专利名称：多功能体验式遥控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实体的多功能体验式遥控系统。系统按照功能可以分为实体、传感器系统、通信系统、模拟操作系统和信息处理系统五个部分。实体可以是模型汽车、 模型飞机、模型轮船；传感器系统安装在实体上，实时检测实体的环境和自身运动状态；模拟操作系统则模拟实体的环境和显示自身状态；通信系统为实体和模拟操作系统提供通信功能；信息处理系统把接收到的信号通过软件在模拟操作系统里显示出来。
技术背景首先，计算机技术的发展使得人们能够按照自己的意愿创建一个虚拟的世界。游戏软件就是一个很好的例子。在游戏中，玩家通过显示器和耳麦感受软件产生的图像和声音，然后通过键盘、手柄控制虚拟的物体。软件的功能只停留在影像、声音的虚拟模拟层面。 所有的信息都是由软件内部计算并给出，玩家只是接受到这些虚拟的信号之后做出相应的反应。另外，软件的功能有限，它不可能像真实世界一样包含了所有的细节。软件的特点是它并不能给人以真实性。其次，对于实体的遥控，一般是采用遥控器的方式。比如对于玩具模型的遥控，操作者拨动遥控器上的旋钮和操纵杆就可以控制模型作出响应的动作。利用遥控器控制实体具有实体的真实性，但遥控器模仿不了实体的自身动作。以遥控模型车为例，操作者直接观察模型车及周边环境，再通过遥控器来控制模型车，但操作者做不到想开汽车一样地握方向盘地遥控方法。这种遥控方式的缺点是，操作者并不能以第一视觉的角度来遥控实体。
发明内容本实用新型的目的是提供一个多功能体验式的遥控系统，能让人以第一视角看到实体四周的景象，同时显示器上还有实体本身的示意图，能显示实时的姿态，包括实体相对于地面面的速度、加速度、角速度，实体运动的方位角，实体所感受到的环境因素，如风向风速、温度、湿度、光强。本实用新型由实体、传感器系统、通信系统、模拟操作系统和信息处理系统五个部分组成。如附图1所示，其中传感器系统和实体是固定在一起，信息处理和模拟操作系统也连接在一起，传感器系统和信息处理系统通过无线传输方式连接。其中实体可以是汽车模型、航空航海模型，也可以是汽车、摩托车、飞机、轮船、自行车等可人为控制的运动物体。传感器系统包括速度传感器、加速度传感器、角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、地磁传感器、风速风向传感器、温度湿度计、光强计和视频音频采集装置等能感知实体本身的运动状态以及实体周边的自然环境的器件、装置。通信系统由安装于实体上的单片机和无线发射一接收装置，以及安装于模拟操作系统上的无线发射一接收装置组成。所述的无线发射一接收装置可以是利用了无线电技术、射频技术、红外技术、蓝牙技术等其它可以通过无线传输数据的技术。模拟操作系统模仿实体的操纵方式。如实体是汽车，则模拟操作系统包括方向盘、刹车、油门、离合器；如实体是帆船，则模拟操作系统包括船舵用来伸缩缆绳，还有方向舵用来转弯。信息处理系统是基于计算机的软件系统。它把通信系统传送过来的信号进行计算、处理，最后以图形化的形式显示在显示器上。其中信息处理系统的输出设备还可以是电视机、投影仪、数字面板表、音响。同时，在实体上还装有能模拟人体重心变化的装置。当人在模拟操作系统上做出动作之后，实体上模拟人体重心变化的装置就会启动。当操作者向左移动重心时，实体上模拟重心装置就会把重心往左移； 当操作者向右移动重心时，实体上的模拟重心装置就会把重心往右移。这样，就能起到模拟一个真实人在实体上操作所引起的重心变化。所述的传感器、单片机和无线发射一接收装置都固定在实体上。在实体运动的过程中，各个传感器采集实体的状态和周边环境信息并把数据送给单片机；单片机经过处理后再把数据送给无线发射模块。所述的模拟操作装置，其中的无线接收模块把数据传送给模拟操作系统里的无线接收器，接收器把数据传给计算机；最后信息处理系统根据软件设置把信号在输出设备上显示出来。所有的信息通过信息处理系统都能被输出。操作者通过感受输出设备的输出信号来判断实体的运动状况；而后再操作模拟实体的装置；模拟装置把机械信号转化为电信号之后由无线发射模块传送给实体；实体根据信号进行相应的动作。在整个过程中，操作者以第一人称感受到实体的运动状况。能得到实体周围的视频、音频信号，能感受到输出设备提供的信号，并通过模拟的操作装置来遥控实体。实现多功能的体验式遥控。本实用新型既能让操作者准确地感受实体在真实环境中的运动规律；并且，其中的模拟操作系统让操作者能部分掌握驾驭实体的能力。
图1为本实用新型的原理结构示意图。图2为本实用新型的实体为风动力帆船模型时的帆船结构示意图。图3为本实用新型的实体为风动力帆船模型时的模拟操作系统示意图。图4为本实用新型的实体为汽车模型时的模型汽车示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图进一步说明。实施例1 参见附图2，一种风动力帆船模型。主体结构有帆船船体1、桅杆和风帆2、摄像头 3、风向风速传感器4、尾舵5、接线盒6、模拟人体重心变化的机械装置7。接线盒6中固定有角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、加速度传感器、地磁传感器、单片机、无线发射和接收装置和直流电源。控制风帆和尾舵的2台舵机放在船舱内。模拟人体重心变化的机械装置7由一块可沿横杆滑动的重物组成，它可以左右滑动模拟人体的左右晃动。帆船上所有的装置都由直流电源供电。传感器都跟单片机连接，采集的信号送给单片机，单片机对所有信号进行整理、排序之后再送给射频发射模块，发射模块跟地面接收装置建立连接之后就开始传送数据。而摄像头采集的视频信息直接由单独的无线电发射模块传送给地面接收装置。参见附图3，地面遥控系统，包括台面和支架7、显示器8、电脑主机9、船舵10、操纵杆11和接线盒12。接线盒12里放置无线发射和接收装置、串口电路、直流电源。地面接收模块和电路都由12V的直流电源供电。当接受模块接收到信号之后，全部通过串口电路送给电脑软件。电脑软件的界面由视频部分和信息部分组成，视频部分播放摄像头采集的视频信号，信息部分用图形化的标志显示帆船所在处的风速风向、角速度、加速度、船体与水平面倾角、帆船前进方位。操作者通过观看视频信号，并通过简单判断软件给出的信息，来决定下一步的操作。船舵控制风帆张开的角度；操纵杆可以控制尾舵的偏转。操作者转动船舵，顺时针和逆时针分别表示对缆绳进行伸长和缩短动作。操纵杆则可以左右转动各60 度角，操纵杆向左(右)偏转的角度就对应帆船尾舵向左(右)偏转的角度。当人操作操作杆向左转弯时，帆船上的模拟人体重心的装置中的重物也向左滑动一定距离，来模拟人体的这个动作。通过以上一系列步骤，就可以实现体验式的遥控帆船模型。实施例2 参见附图4，一种汽车模型。主体结构有车身13，摄像头14和传感器和信号系统 15。传感器和信号系统15包含了加速度传感器、速度传感器、角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、 地磁传感器，以及无线电发射和接收装置。同样可以利用图2的模拟操作系统。本实施例中，图3中的方向盘10具有转向作用，操纵杆11具有前进和后退的功能。支架7、显示器8、电脑主机9、接线盒12的功能与实施例1中的功能相同。当模型车开动时，传感器和摄像头开始把数据送给无线电模块，传送给模拟操作系统；信息处理系统把信号处理后显示在显示器8 ；操作者通过观察显示器操作方向盘和操纵杆；从而控制模型汽车的运动。同样起到了多功能的体验式遥控的作用。
权利要求1.多功能体验式遥控系统，其特征在于主体结构包括实体、传感器系统、通信系统、模拟操作系统和信息处理系统，传感器系统感知实体的运动状态和周边自然环境，然后通过通信系统把信号传送给信息处理系统，信息处理系统在处理信号之后通过输出设备表达出来，操作者对模拟操作系统进行操作，得出的信号再由通信系统传送给实体，实体对接收到的信号做出相应的动作。
2.根据权利要求1所述的一种多功能体验式遥控系统，其特征是实体可以是汽车模型、航空航海模型、汽车、摩托车、飞机、轮船、自行车。
3.根据权利要求1所述的一种多功能体验式遥控系统，其特征是传感器系统包括但不局限于(1)风向风速传感器；(2)角速度陀螺仪；(3)垂直陀螺仪；(4)加速度传感器；(5)速度传感器；(6)地磁传感器；(7)视频采集装置；(8)音频采集装置；(9)温度计；(10)湿度计；(11)光强计。
4.根据权利要求1所述的一种多功能体验式遥控系统，其特征是通信系统中的无线数据传输可以利用无线电技术、射频传输技术、红外传输技术、蓝牙技术。
5.根据权利要求1所述的一种多功能体验式遥控系统，其特征是模拟操作系统与实体具有相同的操作结构。
6.根据权利要求1所述的一种多功能体验式遥控系统，其特征是信息处理系统的输出设备可以是显示器、投影仪、数字面板、音响。
7.根据权利要求1所述的一种多功能体验式遥控系统，其特征是输出设备实时地显示实体发送的所有信号。
8.根据权利要求1所述的一种多功能体验式遥控系统，其特征是实体上的模拟人体重心变化的机械装置可以随着操作者的动作变化调节实体的重心。
专利摘要本实用新型涉及一种实体的多功能体验式遥控系统。本实用新型由实体、传感器系统、通信系统、模拟操作系统和信息处理系统五个部分组成。实体上上安装有传感器系统，实体运动之后，传感器就会开始工作并把数据传送给通信系统；通信系统利用无线技术把信号传送给模拟操作系统，再由软件进行处理在输出设备上表达出来。操作者通过操作模拟操作系统，把信号送给无线发射模块，再哟模块传送给实体，实体就会进行相应的动作。来遥控实体的运动，以此实现多功能体验式地遥控。
文档编号A63H30/04GK201978498SQ20102058858
公开日2011年9月21日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者沈超, 胡志宇, 黄崇源 申请人:胡志宇