虚拟现实的海盗船游乐系统及方法与流程

本发明涉及一种虚拟现实的海盗船游乐系统及方法，特别是一种将海盗船摆荡运动的速度与虚拟现实影片播放速度同步的游乐系统及方法。

背景技术：

现有虚拟现实的应用，已经被广泛地应用于各式各样的游戏之中，包括结合有实体枪枝握持的射击虚拟现实游戏，或是有结合固定动态驾驶座位的赛车虚拟现实游戏等等。然而，对于游乐园中的海盗船的虚拟现实游戏，却仍属少见，有待加以改善。

技术实现要素：

本发明涉及一种虚拟现实的海盗船游乐系统及方法，能够提供搭乘者所乘坐海盗船摆荡运动的速度与所配戴的vr穿戴装置的影片播放速度为同步，进而让乘坐者体验新颖且奇幻的感受，有如亲临体验乘坐海盗船的身历其境的冒险旅程，体验前所未有的虚拟现实的感受，大幅提升刺激感受的娱乐效果。

本发明所述虚拟现实的海盗船游乐系统，包括有：一海盗船，所述海盗船包括有一船体，所述船体的甲板上的左右侧各设置有多个座位，所述船体是执行摆荡运动；一姿态仪器，设于所述船体的一侧边上，用以检测所述船体摆荡的状态；一主控制器，以无线传输耦接于所述姿态仪器，接收所述姿态仪器所传回的所述船体摆荡的状态，所述主控制器中设有一摆荡同步化模块；一安全装置，设置于一入口处上，所述入口处相邻于所述海盗船，所述安全装置以无线通信传输一启始信号至所述主控制器；以及多个vr穿戴装置，所述多个vr穿戴装置以无线通信耦接于所述主控制器，每一所述多个vr穿戴装置内建有一虚拟现实影片。

在本发明的一个实施例中，所述姿态仪器中包括设有：一加速度计，用以侦测所述船体的加速度状态；一陀螺仪，用以检测所述船体的角度、运动方位与运动角速度的状态；一电子罗盘，用以测量所述船体所移动的方位；一微处理器，与所述加速度计、所述陀螺仪及所述电子罗盘相耦接，将所述加速度计、所述陀螺仪及所述电子罗盘所检测到的所述船体的摆荡运动状态的感测信号加以储存，并转换为可供所述主控制器判读的数据；及一无线通信模块，耦接于所述微处理器，将所述微处理器所输出的数据以无线传输传送给所述主控制器。

在本发明的一个实施例中，所述主控制器中除了所述摆荡同步化模块外，包括设有：一无线通信模块，系接收由所述姿态仪器所传来的所述船体摆荡的状态；一滤波器，耦接于所述无线通信模块，用以过滤所述无线通信模块所接收的噪声；一波形解析比较器，耦接于所述滤波器，将过滤后的信号波形加以分析并与一参考值比较；且所述波形解析比较器的输出耦接于所述摆荡同步化模块，及一通讯协议调整模块，耦接于所述摆荡同步化模块的输出端，所述通讯协议调整模块的输出耦接于所述无线通信模块，是将所述摆荡同步化模块执行所述船体摆荡与所述虚拟现实影片的播放同步化所需的控制信号，调整为可与所述多个vr穿戴装置相通讯的协议信号，再经由所述无线通信模块传输至所述多个vr穿戴装置中。

在本发明的一个实施例中，其中所述安全装置为一安全杆，所述安全杆设置于所述入口处，为上下开启关闭的安全杆，当一定数量的搭乘者进入所述海盗船后，所述安全杆向下关闭，并传送所述启始信号至所述主控制器。

在本发明的一个实施例中，所述多个vr穿戴装置是进一步区分为多个左侧座位vr穿戴装置与多个右侧座位vr穿戴装置，所述左侧座位vr穿戴装置与所述右侧座位vr穿戴装置所播放的虚拟现实影片为启始不同的摆动方向。

本发明又公开一种虚拟现实的海盗船游乐系统，其特征在于，包括有：一海盗船，所述海盗船包括有一船体，所述船体的甲板上的左右侧各设置有多个座位，所述船体是执行摆荡运动；一姿态仪主控制器，设于所述船体的一侧边上，用以检测所述船体摆荡的状态；所述姿态仪主控制器中设有一摆荡同步化模块；一安全装置，设置于一入口处上，所述入口处相邻于所述海盗船，所述安全装置以无线通信传输一启始信号至所述姿态仪主控制器；及多个vr穿戴装置，所述多个vr穿戴装置以无线通信耦接于所述姿态仪主控制器，每一所述多个vr穿戴装置内建有一虚拟现实影片；其中，所述船体执行摆荡运动时，由所述姿态仪主控制器检测所述船体的位置、角度与加速度状态，将检测的信号加以处理，并透过所述摆荡同步化模块的同步化作用，以无线传输控制所述多个vr穿戴装置中所述虚拟现实影片的播放速度，使播放速度与所述船体的摆荡速度同步。

在本发明的一个实施例中，所述姿态仪主控制器中包括有：一陀螺仪，用以检测所述船体的角度、运动方位与运动角速度的状态；一微处理器，与所述陀螺仪相耦接，将所述陀螺仪所检测到的所述船体的摆荡运动状态的感测信号加以储存，并转换为可供判读的数字数据；及一无线通信模块，耦接于所述微处理器，为执行所述姿态仪主控制器与所述多个vr穿戴装置之间的无线信号传输；一滤波器，耦接于所述无线通信模块及所述微处理器，用以过滤所述无线通信模块所接收的信号及过滤所述微处理器所传输的信号；一波形解析比较器，耦接于所述滤波器，将过滤后的信号波形加以分析并与一参考值比较；且所述波形解析比较器的输出耦接于所述摆荡同步化模块，及一通讯协议调整模块，耦接于所述摆荡同步化模块的输出端，所述通讯协议调整模块的输出耦接于所述无线通信模块，是将所述摆荡同步化模块执行所述船体摆荡与所述虚拟现实影片的播放同步化所需的控制信号，调整为可与所述多个vr穿戴装置相通讯的协议信号，再经由所述无线通信模块传输至所述多个vr穿戴装置中。

本发明另公开一种虚拟现实的海盗船游乐方法，使用于如先前所述的虚拟现实的海盗船游乐系统中，其特征在于，所述虚拟现实的海盗船游乐方法的步骤包括有：安全装置启始；执行海盗船及虚拟现实影片的初始化设定；判断海盗船的船体是否刚开始加速度移动；执行虚拟现实影片的同步播放；判断船体是否停止摆荡；及当船体摆荡未停止，则于船体摆荡至一检查点时执行虚拟现实影片的调速。

在本发明的一个实施例中，所述检查点为所述海盗船的船体摆荡至一左侧端点、一右侧端点或是船体的一中心点，为所述检查点。

在本发明的一个实施例中，所述判断海盗船的船体是否刚开始加速度移动的步骤后，若判断为否，则回到所述执行海盗船及虚拟现实影片的初始化设定的步骤；其中所述判断船体是否停止摆荡的步骤后，若判断已经停止，则回到所述安全装置启始的步骤。

附图说明

图1为本发明实施例的系统示意图；

图2为本发明实施例的电路模块示意图；

图3为本发明另一实施例的电路模块示意图；

图4为本发明另一实施例的系统示意图；

图5为本发明实施例的方法流程图。

具体实施方式

在下文中将参阅附图，借此更充分地描述各种例示性实施例，并在附图中展示一些例示性实施例。然而，本发明的概念可能以许多不同形式来加以体现，且不应解释为仅限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本发明更为详尽且完整，且将向熟习此项技术者充分传达本发明概念的范畴。在各附图中，可能为了清楚而夸示海盗船游乐系统或是vr穿戴装置的大小以及相对实体的大小，其中类似数字始终指示类似组件。

应理解，虽然在本文中可能使用术语「一」、模块、单元、信号或同步化等来描述各种组件，或是举例一步骤s00、一步骤s01…等等来描述各种不同的流程方法，或是区分为不同的步骤，但此等组件或流程方法不应受此等术语限制。此等术语乃用以清楚地区分一组件与另一组件，或是区别一组信号与另一组信号。因此，下文论述的多个、所述、各所述多个或每一所述多个等术语为用以区分组件的组成而不偏离本发明概念的教示。如本文中所使用「一」、第一、第二或第三是用以区别不同的信号，并非具有一定的顺序前后关系；「左侧」或「右侧」的用语，仅用以区别不同相对位置关系，并非局限地固定为一左侧或是为一右侧；又术语「及/或」包括相关联的列出项目中的任一者及一或多者的所有组合。又，本文使用术语「多个」来描述具有多个组件，但此等多个组件并不仅限于实施有二个、三个或四个及四个以上的组件数目表示所实施的技术。

本发明涉及一种虚拟现实的海盗船游乐系统及方法，能够提供搭乘者所乘坐海盗船摆荡运动的速度与所配戴的vr穿戴装置的影片播放速度为同步，进而让乘坐者体验新颖且奇幻的感受，有如亲临体验乘坐海盗船身历其境的冒险旅程，体验前所未有的虚拟现实的感受，大幅提升刺激感受的娱乐效果。

参阅图1所示，本发明所述的虚拟现实的海盗船游乐系统，包括有一海盗船10、一姿态仪器20、一主控制器40、一安全装置70以及多个vr穿戴装置80。其中所述海盗船10包括有一船体12，所述船体12的甲板上的左右侧各设置有多个座位14，所述座位14更进一步而言，区分为左侧座位与右侧座位；左侧座位是让乘坐者面向右侧，相对地，右侧座位的乘坐者则会是面向左侧。左侧座位的乘坐者与右侧座位的乘坐者所配戴的vr穿戴装置80所播放的影片，是为启始反方向的播放画面；例如，在一开始，若是右侧座位的乘坐者所播放的影片随者海盗船10启始向前摆动，vr穿戴装置80播放的画面内容即同步为向前摆动；与此同时，左侧座位的乘坐者所播放的影片随者海盗船10启始向后方摆动，播放的画面内容同步为向后摆动。

所述的船体12主要是执行摆荡运动，即如钟摆摆动路径一般地摆荡运动。在海盗船10启始的时候，船体12先以小幅度的往左右两侧摆荡，每次摆荡时，船体12皆会经过海盗船10的一中心线，并且逐步地增加向左右两侧摆荡的震幅；当船体12个别摆荡至左侧的最高点与右侧的最高点时，也就是摆荡振幅为最大时，海盗船10接者会逐步地减少向左右两侧的摆荡幅度，摆荡的幅度会越来越少，一直到海盗船10的船体12停止摆动为止，且船体12会停止在中心线。

所述的姿态仪器20设于船体12的一侧边上，如图1所示，姿态仪器20可以直接以螺丝锁合、或用卯钉固设、或是用焊接的方式固设于所述船体12的一侧边上，能用以检测船体12摆荡的状态，包括能够检测船体12摆荡的角度、摆荡的方位、角加速度或是船体12于某一时间点的位置所在，或是停止时船体12的中心线位置与整体海盗船的中心线的间所没有对齐的误差距离，姿态仪器20会再将所检测的相关数据传送给主控制器40。所述的主控制器40能够以无线传输耦接于姿态仪器20，能够接收姿态仪器20所传回的船体12本次游戏单次的摆荡状态，或是接收实时船体12的相关摆动状态的参数。于主控制器40中设有一摆荡同步化模块45(于图2中揭示)，能执行同步化的作用更进一步的说明于图2中在予以详述。

安全装置70则是设置于一入口处100上，所述入口处100相邻于海盗船10的一边，方便搭乘者进入所述入口处100而搭乘海盗船10。安全装置70本身设有无线通信模块(图中未标示)能够以无线通信传输一启始信号至主控制器40。在实际运用上，所述的安全装置70能为一安全杆，将所述安全杆设置于入口处100，为上下开启关闭的安全杆，其作用如同一栅栏或栏杆，当一定数量的搭乘者进入海盗船10的船体12后，所述安全杆会向下关闭，并传送所述的启始信号至主控制器40。当海盗船10停止摆动而结束游戏时，所述安全杆则会向上开启。在实际运用上，所述的安全装置70的安全杆，能够为手动的安全杆，也可为全自动开启或关闭的安全杆，本发明并不加以限制。

在入口处100的一侧设置有一预备处90，预备处90主要是用来放置所述的多个vr穿戴装置80。与实际运用时，预备处90能作为本游乐系统器材使用解说的集合处，让搭乘者可以先试戴vr穿戴装置80并由工作人员说明游戏的内容。当然，所述的预备处90仅仅为一应用上的举例说明，游乐场系统的实际用户，也能不设置所述的预备处90，而是由工作人员直接地发放多个vr穿戴装置80给欲搭乘海盗船的乘坐者直接配戴。

上述中的多个vr穿戴装置80是以无线通信的方式耦接于主控制器40，也即每一个vr穿戴装置80皆能够与前述的主控制器40执行无线信号的传输，能够让主控制器40进一步地控制每一个vr穿戴装置80。在每一所述多个vr穿戴装置80中内建有一虚拟现实影片84(显示于图2之中)，以及vr穿戴装置80本身有一无线通信模块82，用以和主控制器40无线通信，所述主控制器40即能够进一步地控制所述虚拟现实影片84的播放速度，使其与船体12摆荡的速度同步。

更进一步而言，当船体12执行摆荡运动时，由姿态仪器20检测船体12的位置、角度与加速度状态，将检测的信号传输至主控制器40中，透过主控制器40中所设置的摆荡同步化模块45，所述主控制器40再以无线传输控制每一所述多个vr穿戴装置80中所述虚拟现实影片84的播放速度，进而使播放速度与所述船体12的摆荡速度同步。

图2中说明本发明的虚拟现实的海盗船游乐系统中，所述姿态仪器20包括设有一加速度计21、一陀螺仪22、一电子罗盘23、一微处理器25以及一无线通信模块27。其中加速度计21用以检测船体12的加速度状态；陀螺仪22用以检测船体12的角度、运动方位与运动角速度的状态；电子罗盘23则是用以测量船体12所移动的方位。所述微处理器25则是与加速度计21、陀螺仪22及电子罗盘23相耦接，并且将加速度计21、陀螺仪22及电子罗盘23所检测到船体12的摆荡运动状态的感测信号加以储存，并进一步地转换为可供后续的主控制器40判读的数据型态，例如转换为数字的数据型态。所述无线通信模块27则是耦接于所述微处理器25，乃是将微处理器25所输出的数据以无线传输的方式传送给主控制器40，作为进一步的控制处理。

图2中也表明所述主控制器40中除了所述的摆荡同步化模块45外，包括设有一无线通信模块41、一滤波器42、一波形解析比较器43以及一通讯协议调整模块47。无线通信模块41是接收由姿态仪器20所传来的船体12摆荡的状态，包括但不限于船体12摆荡的角度、运动方位与运动角速度的状态。滤波器42则耦接于无线通信模块41，用以过滤无线通信模块41所接收的噪声，例如环境背景所产生的噪声等等。波形解析比较器43耦接于滤波器42，是将过滤后的信号波形加以分析，并能够与一参考值比较，此参考值可以是一个预设标准的摆动角度、运动方位与角速度等摆动的参考值，让姿态仪器20所实际检测到的摆荡状态能够与标准摆荡状态做比较，借此得出两者间的误差值，而能进一步地执行修正vr穿戴装置80中虚拟现实影片的播放速度。

另一方面，所述的波形解析比较器43的输出耦接于摆荡同步化模块45，有关摆荡同步化模块45的同步化控制，在实际实施运用上，举例而言，如：摆荡同步化模块45能够进一步地包括有一第一计时单元、一第二计时单元以及一计时同步化单元(图中并未揭示)。实施时，第一计时单元能为虚拟现实影片的播放计时单元，第二计时单元能为船体摆荡运动的计时单元。当摆荡同步化模块45个别接收第一计时单元及第二计时单元的计时数据后，经由所述计时同步化单元能够将所述第一计时单元的计时加以延迟计时或者是加速计时，使得第一计时单元与第二计时单元能够维持同步。实际执行计时的时候，能以船体12上升摆荡至右侧端点，之后下降，经由中心点、之后再上升摆荡至左侧端点，接者再向下摆荡，经由中心点、之后再上升摆荡至右侧端点，以检测三点(右侧端点、中心点及左侧端点)的位置或获得摆荡运动计时的数据。需声明的是，在此所述仅为一实施例说明，本发明的实施范围当不仅仅以第一计时单元、第二计时单元以及计时同步化单元的说明为限制。

图2的通讯协议调整模块47为耦接于摆荡同步化模块45的输出端，所述通讯协议调整模块47的输出耦接于所述无线通信模块主要是将摆荡同步化模块45执行船体12摆荡与虚拟现实影片84的播放速度同步化所需的控制信号进一步地调整为可与所述多个vr穿戴装置80相通讯的协议信号，再经由无线通信模块41传输至所述多个vr穿戴装置80中，完成本发明所述的海盗船10的船体12摆荡速度与方位与虚拟现实影片84的播放速度同步。

在前述中，与船体12的甲板上设有搭配所述区分为左侧座位与右侧座位等多个座位，相对应地，在所述多个vr穿戴装置80是进一步区分为多个左侧座位的vr穿戴装置80与多个右侧座位的vr穿戴装置80，所述左侧座位的vr穿戴装置80与所述右侧座位的vr穿戴装置80所播放的虚拟现实影片为启始不同的摆动方向。例如：左侧座位的vr穿戴装置80起始影片为配合海盗船10的船体12向前摆荡使虚拟现实影片84的播放为同步向前运动；此时，右侧座位的vr穿戴装置80起始影片为配合海盗船10的船体12向后摆荡使虚拟现实影片84的播放为同步向后运动。

图3为本发明的另一实施例的电路方块图，与图2实施例的差异在于进一步将姿态仪器20与主控制器40整合为单一装置，即组合为一姿态仪主控制器60，其作用能有效避免前述实施例中姿态仪器20与主控制器40必须执行无线通信的连线作业，此实施例中能将姿态仪器20的检测数据直接传送给主控制器40使用；并且单一个姿态仪主控制器60也能方便地直接安装设置在海盗船10的船体12上，同样地能以螺丝锁合、或用卯钉固设、或是用焊接的方式固设，如图4所示，即不需要姿态仪器20与主控制器40分开安装，能有效地节省安装的成本与作业时间。

配合参阅图3及图4，本发明另一实施例所述的虚拟现实的海盗船游乐系统，包括有一海盗船10、一姿态仪主控制器60、一安全装置70以及多个vr穿戴装置80。所述的海盗船10包括有船体12，船体12的甲板上的左右侧各设置有多个座位14，所述船体12是执行左右摆荡运动。所述的姿态仪主控制器60是设于船体12的一侧边上，如图4所示，用以检测船体12摆荡的状态，并且在姿态仪主控制器60中设有一摆荡同步化模块45。安全装置70如同前一实施例般，是设置于入口处100上，入口处100相邻于海盗船10，安全装置70是使用无线通信传输一启始信号至所述的姿态仪主控制器60中。所述多个vr穿戴装置80同样是以无线通信耦接且通讯于姿态仪主控制器60，每一个所述多个vr穿戴装置80同样内建有一虚拟现实影片84以及有一无线通信模块82。

当船体12执行摆荡运动时，由姿态仪主控制器60检测所述船体的位置、角度与加速度状态，将检测的信号加以处理，并透过摆荡同步化模块45的同步化作用，以无线传输控制所述多个vr穿戴装置80中所述虚拟现实影片84的播放速度，使播放速度与船体12的摆荡速度同步。

图3中所述的姿态仪主控制器60中包括有加速度计21、陀螺仪22、电子罗盘23、微处理器25；以及除了所述的摆荡同步化模块45外，同样包括设有无线通信模块41、滤波器42、波形解析比较器43以及通讯协议调整模块47等组件。同样地，其加速度计21用以检测船体12的加速度状态；陀螺仪22用以检测船体12的角度、运动方位与运动角速度的状态；电子罗盘23则是用以测量船体12所移动的方位。所述微处理器25则是与加速度计21、陀螺仪22及电子罗盘23相耦接，并且将加速度计21、陀螺仪22及电子罗盘23所检测到船体12的摆荡运动状态的感测信号加以储存，并转换为可供判读的数字数据。无线通信模块41耦接于微处理器25，为执行姿态仪主控制器60与所述多个vr穿戴装置80之间的无线信号传输。

所述滤波器42耦接于无线通信模块41及微处理器25，用以过滤无线通信模块41所接收的信号及过滤微处理器25所传输的信号。波形解析比较器43耦接于滤波器42，将过滤后的信号波形加以分析并与一参考值比较；且波形解析比较器43的输出耦接于摆荡同步化模块45。通讯协议调整模块47则是耦接于摆荡同步化模块45的输出端，通讯协议调整模块47的输出耦接于无线通信模块41，同样地，是将摆荡同步化模块45执行船体12摆荡与所述虚拟现实影片84的播放同步化所需的控制信号，调整为可与所述多个vr穿戴装置80相通讯的协议信号，再经由无线通信模块41传输至所述多个vr穿戴装置80中。其余图3、图4相关的实施方式说明与图2、图1的实施例相同。

图5为本发明虚拟现实的海盗船游乐方法，主要是使用于如图1至图4实施例所描述的虚拟现实的海盗船游乐系统中，所述的虚拟现实的海盗船游乐方法包括有步骤s10：安全装置启始；此步骤是说明当安全装置70中的前述安全杆，在经过计数一定的人数进入海盗船10之后，安全杆会放下而关闭，此时，安全装置70会发出一启始信号通知主控制器40或是通知姿态仪主控制器60。接着步骤s12：执行海盗船及虚拟现实影片的初始化设定；此步骤s12是进一步设定海盗船10的船体12起始摆动的初始值，例如船体12是先向右摆动或是先向左摆动，以及设定虚拟现实影片84配合不同的左侧座位或是右侧座位则影片播放的启始方向为相反的方向。

之后执行步骤s14：判断海盗船的船体是否刚开始加速度移动。此步骤s14在实际实施时，能够依据前述的姿态仪器20或是姿态仪主控制器60中的陀螺仪22(或加速度计21、或是电子罗盘23)所获得的船体12的角度，判断所述角度是否有产生较大的变化而判定是否开始加速。例如：船体12的角度有发生较大的变化时即表示海盗船刚开始加速度移动。当判断是开始加速度移动的时候，系统会执行步骤s16：执行虚拟现实影片同步播放。此步骤s16是通过摆荡同步化模块45，于检测船体12摆荡运动的状态后，进一步地调整虚拟现实影片的播放速度，并且能与船体12摆荡运动同步。另外，若判断船体12不是开始加速度移动的时候，则回到步骤s12的执行海盗船及虚拟现实影片的初始化设定。

步骤s16执行之后即执行步骤s18：判断船体是否停止摆荡。此步骤s18乃是依据前述的姿态仪器20或是姿态仪主控制器60中的陀螺仪22(或加速度计21、或是电子罗盘23)所获得的船体12的角度的变化是否趋于静止的状态，进而判定海盗船10的船体12是否已经停止了摆动运动。若判断结果为是，则回到步骤s10的安全装置启始，即将执行下一轮的搭乘者的搭乘作业。但若是判断结果为尚未停止摆荡运动，则执行步骤s20：则于船体摆荡至一检查点时执行虚拟现实影片的调速。此步骤s20是说明当船体12尚未停止摆荡运动时，由主控制器40或是姿态仪主控制器60是随时对所述虚拟现实影片播放的速度执行调速的作用，使得播放速度与摆荡运动的速度同步。

上述中，检查点实际运用上，能够是海盗船10的船体12摆荡至一左侧端点、一右侧端点或是船体的一中心点，所述左侧端点、所述右侧端点或是中心点等等，皆可为所述检查点。

综上所述，本发明提出一种虚拟现实的海盗船游乐系统及方法，能够有效运用于现有的海盗船游乐设施中，经由本发明的姿态仪器20、主控制器40或姿态仪主控制器60的摆荡同步化的控制，使得虚拟现实影片84的播放速度与船体12摆荡运动的速度同步，能够进一步地让搭乘者，体验新颖且奇幻的感受，有如亲临体验乘坐海盗船的身历其境的冒险旅程，体验前所未有的虚拟现实的感受，大幅提升刺激感受的娱乐效果。

然，本发明说明内容所述，仅为较好实施例的举例说明，当不能限定本发明所保护的范围，任何局部变动、修正或增加的技术，仍不脱离本发明所保护的范围中。