CN116736984A - 一种基于无人机的虚拟现实体验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无人机的虚拟现实体验系统，包括：无人机模块和与无人机模块通信连接的G力座椅模块以及FPV眼镜；无人机模块，用于移动摄取现实场景对应的图像信息，并将所述图像信息传输至FPV眼镜；FPV眼镜，用于显示所述图像信息；G力座椅模块，用于根据无人机模块的飞行数据进行相应的运动。本发明通过无人机、G力座椅与FPV眼镜相结合，体验者在G力座椅上操控无人机，在视觉上，通过FPV眼镜感受无人机视角的景观景色，在动觉上，通过G力座椅感受无人机飞行姿态带来的运动感受，使体验者获得沉浸式的虚拟现实体验；本发明广泛应用于飞行训练、科普教育、竞技娱乐等多个领域，操作简单，便于推广。
Description
技术领域
本发明公开了一种基于无人机的虚拟现实体验系统，属于娱乐设备技术领域。
背景技术
随着科技水平发展，虚拟技术与G力模拟运动平台相结合，越来越广泛的被应用于模拟赛车、模拟飞行、模拟滑雪等游戏项目，以上项目通过佩戴VR眼镜看到三维空间的虚拟场景，结合能够根据虚拟场景运动的G力模拟运动平台，使体验者视觉和身体感受双重沉浸于虚拟场景中，有更真实的体验感。
然而，现有的虚拟场景是根据提前获取的视频、图像等模拟制作的三维空间，这种虚拟场景真实感不强。在飞行体验游戏项目中，体验者沉浸在模拟制作的虚拟场景中，体验感不强，无法感受现场景区的实际景观，获得更真实的体验。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种基于无人机的虚拟现实体验系统以解决现有技术中虚拟体验系统无法观看真实的飞行视频，无法同时体验无人机的飞行姿态的技术问题。为实现上述目的，本发明提出了一种基于无人机的虚拟现实体验系统，具体方案如下：
一种基于无人机的虚拟现实体验系统，包括：无人机模块和与所述无人机模块通信连接的G力座椅模块以及FPV眼镜；
所述无人机模块，用于移动摄取现实场景对应的图像信息，并将所述图像信息传输至所述FPV眼镜；
所述FPV眼镜，用于显示所述图像信息；
所述G力座椅模块，用于根据所述无人机模块的飞行数据进行相应的运动。
优选的，还包括地面站；
所述地面站分别与所述无人机模块和所述G力座椅模块通信连接；
所述地面站用于接收并解析所述无人机模块的所述飞行数据，并根据所述飞行数据向所述G力座椅模块输出运动指令。
优选的，所述无人机模块包括机体和设置于所述机体上的传输单元及摄像单元；
所述摄像单元与传输单元连接，用于摄取现实场景对应的所述图像信息；
所述传输单元与所述地面站和所述FPV眼镜通信连接，用于将所述机体的所述飞行数据传输至所述地面站以及将所述图像信息传输至所述FPV眼镜。
优选的，所述无人机模块还包括控制器和遥控手柄；
所述控制器设置在所述机体上并与所述遥控手柄通信连接；
所述控制器用于接收所述遥控手柄输出的指令，并根据所述指令控制所述机体的运动。
优选的，所述传输单元包括数据传输器和图片传输器；
所述数据传输器与所述地面站通信连接，用于将所述机体的所述飞行数据传输至所述地面站；
所述图片传输器与所述FPV眼镜通信连接，用于将所述图像信息传输至所述FPV眼镜。
优选的，所述G力座椅模块包括座椅、G力运动平台和运动平台框架；
所述座椅固定设置在所述G力运动平台上；
所述G力运动平台可移动设置在所述运动平台框架上。
优选的，所述G力座椅模块还包括伺服电机；
所述伺服电机与所述地面站连接；
所述伺服电机设置在所述G力运动平台上，用于驱动所述G力运动平台根据所述地面站输出的所述运动指令运动。
优选的，所述G力运动平台与所述运动平台框架之间设置有万向轮。
有益效果：本发明通过无人机、G力座椅与FPV眼镜相结合，体验者在G力座椅上操控无人机，在视觉上，通过FPV眼镜感受无人机视角的景观景色，在动觉上，通过G力座椅感受无人机飞行姿态带来的运动感受，使体验者获得沉浸式的虚拟现实体验；本发明应广泛应用于飞行训练、科普教育、竞技娱乐等多个领域，操作简单，便于推广。
附图说明
图1为本发明实施例整体示意图；
图2为本发明实施例G力座椅装置示意图；
图3为本发明实施例中六自由平台示意图，其中(a)为本发明实施例中六自由平台立体图，(b)为本发明实施例中六自由平台俯视图；
图4为本发明实施例中地面站示意图；
图5为本发明实施例中无人机模块示意图；
图6为本发明实施例中FPV眼镜示意图。
图中：1、G力座椅模块；2、地面站；3、无人机模块；4、FPV眼镜；1-1、G力运动平台；1-2、操纵杆；1-3、座椅；1-1-1、运动平台框架；1-1-2、第一伺服电机；1-1-3、万向轮；1-1-4、第二伺服电机；1-1-5、第三伺服电机；2-1、主机；2-2、显示器；3-1、机体；3-2、传输单元；3-3、摄像单元；3-4、控制器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
如图1至图6所示，在一个实施例中，公开了一种基于无人机的虚拟现实体验系统，包括：无人机模块3、与无人机模块3通信连接的G力座椅模块1、FPV眼镜4以及地面站2；其中无人机模块3，用于移动摄取现实场景对应的图像信息，并将图像信息传输至FPV眼镜4；FPV眼镜4，用于显示图像信息；G力座椅模块1，用于根据无人机模块3的飞行数据进行相应的运动；地面站2作为无人机模块3和G力座椅模块1的中转站，分别与无人机模块3和G力座椅模块1通信连接；地面站2用于接收并解析无人机模块3的飞行数据，并根据飞行数据向G力座椅模块1输出运动指令。具体的，如图4所示，地面站2包括主机2-1和显示器2-2，主机2-1用于接收并处理无人机模块3传输的飞行数据，显示器2-2用于显示无人机当前的数据，包括飞行姿态、GPS数据、高度数据、气压数据等，便于体验者观察无人机飞行状态。本实施例中，显示器2-2同时作为控制面板，与操纵杆1-2共同工作，完成体验者对无人机的飞行控制。
如图5所示，本发明中无人机模块3包括机体3-1和设置于机体3-1上的传输单元3-2及摄像单元3-3；摄像单元3-3与传输单元3-2连接，用于摄取现实场景对应的图像信息；图像信息为图片数据或视频数据，传输单元3-2与地面站2和FPV眼镜4通信连接，用于将机体3-1的飞行数据传输至地面站2以及将图像信息传输至FPV眼镜4。无人机模块3还包括控制器3-4和遥控手柄；遥控手柄用于操控无人机飞行，具体的，本实施例中，遥控手柄为操纵杆1-2和控制面板。控制器3-4设置在机体3-1上并与操纵杆1-2及控制面板通信连接；控制器3-4用于接收遥控手柄输出的指令，并根据指令控制机体3-1的运动。传输单元3-2包括数据传输器和图片传输器；数据传输器与地面站2通信连接，用于将机体3-1的飞行数据传输至地面站2；图片传输器与FPV眼镜4通信连接，用于将图像信息传输至FPV眼镜4。
具体的，本实施例中，本发明应用于景区中，游客通过在G力座椅模块1的座椅1-3上操控无人机飞行，可以更近距离的观看景区的风景，同时也能感受更真实的飞行体验。本发明中，无人机模块3获取的图像信息可以储存，可以在离线状态下使游客感受景区的风景。尤其在天气状况不好、游客操控无人机能力较弱等条件下，游客可以通过储存的图像信息进行虚拟体验。
如图2所示，本实施例将遥控手柄中的操纵杆1-2设置在G力座椅模块1的座椅1-3一侧，显示器2-2作为控制面板设置在座椅1-3前方，用于模拟飞行器的操作习惯，为体验者模拟更贴合飞行器的体验场景。体验者置身于座椅1-3上，佩戴FPV眼镜4，体验者通过操纵杆1-2控制无人机飞行，无人机通过摄像单元3-3实时飞行移动摄取现实场景的视频数据，并通过传输单元3-2将视频数据传输至FPV眼镜4，体验者视觉感受到无人机视角的真实飞行视频，同时传输单元3-2将无人机当前的数据，包括飞行姿态、GPS数据、高度数据、气压数据等发送至地面站2，地面站2中的主机2-1处理当前数据，并将数据传输至控制面板，便于体验者观察。同时，主机2-1在接受到无人机发送的数据后，对Mavlink协议进行解析，提取无人机的位姿数据，并对位姿数据进行处理；将解析出的位姿数据通过UDP或TCP协议发送至G力座椅模块1，地面站2确保了无人机模块3与G力座椅模块1的低延迟传输，确保实时传输。
G力座椅模块1包括座椅1-3、G力运动平台1-1和运动平台框架1-1-1；座椅1-3固定设置在G力运动平台1-1上；G力运动平台1-1可移动设置在运动平台框架1-1-1上。G力座椅模块1还包括伺服电机；伺服电机与地面站2连接；伺服电机设置在G力运动平台1-1上，用于驱动G力运动平台1-1根据地面站2输出的运动指令运动。G力运动平台1-1与运动平台框架1-1-1之间设置有万向轮1-1-3。
具体的，如图3所示，G力座椅模块1包括六自由运动平台和座椅1-3，六自由运动平台包括G力运动平台1-1和运动平台框架1-1-1，所述G力运动平台1-1设置在运动平台框架1-1-1上，G力运动平台1-1上设置有伺服电机，其中在G力运动平台1-1的四个角各设置一个第一伺服电机1-1-2，第一伺服电机1-1-2根据主机2-1传输的指令，驱动G力运动平台1-1运动，继而带动座椅1-3上下运动，每个第一伺服电机1-1-2接收到的运动指令不同，带动G力运动平台1-1上下运动距离不同，使座椅1-3发生不规则移动，模拟无人机在飞行时的姿态。在G力运动平台1-1上还包括第二伺服电机1-1-4和第三伺服电机1-1-5，第二伺服电机1-1-4和第三伺服电机1-1-5分别驱动G力运动平台1-1前后、左右运动，带动座椅1-3前后、左右运动，模拟无人机加速、减速等运动状态时的身体感受。设置在G力运动平台1-1与运动平台框架1-1-1之间的万向轮1-1-3，用于更准确的使G力座椅模块1模拟无人机的飞行姿态，给游客更真实的G力体验。
本实施例通过无人机、G力座椅与FPV眼镜相结合，体验者在G力座椅上操控无人机，在视觉上，通过FPV眼镜感受无人机视角的景观景色，在动觉上，通过G力座椅感受无人机飞行姿态带来的运动感受，使体验者获得沉浸式的虚拟现实体验；本发明应广泛应用于飞行训练、科普教育、竞技娱乐等多个领域，操作简单，便于推广。
本发明在科普教育方面，可以通过制定简易版本，用于青少年自行组装，实现无人机模块与G力座椅平台的互联，明白其原理，拓展各领域知识，增强学习兴趣。也可以用于授课讲解模型，便于相关领域知识的传播。
以上实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利的范围约束。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应该以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种基于无人机的虚拟现实体验系统，其特征在于，包括：无人机模块和与所述无人机模块通信连接的G力座椅模块以及FPV眼镜；
所述无人机模块，用于移动摄取现实场景对应的图像信息，并将所述图像信息传输至所述FPV眼镜；
所述FPV眼镜，用于显示所述图像信息；
所述G力座椅模块，用于根据所述无人机模块的飞行数据进行相应的运动。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的虚拟现实体验系统，其特征在于，还包括地面站；
所述地面站分别与所述无人机模块和所述G力座椅模块通信连接；
所述地面站用于接收并解析所述无人机模块的所述飞行数据，并根据所述飞行数据向所述G力座椅模块输出运动指令。
3.根据权利要求2所述的基于无人机的虚拟现实体验系统，其特征在于，所述无人机模块包括机体和设置于所述机体上的传输单元及摄像单元；
所述摄像单元与传输单元连接，用于摄取现实场景对应的所述图像信息；
所述传输单元与所述地面站和所述FPV眼镜通信连接，用于将所述机体的所述飞行数据传输至所述地面站以及将所述图像信息传输至所述FPV眼镜。
4.根据权利要求3所述的基于无人机的虚拟现实体验系统，其特征在于，所述无人机模块还包括控制器和遥控手柄；
所述控制器设置在所述机体上并与所述遥控手柄通信连接；
所述控制器用于接收所述遥控手柄输出的指令，并根据所述指令控制所述机体的运动。
5.根据权利要求3所述的基于无人机的虚拟现实体验系统，其特征在于，所述传输单元包括数据传输器和图片传输器；
所述数据传输器与所述地面站通信连接，用于将所述机体的所述飞行数据传输至所述地面站；
所述图片传输器与所述FPV眼镜通信连接，用于将所述图像信息传输至所述FPV眼镜。
6.根据权利要求2所述的基于无人机的虚拟现实体验系统，其特征在于，所述G力座椅模块包括座椅、G力运动平台和运动平台框架；
所述座椅固定设置在所述G力运动平台上；
所述G力运动平台可移动设置在所述运动平台框架上。
7.根据权利要求6所述的基于无人机的虚拟现实体验系统，其特征在于，所述G力座椅模块还包括伺服电机；
所述伺服电机与所述地面站连接；
所述伺服电机设置在所述G力运动平台上，用于驱动所述G力运动平台根据所述地面站输出的所述运动指令运动。
8.根据权利要求6所述的基于无人机的虚拟现实体验系统，其特征在于，所述G力运动平台与所述运动平台框架之间设置有万向轮。
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