CN117075718A - 航天器r-vr-r飞行体验方法 - Google Patents

航天器r-vr-r飞行体验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种航天器R‑VR‑R飞行体验方法，包括在航天飞行体验设施内建造能够执行升空动作的飞船动力机构；将一个仿真飞船壳体安装到飞船动力机构上，形成由飞船动力机构和仿真飞船壳体构成的现实的仿真飞船；当就座在飞船座椅上体验者佩戴VR头盔显示器时，仿真飞船壳体与飞船动力机构分离；在仿真飞船壳体与飞船动力机构分离后，VR头盔和飞船动力机构同步地执行飞船虚拟现实飞行展示和飞船仿真动作；在佩戴在体验者头部的VR头盔展示飞船对接空间站虚拟现实场景时，已经与飞船动力机构分离的仿真飞船壳体重新安置到飞船动力机构上，使摘下VR眼镜或者头盔显示器的体验者继续沉浸在现实的仿真飞船之中。

Description

航天器R-VR-R飞行体验方法
技术领域
本发明涉及一种航天器体验方法，特别是一种航天器R-VR-R飞行体验方法。
背景技术
航天器是能够从大气层飞向太空的空间飞行器，本发明所称的航天器是飞船。飞行体验可以是乘坐飞船，或者乘坐飞船模仿器在陆地上进行飞行模拟。目前只有极少数人能够乘坐飞船；飞船模仿器也只能模仿一些简单的飞船动作。
虚拟现实VR(Virtual Reality)具有超越现实的虚拟性。是一种利用多媒体技术发展起来的计算机新技术，它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，用户需要佩戴VR眼镜或者头盔显示器进入虚拟环境中。
虚拟现实VR通过VR眼镜或者头盔显示器将全景图像展现给用户，使用户沉浸的一种虚拟的且又真实的环境中。
如果能够将飞船模型和虚拟现实技术结合，将会给人们带来全方位的飞行体验。
但是目前还没有将飞船的仿真飞行体验和飞船的虚拟现实场景美结合的体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够全方位体验航天器飞船的方法，用于在体验者进入航天虚拟现实环境的同时，还能够从身体上感触对应于航天虚拟现实环境的各种航天飞行动作。
本发明另一个目的是提供一种航天器R-VR-R(现实Reality到虚拟现实 VirtualReality再回到现实Reality)飞行体验方法，使体验者在飞船飞行体验过程中，完全沉浸在飞船中，而没有飞船的虚拟实现与实现的飞船脱节的感觉。
本发明的一种航天器R-VR-R飞行体验方法包括：
在航天飞行体验设施内建造能够执行升空动作并设有至少一个座椅的飞船动力机构；
将一个仿真飞船壳体安装到所述飞船动力机构上，形成由所述飞船动力机构和仿真飞船壳体构成的现实的仿真飞船；
当飞行体验者进入现实的仿真飞船内、入座所述飞船动力机构的座椅上并佩戴VR眼镜或者头盔显示器时，仿真飞船壳体在分离驱动机构的驱动下，与所述飞船动力机构分离；
在仿真飞船壳体与所述飞船动力机构分离后，佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器和飞船动力机构同步地执行飞船虚拟现实飞行展示和飞船仿真动作；
在佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器显示飞船对接空间站时，已经与飞船动力机构分离的仿真飞船壳体在所述分离驱动机构的驱动下重新安置到所述飞船动力机构上，使摘下VR眼镜或者头盔显示器的体验者继续沉浸在现实的仿真飞船之中；其中，所述R-VR-R是指，现实到虚拟现实再回到现实。
优选地，佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器和飞船动力机构同步地执行飞船虚拟现实飞行显示和飞船仿真动作包括：
佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器开始显示飞船的助推火箭点火、升空、对接空间站的虚拟现实场景，使体验者进入虚拟现实的飞船飞行环境中；
飞船动力机构同时执行与VR眼镜或者头盔显示器展示的飞船飞行场景相对应的各种飞船动作，使体验者在进入虚拟现实的飞船环境的同时感受到飞船的一系列飞行动作。
优选地，飞船动力机构包括：其上装有所述至少一个座椅的地板；动力总成；安装在所述动力总成与所述地板之间的动力执行部件；用于控制动力总成向相应的动力执行部件提供动力的控制器。
优选地，动力执行部件至少包括：可执行腾空动作的第一执行部件；可执行颠簸和翻转动作的第二执行部件。
优选地，航天飞行体验设施内的监视系统对体验者是否佩戴VR眼镜或者头盔显示器进行监视，当监视到所有体验者都佩戴VR眼镜或者头盔显示器时，仿真飞船壳体在分离驱动机构驱动下，与所述飞船动力机构分离。
优选地，VR眼镜或者头盔显示器按照预定时间顺序展示飞船的助推火箭点火、飞船升空、飞船对接空间站的升空飞船虚拟现实场景；飞船动力机构按照相同的时间顺序执行飞船的助推火箭点火、飞船升空、飞船对接空间站的仿真动作。
优选地，当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船的助推火箭点火虚拟实现场景时，根据控制器发出颠簸指令，所述动力总成向前第二执行部件提供用于执行颠簸的动力，使第二执行部件完成飞船在助推火箭点火时的上下颠簸仿真动作。
优选地，当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船离开地面的虚拟实现场景时，根据控制器发出的腾空指令，所述动力总成向第一执行部件提供用于执行腾空的动力，使第一部件向上弹起，完成飞船腾空的仿真动作。
优选地，当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船升空直至到达空间站的虚拟实现场景时，根据控制器发出翻转指令，所述动力总成向第二执行部件提供用于执行逐渐翻转的动力，使第二部件逐渐完成飞船90度的翻转仿真动作。
优选地，当所述VR眼镜或者头盔显示器显示飞船成功对接空间站的虚拟实现场景时，已经分离的仿真飞船壳体在所述分离驱动机构驱动下，重新安置到所述飞船动力机构上。
本发明能够将飞船的助推火箭点火、飞船腾空、飞船对接空间站视觉体验与身体体验完美结合，使体验者完全沉浸在仿真飞船中。
附图说明
图1是本发明的包括仿真飞船壳体的航天飞行体验设施的示意图；
图2是本发明的包括飞船动力机构第一实施例的航天飞行体验设施的示意图；
图3是本发明的具有仿真飞船的航天飞行体验设施的示意图；
图4是本发明的仿真飞船与飞船动力机构分离的示意图；
图5是具有仿真飞船的航天飞行体验设施的俯视图；
图6是本发明的仿真飞船与飞船动力机构分离的俯视图；
图7是本发明的飞船动力机构的第二实施例的示意图；
图8是本发明的航天器R-VR-R飞行体验方法的示意图。
具体实施方式
图1和图2显示了本发明的和一种航天飞行体验设施，包括天花板40和底板30；以及图1所示的仿真飞船壳体20，和图2所示的飞船动力机构10。
飞船动力机构包括：其上装有所述至少一个座椅的地板14；安装在地板14 上的多个座椅13；动力总成11；安装在1动力总成11与1地板14之间的多个动力执行部件12；用于控制动力总成11向相应的动力执行部件提供动力的控制器。
本发明的仿真飞船壳体20可以是一个不可分离的整体，也可以是可离合的组合体。
参见图3和图8，本发明的一种航天器R-VR-R飞行体验方法包括：在航天飞行体验设施内建造能够执行点火、升空、对接空间站动作并设有至少一个座椅的飞船动力机构10；将一个仿真飞船壳体安装到飞船动力机构10上，形成由所述飞船动力机构10和仿真飞船壳体20构成的现实的仿真飞船；当飞行体验者进入现实的仿真飞船内、入座飞船动力机构的座椅13上并佩戴VR眼镜或者头盔显示器(图1中未显示)时，仿真飞船壳体20在分离驱动机构21和22的驱动下，与飞船动力机构10分离；在仿真飞船壳体20与飞船动力机构10分离后，佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器和飞船动力机构同步地执行虚拟现实飞船展示和飞船仿真动作；在佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器(以下统称为VR头盔)展示已经对接中间站时，已经与飞船动力机构分离的仿真飞船壳体20在所述分离驱动机构的驱动下重新安置到所述飞船动力机构上10，使得摘下VR眼镜或者头盔显示器体验者始终沉浸在现实的仿真飞船环境内；其中，所述R-VR-R是指，现实到虚拟现实再回到现实。
本发明图的仿真飞船设置在陆地上，仿真飞船壳体20将限制各种飞船动作的仿真。本发明的特点之一就是，将飞船动力机构10作为仿真飞船基础，将仿真飞船壳体20作为现实仿真飞船，以便在执行各种仿真飞船动作之前，仿真飞船壳体20从飞船动力机构10上分离，使体验者能够体验各种仿真的飞船动作，并在VR头盔展示成功对接中间站的虚拟现实场景时，仿真飞船壳体20重新与飞船动力机构结合在一起，使得体验者始终沉浸在飞船环境中。
体验者从平台30进入仿真飞船后，可以看到类似于真实飞船舱内的装饰，体验到进入现实飞船的感受；入座后在舱内播音的引导下记上安全带，并佩戴 VR。然后，设置在机舱内的摄像机将每个体验者的图像传送到航天飞行体验设施的监视器(图中未显示)，以便确定每个体验者是否记上安全带并佩戴VR头盔。若确定所有体验者都系上安全带并佩戴VR头盔时，航天飞行体验设施的中控室向分离机构发出分离指令，使分离机构驱动仿真飞船壳体20与飞船动力机构10 分离。此时，由于体验者沉浸在飞船起飞前的虚拟现实场景中，不会察觉到这种变化。在飞船动力机构10结束各种飞船动作之后，分离机构驱动仿真飞船壳体 20与飞船动力机构10结合在一起，体验者摘下VR眼镜或者头盔显示器时，会一直认为自己一直置身于仿真飞船中。
仿真飞船壳体与所述飞船动力机构分离后，佩戴在体验者头部的VR开始展示飞船的助推火箭点火、飞船升空、飞船对接空间站等一系列虚拟现实场景，使体验者进入虚拟现实的飞船环境中；同时飞船动力机构执行与VR眼镜或者头盔显示器展示的飞船场景相对应的各种飞船动作。
图4显示了本发明的仿真飞船壳体20与飞船动力机构10分离的一个实例。在该实例中，仿真飞船壳体20包括多个可离合的舱体，比如图6所示的4个舱体；分离驱动机构的多个执行部件如21和22分别将多个舱体与飞船动力机构分离，使飞船动力机构10在没有仿真飞船壳体10约束的情况下执行各种飞船动作的仿真。
本发明的航天飞行体验设施内的包括摄像机27和监视器的监视系统判断对体验者是否佩戴VR眼镜或者头盔显示器进行监视，当监视到所有体验者都佩戴 VR眼镜或者头盔显示器时，发出移动仿真飞船壳体的分离信号，分离驱动机构根据分离信号，驱动仿真飞船壳体与所述飞船动力机构分离。
本发明的VR眼镜或者头盔显示器按照预定时间顺序展示飞船的助推火箭点火、飞船升空、飞船对接空间站的升空飞船虚拟现实场景；飞船动力机构10按照相同的时间顺序执行飞船的助推火箭点火、飞船升空、飞船对接空间站的仿真动作。
也就是说，VR眼镜或者头盔显示器和飞船动力机构10按照预先设置的时序信号执行同步操作。
参见图7，本发明的动力执行机构至少包括：可执行腾空动作的第一执行部件15；可执行颠簸和翻转动作的第二执行部件12。
当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船的助推火箭点火虚拟实现场景时，根据控制器发出颠簸指令，动力总成向前第一执行部件提供用于执行颠簸的动力，使第一执行部件完成飞船在助推火箭点火时的上下颠簸仿真动作。
当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船离开地面的虚拟实现场景时，根据控制器发出的腾空指令，所述动力总成向第一执行部件15提供用于执行腾空的动力，使第一部件向上弹起，完成飞船腾空的仿真动作。
当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船升空直至到达空间站的虚拟实现场景时，根据控制器发出翻转指令，所述动力总成向第二执行部件提供用于执行逐渐翻转的动力，使第二部件逐渐完成飞船90度的翻转仿真动作。
当所述VR眼镜或者头盔显示器显示飞船成功对接空间站的虚拟实现场景时，已经分离的仿真飞船壳体在所述分离驱动机构驱动下，重新安置到所述飞船动力机构上。
本发明的执行部件20可以是液压缸，动力总成11中可以设有油箱、换向阀以及控制器，换向阀根据控制器的控制信号进行换向，从而使液压缸执行伸缩作业。执行部件20也可以是气压缸，动力总成11中可以设有对应的气泵以及控制器。
本发明的分离执行机构21和22通常包括液压缸、油箱、换向阀以及控制器，控制器接收中控室的处理器的指令，控制换向阀工作，从而驱动仿真飞船壳体移动。
图7显示了本发明的飞船动力机构10的第二实施例。在该实施例中，飞船动力机构10包括：仿真飞船地板14；安装在仿真飞船地板14上的多个座椅13；用于驱动仿真飞船地板14进行飞船颠簸、翻转仿真动作的多个第一动力执行部件12；用于为多个动力执行部件12提供动力的第一动力总成11a；进行上下运动的第二(腾空)执行部件15，用于执行飞船的腾空仿真动作；用于向腾空执行部件15提供动力的第二动力总成11b；用于控制第一和第二动力总成提供相应动力的控制器。腾空执行部件15设置在第一动力总成11a与第二动力总成11b 之间，通过第一动力总成11a和多个动力执行部件12推动仿真飞船地板14进行瞬间腾空动作运动。
综上所述，本发明的航天器R-VR-R飞行体验方法能够使体验者登上现实的仿真飞船，在仿真飞船就座后佩戴VR头盔，沉浸在虚拟现实的飞船飞行环境中，使体验者完全沉浸在飞船中，克服了现有技术存在的摘下VR头盔，就会从虚拟现实场景回到非现实的场景的技术缺陷。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种航天器R-VR-R飞行体验方法，包括：
在航天飞行体验设施内建造能够执行升空动作并设有至少一个座椅的飞船动力机构；
将一个仿真飞船壳体安装到所述飞船动力机构上，形成由所述飞船动力机构和仿真飞船壳体构成的现实的仿真飞船；
当飞行体验者进入现实的仿真飞船内佩戴VR眼镜或者头盔显示器时，仿真飞船壳体在分离驱动机构的驱动下，与所述飞船动力机构分离；
在仿真飞船壳体与所述飞船动力机构分离后，佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器和飞船动力机构同步地执行飞船虚拟现实飞行展示和飞船仿真动作；
在佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器展示飞船对接空间站的虚拟实现场景时，已经与飞船动力机构分离的仿真飞船壳体在所述分离驱动机构的驱动下重新安置到所述飞船动力机构上，使摘下VR眼镜或者头盔显示器的体验者继续沉浸在现实的仿真飞船之中；
其中，所述R-VR-R是指，现实到虚拟现实再回到现实。
2.根据权利要求1所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器和飞船动力机构同步地执行飞船虚拟现实飞行显示和飞船仿真动作包括：
佩戴在体验者头部的VR眼镜或者头盔显示器开始显示飞船的助推火箭点火、升空、对接空间站的虚拟现实场景，使体验者进入虚拟现实的飞船飞行环境中；
飞船动力机构同时执行与VR眼镜或者头盔显示器展示的飞船飞行场景相对应的各种飞船动作，使体验者在进入虚拟现实的飞船环境的同时感受到飞船的一系列飞行动作。
3.根据权利要求2所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中所述飞船动力机构包括：其上装有所述至少一个座椅的地板；动力总成；安装在所述动力总成与所述地板之间的动力执行部件；用于控制动力总成向相应的动力执行部件提供动力的控制器。
4.根据权利要求3所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中所述动力执行部件至少包括：可执行腾空动作的第一执行部件；可执行颠簸和翻转动作的第二执行部件。
5.根据权利要求4所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中航天飞行体验设施内的监视系统对体验者是否佩戴VR眼镜或者头盔显示器进行监视，当监视到所有体验者都佩戴VR眼镜或者头盔显示器时，仿真飞船壳体在分离驱动机构驱动下，与所述飞船动力机构分离。
6.根据权利要求5所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中所述VR眼镜或者头盔显示器按照预定时间顺序展示飞船的助推火箭点火、飞船升空、飞船对接空间站的升空飞船虚拟现实场景；飞船动力机构按照相同的时间顺序执行飞船的助推火箭点火、飞船升空、飞船对接空间站的仿真动作。
7.根据权利要求6所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船的助推火箭点火虚拟实现场景时，根据控制器发出颠簸指令，所述动力总成向前第二执行部件提供用于执行颠簸的动力，使第二执行部件完成飞船在助推火箭点火时的上下颠簸仿真动作。
8.根据权利要求6所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船离开地面的虚拟实现场景时，根据控制器发出的腾空指令，所述动力总成向第一执行部件提供用于执行腾空的动力，使第一部件向上弹起，完成飞船腾空的仿真动作。
9.根据权利要求6所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中当所述VR眼镜或者头盔显示器展示飞船升空直至到达空间站的虚拟实现场景时，根据控制器发出翻转指令，所述动力总成向第二执行部件提供用于执行逐渐翻转的动力，使第二部件逐渐完成飞船90度的翻转仿真动作。
10.根据权利要求6所述的航天器R-VR-R飞行体验方法，其中当所述VR眼镜或者头盔显示器显示飞船成功对接空间站的虚拟实现场景时，已经分离的仿真飞船壳体在所述分离驱动机构驱动下，重新安置到所述飞船动力机构上。
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