一种地形模拟系统的制作方法

本实用新型涉及虚拟现实体验领域，具体涉及一种地形模拟系统。
背景技术：
：虚拟现实技术简称vr技术，是一种运用计算机运算、仿真后模拟产生一个三维空间的虚拟世界。该虚拟世界可以给人带来视觉、听觉、触觉等感官的模拟，使用户如同身临其境一般，可以随心所欲的观察感受三维空间里的事物。如今虚拟现实技术广泛的运用在医学、娱乐、军事、航天等领域。但市场现有虚拟现实场景体验中，多数能通过图像模拟和声音模拟，满足体验者视觉和听觉的感受，却不能很好的满足体验者的肢体感受。技术实现要素：为解决上述问题，本实用新型提供了一种地形模拟系统，可以运用在虚拟现实场景中模拟实际地形，满足体验者的肢体体验需求，使虚拟现实的体验感更加真实。本实用新型提供了一种地形模拟系统，包括：数据输入及控制装置、液压油存储装置、液压油输入装置和地形模拟呈现装置；所述数据输入及控制装置与所述液压油输入装置和地形模拟呈现装置相连接，用于控制所述液压油输入装置和地形模拟呈现装置的开启或关闭；所述液压油存储装置与所述液压油输入装置相连接，用于存储液压油；所述液压油输入装置与所述地形模拟呈现装置相连接，为所述地形模拟呈现装置提供液压油。进一步的，所述数据输入及控制装置包括计算机和可编程序控制器；所述计算机接收地形数据后将其中的坐标数据等比例缩小，然后发送给所述可编程序控制器，所述可编程序控制器根据缩小后的数据控制所述液压油输入装置和地形模拟呈现装置的开启或关闭。进一步的，所述液压油存储装置包括储油箱，所述储油箱底部设置有出油口，顶部设置有通风口。进一步的，所述液压油输入装置包括油泵和输油管，所述油泵的一端通过输油管连接于所述储油箱的出油口，另一端通过输油管连接于所述地形模拟呈现装置。进一步的，所述地形模拟呈现装置包括擎柱缸、若干个擎柱以及和擎柱的数量相等的电磁阀和流量计；所述擎柱缸包括若干个擎柱油腔，所述擎柱密封插接于所述擎柱油腔内，并可在擎柱油腔内上下移动；每个擎柱油腔内设置有电磁阀和流量计，位于所述擎柱的下方；电磁阀打开后液压油可注入擎柱油腔，流量计监测注入油量是否达到计算机预设数值，达到时电磁阀关闭，使擎柱达到预设高度。进一步的，所述地形模拟呈现装置还包括显示单元，用于显示实际地形的地貌；所述显示单元包括在每个擎柱的顶端设置led显示屏，所述数据输入及控制装置根据地形数据控制所述显示屏的显示。进一步的，所述地形数据包括地形表面的坐标数据和与所述坐标数据相对应的色彩数据。综上所述，本实用新型提供了一种地形模拟系统，该系统包括数据输入及控制装置、液压油存储装置、液压油输入装置和地形模拟呈现装置，该数据输入及控制装置根据输入的地形数据控制该液压油输入装置和地形模拟呈现装置，以使地形模拟呈现装置对地形形态进行模拟，呈现出与真实地形形态成比例缩小的地形形态。本实用新型的上述技术方案能够根据地形数据，模拟真实的地形形态，可以运用在虚拟现实场景中模拟实际地形，满足体验者的肢体体验需求，使虚拟现实的体验感更加真实。附图说明图1(a)是本实用新型的地形模拟系统的结构示意主视图，图1(b)是本实用新型的地形模拟系统的结构示意俯视图；图2是电磁阀和流量计的装配图；图3是本实用新型的地形模拟方法的流程示意图；图4是本实用新型的地形模拟呈现装置的初始状态示意图；图5(a)是电磁阀通电开启状态示意图；图5(b)是电磁阀断电关闭状态示意图；图6是地形模拟呈现装置的模拟过程示意图；图7是地形数据转换示意图；图8是地形模拟呈现装置的模拟完成状态示意图。附图标记：1、数据输入及控制装置；2、液压油存储装置；3、液压油输入装置；4、地形模拟呈现装置；11、计算机；12、可编程序控制器；21、储油箱；211、出油口；212、通风口；22、液压油；31、油泵；32、输油管；41、擎柱缸；411、擎柱油腔；42、擎柱；43、电磁阀；44、流量计；45、显示单元。具体实施方式为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。如图1所示，本实用新型的第一方面提供了一种地形模拟系统，包括：数据输入及控制装置1、液压油存储装置2、液压油输入装置3和地形模拟呈现装置4。数据输入及控制装置1与液压油输入装置3和地形模拟呈现装置4相连接，用于控制液压油输入装置3和地形模拟呈现装置4的开启或关闭。液压油存储装置2与液压油输入装置3相连接，用于存储液压油。液压油输入装置3与地形模拟呈现装置4相连接，为地形模拟呈现装置4提供液压油。进一步的，如图1所示，数据输入及控制装置1包括计算机11和可编程序控制器12。计算机11接收地形数据后将其中的坐标数据等比例缩小，然后发送给可编程序控制器12，该可编程序控制器12根据缩小后的数据控制液压油输入装置3和地形模拟呈现装置4的开启或关闭。具体的，该地形数据包括xyz轴坐标体系中的坐标数据和与该坐标数据对应的色彩数据。进一步的，液压油存储装置2包括储油箱21，用于存储液压油22，储油箱21底部设置有出油口211，用于与地形模拟呈现装置4连接；储油箱21顶部设置有通风口212，以使该储油箱21的压力与大气压保持一致。进一步的，液压油输入装置3包括油泵31和输油管32，该油泵31的一端通过输油管32连接于储油箱21的出油口211，油泵31的另一端通过输油管32连接于地形模拟呈现装置4。进一步的，地形模拟呈现装置4包括擎柱缸41、若干个擎柱42以及和擎柱42的数量相等的电磁阀43和流量计44。电磁阀43用于控制油量是否能够进入擎柱油腔411，流量计44用于监测注入油量是否达到计算机中擎柱42的预设高度所需输入的油量。擎柱缸41包括若干个擎柱油腔411，每个擎柱42密封插接于每个擎柱油腔411内，并可在擎柱油腔411内上下移动。每个擎柱油腔411内设置有电磁阀43和流量计44，该电磁阀43和流量计44位于擎柱42的下方；每个擎柱42都连接一个电磁阀43和流量计44。电磁阀43打开后液压油可注入擎柱油腔411，流量计44监测注入油量是否达到计算机11通过计算得出的预设数值，达到该预设数值时电磁阀43关闭，使每个擎柱42达到预设高度。擎柱42阵列与输入的地形数据的坐标相对应，每个擎柱42对应一个高度数据，由可编程序控制器12发送至流量计进行监控。如图2所示，图2为电磁阀43和流量计44的装配图，电磁阀43固定安装在擎柱油腔411的下部，流量计44固定连接于该电磁阀43的下方，用于计量流入擎柱油腔411的注油量，以使擎柱42达到预定高度后发送信号给可编程序控制器12，则该可编程序控制器12发送关闭的信号给电磁阀43。进一步的，如图1所示，地形模拟呈现装置4还包括显示单元45，用于显示实际地形的地貌。该显示单元45包括在每个擎柱42的顶端设置led显示屏，数据输入及控制装置1根据地形数据控制显示屏的显示。具体的，根据地形数据中的坐标数据，每个坐标数据对应有色彩数据，数据输入及控制装置1中的计算机11将与坐标数据对应的色彩数据通过无线网络发送至相应坐标的显示单元45，该显示单元45显示色彩信息。通过上述显示单元，该地形模拟呈现装置不仅能模拟地形的起伏，还能显示色彩，这样就可以直观地显示森林，河流，雪山等地貌了。上述的地形模拟系统能够将真实的地形通过地形模拟呈现装置按照一定的比例大小再现显示出来，增强了虚拟现实领域的体验感。计算机输出的数据由流量计决定每个擎柱油腔的进油量，也决定擎柱升起的高度，密密麻麻点阵形的擎柱通过高低不同，呈现出地形的起伏变化，实现模拟地形的目的，满足体验者的肢体感受。一种如前所述的地形模拟系统的地形模拟方法，如图3所示，包括如下步骤：步骤s100，输入地形数据至所述数据输入及控制装置。具体的，将包括坐标数据和与该坐标数据对应的色彩数据的地形数据发送至数据输入及控制装置中的计算机。步骤s200，数据输入及控制装置根据地形数据计算出相应的地形呈现模型的呈现数据。具体的，将上述坐标数据按照一定比例进行缩小或放大，如将地形的三维数据按照像素成等比例的缩放，每个像素对应缩放之后的坐标数据以及色彩数据，以形成该呈现数据。步骤s300，所述数据输入及控制装置根据所述呈现数据控制所述液压油输入装置和地形模拟呈现装置，所述液压油输入装置将液压油输送至所述地形模拟呈现装置，以使所述地形模拟呈现装置显示与所述地形数据一致的状态。计算机将呈现数据发送给可编程序控制器，可编程序控制器控制油泵和电磁阀的开关，使液压油注入擎柱缸的擎柱油腔内，流量计监测注入油量是否达到计算机预设数值，达到时关闭所述电磁阀，使擎柱达到预设高度。步骤s400，模拟完毕后，数据输入及控制装置控制所述液压油输入装置回收液压油，使所述地形模拟呈现装置回到初始状态。具体的，计算机将凭借可编程序控制器的复位功能，打开所有的电磁阀和油泵，通过油泵将全部擎柱油腔里的液压油抽回到储油箱里，完成复位工作。进一步的，还包括步骤s500，显示的地形的色彩。数据输入及控制装置将地形数据中的色彩数据传输至每个擎柱顶端设置的led显示屏，使所述led显示屏显示地形的色彩。具体的，色彩数据是对应于等比例缩放后的地形数据的相应坐标的色彩。由上述步骤，可以实现对真实地形的模拟呈现。下面通过一个具体的实施例对本实用新型进行进一步的说明。如图4所示为地形模拟呈现装置的初始状态，x轴表示水平位置数据，y轴表示垂直位置数据，z轴表示在xy轴平面的高度位置数据。由图4可以看出，初始位置时，地形模拟呈现装置中的擎柱的高度位置数据都为零。如下表1所示，其中x所代表的是某块地形实际水平位置数据，z代表该块地形水平位置对应的竖直高度。a～h分别代表在水平位置上对应点的擎柱。坐标位置的单位为米。表1地形a实际水平和高度位置数据abcdefghx50100150200250300350393z2748110909858500如下表2所示，其中x所代表的上述地形数据等比例缩小后的水平位置数据，z代表该块地形水平位置对应的竖直高度缩小的数据。a～h分别代表在水平位置上对应点的擎柱。坐标位置的单位为米。表2地形a缩放后水平和高度位置数据表2abcdefghx510152025303539.3z2.74.81199.85.850当计算机接收到表1中所示的数据时，将它等比例缩小成表2所示的数据。用a点举例，当实际水平位置在50m处时，它的垂直对应高度为27m。计算机接收到这一组数据时，将它等比例缩小到5m处，且对应高度同比例缩小为2.7m。缩小比例的数据导入到程序控制器里。如图5(a)所示为电磁阀通电开启状态，同时打开电磁阀和油泵，油泵开始往擎柱油腔里注油。如图5(b)所示为电磁阀断电关闭状态，当油腔里注入的油量达到计算机里的预设高度时电磁阀断电关闭，油泵关闭，停止注油。如图6所示为地形模拟呈现装置的模拟过程示意图，1号、2号擎柱对应高度为0，保持静止无变化。3号擎柱的变化是：计算机通过程序控制器打开电磁阀和油泵，油泵开始向擎柱里注入液压油，当液压油的高度到1时，流量计监测到擎柱里液压油达到预设体积时，将信号反馈给程序控制器，继而断开电磁阀，塞子闭合，停止注油。4号擎柱与3号擎柱同时开始工作，3号擎柱停止注油时，4号擎柱持续注油，当液压油的高度到2时，流量计监测到擎柱里液压油达到预设体积时，将信号反馈给程序控制器，继而断开电磁阀，塞子闭合，停止注油。5号擎柱与3号、4号擎柱同时开始工作，3号、4号擎柱停止注油时，5号擎柱持续注油，当液压油的高度到3时，流量计监测到擎柱里液压油达到预设体积时，将信号反馈给程序控制器，继而断开电磁阀，塞子闭合，停止注油。6号、7号擎柱与3号、4号、5号擎柱的工作原理一样。所有擎柱的注油时间可以同时进行，也可以分批次进行，根据预先设定的顺序依次进行。如图7所示，其他点的高度同理所得，擎柱会根据液压油的高度自动升降，用曲线连接起来就形成了如坐标系转换图一样的模拟地形图。如图8所示，最终地势的起伏将由擎柱错落起伏的高低呈现出来。模拟演练完毕，计算机将凭借程序控制器的复位功能，打开所有的电磁阀和油泵，通过油泵将全部擎柱腔里的液压油抽回到储油箱里，完成复位工作。综上所述，本实用新型提供了一种地形模拟系统，该系统包括数据输入及控制装置、液压油存储装置、液压油输入装置和地形模拟呈现装置，该数据输入及控制装置根据输入的地形数据控制该液压油输入装置和地形模拟呈现装置，以使地形模拟呈现装置对地形形态进行模拟，呈现出与真实地形形态成比例缩小的地形形态。本实用新型的上述技术方案能够根据地形数据，模拟真实的地形形态，可以运用在虚拟现实场景中模拟实际地形，满足体验者的肢体体验需求，使虚拟现实的体验感更加真实。应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。当前第1页1 2 3