本发明属于一种数字多媒体技术领域，具体涉及一种俯卧式交互对战观影系统及其交互方法。
背景技术：
飞翔影院是一种新兴的特效娱乐电影，在观影时，观众悬挂于空中并置身于球形屏幕中，能够体验悬空飞行的刺激感受。为了实现上述目的，通常会使用运动平台将座椅上升到半空，并且通过控制运动平台进行单一的前后摆动来模拟飞行状态。由于需要通过机械装置将观众上升至半空，若此时机械装置故障或者观众踏空，则会在一定程度上影响观众的人身安全，并且，现有的飞翔影院，运动方式单一，并没有营造出一种真正的飞行氛围，也没有任何交互手段，因此沉浸感及娱乐感太低。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种俯卧式交互对战观影系统及其交互方法，本发明通过设计俯卧式座椅，观众不需要升至半空，只需要在观影时佩戴vr眼镜，就能体验飞行的感觉，并且通过设计六自由度运动平台，可以模拟影片中的各种动作，实现多角度的飞行；此外，在观影中，还可以进行对战交互，进一步增加了观影过程中的沉浸感和娱乐性。
本发明实施例提供的具体技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种俯卧式交互对战观影系统，所述系统包括控制器、俯卧式运动系统、沉浸式设备和模拟武器；
所述俯卧式运动系统与所述控制器连接，所述俯卧式运动系统包括六自由度运动平台和固定在所述六自由度运动平台上方的俯卧式座椅，所述沉浸式设备包括vr头盔，所述模拟武器、vr头盔分别与所述控制器信号连接。
在一些实施例中，所述俯卧式座椅包括板式主体以及固定在所述板式主体两侧的侧翼，在观影时，观众的手臂可放置在所述侧翼上。
在一些实施例中，所述侧翼上设有固定扣，用于固定所述模拟武器。
在一些实施例中，所述模拟武器包括传感器和与所述传感器连接的zigbee无线模块，所述zigbee无线模块与所述控制器连接。
在一些实施例中，所述传感器为压力传感器。
在一些实施例中，所述俯卧式运动系统还包括驱动器，所述驱动器与所述控制器、六自由度运动平台连接，在所述控制器的控制下，所述驱动器驱动所述六自由度运动平台运动。
在一些实施例中，所述俯卧式座椅上设有安全装置，所述安全装置为安全带、安全扣中的一种或者多种。
在一些实施例中，所述控制器包括无线传输模块，所述vr头盔包括无线传输模块，所述控制器的无线传输模块与所述vr头盔的无线传输模块连接。
在一些实施例中，所述沉浸式设备还包括立体耳机。
第二方面，本发明提供了一种基于所述一种俯卧式交互对战观影系统的俯卧式交互对战观影系统的互动方法，所述方法包括：
所述控制器控制所述vr头盔播放影片，同时，控制所述俯卧式运动系统根据影片中的场景进行相应的姿态变换；
当交互场景出现时，观众通过所述模拟武器进行互动对战，所述控制器采集、处理所述模拟武器发出的信号，并将处理后的信号传输至所述vr头盔和所述俯卧式运动系统，进行相应的对战反馈。
本发明实施例具有如下有益效果：
本发明中通过设计俯卧式座椅，使得观众在观影过程中不需要升至半空，只需要俯卧在俯卧式座椅上，通过佩戴vr眼镜，就能在安全的环境下体验飞行的感觉，并且，俯卧式座椅下方固定有六自由度运动平台，在六自由度运动平台的作用下，观众能够感受影片中的场景，实现多角度的飞行；此外，本发明通过模拟武器可以使得观众在观影中进行对战交互，进一步增加了观影过程中的沉浸感和娱乐性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的俯卧式座椅的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种俯卧式交互对战观影系统的交互方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
一种俯卧式交互对战观影系统，包括控制器、俯卧式运动系统、沉浸式设备和模拟武器。
俯卧式运动系统与控制器连接，俯卧式运动系统包括六自由度运动平台和固定在六自由度运动平台上方的俯卧式座椅1(如图1所示)，沉浸式设备包括vr头盔，vr头盔和模拟武器和分别与控制器连接。观众俯卧在俯卧式运动系统上，通过佩戴vr头盔进行影片欣赏，观影过程中，俯卧式运动系统会随着影片的情节进行相应姿态变化，并且，当出现交互场景时，观众还能进行对战交互。
为了实现上述技术目的，在本实施例中，控制器通过控制驱动器来使得俯卧式运动系统进行运动变换。具体的，驱动器与六自由度运动平台连接，六自由度运动平台包括上平台、下平台和位于上、下平台之间的六个电动缸。由于上平台在电动缸的驱动下，一直处于运动状态，因此选择结构简单、体积小、运转灵活、易于维护的球笼联轴器作为六个电动缸与上平台之间的连接器，电动缸与下平台之间采用虎克铰接方式，虎克铰传动效率高，允许两轴间的角位移大，适用于有大角位移的两周之间的连接，并且，虎克铰噪音小、对润滑要求不高、传递转矩大而且使用可靠。通过驱动器控制六个电动缸的伸缩运动，使得上平台在三维空间六个自由度(x、y、z、α、β、γ)的运动，从而可以模拟出各种空间运动姿态。
此外，在六个电动缸上，还安装有电阻尺作为位置反馈元件。
本实施例中，俯卧式座椅1包括板式主体11以及固定在板式主体11两侧的侧翼12，在观影时，观众可将手臂放置在侧翼12上，整个人的姿态即为飞行姿态，在俯卧式座椅1上还设有安全装置(图未视)，本实施例中，同时使用安全带和安全扣作为安全装置，可对观众进行双重的人身安全保障。
当影片中出现对战场景时，在控制器的控制下，观众置身于场景中，此时按下位于侧翼12上的按钮，安装在侧翼12上的固定扣打开，观众取下模拟武器，与场景中的人物或设备进行对战互动。互动过程中，通过沉浸式设备和俯卧式运动系统具体展现结果。在本实施例中，模拟武器的形状为枪械形状，其内部包括传感器、和zigbee无线模块。其中，zigbee无线模块包括zigbee无线接收模块和zigbee数据采集器，zigbee无线接收模块与控制器连接，zigbee数据采集器与传感器连接，zigbee无线接收模块使用zigbee网络提供的无线通道与zigbee数据采集器进行传输。当观众扣动模拟武器的扳手时，模拟武器内部的压力传感器感受到压力，将压力信号发送至zigbee无线模块，zigbee无线模块给控制器发送信号，控制器对信号进行分析、处理，得到观众此次对战过程的对战反馈，并将此次对战反馈传输至观众佩戴的vr头盔中的屏幕上并且同时改变俯卧式运动系统的姿态。
具体的，控制器包括无线传输模块、vr头盔包括无线传输模块，通过两个无线传输模块，控制器和vr头盔进行信号传递，因而实现对战画面反馈。此外，若此时观众a在对战过程中被击中，则控制器同时控制其俯卧式运行系统进行下降，从而观众a可以体验失重的感觉。
沉浸式设备除了上述提到的vr头盔之外，还包括立体耳机。在整个观影过程中，观众还佩戴着立体耳机，通过立体耳机，使得观影以及互动对战时得到最佳声效反馈。
在对战互动结束后，观众将模拟武器通过固定扣固定在侧翼12上。
由于本发明采用了俯卧式座椅1，因此，在观影时，优先推荐影片内容为飞行内容。如此，观众通过vr头盔营造的完全虚拟的立体环境，搭配俯卧式座椅1的各种飞行姿态转换，可以给观众带来极大的感官刺激和体验，失重超重等情况给身体带来的生理反应也会非常强烈，大大的增强了整个系统的娱乐性和体验性。
本实施中，系统还包括造景，优选地，造景环境与太空中的环境相一致，使得整个影院构成一个有机的整体。
本申请还提供了一种俯卧式交互对战观影系统的交互方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：
s1、控制器控制vr头盔播放影片，同时，控制器控制俯卧式运动系统根据影片中的场景进行相应的姿态变换。
具体的，观众俯卧在俯卧式座椅1上，在工作人员的帮助下，戴好vr头盔并带好安全装置，系统检测所有观众都准备完毕后，工作人员启动系统，控制器控制vr头盔播放影片，观众在vr头盔的屏幕中观赏，同时，控制器控制俯卧式座椅1根据影片中的场景来进行相应的六自由度运动变换。
示例性的，若当前影片中的场景是上升，则控制器将信号发送至驱动器，驱动器控制六个电动缸伸出相同的长度，则此时上平台向上运动，观众此时会体验到超重感觉；
若当前影片中的场景是下降，则控制器将信号发送至驱动器，驱动器控制六个电动缸缩回相同的长度，则此时上平台向下运动，观众此时会体验到失重感觉；
若当前影片中的场景是偏航，则控制器将信号发送至驱动器，驱动器控制六个电动缸伸出不同的长度，此时上平台进行偏航，观众随着平台进行移动，体验到飞翔的感觉。此外，作为优选，本实施例中的控制器选择plc。
s2、当交互场景出现时，观众通过模拟武器进行互动对战，控制器采集、处理模拟武器发出的信号，并将处理后的信号传输至vr头盔和俯卧式运行系统，进行相应的对战反馈。
其中，对战反馈包括画面反馈、声效反馈和姿态反馈。具体的，当出现交互场景时，在控制器的控制下，观众变成场景中的人物。观众拉动模拟武器上的扳手，进行对战，模拟武器内部的压力传感器检测到力之后，将信号传输至zigbee无线模块，zigbee无线模块将信号发送到控制器，控制器对此次对战行为进行分析并处理，并给出相应的画面反馈到vr头盔中的屏幕上，以及给出相应的声效反馈至观众佩戴的立体耳机中，并且，根据对战结果控制观众的俯卧式运动系统进行相应的姿态变化。
示例性的，若此时观众a在对战过程中被击中，控制器将此时被击中的画面反馈显示到观众a的vr头盔中的屏幕上，以及，将相应的声效反馈发送至观众a佩戴的立体耳机中，同时，控制观众a的俯卧式运动系统进行下降。
尽管已描述了本发明实施例中的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例中范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。