ES2545306B1

ES2545306B1 - Sistema simulador virtual 3D

Info

Publication number: ES2545306B1
Application number: ES201400160A
Authority: ES
Inventors: Luis GANCEDO BOTELLA; Eduardo ROSTAND JURADO
Original assignee: Individual
Current assignee: Fundacion Universidad Francisco De Vitoria (fufv)
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2016-06-28
Anticipated expiration: 2034-03-04
Also published as: ES2545306A1

Abstract

Este simulador tiene como finalidad que el sujeto pueda andar, correr o volar por cualquier parte del mundo de una forma diferente a la de otro simulador, siendo el propio sujeto no sólo quién decide en qué lugar desea realizar las acciones, sino que además puede realizarlas físicamente, ya sea mediante la cinta deportiva o en suspensión por medio del arnés. El usuario no sólo tiene la sensación de encontrarse físicamente presente en ese entorno virtual gráfico generado por ordenador, sino que además puede interactuar con él en tiempo real. Una diferencia clara respecto a otros tipos de simuladores es que el entorno envuelve completamente al usuario; la visión y otros canales perceptivos están controlados en su totalidad por el sistema, haciendo que el usuario se sienta parte del entorno que le rodea, el cual ha sido generado por el sistema de proyección gráfica.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema simulador virtual 3D.

Sistema de simulación unipersonal capaz de hacer experimentar al sujeto sensaciones y 5 escenarios únicamente realizables con este sistema, permitiendo la libre modulación de la experiencia que se desea vivir.

Antecedentes

10

En la época actual, considerada no en vano como la era digital, encontramos que todos los aspectos de nuestra vida cotidiana se han ido paulatinamente subsumiendo a la realidad virtual. A pesar de que no son pocas las parcelas que escapan a este hecho, existe cierto vacío en lo referente a la práctica del deporte referida a la experiencia unipersonal. 15

En el ámbito de deporte, hoy en día, la práctica de actividades deportivas en espacios cerrados ha evolucionado mucho, disponiendo de multitud de funcionalidades o herramientas que permiten realizar el mismo ejercicio que en espacios abiertos como puede ser andar, correr, etc. Estas actividades pueden llegar a convertirse en monótonas 20 debido al propio entorno. Una solución alternativa que se ha adoptado es la inclusión de sistemas audiovisuales, tales como pantallas, altavoces con hilo musical, etc. Sin embargo, la programación de ambas es independiente al ejercicio, provocando que la actividad se torne repetitiva.

25

Por el lado de la experiencia unipersonal, nos centramos en el campo de la realidad virtual. Existen ya numerosos aparatos de simulación de realidad virtual, tanto para videojuegos como para simuladores de vuelo o conducción. Por ejemplo, la patente ES 2 085 895, describe un aparato para el entrenamiento y examen de conductores para vehículos de tierra. No obstante, en dicha patente la simulación se realiza sobre raíles, 30 por lo que es obligatorio seguir el camino o las órdenes que el propio simulador ofrece.

Así mismo, cabe destacar también la patente CN203165265 U, que consiste en un periférico situado en unas gafas de visión 3D que puede ser utilizado para la simulación. Sin embargo, esta invención consta sólo de dicho hardware/software, siendo necesaria 35 una aplicación externa para ser usado.

Explicación de la invención

Este simulador tiene como finalidad que el sujeto pueda andar, correr o volar por 40 cualquier parte del mundo de una forma diferente a la de otro simulador, siendo el propio sujeto no sólo quién decide en qué lugar desea realizar las acciones, sino que además puede realizaras físicamente, ya sea mediante la cinta deportiva o en suspensión por medio del arnés. El usuario no sólo tiene la sensación de encontrarse físicamente presente en ese entorno virtual gráfico generado por ordenador, sino que además puede 45 interactuar con él en tiempo real. Una diferencia clara respecto a otros tipos de simuladores es que el entorno envuelve completamente al usuario; la visión y otros canales perceptivos están controlados en su totalidad por el sistema, haciendo que el usuario se sienta parte del entorno que le rodea, el cual ha sido generado por el sistema de proyección gráfica. 50

Breve descripción de las figuras

Figura 1: Es el diagrama de conexiones entre la CPU y cada uno de los elementos que componen el dispositivo completo.

5

1. CPU

2. Cinta

3. Arnés 10

4. Sistema de audio

5. Gafas

15

6. Sistema de humificadores (humedad y olores)

7. Sistema de climatización

8. Ventilador 20

9. Guante

Figura 2: Es la unidad completa de simulación. Se compone de:

25

1. Sistema de climatización.

2. Sistema de humidificadores (humedad y olores).

3. Sistema de altavoces. 30

4. Sistema de ventilador para el viento.

5. CPU que gobierna el sistema completo.

35

6. Sistema de visión tridimensional con sensores de movimiento e inclinación.

7. Sistema de levitación mediante un arnés hidráulico.

8. Cinta de correr. 40

Descripción detallada de la invención

Este simulador está pensado a partir de la creación de un nuevo software que permitirá vincular un sistema de visión 3D y audio digital, una cinta deportiva programable, un 45 sistema de arnés con elevación automática programable, y un sistema de climatización.

Se describe por tanto un método para la simulación de experiencias en entornos naturales, en ciudades y en cualquier tipo de entorno virtual que incluye por una parte, la obtención de las imágenes y ambientes que se emplearán en el proceso, por otra la 50

reproducción y el funcionamiento síncrono de todos los dispositivos empleados, permitiendo la completa sensación de realizar la actividad al aire libre.

Esta invención tiene la particularidad de permitir al sujeto que lo prueba la posibilidad de andar, correr o volar por cualquier escenario del mundo, gracias a una cinta de correr y 5 un arnés hidráulico todo gestionado por un software de creación propia. Dentro del método podemos diferenciar las siguientes etapas:

La primera etapa consiste en la obtención de las imágenes, mediante grabación o mediante una adaptación de la herramienta "Maps" de google para obtener una 10 secuencia fluida de video en continuo y no por frames distantes.

1. La segunda etapa consiste en la adaptación de los paisajes a los elementos empleados: si hay una pendiente, ésta debe ser simulada por la cinta de correr. Si corremos por el Amazonas, debe haber mucha humedad y una temperatura 15 adecuada. Si saltamos por un precipicio debe accionarse el arnés y pasar a "Modo Vuelo".

2. En la tercera etapa, debe quedar programada cada unión entre la CPU y cada uno de los elementos, además de cerciorarnos que la relación entre desplazamiento 20 real-virtual sea 1/1 para asegurar una experiencia de usuario satisfactoria.

Con objeto de conseguir una simulación más ajustada al entorno virtual, el producto a patentar se compone varios elementos que ayuden a simular el entorno que se está visualizando. Dichos elementos son: 25

• Ventiladores: proporcionan aire en mayor o menor medida en función de la velocidad a la que corra el sujeto.

• Humidificadores: en función a la zona en la que queramos realizar la actividad, 30 dotarán de mayor o menor humedad el receptáculo para conseguir un mayor realismo. Además, estarán capacitados para humidificar con olores, en función del programa a utilizar.

• Climatizador: al igual que el humidificador, nos dotará de mayor o menor 35 temperatura en función de la zona que visualicemos.

• Gafas 3D: dichas gafas estarán dotadas con acelerómetros para girar el video en función de hacia dónde mire el sujeto, consiguiendo un realismo pleno.

40

• Altavoces: proporcionan un sonido ambiente en función del programa a utilizar.

• Cinta de correr: estará directamente interconectada al programa para marcar la velocidad a la que corremos, y para simular las pendientes que encontremos en dicho programa. 45

• Arnés hidráulico: proporciona al sujeto la posibilidad de volar por el paisaje elegido en el programa.

• Guante controlador: es el responsable de dirigir la interfaz entre el usuario y la CPU 50 para poder elegir el programa, y para más acciones a desarrollar en el software.

• CPU: se encarga del correcto funcionamiento y la correcta interrelación de todos los elementos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema simulador de ambientes reales o virtuales en la práctica de actividades deportivas en aparatos estáticos, caracterizado porque comprende una unidad de control o CPU que coordina los siguientes elementos: 5

- Sistema de altavoces.

- Sistema de visión tridimensional con sensores de movimiento e inclinación.

10

- Cinta de correr.

Tal que el simulador permita al usuario indicar el ambiente en el que desea realizar la actividad mediante una interfaz obteniendo como resultado, gracias al sistema de visualización 3D y al acelerómetro, los siguientes efectos: 15

- imágenes continuas a velocidad constante;

- adaptación de los paisajes a las opciones configuradas, y

20

- ajuste automático en inclinación o resistencia de la cinta de correr a la pendiente del recorrido de las imágenes mostradas.
2. Sistema simulador según la reivindicación anterior, caracterizado porque adicionalmente comprender al menos un ventilador para simular viento, según las 25 imágenes/ambiente seleccionado.
3. Sistema simulador según la reivindicación 2, caracterizado porque la velocidad del viento producido por el emisor de viento es proporcional a la velocidad real de desplazamiento medida por la cinta de correr y la CPU. 30
4. Sistema simulador según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende al menos un dispositivo humidificador y emisor de olores según el ambiente seleccionado.
5. Sistema simulador según la reivindicación 4, caracterizado porque la humedad y olor 35 es relativa al ambiente que se visualice y se desprende mediante el humidificador y emisor de olores de forma automática.
6. Sistema simulador según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende un sistema de climatización. 40
7. Sistema simulador según la reivindicación 6, caracterizado porque la temperatura es relativa al ambiente que se visualice.
8. Sistema simulador según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende un 45 dispositivo emisor de sonido, tal como un altavoz.
9. Sistema simulador según la reivindicación 8, caracterizado por la emisión automática de sonidos ambientes en función del ambiente que se visualice.
10. Sistema simulador según la reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de control se ubica en un guante que ejerce de interfaz entre el usuario y la CPU, a través de las propias gafas.
11. Sistema simulador según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende el uso 5 de un arnés hidráulico con un software propio unido al sistema de visualización, que permite crear la sensación de volar.