CN206703024U - 基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，包括固定底座，所述固定底座为圆盘状结构，且外圆周设置有防护装置，所述固定底座的上方设置有旋转底盘，且固定底座的内部安装有伺服电机，且伺服电机的输出轴与旋转底盘连接，所述旋转底盘上安装有椭圆踏步装置，所述防护装置远离固定底座的一端设置有保护圆环。本实用新型采用了惯性动捕、机械动捕与运动控制结合的方式，来实现万向行走，既避免了穿戴的麻烦又提高了交互体验，运用惯性动捕与运动控制结合的方式，解决了在虚拟世界里转弯的技术问题，且转身精度更高，性能好，使用方便，故障率低。

Description

基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备

技术领域

本实用新型涉及万向行走设备技术领域，尤其涉及基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备。

背景技术

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，为了配合能够在虚拟世界里实现全向行走的问题，万向行走装置应运而生，目前市面上的vr万向行走设备大多数基于单一的惯性动捕技术，同时需要辅助各种可穿戴设备，如KAT、omini。运动控制：运动控制（MC）是自动化的一个分支，它使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵，线性执行机或者是电机来控制机器的位置或速度。惯性动捕：惯性动捕根据反向运动学原理测算出人体关节的位置，并将数据生成在影像数据上。

目前的虚拟现实万向行走装置，体验者需要换上专用的鞋子上去体验，每次使用前需要换鞋，鞋子多人共同使用存在卫生问题。现有技术大多数基于单一的惯性动捕技术，同时需要辅助各种可穿戴设备，给体验者带来了很大的麻烦，同时由于行走部分的结构缺陷，导致行走方式不舒服。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，包括固定底座，所述固定底座为圆盘状结构，且外圆周设置有防护装置，所述固定底座的上方设置有旋转底盘，且固定底座的内部安装有伺服电机，且伺服电机的输出轴与旋转底盘连接，所述旋转底盘上安装有椭圆踏步装置，所述防护装置远离固定底座的一端设置有保护圆环，所述保护圆环上设置有转动轨道，且转动轨道上对称设置有调节机构，所述调节机构包括滑动板，所述滑动板活动安装于转动轨道上，两组所述滑动板相互靠近的一侧设置有高度调节轨道，且高度调节轨道上活动安装有高度调节尺，所述高度调节尺通过U形卡扣卡接高度调节轨道上，所述高度调节尺的上端固定连接有腰带安装座，两组所述腰带安装座之间连接有腰带。

优选的，所述椭圆踏步装置内安装有计步器和速度传感器。

优选的，所述腰带上设置有惯性传感器和九轴陀螺仪。

优选的，所述保护圆环的一侧通过转轴设置有弧形护板，且弧形护板为保护圆环的一端圆弧。

优选的，所述滑动板上设置有驱动电机，且驱动电机与伺服电机设置为同步模式。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用了惯性动捕、机械动捕与运动控制结合的方式，来实现万向行走，既避免了穿戴的麻烦又提高了交互体验，辅助体验者在虚拟的世界中进行全向行走，可以穿戴自己的衣物，既卫生，又舒适，运用机械动捕的方式，有效的解决了原有万向行走装置需要换专用鞋子的问题，同时在体感交互方面获得了更好的体验；运用惯性动捕与运动控制结合的方式，解决了在虚拟世界里转弯的技术问题，且转身精度更高，性能好，使用方便，故障率低。

附图说明

图1为本实用新型提出的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备的结构示意图；

图2为本实用新型提出的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备的侧视图；

图3为本实用新型提出的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备的俯视图；

图4为本实用新型提出的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备的调节机构的结构示意图。

图中：1固定底座、2防护装置、3保护圆环、4旋转底盘、5椭圆踏步装置、6腰带、7调节机构、71调节机构、72腰带安装座、73高度调节尺、74 U形卡扣。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，包括固定底座1，固定底座1为圆盘状结构，且外圆周设置有防护装置2，固定底座1的上方设置有旋转底盘4，且固定底座1的内部安装有伺服电机，且伺服电机的输出轴与旋转底盘4连接，旋转底盘4上安装有椭圆踏步装置5，椭圆踏步装置5内安装有计步器和速度传感器，防护装置2远离固定底座1的一端设置有保护圆环3，保护圆环3的一侧通过转轴设置有弧形护板，且弧形护板为保护圆环3的一端圆弧，保护圆环3上设置有转动轨道，且转动轨道上对称设置有调节机构7，调节机构7包括滑动板71，滑动板71上设置有驱动电机，且驱动电机与伺服电机设置为同步模式，滑动板71活动安装于转动轨道上，两组滑动板71相互靠近的一侧设置有高度调节轨道，且高度调节轨道上活动安装有高度调节尺73，高度调节尺73通过U形卡扣74卡接高度调节轨道上，高度调节尺73的上端固定连接有腰带安装座72，两组腰带安装座72之间连接有腰带6，腰带6上设置有惯性传感器和九轴陀螺仪。

本实用新型在使用时，体验者带上虚拟现实头盔，头盔里会显现虚拟场景；体验者站在椭圆踏步装置5上；系上绑有惯性传感器的腰带6；当体验者在装置上完成行走、转身等动作，相应的信号会传输给虚拟场景，体验者在虚拟世界里同步实现行走、转身等相应动作。椭圆踏步装置5和下边的旋转底盘4是一体的，人站上去之后，腰部和下边同时旋转，采用了惯性动捕、机械动捕与运动控制结合的方式，来实现万向行走，通过椭圆踏步装置5，采集体验者行走的速度等参数；腰带6上设有惯性传感器，通过惯性传感器九轴陀螺仪，来采集体验者的行走姿态（转身等动作），通过伺服电机带动旋转底盘4，来反馈体验者行走姿态，采用椭圆踏步装5将动捕装置改为机械动捕，体验者不用换鞋，避免使用公共穿戴设备。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，包括固定底座（1），其特征在于，所述固定底座（1）为圆盘状结构，且外圆周设置有防护装置（2），所述固定底座（1）的上方设置有旋转底盘（4），且固定底座（1）的内部安装有伺服电机，且伺服电机的输出轴与旋转底盘（4）连接，所述旋转底盘（4）上安装有椭圆踏步装置（5），所述防护装置（2）远离固定底座（1）的一端设置有保护圆环（3），所述保护圆环（3）上设置有转动轨道，且转动轨道上对称设置有调节机构（7），所述调节机构（7）包括滑动板（71），所述滑动板（71）活动安装于转动轨道上，两组所述滑动板（71）相互靠近的一侧设置有高度调节轨道，且高度调节轨道上活动安装有高度调节尺（73），所述高度调节尺（73）通过U形卡扣（74）卡接高度调节轨道上，所述高度调节尺（73）的上端固定连接有腰带安装座（72），两组所述腰带安装座（72）之间连接有腰带（6）。

2.根据权利要求1所述的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，其特征在于，所述椭圆踏步装置（5）内安装有计步器和速度传感器。

3.根据权利要求1所述的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，其特征在于，所述腰带（6）上设置有惯性传感器和九轴陀螺仪。

4.根据权利要求1所述的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，其特征在于，所述保护圆环（3）的一侧通过转轴设置有弧形护板，且弧形护板为保护圆环（3）的一端圆弧。

5.根据权利要求1所述的基于动作捕捉与运动控制技术的虚拟现实万向行走设备，其特征在于，所述滑动板（71）上设置有驱动电机，且驱动电机与伺服电机设置为同步模式。