提供给第一乘坐工具12A的PLC 26A和第二乘坐工具12B的PLC 26B，以用于附条件的执行。对于所说明的实施例，使用的数据包括：乘客输入数据64，其经由输入装置18来接收；以及传感器数据66，其从传感器50接收，传感器50经由网络28来间接地或直接地通信地耦合到动态乘坐简档服务器22，如上文中所讨论的。另外，对于所说明的实施例，使用的数据还包括从游戏服务器24接收的游戏数据68，游戏数据68描述在虚拟环境中什么正发生在与乘坐工具12A和12B中的每个相关联的虚拟运送工具上。动态乘坐简档服务器22接收该数据并且将该数据一起处理，从而将该数据作为输入而供给到一个或多个物理模型60，从而生成动态乘坐简档62A和62B的指令，所述指令被递送到乘坐工具12A的PLC 26A和乘坐工具12B的PLC 26B。可以意识到，由于这些动态乘坐简档至少部分地基于在乘坐设备10的操作期间从乘客14接收的输入数据64，因而贯穿乘坐设备10的操作，生成动态乘坐简档，并且以序列化或分段的方式将动态乘坐简档递送到乘坐工具12。

然而，可以意识到，第一运送工具12A的PLC 26A和第二运送工具12B的PLC 26B并非无条件地执行从动态乘坐简档服务器22接收的动态乘坐简档62的指令。即，如所说明的，PLC 26中的每个存储许多极值70，所述极值70定义对于乘坐工具12的正常操作或可接受的操作的阈值。例如，这些极值70可以包括最大/最小速度极值、加速度极值、侧滑角极值、倾斜度极值、电流/电压极值、转矩极值、最小运送工具内距离或者定义运送工具12和乘坐设备10的正常操作和期望的操作的任何其它极值。另外，如所说明的，PLC 26中的每个还接收并且处理传感器数据66（例如，由图1中所说明的传感器50A采集）的一部分，所述处理传感器数据66的一部分被PLC用于执行极值70，如下文中所讨论的。

照此，如本文中所使用的“附条件的执行”指PLC 26从动态乘坐简档服务器22接收动态乘坐简档62，其中，在执行简档的指令之前，PLC 26中的每个确保执行这些简档中的指令将不会使乘坐工具12或乘坐设备10成为超过PLC 26所存储的极值70的状态。例如，PLC26A和26B不会或被防止向乘坐工具速度控制器46A和46B或乘坐工具旋转控制器48A和48B提供超过预定义的极值70（例如，超过由极值70组合地定义的包络的界限）的控制信号。类似地，PLC 26A和26B不会或被防止向直接地耦合的驱动器72A或72B提供超过这些预定义的极值70的相应控制信号。因此，可以意识到，乘坐的体验在很大程度上被动态乘坐简档服务器22（其具有基本上较大的处理能力以生成物理现实体验）支配，而PLC 26（其具有基本上较小的处理能力，但设计成确保实时参数依从性）执行极值70以确保乘坐设备10的适当操作。

图3是说明过程80的实施例的流程图，PLC（例如，图2的乘坐工具12A的PLC 26A）通过该过程80而接收并且附条件地执行动态乘坐简档62A的指令。所说明的过程80开始于PLC26A经由网络28来从动态乘坐简档服务器22接收（框82）动态乘坐简档62A的一部分，其中，简档的所接收的部分包括用以实行特定运送工具移动的一个或多个指令或控制信号。例如，动态乘坐简档62A的指令可以包括如下指令，所述指令用来如图2中所说明的那样修改乘坐工具速度控制器46A和/或乘坐工具旋转控制器48A的操作，从而改变运送工具12A的速度或旋转位置。

作为响应，如图3中所说明的，PLC 26A基于所接收的传感器数据而确定（框84）运送工具12A的当前状态。例如，如所提到的，PLC 26A从通信地耦合的传感器50A接收传感器数据66，并且PLC 26A利用该数据来确定乘坐工具12A的当前状态（例如，定位、位置、速度、加速度）。PLC 26A还基于运送工具12A的当前状态和作为动态乘坐简档62A的一部分而从动态乘坐简档服务器22接收的指令来估计（框86）运送工具12A的未来状态。然后，PLC 26A 确定（框88）所估计的未来状态是否超过PLC 26A所存储的极值70中的一个或多个。当PLC 26A在框88中确定未来状态不超过极值70中的一个或多个时，PLC 26A执行（框90）动态乘坐简档62A的该部分的指令。然而，当PLC 26A在框88中确定所估计的未来状态超过所存储的极值70中的至少一个时，PLC 26A忽略（框92）指令，并且在某些实施例中，另外向动态乘坐简档服务器22提供不可执行动态乘坐简档62A的指令的负面反馈。响应于所接收的负面反馈，动态乘坐简档服务器22可以在针对乘坐工具12A而生成的随后的动态乘坐简档62A中调整未来指令，从而尝试避免达到极值70。

在示例中，所公开的动态控制系统20控制驾驶/竞赛模拟器（driving/racingsimulator）游乐园乘坐设备10。在乘坐设备10的操作期间，与乘坐工具12A对应的虚拟运送工具从移动通过较低粘度或较低密度的介质（例如，空气）转变成移动通过较高粘度或较高密度的介质（例如，水）。在转变之前，动态乘坐简档服务器22将与即将发生的转变有关的信息作为从游戏服务器24接收的游戏数据68的一部分而接收，并且确定对于通过在虚拟运送工具切换虚拟介质时实现物理模型60中的改变而进行的转变所做出的对于动态乘坐简档68A的指令。起因于在转变之后的模拟的增强的拖动，乘坐工具12A可能体验到突然减速，随后体验到漂移移动、浮游/漂浮移动等等，漂移移动、浮游/漂浮移动等等指示虚拟运送工具在虚拟环境15中移动通过水，这全都处于预定义的极值70的界限内。

在另一示例中，所公开的动态控制系统20控制虚拟运送工具和至少两个乘坐工具（例如，乘坐工具12A和12B），虚拟运送工具对应于驾驶/竞赛模拟器游乐园乘坐设备10中的能够彼此交互的乘坐工具。例如，虽然基本上防止（例如，基于PLC 26所存储的极值70、基于物理屏障）两个物理运送工具物理地彼此交互，但所公开的动态控制系统20能够使得对应的虚拟运送工具在共享的虚拟环境15中能够彼此交互。例如，当在虚拟环境15中一个运送工具定位于另一运送工具前面时，动态乘坐简档服务器22利用所存储的物理模型60中的一个来使得所生成的动态乘坐简档62能够解决由领头的虚拟运送工具引起的对尾随的虚拟运送工具的牵引作用。在某些实施例中，一个虚拟运送工具能够在虚拟环境中与第二运送工具虚拟地碰撞，并且，动态乘坐简档服务器22可以利用所存储的物理模型60中的一个，所存储的物理模型60中的一个使得所生成的动态乘坐简档62能够提供运送工具的合适的移动来与该碰撞对应而防止运送工具之间的实际物理接触。另外，在某些实施例中，一个虚拟运送工具能够在虚拟环境中虚拟地攻击第二运送工具（例如，通过发射炮弹攻击/武器），并且，动态乘坐简档服务器22可以利用所存储的物理模型60中的一个，所存储的物理模型60中的一个使得所生成的动态乘坐简档提供运送工具的合适的移动来与炮弹的发射和/或接触对应。此外，这些所生成的动态乘坐简档中的全部都将被乘坐工具12的PLC 26根据预定义的极值70而附条件地执行，从而确保乘坐设备10的适当操作。

虽然只有本公开的某些特征在本文中已被说明和描述，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，将理解到，所附权利要求旨在涵盖如落入本公开的真实精神内的所有这样的修改和改变。应当意识到，上文中所讨论的关于附图而说明或描述的任何特征可以按任何合适的方式组合。

本文中所提出并且要求保护的技术被引用并且应用于有实际性质的实质性对象和具体示例，所述实质性对象和具体示例可论证地改进本技术领域并且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。而且，如果本说明书的末尾所附的任何权利要求包含指定为“用于[实行]……[功能]的部件”或“用于[实行]……[功能]的步骤”的一个或多个元素，则旨在这样的元素将根据美国专利法第35条112（f）款而解释。然而，对于包含以任何其它方式指定的元素的任何权利要求，旨在这样的元素将并非根据美国专利法第35条112（f）款而解释。

Claims (20)

1.一种用于控制游乐园乘坐设备的动态控制系统，包括：

游戏服务器，其配置成生成游戏数据，所述游戏数据描述虚拟运送工具通过虚拟环境的移动；

乘坐工具的可编程逻辑控制器（PLC），其配置成接收并且关于一个或多个所存储的极值而附条件地执行动态乘坐简档的指令，从而操作所述乘坐工具的物理动作；

动态乘坐简档服务器，其通信地耦合到所述游戏服务器和所述PLC，其中，所述动态乘坐简档服务器配置成：

接收来自一个或多个输入装置的输入数据、来自一个或多个传感器的传感器数据以及来自所述游戏服务器的所述游戏数据；

将所述输入数据、所述传感器数据以及所述游戏数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，从而基于所述虚拟运送工具通过所述虚拟环境的所述移动而生成动态乘坐简档的一部分；以及

向所述PLC提供所述动态乘坐简档的所述部分，以用于附条件的执行。

2.根据权利要求1所述的系统，包括所述一个或多个传感器，所述一个或多个传感器通信地耦合到所述动态乘坐简档服务器，并且配置成在所述游乐园乘坐设备的操作期间采集传感器数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个传感器的第一部分经由所述PLC和网络来通信地耦合到所述动态乘坐简档服务器，并且其中，所述一个或多个传感器的第二部分经由所述网络来通信地耦合到所述动态乘坐简档服务器。

4.根据权利要求1所述的系统，包括所述一个或多个输入装置，所述一个或多个输入装置通信地耦合到所述动态乘坐简档服务器和所述游戏服务器，其中，所述一个或多个输入装置配置成从所述游乐园乘坐设备的乘客采集输入数据，并且向所述动态乘坐简档服务器和所述游戏服务器提供所述输入数据。

5. 根据权利要求1所述的系统，包括第二乘坐工具的第二PLC，所述第二PLC配置成接收并且关于一个或多个所存储的极值而附条件地执行第二动态乘坐简档的指令，从而操作所述第二乘坐工具，其中，所述游戏数据还定义第二虚拟运送工具通过所述虚拟环境的移动，并且其中，所述动态乘坐简档服务器配置成：

将所述输入数据、所述传感器数据以及所述游戏数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，从而基于第二虚拟运送工具通过所述虚拟环境的所述移动而生成第二动态乘坐简档的一部分；以及

向所述第二PLC提供所述第二动态乘坐简档的所述部分，以用于附条件的执行。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述PLC或所述第二PLC的所述一个或多个所存储的极值包括最大/最小速度极值、加速度极值、侧滑角极值、倾斜度极值、电流/电压极值、转矩极值、最小运送工具内距离或它们的组合。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述游戏数据描述在所述虚拟环境中的在所述虚拟运送工具与所述第二虚拟运送工具之间进行的交互，其中，所述交互包括牵引效应、碰撞或炮弹攻击。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个物理模型定义所述乘坐工具和所述第二乘坐工具应当如何响应于所述交互而移动。

9.一种游乐园乘坐设备，包括：

游戏服务器，其配置成生成包括虚拟环境的游戏数据；

乘坐工具，其通信地耦合到所述游戏服务器，并且配置成使乘客沿着乘坐路径移动，其中，所述乘坐工具包括：

一个或多个输出装置，其配置成基于由所述游戏服务器生成的所述游戏数据而对所述乘坐工具的所述乘客呈现所述虚拟环境；

一个或多个输入装置，其配置成从所述乘坐工具的所述乘客采集输入数据；

一个或多个传感器，其配置成在所述乘坐工具的操作期间采集传感器数据；以及

可编程逻辑控制器（PLC），其通信地耦合到所述一个或多个输入装置和所述一个或多个传感器，其中，所述PLC配置成接收并且关于一个或多个所存储的极值而附条件地执行动态乘坐简档的指令，从而操作所述乘坐工具的物理动作；以及

动态乘坐简档服务器，其通信地耦合到所述游戏服务器和所述PLC，其中，所述动态乘坐简档服务器配置成：

经由所述PLC来接收所述输入数据和所述传感器数据，并且从所述游戏服务器接收所述游戏数据；

将所述输入数据、所述传感器数据以及所述游戏数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，从而生成所述动态乘坐简档的一部分；以及

向所述PLC提供所述动态乘坐简档的所述部分，以用于附条件的执行。

10.根据权利要求9所述的游乐园乘坐设备，其中，所述一个或多个输出装置包括显示器、扬声器、触觉反馈装置、物理效应装置或它们的组合。

11.根据权利要求9所述的游乐园乘坐设备，其中，所述一个或多个传感器包括位置传感器、射频标识（RFID）传感器、相机、光检测与测距（LIDAR）传感器、测速仪、加速度计、陀螺仪、每分钟转数（RPM）传感器、电压/电流传感器或它们的组合。

12.根据权利要求9所述的游乐园乘坐设备，其中，所述一个或多个输入装置包括按钮、转向装置、控制踏板、换档设备、制动器杆或它们的组合。

13.根据权利要求9所述的游乐园乘坐设备，其中，所述一个或多个输入装置包括头部或眼部跟踪系统，所述头部或眼部跟踪系统监测乘客的头部或眼部位置，从而从所述乘客采集转向输入。

14.根据权利要求9所述的游乐园乘坐设备，其中，所述乘坐工具的所述PLC基于所述动态乘坐简档的所述部分和所述一个或多个所存储的极值而对所述乘坐工具的速度控制器、旋转控制器、驱动器或它们的组合进行控制并且通信地耦合到所述乘坐工具的所述速度控制器、所述旋转控制器、所述驱动器或它们的组合。

15.根据权利要求9所述的游乐园乘坐设备，其中，所述一个或多个所存储的极值包括最大/最小速度极值、加速度极值、侧滑角极值、倾斜度极值、电流/电压极值、转矩极值、最小运送工具内距离或它们的组合。

16.一种控制游乐园乘坐设备的方法，包括：

从所述游乐园乘坐设备的乘坐工具的输入装置接收输入数据；

从所述游乐园乘坐设备的一个或多个传感器接收传感器数据；

从所述游乐园乘坐设备的游戏服务器接收游戏数据，其中，所述游戏数据描述虚拟运送工具通过虚拟环境的移动；

将所述输入数据、所述传感器数据以及所述游戏数据作为输入而提供给一个或多个物理模型，从而基于所述虚拟运送工具通过所述虚拟环境的所述移动而生成动态乘坐简档的一部分；以及

向所述乘坐工具的通信地耦合的PLC提供所述动态乘坐简档的所述部分，其中，所述乘坐工具的所述PLC配置成在所述游乐园乘坐设备的操作期间附条件地执行所述动态乘坐简档的所述部分，从而基于所述PLC的一个或多个所存储的极值而使所述乘坐工具物理地移动。

17.根据权利要求16所述的方法，包括：

从所述游乐园乘坐设备的第二乘坐工具的输入装置接收第二输入数据；

从所述游乐园乘坐设备的游戏服务器接收所述游戏数据，其中，所述游戏数据还描述第二虚拟运送工具通过所述虚拟环境的移动；

将所述第二输入数据、所述传感器数据以及所述游戏数据作为输入而提供给所述一个或多个物理模型，从而基于所述第二虚拟运送工具通过所述虚拟环境的所述移动而生成第二动态乘坐简档的一部分；以及

向所述第二乘坐工具的通信地耦合的第二PLC提供所述第二动态乘坐简档的所述部分，其中，所述第二乘坐工具的所述第二PLC配置成基于所述第二PLC的一个或多个所存储的极值而在所述游乐园乘坐设备的操作期间附条件地执行所述第二动态乘坐简档的所述部分。

18.根据权利要求17所述的方法，包括生成游戏数据，所述游戏数据描述在所述虚拟环境中的在所述虚拟运送工具与所述第二虚拟运送工具之间进行的交互，其中，所述交互包括牵引效应、碰撞或炮弹攻击。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述一个或多个物理模型包括定义所述乘坐工具和所述第二乘坐工具应当如何响应于所述交互而移动的物理模型。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述游戏数据描述在所述虚拟环境中所述虚拟运送工具在第一介质与第二介质之间转变，并且包括：

在所述转变之前，使用所述一个或多个物理模型中的第一个来生成所述动态乘坐简档的所述部分，并且，在所述转变之后，使用所述一个或多个物理模型中的第二个来生成所述动态乘坐简档的所述部分。

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