CN113082728A - 游乐车和增强现实交互系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种游乐车和增强现实交互系统，其中，该游乐车包括：视觉定位单元、系统主控单元和显示单元，视觉定位单元确定游乐车的第一位置信息，其中，第一位置信息包括游乐车在真实场景中的位置信息；系统主控单元获取第一位置信息，并根据第一位置信息，确定与第一位置信息相对应的第二位置信息，其中，第二位置信息包括游乐车在虚拟场景中的位置信息；系统主控单元根据第二位置信息，确定与第二位置信息相对应的虚拟画面，显示单元获取并显示虚拟画面，通过本申请，解决了游乐车趣味性不高的问题，有利于提高游乐车对用户的吸引力。

Description

游乐车和增强现实交互系统

技术领域

本申请涉及增强现实技术领域，特别是涉及一种游乐车和增强现实交互系统。

背景技术

游乐车是商场、游乐场等地方供用户娱乐或者观光的车辆，在相关技术中，用户是在现实场景中驾驶或者搭乘游乐车，因此用户容易感到乏味，游乐车的趣味性不高。

目前针对相关技术中游乐车趣味性不高的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种游乐车和增强现实交互系统，以至少解决相关技术中游乐车趣味性不高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种游乐车，所述游乐车包括视觉定位单元、系统主控单元和显示单元，所述视觉定位单元确定所述游乐车的第一位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述游乐车在真实场景中的位置信息；

所述系统主控单元获取所述第一位置信息，并根据所述第一位置信息，确定与所述第一位置信息相对应的第二位置信息，其中，所述第二位置信息包括所述游乐车在虚拟场景中的位置信息；

所述系统主控单元根据所述第二位置信息，确定与所述第二位置信息相对应的虚拟画面，所述显示单元获取并显示所述虚拟画面。

在其中一些实施例中，所述视觉定位单元确定所述游乐车的第一位置信息包括，所述视觉定位单元生成所述游乐车在真实场景中的环境图像，并感测所述游乐车的行驶状态，所述视觉定位单元根据所述环境图像和所述行驶状态，确定所述游乐车的第一位置信息。

在其中一些实施例中，所述显示单元包括透明OLED显示屏，所述透明OLED显示屏显示所述虚拟画面。

在其中一些实施例中，所述显示单元包括液晶显示屏，并且所述游乐车还包括摄像单元，所述摄像单元生成所述游乐车在真实场景中的环境图像，所述系统主控单元获取所述环境图像，并合成所述环境图像和所述虚拟画面，得到合成画面，所述显示单元获取所述合成画面，所述液晶显示屏显示所述合成画面。

在其中一些实施例中，所述游乐车还包括MCU控制单元、车内控制单元和电机单元，所述车内控制单元确定用户的操作信息，所述MCU控制单元获取所述操作信息，并生成与所述操作信息相对应的第一指令，所述电机单元获取所述第一指令，并根据所述第一指令控制所述游乐车的前进或后退的状态。

在其中一些实施例中，所述游乐车还包括体感单元，所述MCU控制单元获取所述操作信息之后，生成与所述操作信息相对应的第二指令，所述体感单元获取所述第二指令，并根据所述第二指令执行所述游乐车的体感动作。

在其中一些实施例中，所述游乐车还包括音响单元，所述MCU控制单元获取所述操作信息之后，生成与所述操作信息相对应的第三指令，所述系统主控单元获取所述第三指令，并根据所述第三指令生成声音效果信息，所述音响单元获取并播放所述声音效果信息。

在其中一些实施例中，所述MCU控制单元获取所述操作信息之后，生成与所述操作信息相对应的第四指令，所述系统主控单元获取所述第四指令，并根据所述第四指令生成动画效果信息，所述显示单元获取并显示所述动画效果信息。

在其中一些实施例中，所述游乐车还包括雷达单元，所述雷达单元感测游乐车周围的物体与所述游乐车间的距离信息，所述MCU控制单元获取所述距离信息，并根据所述距离信息确定是否触发保护机制。

第二方面，本申请实施例提供了一种增强现实交互系统，所述系统包括服务器和多个所述游乐车，所述游乐车还包括通信模块，所述通信模块连接所述游乐车的系统主控单元和所述服务器，以实现多个所述系统主控单元间的数据互通。

相比于相关技术，本申请实施例提供的游乐车，通过游乐车包括视觉定位单元、系统主控单元和显示单元，视觉定位单元确定游乐车的第一位置信息，其中，第一位置信息包括游乐车在真实场景中的位置信息；系统主控单元获取第一位置信息，并根据第一位置信息，确定与第一位置信息相对应的第二位置信息，其中，第二位置信息包括游乐车在虚拟场景中的位置信息；系统主控单元根据第二位置信息，确定与第二位置信息相对应的虚拟画面，显示单元获取并显示虚拟画面，解决了游乐车趣味性不高的问题，有利于提高游乐车对用户的吸引力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请第一实施例的游乐车的功能模块的示意图；

图2是根据本申请实施例的游乐车的外部结构的示意图一；

图3是根据本申请实施例的游乐车的外部结构的示意图二；

图4是根据本申请第二实施例的游乐车的功能模块的示意图；

图5是根据本申请第三实施例的游乐车的功能模块的示意图；

图6是根据本申请第四实施例的游乐车的功能模块的示意图；

图7是根据本申请第五实施例的游乐车的功能模块的示意图；

图8是根据本申请实施例的增强现实交互系统的示意图；

图9是根据本申请第六实施例的游乐车的功能模块的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本实施例提供了一种游乐车，图1是根据本申请第一实施例的游乐车的功能模块的示意图，如图1所示，游乐车包括视觉定位单元11、系统主控单元12和显示单元13；

视觉定位单元11确定游乐车的第一位置信息，其中，第一位置信息包括游乐车在真实场景中的位置信息，例如，视觉定位单元11确定游乐车的第一位置信息的过程包括，视觉定位单元11生成游乐车在真实场景中的环境图像，并感测游乐车的行驶状态信息，视觉定位单元11根据环境图像和行驶状态信息，确定游乐车的第一位置信息，具体的，该行驶状态信息可以是游乐车在行驶过程中的惯性测量单元(inertial measurement unit，简称IMU)数据；

视觉定位单元11确定游乐车的第一位置信息后，系统主控单元12获取第一位置信息，例如，视觉定位单元11在确定游乐车的第一位置信息后，发送第一位置信息至系统主控单元12，或者，系统主控单元12定时向视觉定位单元11获取第一位置信息；

系统主控单元12根据第一位置信息，确定与第一位置信息相对应的第二位置信息，其中，第二位置信息包括游乐车在虚拟场景中的位置信息；

系统主控单元12根据第二位置信息，确定与第二位置信息相对应的虚拟画面，显示单元13获取并显示虚拟画面，例如，系统主控单元12在确定与第二位置信息相对应的虚拟画面后，发送虚拟画面至显示单元13，或者，显示单元13定时向系统主控单元12获取虚拟画面。

相对于现有技术中用户是在现实场景中驾驶或者搭乘游乐车，用户容易感到乏味，游乐车的趣味性不高的问题，本实施例通过设置视觉定位单元11、系统主控单元12和显示单元13，视觉定位单元11确定游乐车的第一位置信息，其中，第一位置信息包括游乐车在真实场景中的位置信息；系统主控单元12获取第一位置信息，并根据第一位置信息，确定与第一位置信息相对应的第二位置信息，其中，第二位置信息包括游乐车在虚拟场景中的位置信息；系统主控单元12根据第二位置信息，确定与第二位置信息相对应的虚拟画面，显示单元13获取并显示虚拟画面，使得用户在随意驾驶或者搭乘该游乐车时，随着游乐车的移动，通过显示屏可以看到当前的现实场景和虚拟场景相叠加后的画面，从而用户不容易感到乏味，解决了游乐车趣味性不高的问题，有利于提高游乐车对用户的吸引力。

可选的，该视觉定位单元11可以是单目视觉定位器、双目视觉定位器和激光雷达中的一种，图2是根据本申请实施例的游乐车的外部结构的示意图一，如图2所示，视觉定位单元11可以安装在游乐车车头的前部，从而便于视觉定位单元11生成游乐车在真实场景中的环境图像。

可选的，该显示单元13可以是头戴式显示设备，用户在驾驶或者搭乘该游乐车时，佩戴头戴式显示设备，并通过该头戴式显示设备看到当前的现实场景和虚拟场景相叠加后的画面，图3是根据本申请实施例的游乐车的外部结构的示意图二，如图3所示，该显示单元13也可以是显示屏，该显示屏可以安装在座位前方，通过在游乐车上设置显示屏，用户无需佩戴头戴式显示设备，因而不需要考虑头戴式显示设备的重量和佩戴贴合度，可以提升用户驾驶或者乘坐游乐车时的舒适度。

进一步的，该显示屏可以是透明OLED显示屏(Transparent OLED display)，透明OLED显示屏显示虚拟画面，用户视觉上会将透明OLED显示屏上的虚拟画面直接叠加到真实场景中的实际物体上。

在其中一些实施例中，该显示屏也可以是液晶显示屏，并且游乐车还包括摄像单元，图4是根据本申请第二实施例的游乐车的功能模块的示意图，如图4所示，摄像单元41生成游乐车在真实场景中的环境图像，系统主控单元12获取环境图像，例如，摄像单元41在生成游乐车在真实场景中的环境图像后，发送环境图像至系统主控单元12，或者，系统主控单元12定时向摄像单元41获取环境图像，可选的，该摄像单元41可以是RGB摄像头；

系统主控单元12合成环境图像和虚拟画面，得到合成画面，显示单元13获取合成画面，例如，系统主控单元12得到合成画面后，发送合成画面至显示单元13，或者，显示单元13定时向系统主控单元12获取合成画面，液晶显示屏显示合成画面，用户通过液晶显示屏可以直接看到当前真实场景与虚拟场景相叠加后的合成画面。

考虑到在驾驶游乐车的过程中，用户对游乐车行驶状态的操控需求，该游乐车还包括MCU控制单元、车内控制单元和电机单元，MCU是微控制单元(Micro controller Unit)的简称，图5是根据本申请第三实施例的游乐车的功能模块的示意图，如图5所示，车内控制单元52确定用户的操作信息，MCU控制单元51获取操作信息，例如，车内控制单元52确定用户的操作信息后，发送操作信息至MCU控制单元51，或者，MCU控制单元51定时向车内控制单元52获取操作信息；MCU控制单元51生成与操作信息相对应的第一指令，电机单元53获取第一指令，例如，MCU控制单元51生成第一指令后，发送第一指令至电机单元53，或者，电机单元53定时向MCU控制单元51获取第一指令；电机单元53根据第一指令控制游乐车的前进或后退的状态，游乐车的前进或后退的状态包括加速前进、减速前进、前进转换成后退、后退转换成前进、加速后退、减速后退和失去动力几秒钟等；进一步的，该电机单元53包括电机驱动单元531和电动机532，该电机驱动单元531获取第一指令，并根据第一指令控制电动机532的转动状态，电动机532的转动状态影响游乐车的前进或后退的状态。

在其中一些实施例中，图6是根据本申请第四实施例的游乐车的功能模块的示意图，如图6所示，可选的，该游乐车还可以包括体感单元61，MCU控制单元51获取操作信息之后，生成与操作信息相对应的第二指令，体感单元61获取第二指令，例如，MCU控制单元51生成第二指令后，发送第二指令至体感单元61，或者，体感单元61定时向MCU控制单元51获取第二指令；体感单元61根据第二指令执行游乐车的体感动作，游乐车的体感动作包括方向盘振动、车座振动和喷水等，通过设置体感单元61，丰富了用户的触觉体验，从而进一步增强了用户驾驶或乘坐游乐车时的趣味性和真实感。

如图6所示，可选的，该游乐车还可以包括音响单元62，该音响单元62和显示单元13可以组成显示音响单元63；MCU控制单元51获取车内控制单元52生成的操作信息之后，生成与操作信息相对应的第三指令，系统主控单元12获取第三指令，例如，MCU控制单元51生成第三指令后，发送第三指令至系统主控单元12，或者，系统主控单元12定时向MCU控制单元51获取第三指令；系统主控单元12根据第三指令生成声音效果信息，音响单元62获取并播放声音效果信息，例如，系统主控单元12生成声音效果信息后，发送声音效果信息至音响单元62，或者，音响单元62定时向系统主控单元12获取声音效果信息，通过设置音响单元62，并且该音响单元62可以播放声音效果信息，丰富了用户的听觉体验，从而进一步增强了用户驾驶或乘坐游乐车时的趣味性和真实感。

如图6所示，可选的，该MCU控制单元51获取操作信息之后，还可以生成与操作信息相对应的第四指令，系统主控单元12获取第四指令，例如，MCU控制单元51生成第四指令后，发送第四指令至系统主控单元12，或者，系统主控单元12定时向MCU控制单元51获取第四指令；系统主控单元12根据第四指令生成动画效果信息，显示单元13获取并显示动画效果信息，例如，系统主控单元12生成动画效果信息后，发送动画效果信息至显示单元13，或者，显示单元13定时向系统主控单元12获取动画效果信息，通过设置显示单元13，并且该显示单元13可以显示动画效果信息，丰富了用户的视觉体验，从而进一步增强了用户驾驶或乘坐游乐车时的趣味性和真实感。

由于游乐车在行驶过程中可能会遇到障碍物，从而发生安全事故，在其中一些实施例中，游乐车还包括雷达单元，图7是根据本申请第五实施例的游乐车的功能模块的示意图，如图7所示，雷达单元71感测游乐车周围的物体与游乐车间的距离信息，MCU控制单元51获取距离信息，例如，雷达单元71感测到距离信息后，发送距离信息至MCU控制单元51，或者，MCU控制单元51定时向雷达单元71获取距离信息；MCU控制单元51根据距离信息确定是否触发保护机制，通过设置雷达单元71，为用户驾驶游乐车提供了安全保障，有利于减少游玩车安全事故的发生，同时用户也能够比较放心地驾驶或者乘坐游玩车，提升了用户的游玩体验；可选的，如图2所示，雷达单元71可以设置成4个，4个雷达单元71一一对应设置在在游乐车的4个顶角处。

本实施例还提供了一种增强现实交互系统，图8是根据本申请实施例的增强现实交互系统的示意图，如图8所示，该系统包括服务器81和多个游乐车82，该游乐车82可以在本申请第一实施例至第五实施例中的任一游乐车的基础上叠加通信模块，该游乐车82通过通信模块与服务器81建立网络连接，从而实现多个游乐车82之间的数据互通，例如，图9是根据本申请第六实施例的游乐车的功能模块的示意图，如图9所示，该游乐车82还包括通信模块91，该通信模块91的通信方式可以是无线通信，通信模块91连接游乐车82的系统主控单元12和图8中的服务器81，该系统主控单元12是游乐车82的核心，系统主控单元12通过通信模块91可以与该服务器81进行双向的交互，从而实现多个系统主控单元12间的数据互通。

MCU控制单元51和系统主控单元12可以通过串口进行双向通信，一方面，MCU控制单元51可以向系统主控单元12发送第三指令、第四指令，从而系统主控单元12可以根据第三指令和第四指令分别生成声音效果信息和动画效果信息，另一方面，系统主控单元12也可以将从服务器81获取到的信息发送给MCU控制单元51。

例如，用户驾驶游乐车82时，可以通过车内控制单元52，对游乐车82进行加速，MCU控制单元51生成第一指令、第二指令、第三指令和第四指令，MCU控制单元51发送第一指令至电机单元53，电机单元53根据第一指令控制游乐车82加速行驶，MCU控制单元51发送第二指令至体感单元61，体感单元61执行方向盘振动和车座振动，MCU控制单元51向系统主控单元12发送第三指令、第四指令，从而系统主控单元12可以根据第三指令和第四指令分别生成加速行驶的音效和加速行驶的动效，显示单元13显示加速行驶的动画，音响单元62播放加速行驶的音效；用户还可以将显示屏作为向其他游乐车82发送虚拟导弹的锁定框，当其他游乐车82在显示屏的画面内时，用户可以通过车内控制单元52，扔出虚拟导弹，该虚拟导弹击中画面内的游乐车82，同时，MCU控制单元51向系统主控单元12发送第三指令、第四指令，从而系统主控单元12可以根据第三指令和第四指令分别生成投放虚拟导弹的音效和投放虚拟导弹的动效，显示单元13显示投放虚拟导弹的动画，音响单元62播放投放虚拟导弹的音效；对于被导弹击中的游乐车82，服务器81将该游乐车82被其他游乐车82的虚拟导弹击中的信息通过通信模块91发送给该游乐车82的系统主控单元12，系统主控单元12根据击中信息生成被虚拟导弹击中的音效和被虚拟导弹击中的动效，显示单元13显示被虚拟导弹击中的动画，音响单元62播放被虚拟导弹击中的音效，同时，系统主控单元12将击中信息发送给MCU控制单元51，MCU控制单元51生成第一指令、第二指令，MCU控制单元51发送第一指令至电机单元53，电机单元53根据第一指令控制游乐车82失去动力几秒钟，MCU控制单元51发送第二指令至体感单元61，体感单元61执行方向盘振动和车座振动。

通过建立增强现实交互系统，用户在驾驶或乘坐游乐车82时，能够与其他用户进行虚拟交互，从而大大增强了用户驾驶或乘坐游乐车82时的趣味性。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种游乐车，其特征在于，所述游乐车包括视觉定位单元、系统主控单元和显示单元，所述视觉定位单元确定所述游乐车的第一位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述游乐车在真实场景中的位置信息；

所述系统主控单元获取所述第一位置信息，并根据所述第一位置信息，确定与所述第一位置信息相对应的第二位置信息，其中，所述第二位置信息包括所述游乐车在虚拟场景中的位置信息；

所述系统主控单元根据所述第二位置信息，确定与所述第二位置信息相对应的虚拟画面，所述显示单元获取并显示所述虚拟画面。

2.根据权利要求1所述的游乐车，其特征在于，所述视觉定位单元确定所述游乐车的第一位置信息包括，所述视觉定位单元生成所述游乐车在真实场景中的环境图像，并感测所述游乐车的行驶状态，所述视觉定位单元根据所述环境图像和所述行驶状态，确定所述游乐车的第一位置信息。

3.根据权利要求1所述的游乐车，其特征在于，所述显示单元包括透明OLED显示屏，所述透明OLED显示屏显示所述虚拟画面。

4.根据权利要求1所述的游乐车，其特征在于，所述显示单元包括液晶显示屏，并且所述游乐车还包括摄像单元，所述摄像单元生成所述游乐车在真实场景中的环境图像，所述系统主控单元获取所述环境图像，并合成所述环境图像和所述虚拟画面，得到合成画面，所述显示单元获取所述合成画面，所述液晶显示屏显示所述合成画面。

5.根据权利要求1所述的游乐车，其特征在于，所述游乐车还包括MCU控制单元、车内控制单元和电机单元，所述车内控制单元确定用户的操作信息，所述MCU控制单元获取所述操作信息，并生成与所述操作信息相对应的第一指令，所述电机单元获取所述第一指令，并根据所述第一指令控制所述游乐车的前进或后退的状态。

6.根据权利要求5所述的游乐车，其特征在于，所述游乐车还包括体感单元，所述MCU控制单元获取所述操作信息之后，生成与所述操作信息相对应的第二指令，所述体感单元获取所述第二指令，并根据所述第二指令执行所述游乐车的体感动作。

7.根据权利要求5所述的游乐车，其特征在于，所述游乐车还包括音响单元，所述MCU控制单元获取所述操作信息之后，生成与所述操作信息相对应的第三指令，所述系统主控单元获取所述第三指令，并根据所述第三指令生成声音效果信息，所述音响单元获取并播放所述声音效果信息。

8.根据权利要求5所述的游乐车，其特征在于，所述MCU控制单元获取所述操作信息之后，生成与所述操作信息相对应的第四指令，所述系统主控单元获取所述第四指令，并根据所述第四指令生成动画效果信息，所述显示单元获取并显示所述动画效果信息。

9.根据权利要求5所述的游乐车，其特征在于，所述游乐车还包括雷达单元，所述雷达单元感测游乐车周围的物体与所述游乐车间的距离信息，所述MCU控制单元获取所述距离信息，并根据所述距离信息确定是否触发保护机制。

10.一种增强现实交互系统，其特征在于，所述系统包括服务器和多个如权利要求1至9中任一项所述的游乐车，所述游乐车还包括通信模块，所述通信模块连接所述游乐车的系统主控单元和所述服务器，以实现多个所述系统主控单元间的数据互通。

Images