CN211294288U - Cave虚拟现实显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种CAVE虚拟现实显示系统，包括：控制系统；屏幕系统，屏幕系统包括一地幕，地幕的至少一部分可活动，以移出或移入屏幕系统；移动装置，与屏幕系统连接，控制系统与移动装置连接；驾驶模拟器，与CAVE虚拟现实显示系统集成设置，驾驶模拟器配置成，在虚拟驾驶评审时，由控制系统控制移动装置将地幕的至少一部分移出屏幕系统，升起驾驶模拟器以开展虚拟驾驶评审。本实用新型的CAVE虚拟现实显示系统，将地幕设置成可活动的方式，通过移动装置将地幕移出或移入屏幕系统，实现地幕的可移动。同时通过集成驾驶模拟器，在虚拟驾驶评审时，可以将地幕移出屏幕系统，升起驾驶模拟器开展虚拟驾驶评审，丰富了CAVE虚拟现实显示系统的使用模式。

Description

CAVE虚拟现实显示系统

技术领域

本实用新型涉及虚拟显示模拟技术领域，特别是涉及一种CAVE虚拟现实显示系统。

背景技术

CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)是一种基于多通道投影的虚拟现实显示系统，由三个或三个以上的投影幕组成，具有分辨率高、沉浸感强等特点，可应用于任何有沉浸感需求的虚拟仿真领域。CAVE虚拟现实显示系统在汽车研发中的应用主要集中在虚拟评审(造型评审、人机工效评审、感官质量评审等)、虚拟拆装、数字化工厂评审等。汽车行驶性能作为关键指标其评审主要依赖于物理样车，研发成本高且周期长。现有的虚拟驾驶评审主要通过驾驶模拟器与2D的场景相结合开展，不具有沉浸式和代入感，体验较差。

同时，现有技术的CAVE虚拟现实显示系统中的地幕是不可移动的，不能通过地幕可移动的方式实现驾驶模拟器与CAVE虚拟现实显示系统的结合，限制了CAVE虚拟现实显示系统的使用模式。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种地幕可移动的CAVE虚拟现实显示系统，实现驾驶模拟器与CAVE虚拟现实显示系统的集成，便于开展虚拟驾驶评审。

特别地，本实用新型提供了一种CAVE虚拟现实显示系统，包括：

控制系统；

屏幕系统，所述屏幕系统包括一地幕，所述地幕的至少一部分可活动，以移出或移入所述屏幕系统；

移动装置，与所述屏幕系统连接且与所述地幕的所述至少一部分相对应，所述控制系统与所述移动装置连接以控制所述移动装置驱动所述地幕的所述至少一部分活动；

驾驶模拟器，与所述CAVE虚拟现实显示系统集成设置，所述驾驶模拟器配置成，在虚拟驾驶评审时，由所述控制系统控制所述移动装置将所述地幕的所述至少一部分移出所述屏幕系统，升起所述驾驶模拟器以实现在所述CAVE虚拟现实显示系统中开展虚拟驾驶评审。

进一步地，所述地幕的截面为方形，所述屏幕系统还包括：

第一侧幕和第二侧幕，分别设在所述地幕的相对两侧，且与所述地幕的所述至少一部分的活动方向平行；

正幕，设在所述地幕的一侧上且分别与所述第一侧幕和所述第二侧幕连接。

进一步地，所述屏幕系统还包括：

顶幕，与所述地幕相对设置且与所述第一侧幕、所述第二侧幕和所述正幕连接以形成框型的所述屏幕系统。

进一步地，所述地幕包括：

间隔开布置的第一固定部和第二固定部，所述第一侧幕和所述第二侧幕分别设在所述第一固定部和所述第二固定部上；

活动部，设在所述第一固定部和所述第二固定部之间且与所述第一固定部和所述第二固定部可活动连接，所述活动部设在所述移动装置上以由所述移动装置驱动所述活动部可活动。

进一步地，所述活动部与所述第一固定部和所述第二固定部连接的相对两侧分别设有凸沿，所述第一固定部和所述第二固定部上分别设有与所述凸沿相对应的凹槽，所述活动部的所述凸沿在所述凹槽内可活动。

进一步地，所述移动装置包括：

导轨；

活动组件，设在所述导轨上且在所述导轨上可活动，所述地幕的所述活动部与所述活动组件连接，以由所述活动组件驱动所述活动部沿所述导轨活动；

驱动组件，与所述活动组件连接，以驱动所述活动组件在所述导轨上活动。

进一步地，所述导轨的个数为两个，两个所述导轨间隔开平行设置，所述活动组件的至少一部分设在两个所述导轨上，且所述活动部与设在两个所述导轨上的所述活动组件的至少一部分均连接。

进一步地，所述活动组件包括：

至少两个滑块，至少两个所述滑块分别设在两个所述导轨上，所述活动部与至少两个所述滑块均连接；

螺母，与其中至少一个所述导轨上的所述滑块连接；

丝杆，一端与所述螺母连接，另一端与所述驱动组件连接，所述驱动组件驱动所述丝杆正转或反转并带动所述螺母在所述丝杆上移动，以驱动所述滑块在所述导轨上活动。

进一步地，所述驱动组件包括：

驱动件；

联轴器，一端与所述驱动件通过输出轴连接，另一端与所述丝杆连接，以由所述联轴器将所述驱动件产生的动力传递至所述丝杆。

进一步地，所述驱动件为伺服电机。

本实用新型的CAVE虚拟现实显示系统，将地幕的至少一部分设置成可活动的方式，并且通过移动装置将地幕的至少一部分移出或移入屏幕系统，实现地幕的可移动。同时通过集成驾驶模拟器，在虚拟驾驶评审时，可以由所述控制系统控制所述移动装置将所述地幕的所述至少一部分移出所述屏幕系统，升起所述驾驶模拟器以实现在所述CAVE虚拟现实显示系统中开展虚拟驾驶评审，极大地丰富了CAVE虚拟现实显示系统的使用模式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型实施例的CAVE虚拟现实显示系统移入地幕进行虚拟评审的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的CAVE虚拟现实显示系统移出地幕开展虚拟驾驶评审的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的CAVE虚拟现实显示系统的屏幕系统的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的CAVE虚拟现实显示系统的移动装置的结构示意图。

附图标记：

CAVE虚拟现实显示系统100；

屏幕系统10；地幕11；第一固定部111；第二固定部112；活动部113；第一侧幕12；第二侧幕13；正幕14；顶幕15；

移动装置20；导轨21；活动组件22；滑块221；螺母222；丝杆223；驱动组件23；驱动件231；输出轴232；联轴器233；

驾驶模拟器30；

屏幕投影机40。

具体实施方式

本实用新型实施例的CAVE虚拟现实显示系统100主要由控制系统、屏幕系统10、移动装置20和驾驶模拟器30组成。其中，参见图1和图3，屏幕系统10包括一地幕11，地幕11的至少一部分可活动地移出或移入屏幕系统10。参见图1，在使用CAVE虚拟现实显示系统100进行虚拟评审(造型评审、人机工效评审、感官质量评审等)、虚拟装配、数字化工厂评审时，需要用到屏幕系统10的所有屏幕的投影画面，可以通过控制系统驱动可移动装置20，将地幕11的可移动部分移动到CAVE虚拟现实显示系统100中，并与地幕11的其他部分组成完整地幕11，开启地幕11及屏幕系统10的其他屏幕投影机40，切换至CAVE虚拟现实显示系统100的虚拟评审模式进行虚拟评审。

参见图4，移动装置20与屏幕系统10连接，并且移动装置20与地幕11的至少一部分相对应，控制系统与移动装置20连接，控制系统可以控制移动装置20驱动地幕11的至少一部分活动，保证地幕11的至少一部分可以移入或移出CAVE虚拟现实显示系统100，实现地幕11的可移动。驾驶模拟器30与CAVE虚拟现实显示系统100集成设置，也就是说，CAVE虚拟现实显示系统100中集成有驾驶模拟器30，驾驶模拟器30的工作原理对于本领域技术人员来说是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。参见图2，驾驶模拟器30配置成，在虚拟驾驶评审时，可以通过控制系统控制移动装置20将地幕11的至少一部分移出屏幕系统10，升起驾驶模拟器30以实现在CAVE虚拟现实显示系统100中开展虚拟驾驶评审，丰富CAVE虚拟现实显示系统100的使用模式，实现CAVE虚拟现实显示系统100的使用模式的自由切换。具体来说，当需要进行虚拟驾驶评审时，不需要使用地幕11的投影画面，可以关闭地幕投影机。通过控制系统驱动可移动装置20，将地幕11的可活动部分移出CAVE虚拟现实显示系统100，此时升起驾驶模拟器30，就可以实现在CAVE虚拟现实显示系统100中开展虚拟驾驶评审。

根据本实用新型的一个实施例，参见图3，地幕11的截面可以大致加工成方形，屏幕系统10还包括第一侧幕12、第二侧幕13和正幕14。其中，第一侧幕12和第二侧幕13可以分别安装在地幕11的相对两侧(地幕11的左右两侧)，并且保证地幕11的可活动部分的活动方向与第一侧幕12和第二侧幕13平行。正幕14可以安装在地幕11的另一侧上，正幕14的两侧分别与第一侧幕12和第二侧幕13连接，保证正幕14与第一侧幕12和第二侧幕13之间形成的结构的截面为匚形。屏幕系统10还可以包括顶幕15，顶幕15与地幕11相对设置，即顶幕15安装在地幕11上方，并且顶幕15可以分别封闭与第一侧幕12、第二侧幕13和正幕14以形成框型的屏幕系统10。当然，本实用新型实施例的CAVE虚拟现实显示系统100中，顶幕15可以根据实际模拟需要选择是否安装。

在本实用新型的一些具体实施方式中，如图3所示，地幕11主要由第一固定部111、第二固定部112和活动部113组成，其中，第一固定部111和第二固定部112间隔开布置，第一侧幕12和第二侧幕13分别安装在第一固定部111和第二固定部112上，该地幕11采用分片设计，由于地幕11的第一固定部111和第二固定部112不参与运动，可以保证第一固定部111、第二固定部112与第一侧幕12和第二侧幕13的物理拼缝在1mm范围内，防止地幕11与其他投影幕(第一侧幕12、第二侧幕13和正幕14)出现拼缝过大的问题。活动部113安装在第一固定部111和第二固定部112之间，活动部113与第一固定部111和第二固定部112可活动连接。活动部113安装在移动装置20上，通过移动装置20驱动活动部113活动以将地幕11的活动部113移出或移入CAVE虚拟现实显示系统100，便于切换CAVE虚拟现实显示系统100的使用模式。

根据本实用新型的一个优选实施例，如图3所示，活动部113与第一固定部111和第二固定部112连接的相对两侧可以分别加工有沿其宽度方向延伸的凸沿，第一固定部111和第二固定部112上分别加工有与凸沿相对应的凹槽，地幕11的活动部113上的凸沿可以通过移动装置20驱动其在凹槽内可活动。地幕11的固定部分(第一固定部111和第二固定部112)与地幕11的活动部分(活动部113)通过采用“凹凸”形状设计(具体参见图3)，可以确保地幕11的各个部分之间的配合精度。

在本实用新型的一些具体实施方式中，参见图4，移动装置20主要由导轨21、活动组件22和驱动组件23组成，其中，活动组件22可以安装在导轨21上，活动组件22在导轨21上可活动，地幕11的活动部113与活动组件22连接，通过活动组件22的活动来带动地幕11的活动部113沿导轨21活动。驱动组件23与活动组件22连接，驱动组件23可以驱动活动组件22在导轨21上活动，进而带动活动部113沿导轨21活动，实现CAVE虚拟现实显示系统100中地幕11的可移动。

在本实用新型的一个优选实施例中，参见图4，导轨21的个数可以采用两个，两个导轨21间隔开平行设置在地幕11的活动部113的左右两侧，活动组件22的至少一部分分别安装在两个导轨21上，并且活动部113分别与安装在两个导轨21上的活动组件22的部分连接，通过驱动组件23驱动活动组件22在两个导轨21上活动，进而带动地幕11的活动部113沿两个导轨21活动，实现CAVE虚拟现实显示系统100中地幕11的可移动。

在本实用新型的一个优选实施方式中，参见图4，活动组件22主要由至少两个滑块221、螺母222和丝杆223组成，其中至少两个滑块221分别可以分别安装在两个导轨21上，每个滑块221都可以在导轨21上活动，地幕11的活动部113的左右两侧可以分别与至少两个滑块221连接。螺母222与其中至少一个导轨21上的滑块221连接，丝杆223的一端与螺母222连接(丝杆223和螺母222构成滚珠丝杆副)，丝杆223的另一端与驱动组件23连接，驱动组件23驱动丝杆223正转或反转，同时带动螺母222在丝杆223上移动，以此驱动滑块221在导轨21上活动，进而带动地幕11的活动部113沿两个导轨21活动，实现CAVE虚拟现实显示系统100中地幕11的可移动。当然，在本申请中，滑块221的具体个数可以根据实际需要进行具体设定。优选地，本实用新型实施例的CAVE虚拟现实显示系统100，滑块221可以为四个，四个滑块221可以分别两两对称设置在两个导轨21上，并且分别与地幕11的活动部113连接。其中一个导轨21上的滑块221分别连接有两个螺母222，丝杆223穿过两个螺母222，通过驱动组件23驱动丝杆223正转或反转，带动两个螺母222在丝杆223上移动，以此驱动滑块221在两个导轨21上活动，进而带动地幕11的活动部113沿两个导轨21活动，实现CAVE虚拟现实显示系统100中地幕11的可移动。

根据本实用新型的一个实施例，参见图4，驱动组件23主要由驱动件231和联轴器233组成。其中，联轴器233的一端与驱动件231通过输出轴232连接，联轴器233的另一端与丝杆223连接，通过联轴器233将驱动件231产生的动力传递至丝杆223，驱动丝杆223正转或反转，进而带动螺母222在丝杆223上移动，以此驱动滑块221在两个导轨21上活动，进而带动地幕11的活动部113沿两个导轨21活动，实现CAVE虚拟现实显示系统100中地幕11的可移动。优选地，驱动件231可以采用伺服电机，伺服电机结构简单，工作原理简便，易于操作和控制。

下面将参照附图并结合具体实施例描述移动装置20驱动地幕11的活动部113可移动的工作原理。

参见图1至图4，本实用新型的CAVE虚拟现实显示系统100，地幕11可移动，具体来说，地幕11中的活动部113可以相对地幕11的第一固定部111和第二固定部112可移动。而地幕11的活动部113的移动通过移动装置20实现，移动装置20中驱动件231(伺服电机)的输出轴232通过联轴器233与滚珠丝杠副的丝杠连接，滚珠丝杠副的螺母222与导轨21上的滑块221连接，导轨21的滑块221与地幕11的活动部113连接。通过滚珠丝杆副(丝杆223与螺母222的配合)将伺服电机的旋转运动转变为螺母222的直线运动，使螺母222带动滑块221和活动部113沿导轨21的做直线运动。通过控制系统控制驱动件231(伺服电机)的正转与反转，可以实现地幕11的活动部113在导轨21上的往复运动。由于屏幕系统10达上吨级别的重量，因此，直线运动的导轨21-滑块221形成的移动机构具有低摩擦系数和高承载能力的特点，既解决了对屏幕系统10的承重问题，又降低了屏幕系统10移动的阻尼。

总而言之，本实用新型的CAVE虚拟现实显示系统100，将地幕11的至少一部分设置成可活动的方式，并且通过移动装置20将地幕11的至少一部分移出或移入屏幕系统10，实现地幕11的可移动。同时通过集成驾驶模拟器30，在虚拟驾驶评审时，可以由所述控制系统控制所述移动装置20将所述地幕11的所述至少一部分移出所述屏幕系统10，升起所述驾驶模拟器30以实现在所述CAVE虚拟现实显示系统100中开展虚拟驾驶评审，极大地丰富了CAVE虚拟现实显示系统100的使用模式。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，包括：

控制系统；

屏幕系统，所述屏幕系统包括一地幕，所述地幕的至少一部分可活动，以移出或移入所述屏幕系统；

移动装置，与所述屏幕系统连接且与所述地幕的所述至少一部分相对应，所述控制系统与所述移动装置连接以控制所述移动装置驱动所述地幕的所述至少一部分活动；

驾驶模拟器，与所述CAVE虚拟现实显示系统集成设置，所述驾驶模拟器配置成，在虚拟驾驶评审时，由所述控制系统控制所述移动装置将所述地幕的所述至少一部分移出所述屏幕系统，升起所述驾驶模拟器以实现在所述CAVE虚拟现实显示系统中开展虚拟驾驶评审。

2.根据权利要求1所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，所述地幕的截面为方形，所述屏幕系统还包括：

第一侧幕和第二侧幕，分别设在所述地幕的相对两侧，且与所述地幕的所述至少一部分的活动方向平行；

正幕，设在所述地幕的一侧上且分别与所述第一侧幕和所述第二侧幕连接。

3.根据权利要求2所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，所述屏幕系统还包括：

顶幕，与所述地幕相对设置且与所述第一侧幕、所述第二侧幕和所述正幕连接以形成框型的所述屏幕系统。

4.根据权利要求2所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，所述地幕包括：

间隔开布置的第一固定部和第二固定部，所述第一侧幕和所述第二侧幕分别设在所述第一固定部和所述第二固定部上；

活动部，设在所述第一固定部和所述第二固定部之间且与所述第一固定部和所述第二固定部可活动连接，所述活动部设在所述移动装置上以由所述移动装置驱动所述活动部可活动。

5.根据权利要求4所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，

所述活动部与所述第一固定部和所述第二固定部连接的相对两侧分别设有凸沿，所述第一固定部和所述第二固定部上分别设有与所述凸沿相对应的凹槽，所述活动部的所述凸沿在所述凹槽内可活动。

6.根据权利要求4所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，所述移动装置包括：

导轨；

活动组件，设在所述导轨上且在所述导轨上可活动，所述地幕的所述活动部与所述活动组件连接，以由所述活动组件驱动所述活动部沿所述导轨活动；

驱动组件，与所述活动组件连接，以驱动所述活动组件在所述导轨上活动。

7.根据权利要求6所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，

所述导轨的个数为两个，两个所述导轨间隔开平行设置，所述活动组件的至少一部分设在两个所述导轨上，且所述活动部与设在两个所述导轨上的所述活动组件的至少一部分均连接。

8.根据权利要求6所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，所述活动组件包括：

至少两个滑块，至少两个所述滑块分别设在两个所述导轨上，所述活动部与至少两个所述滑块均连接；

螺母，与其中至少一个所述导轨上的所述滑块连接；

丝杆，一端与所述螺母连接，另一端与所述驱动组件连接，所述驱动组件驱动所述丝杆正转或反转并带动所述螺母在所述丝杆上移动，以驱动所述滑块在所述导轨上活动。

9.根据权利要求8所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，所述驱动组件包括：

驱动件；

联轴器，一端与所述驱动件通过输出轴连接，另一端与所述丝杆连接，以由所述联轴器将所述驱动件产生的动力传递至所述丝杆。

10.根据权利要求9所述的CAVE虚拟现实显示系统，其特征在于，

所述驱动件为伺服电机。

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