一种沉浸式虚拟环境防震教育系统的制作方法

本实用新型涉及到vr领域，尤其是涉及到一种沉浸式虚拟环境防震教育系统。

背景技术：

cave系统是采用高性能图形工作站集成渲染显示系统，而在教育领域如何利用cave系统结合设计一款具备深度体验功能的教育系统，将实际体验和虚拟环境结合成为一个待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此本实用新型的目的是为了提供一种沉浸式深度体验的防震教育系统的解决方案。

一种沉浸式虚拟环境防震教育系统，包括控制器，与控制器通过物联网通信连接的交互设备和显示设备以及防震教育平台；交互设备由互动设备、手持式操纵杆以及定位基站组成，显示设备包括用于对多维图像进行切割和边缘融合的画面融合器、显示幕布以及投影仪；

进一步的，防震教育平台包括设置于地面上的模拟地震试验台，环绕式音响，以及灯光设备和教育处理平台。

进一步的，显示幕布由正投影幕、底投影幕、左投影幕、右投影幕、后投影幕组成。

进一步的，互动设备包括三维跟踪器、红外动作捕捉设备。

进一步的，投影仪采用3d立体投影设备。

进一步的，定位基站至少设有3组且采用uwb定位基站。

本实用新型的有益效果：

通过模拟地震试验台、环绕式音响、灯光设备，以及五个方向的高性能融合式投影画面，在用户的视觉，触觉和听觉多维一体的打造出一个身临其境的沉浸式平台；通过uwb定位技术，实时获取用户的真实坐标，通过控制器将真实坐标转换为投影画面中的虚拟坐标，并实时更新投影中的画面，使投影画面根据用户的真实坐标的改变而转换；通过三维跟踪器，可模拟构造出三维虚拟画面，用户通过触摸三维虚拟画面和防震教育系统产生人机交互。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

附图1是本实用新型的结构框图。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外，中心……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1：

如图1所示的一种沉浸式虚拟环境防震教育系统，包括控制器，与控制器通过物联网通信连接的交互设备和显示设备以及防震教育平台；交互设备由互动设备、手持式操纵杆以及定位基站组成；

优选地，显示设备包括画面融合器、显示幕布以及投影仪；显示幕布由正投影幕、底投影幕、左投影幕、右投影幕、后投影幕组成；投影仪采用五组3d立体投影设备，设置方向和位置与正投影幕、底投影幕、左投影幕、右投影幕、后投影幕的位置和方向对应，在投影仪同时投射时就会形成五通道的多维图像；画面融合器对上述五通道多维图像进行切割和边缘融合，并将融合后的五通道多维图像发送给显示幕布上。

优选地，防震教育平台包括设置于地面上的模拟地震试验台，环绕式音响，以及灯光设备和教育处理平台；互动设备包括三维跟踪器、红外动作捕捉设备。

优选地，控制器优选为西门子cpu416中央处理器模组；定位基站设有3组且采用uwb定位基站；控制器处理定位基站上传的用户的位置坐标，并根据投影画面生成对应比例的虚拟坐标，根据此虚拟坐标，实时更新投影画面，具体地通过三组uwb定位基站，以一组uwb定位基站为原点，其它两组uwb基站作为坐标轴，测量3组uwb定位基站与目标用户头部某一点的距离，以及三组uwb定位基站两两之间的距离从而计算生成一组实际坐标位置，将此位置坐标作为虚拟坐标的原点，每当用户的头部位置发生变化，根据虚拟坐标和实际坐标1:1的比例实时更新投影画面。

优选地，红外动作捕捉设备可用于捕捉用户手部的实时画面，三维跟踪器根据用户所在的实际坐标在用户一旁生成三维立体图像，用户可通过手持式操纵杆操控此三维立体图像；

优选地，模拟地震试验台可通过教育处理平台调节震动等级，震动等级分为1到8级，级别越高，震动幅度越大，环绕式音响优选为杜比环绕式音效系统，由若干组音响组合而成，灯光设备由若干组led帕灯组成，通过教育处理平台(在本实施例中优选为电脑)的模拟软件模拟出每个震动等级对应的音效，按照对应的音效设计灯光设备的组合方式，配合投影画面从而营造出真实的地震环境。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种沉浸式虚拟环境防震教育系统，其特征在于：包括控制器，与所述控制器通过物联网通信连接的交互设备和显示设备以及防震教育平台；所述交互设备由互动设备、手持式操纵杆以及定位基站组成，所述显示设备包括用于对多维图像进行切割和边缘融合的画面融合器、显示幕布以及投影仪；

其中，所述防震教育平台包括设置于地面上的模拟地震试验台，环绕式音响，灯光设备以及教育处理平台。

2.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚拟环境防震教育系统，其特征在于：所述显示幕布由正投影幕、底投影幕、左投影幕、右投影幕、后投影幕组成。

3.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚拟环境防震教育系统，其特征在于：所述互动设备包括三维跟踪器和红外动作捕捉设备。

4.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚拟环境防震教育系统，其特征在于：所述投影仪采用3d立体投影设备。

5.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚拟环境防震教育系统，其特征在于：所述定位基站至少设有3组且为uwb定位基站。

技术总结
本实用新型公开了一种沉浸式虚拟环境防震教育系统，包括控制器，与控制器通过物联网通信连接的交互设备和显示设备以及防震教育平台；交互设备由互动设备、手持式操纵杆以及定位基站组成，显示设备包括用于对多维图像进行切割和边缘融合的画面融合器、显示幕布以及投影仪；防震教育平台包括设置于地面上的模拟地震试验台，环绕式音响，以及灯光设备和教育处理平台；通过模拟地震试验台、环绕式音响、灯光设备，以及五个方向的高性能融合式投影画面，在用户的视觉，触觉和听觉多维一体的打造出一个身临其境的沉浸式平台。

技术研发人员：黄金栋;谢彥燊;张锦怡
受保护的技术使用者：中青创投(深圳)科技有限公司
技术研发日：2019.08.17
技术公布日：2020.06.02