TWM463598U - 結合地理場景之騎乘模擬運動裝置 - Google Patents

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Long-Hou Liu
Gen-Ming Guo
Gan-Siou Liou
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Southerntaiwan University Of Science And Technology
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結合地理場景之騎乘模擬運動裝置
本創作係有關於一種結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，特別是指一種結合速度訊號、重量訊號、傾斜訊號、數位地理訊號及數位聲音訊號，將其結合後而輸出一模擬騎乘影像以供拍攝之虛擬騎乘自行車的運動裝置。
目前所常見的騎乘自行車活動，係為一最簡單、方便的運動方式之一，其缺點則為容易被環境所影響及限制，例如天候不佳或艷陽高照時，均會影響到騎乘自行車的運動，尤其是因騎乘者本身的體力負荷及時間限制，並無法任意騎乘到世界各地及經歷不同的地形、環境等，所以無法發揮騎乘自行車的最大效果。
為改善上述問題，有如中華民國101年7月1日所公告之發明第I367120號「模擬一腳踏車沿一道路行駛的系統」專利案，其係揭露：包含一部具一飛輪的固定式腳踏車、一大型顯示幕及一控制該大型顯示幕的電腦，大型顯示幕用於播放一系列沿該路線拍攝的景觀畫面，其撥放速度一該受踏板踩動的飛輪的速度而定；其中(A)設有一檢出騎車者體重d(w)的體重檢出器，將飛輪轉速d(s)除以此體重，得到播放速度d(r)；(B)設有一轉台使腳踏車繞一垂直軸(Z)轉動，依道路的曲率D(θ)將轉台轉一角度d(θ)；(C)該景觀畫面(V)係沿該路線隔一定間距水平拍攝者。
然該專利前案，其係利用一大型顯示幕播放虛擬的景觀，以供騎乘者欣賞，並營造出親身騎乘於虛擬景觀中的感覺，惟其並無法任意進意拍攝或錄影，以作為紀念，因此在使用上仍有其缺點存在。
又有中華民國101年5月1日所公告之新型第M427957號「結合RGB-D攝影機的運動休閒系統」專利案，其係揭露：該系統包括至少一RGB-D攝影機例如Kinect，一運動休閒器材例如一腳踏車與一腳踏車負載訓練裝置，以及一電腦。其中該RGB-D攝影機以及該腳踏車負載訓練裝置皆與該電腦相聯。RGB-D攝影機可放置於運動休閒器材的適當方向位置，以擷取使用者即時影像，疊合於虛擬實境中。該虛擬實境內容隨運動器材的里程計數據而更動，並且進一步利用RGB-D攝影機判斷使用者對於運動休閒器材的操作狀況，提供虛擬實境的互動性。
查該專利前案雖然具有擷取騎乘者的影像，融入到虛擬場景當中的功能，但同樣無法拍攝或錄影騎乘者於該虛擬場景騎乘時的影像或姿態，故使用上仍不夠理想。
爰此，有鑑於目前所使用的虛擬實景結合自行車的運動裝置，於使用時具有上述之缺點，故本創作提供一種結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，係設有一騎乘單元，其係分別設有一控制元件、一踩踏元件、一座墊元件、一把手元件、一速度感應器、一重量感應器及一傾斜感應器，該踩踏元件係於踩踏後產生一速度訊息，該速度感應器則訊號連接至該踩踏元件，以供偵測其速度訊息後，並輸出一速度訊號，該座墊元件係於乘坐後產生一重量訊息，該重量感應器則訊號連接至該座墊元件，以供偵測其重量訊息後，並輸出一重量訊號，該把手元件係於轉向後產生一傾斜訊息，該傾斜感應器則訊號連接至該把手元件，以供偵測其傾斜訊息後，並輸出一傾斜訊號；一運算處理單元，其係訊號連接至該騎乘單元，藉以接收該速度訊號、重量訊號及傾斜訊號，又該運算處理單元係設有一地理資訊模組及一音效資訊模組，並分別受到該控制元件之控制，該地理資訊模組係內建有一數位地理訊號以供配合輸出，又該音效資訊模組則內建有一數位聲音訊號以供配合輸出，該運算處理單元係根據所輸入之速度訊號、重量訊號及傾斜訊號作為參數條件，並配合所選擇之數位地理訊號及數位聲音訊號，將其結合後而輸出一模擬騎乘影像；一顯示單元，其係訊號連接至該運算處理單元，以供接收該模擬騎乘影像，並將其播放顯示；一攝影單元，其係訊號連接至該運算處理單元，而對於該顯示單元所播放之模擬騎乘影像進行拍攝，藉以產生一影片或一相片。
上述控制元件係為一控制面板，該控制元件設有複數個控制鈕。
上述運算處理單元與該騎乘單元之間的訊號連接方式，係為無線連接或有線連接。
上述該數位地理訊號係以衛星地圖影像、照片地圖影像、3D虛擬影像、GOOGLE MAP或GOOGLE EARTH所建立而成。
上述顯示單元係為一螢幕或一投影幕。
上述顯示單元係設有一發聲元件，藉以播放該數位聲音訊號。
上述運算處理單元係會根據該把手元件向左或向右轉動，以控制該模擬騎乘影像相對應模擬顯示向左或向右的畫面變化。
上述運算處理單元係會控制該踩踏元件產生一踩踏阻力，以模擬騎乘於上坡路段，會增加該踩踏元件之踩踏阻力，而騎乘於下坡路段，則會減少該踩踏元件之踩踏阻力，並模擬剎車動作，而產生慣性作用。
本創作具有下列之優點：
1.本創作係可以將實景、音效模擬呈現於使用者的視覺及聽覺感官，產生有如身歷其境之感受，以令使用者在做騎車運動時，具備臨場感、娛樂性、健身性、有趣性與知識性之多元化用途。
2.本創作係利用虛擬視覺及聽覺的效果，再配合各種數位地理訊號的場景，以供自行車的騎乘者可以選擇，而無庸耗費大量的金錢及時間，實際到世界各地騎車，即能拍攝成各種的影片或相片以做為紀念。
3.本創作所有的騎乘自行車之活動，均可在室內完成，不僅為了室內運動器材增加視覺娛樂及趣味性，而且可以不受室外的地型、氣候之影響及限制，而能隨時隨地運動，故極具有方便性，並適合大量推廣及使用。
首先，請參閱第一圖及第二圖所示，本創作係包括有騎乘單元(1)、運算處理單元(2)、顯示單元(3)及攝影單元(4)，其中：
騎乘單元(1)，其係分別設有一控制元件(11)、一踩踏元件(12)、一座墊元件(13)及一把手元件(14)，又該騎乘單元(1)係設有一速度感應器(15)、一重量感應器(16)及一傾斜感應器(17)，其中，該控制元件(11)係為一控制面板，該控制元件(11)則設有複數個控制鈕(111)，又該踩踏元件(12)係可供踩踏後產生一速度訊息，而該速度感應器(15)則訊號連接至該踩踏元件(12)，以供偵測其速度訊息後，並輸出一速度訊號，而該座墊元件(13)係能供騎乘者乘坐於其上，而產生一重量訊息，又該重量感應器(16)則訊號連接至該座墊元件(13)，以供偵測其重量訊息後，並輸出一重量訊號，而該把手元件(14)係可供轉向後而產生一傾斜訊息，又該傾斜感應器(17)則訊號連接至該把手元件(14)，以供偵測其傾斜訊息後，並輸出一傾斜訊號。
運算處理單元(2)，其係訊號連接至該騎乘單元(1)，其訊號連接方式係為無線連接或有線連接，藉以可供接收該騎乘單元(1)所輸出之速度訊號、重量訊號及傾斜訊號，又該運算處理單元(2)係設有一地理資訊模組(21)及一音效資訊模組(22)，並可分別受到該控制元件(11)之控制，其中該地理資訊模組(21)係內建有世界各地風景地型之數位地理訊號以供配合輸出，該數位地理訊號係可以衛星地圖影像、照片地圖影像、3D虛擬影像、GOOGLE MAP或GOOGLE EARTH所建立而成，又該音效資訊模組(22)則內建有各種環境聲音之數位聲音訊號以供配合輸出，例如風聲、雷聲、雨聲蟲鳴鳥叫聲等，以及與環境互動時所發出之聲音，如騎乘自行車於不同材質地面上的摩擦聲、剎車聲等，該運算處理單元(2)係根據所輸入之速度訊號、重量訊號及傾斜訊號等作為參數條件，並配合所選擇之數位地理訊號及數位聲音訊號，將其結合後而輸出一具有各種不同風景地型及環境聲音之模擬騎乘影像。
顯示單元(3)，其係訊號連接至該運算處理單元(2)，該顯示單元(3)係可為一螢幕或投影幕，以供接收該模擬騎乘影像，並將其播放顯示，又該顯示單元(3)設有一發聲元件(31)，藉以可播放該數位聲音訊號。
攝影單元(4)，其係訊號連接至該運算處理單元(2)，而可供對於該顯示單元(3)所播放之模擬騎乘影像進行拍攝，藉以產生一影片或相片。
使用時，如第三圖所示，騎乘者(D)係可乘坐於該騎乘單元(1)之座墊元件(13)上，然後用手握住該把手元件(14)，並用腳踏於該踩踏元件(12)，經由該控制元件(11)之控制鈕(111)選擇該地理資訊模組(21)輸出一世界各地之數位地理訊號，並顯示於該顯示單元(3)，則騎乘者(D)可以根據所顯示之數位地理訊號開始踩踏該踩踏元件(12)，並利用該把手元件(14)控制轉向，則該速度感應器(15)偵測該踩踏元件(12)所產生之速度訊息後，並輸出一速度訊號至該運算處理單元(2)，而該重量感應器(16)則偵測該座墊元件(13)所產生之重量訊息後，並輸出一重量訊號至該運算處理單元(2)，而該傾斜感應器(17)則偵測該把手元件(14)轉向時之傾斜訊息後，並輸出一傾斜訊號至該運算處理單元(2)，而該運算處理單元(2)係根據所輸入之速度訊號、重量訊號及傾斜訊號等作為參數條件，該參數條件即能分別表示出騎乘者(D)之速度快慢、力道輕重、身體重量、重心位移、轉彎時之角度及速度等運動訊息，並配合所選擇之數位地理訊號及數位聲音訊號，將其結合後而輸出一模擬騎乘影像，並且顯示於該顯示單元(3)上，例如該運算處理單元(2)係會控制該踩踏元件(12)及把手元件(14)，而且根據騎乘者(D)之動作進行模擬變化，當向左或向右轉動把手元件(14)時，則該模擬騎乘影像就會相對應模擬顯示向左或向右的畫面變化，當騎乘者(D)踩踏該踩踏元件(12)時，該模擬騎乘影像就會模擬顯示出前進的畫面變化，而且該運算處理單元(2)係會控制該踩踏元件(12)產生一踩踏阻力，藉以模擬當騎乘到上坡路段時，則會增加該踩踏元件(12)之踩踏阻力，而騎乘到下坡路段時，則會減少該踩踏元件(12)之踩踏阻力，當作剎車動作時，還會產生慣性作用，如此，完全模擬實際騎乘自行車之之狀態，同時該地理資訊模組(21)會控制該數位地理訊號之變化，例如可以在撒哈拉沙漠、南美熱帶雨林、中國長城或是巴黎街頭等不同的景點或地型進行騎車，均可以完整且忠實的將其感覺呈現出來，以增加其真實性。
而且該音效資訊模組(22)則會控制產生各種風聲、雷聲、雨聲、蟲鳴鳥叫聲等，以及騎乘自行車於不同材質地面上的摩擦聲或剎車聲等音效，或者是騎經河流時可以配合發出流水聲，騎經空矌地時可以配合發出風聲，如果經過沙漠時可以配合發出沙塵暴聲音等，而經由該發聲元件(31)播放，以增加其臨場感，如同騎乘者(D)實際於該數位地理訊號中騎乘自行車。
如此，當騎乘者(D)是選擇在雨中騎車之實景時，該顯示單元(3)除了會播放有飄落雨滴的聲音外，當騎車通過地面上的積水時，而使該積水濺起水花時，則該運算處理單元(2)會將該水花被濺起之模擬訊息，即時輸出至該顯示單元(3)上播放，該地理資訊模組(21)則會呈現出騎乘自行車前進且水花濺起之視覺效果，而該音效資訊模組(22)則會配合產生對應水花濺起之數位聲音訊號，而經由該發聲元件(31)播放該數位聲音訊號，讓騎乘者(D)者產生有如真的在雨中騎車，並通過積水濺起水花的身歷其境之感受。
又騎乘者(D)並可經由該控制元件(11)，控制該顯示單元(3)所播放之模擬騎乘影像產生不同的視覺角度，如此再控制該攝影單元(4)對於該顯示單元(3)所播放之模擬騎乘影像進行拍攝〔如第四圖所示〕，並產生一影片或一相片，可供騎乘者(D)留存紀念，藉以產生宛如於世界各地不同的風景中騎乘自行車，而實地進行拍攝之效果。
惟，以上所述僅為本創作其中之一實施例，當不能以此限定本創作之申請專利保護範圍，舉凡依本創作之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本創作申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。
（１）‧‧‧騎乘單元
（１１）‧‧‧控制元件
（１１１）‧‧‧控制鈕
（１２）‧‧‧踩踏元件
（１３）‧‧‧座墊元件
（１４）‧‧‧把手元件
（１５）‧‧‧速度感應器
（１６）‧‧‧重量感應器
（１７）‧‧‧傾斜感應器
（２）‧‧‧運算處理單元
（２１）‧‧‧地理資訊模組
（２２）‧‧‧音效資訊模組
（３）‧‧‧顯示單元
（３１）‧‧‧發聲元件
（４）‧‧‧攝影單元
（Ｄ）‧‧‧騎乘者
[第一圖] 係為本創作之構造配置圖。[第二圖] 係為本創作之架構示意圖。[第三圖] 係為本創作使用時產生模擬騎乘影像之示意圖。[第四圖] 係為本創作對於模擬騎乘影像進行拍攝之示意圖。
(1)‧‧‧騎乘單元
(11)‧‧‧控制元件
(111)‧‧‧控制鈕
(12)‧‧‧踩踏元件
(13)‧‧‧座墊元件
(14)‧‧‧把手元件
(2)‧‧‧運算處理單元
(3)‧‧‧顯示單元
(31)‧‧‧發聲元件
(4)‧‧‧攝影單元

Claims (8)

  1. 一種結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，包括有：一騎乘單元，其係分別設有一控制元件、一踩踏元件、一座墊元件、一把手元件、一速度感應器、一重量感應器及一傾斜感應器，該踩踏元件係於踩踏後產生一速度訊息，該速度感應器則訊號連接至該踩踏元件，以供偵測其速度訊息後，並輸出一速度訊號，該座墊元件係於乘坐後產生一重量訊息，該重量感應器則訊號連接至該座墊元件，以供偵測其重量訊息後，並輸出一重量訊號，該把手元件係於轉向後產生一傾斜訊息，該傾斜感應器則訊號連接至該把手元件，以供偵測其傾斜訊息後，並輸出一傾斜訊號；一運算處理單元，其係訊號連接至該騎乘單元，藉以接收該速度訊號、重量訊號及傾斜訊號，又該運算處理單元係設有一地理資訊模組及一音效資訊模組，並分別受到該控制元件之控制，該地理資訊模組係內建有一數位地理訊號以供配合輸出，又該音效資訊模組則內建有一數位聲音訊號以供配合輸出，該運算處理單元係根據所輸入之速度訊號、重量訊號及傾斜訊號作為參數條件，並配合所選擇之數位地理訊號及數位聲音訊號，將其結合後而輸出一模擬騎乘影像；一顯示單元，其係訊號連接至該運算處理單元，以供接收該模擬騎乘影像，並將其播放顯示；一攝影單元，其係訊號連接至該運算處理單元，而對於該顯示單元所播放之模擬騎乘影像進行拍攝，藉以產生一影片或一相片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，其中，該控制元件係為一控制面板，該控制元件設有複數個控制鈕。
  3. 如申請專利範圍第1項所述結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，其中，該運算處理單元與該騎乘單元之間的訊號連接方式，係為無線連接或有線連接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，其中，該數位地理訊號係以衛星地圖影像、照片地圖影像、3D虛擬影像、GOOGLE MAP或GOOGLEEARTH所建立而成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，其中，該顯示單元係為一螢幕或一投影幕。
  6. 如申請專利範圍第1或5項所述結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，其中，該顯示單元係設有一發聲元件，藉以播放該數位聲音訊號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，其中，該運算處理單元係會根據該把手元件向左或向右轉動，以控制該模擬騎乘影像相對應模擬顯示向左或向右的畫面變化。
  8. 如申請專利範圍第1項所述結合地理場景之騎乘模擬運動裝置，其中，該運算處理單元係會控制該踩踏元件產生一踩踏阻力，以模擬騎乘於上坡路段，會增加該踩踏元件之踩踏阻力，而騎乘於下坡路段，則會減少該踩踏元件之踩踏阻力，並模擬剎車動作，而產生慣性作用。
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