沉浸式宇宙漫游体验设备的制作方法

1.本发明涉及一种模拟体验设备，特别是一种能够提供拟真的沉浸式宇宙漫游体验的科普娱乐设备。


背景技术：

2.模拟体验设备是一种基于计算机图形及多媒体技术，应用特定的硬件设备模拟真实环境的产品。现有技术中的模拟体验设备经常应用于飞机、车辆的模拟驾驶教学，以及影院、游乐园的科普娱乐等场景。
3.现有技术中的模拟体验设备通常采用二维或三维的图像显示和立体声音响技术为游客提供视听体验，同时为游客提供简单的座椅震动等交互体验。
4.公告号为cn207250092u的中国实用新型专利公开了一种5d主题公园，包括主控装置、实景、透明幕布、投影仪及音响，将透明幕布布设在实景中，通过主控装置的控制，让透明幕布上播放与实景相互融合的视频，并配合灯光及音响效果，实现实景与透明幕墙上播放的视频内容的虚实结合，增加游客的浸入式体验。
5.然而，现有技术中的模拟体验设备无法提供宇宙漫游等地面之外场景的环境模拟，也无法模拟加速、减速、超重、失重等运动体验，不能为游客提供充分的沉浸式的宇宙漫游等场景的模拟体验感受。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种可以提供宇宙漫游等场景的沉浸式体验设备，提高沉浸体验，改善模拟效果。
7.本发明的技术方案如下。
8.本发明第一方面提供了一种沉浸式体验设备，包括：模拟驾驶舱，其包括舱体、安全座椅，以及多媒体系统；多维运动平台，其包括一具有一安装面的平板状的主体，以及主体框架；所述模拟驾驶舱安装在所述安装面上，并且在所述多维运动平台的带动下进行运动和姿态模拟；升降井，其包括具有一定高度落差的井壁，以及安装在所述井壁上的滑轨；所述多维运动平台安装在所述滑轨上并沿着所述滑轨运动；控制模块，其能够控制所述模拟驾驶舱的多媒体系统播放特定的放映内容，并且控制所述多维运动平台带动所述模拟驾驶舱在所述升降井中做出与所述放映内容相适应的运动及姿态。
9.优选地，所述多媒体系统包括至少一个显示荧幕。
10.优选地，所述显示荧幕安装在所述舱体前部的舱窗。
11.优选地，所述多媒体系统包括投影设备，其能够向所述升降井的井壁投影环境模拟画面；所述舱体设置有透明观察窗，能够用于观看所述环境模拟画面。
12.优选地，所述投影设备安装在所述舱体顶部，所述透明观察窗设置在所述舱体两
侧。
13.优选地，所述多维运动平台的主体为圆形平台，所述主体框架包括第一环形滑轨、第二环形滑轨，能够使所述圆形平台具有3个旋转自由度；所述圆形平台同轴地安装在所述第一环形轨道内，并能够在所述第一环形轨道内转动，从而带动所述圆形平台做旋转运动；所述第一环形轨道外部具有两个沿同一直径设置的转轴，所述转轴可枢转地安装在所述第二环形轨道；所述第一环形轨道能够围绕所述转轴转动，从而带动所述圆形平台做左右翻转运动；所述第一环形轨道还能够沿所述第二环形轨道转动，从而带动所述圆形平台做俯仰翻转运动。
14.优选地，所述多维运动平台能够进行的运动包括加速、减速、爬升、下降、左右转向和翻滚。
15.优选地，所述多维运动平台能够在所述升降井的滑轨上做变速直线运动，加速度不小于重力加速度。
16.优选地，所述升降井的高度落差基本呈竖直方向，并且在邻近地面处设置有进出口。
17.本发明第二方面提供了一种使用根据本发明第一方面中任一项所述的沉浸式体验设备的方法，包括如下步骤：将模拟驾驶舱定位到进出口，以使得乘客能够进入所述模拟驾驶舱；通过多媒体系统播放特定的放映内容，以使得所述模拟驾驶舱内的乘客产生模拟运动的感觉；当播放的放映内容包括加速/减速运动时，由多维运动平台同步带动所述模拟驾驶舱在升降井内做加速/减速运动；当播放的放映内容包括转向或翻滚的姿态时，由所述多维运动平台同步带动所述模拟驾驶舱在3个自由度旋转。
18.通过以上技术方案，本发明能够取得如下有益的技术效果。
19.本发明采用舱窗显示荧幕和升降井壁的投影画面模拟周围环境画面，由此能够模拟宇宙漫游等特殊场景的环境。同时，本发明还通过多维运动平台带动模拟驾驶舱进行变速运动，以及转向或翻滚姿态，由此能够模拟宇宙飞行的真实体验。
附图说明
20.图1是本发明的沉浸式体验设备结构示意图；图2是图1中的沉浸式体验设备一细节部位展示图；图3是图2中展示部位的另一角度视图。
21.图中各个附图标记的含义如下：1、升降井；2、运动平台主体框架；3、滑轨；4、第二环形滑轨；5、转轴；6、投影设备；7、模拟驾驶舱；8、显示荧幕；9、安全座椅；10、第一环形滑轨；11、圆形平台。
具体实施方式
22.实施例1
如附图1至附图3所示，本实施例提供了一种沉浸式体验设备，包括模拟驾驶舱7、多维运动平台、升降井1，以及控制模块。
23.所述模拟驾驶舱7包括舱体、安全座椅9，以及多媒体系统。
24.所述多维运动平台包括一具有一安装面的平板状的主体，以及主体框架2。所述模拟驾驶舱7安装在所述安装面上，并且在所述多维运动平台的带动下进行运动和姿态模拟。
25.升降井1包括具有一定高度落差的井壁，以及安装在所述井壁上的滑轨3。所述多维运动平台安装在所述滑轨3上并沿着所述滑轨3运动。
26.控制模块，其能够控制所述模拟驾驶舱的多媒体系统播放特定的放映内容，并且控制所述多维运动平台带动所述模拟驾驶舱在所述升降井中做出与所述放映内容相适应的运动及姿态。
27.在一优选的实施方式中，所述模拟驾驶舱7的外观为宇宙飞船的造型样式，并且在一更为优选的实施方式中，所述模拟驾驶舱7内可以容纳6人。
28.在一优选的实施方式中，所述多媒体系统包括至少一个显示荧幕8。本领域技术人员能够理解，此处的显示荧幕可以选用现有技术中的任何显示设备，诸如液晶显示器、有机发光二极管（oled）显示器等。
29.在一优选的实施方式中，所述显示荧幕8安装在所述舱体前部的舱窗。本领域技术人员能够理解，此处显示荧幕的安装方式应当使得乘客在座椅上查看时，舱窗内部完全由显示荧幕8覆盖。所述显示荧幕8所播放的放映内容应当与乘客在座椅上通过舱窗向外眺望的视野相适应。本领域技术人员能够理解，所述显示荧幕8还可以安装在模拟驾驶舱的任何适合设置舱窗的位置，诸如天窗、底板、侧面、背面等。
30.在一优选的实施方式中，所述多媒体系统包括投影设备6，其能够向所述升降井的井壁投影环境模拟画面。所述舱体设置有透明观察窗，能够用于观看所述环境模拟画面。
31.在一优选的实施方式中，所述投影设备6安装在所述舱体顶部，所述透明观察窗设置在所述舱体两侧。
32.在一优选的实施方式中，所述多维运动平台的主体为圆形平台11，所述主体框架包括第一环形滑轨10、第二环形滑轨4，能够使所述圆形平台具有3个旋转自由度。
33.所述圆形平台11同轴地安装在所述第一环形轨道10内，并能够在所述第一环形轨道10内转动，从而带动所述圆形平台11做旋转运动。
34.所述第一环形轨道10外部具有两个沿同一直径设置的转轴5，所述转轴5可枢转地安装在所述第二环形轨道4。所述第一环形轨道10能够围绕所述转轴5转动，从而带动所述圆形平台11做左右翻转运动；所述第一环形轨道10还能够沿所述第二环形4轨道转动，从而带动所述圆形平台11做俯仰翻转运动。
35.在一优选的实施方式中，所述多维运动平台能够进行的运动包括加速、减速、爬升、下降、左右转向和翻滚。
36.在一优选的实施方式中，所述多维运动平台能够在所述升降井的滑轨1上做变速直线运动，并且在一更加优选的实施方式中，所述多维运动平台在滑轨1上运动的加速度能达到或超过重力加速度。
37.在一优选的实施方式中，所述升降井1的高度落差基本呈竖直方向，并且在邻近地面处设置有进出口。
38.实施例2本实施例提供了一种使用根据本发明第一方面中任一项所述的沉浸式体验设备的方法，包括如下步骤：将模拟驾驶舱定位到进出口，以使得乘客能够进入所述模拟驾驶舱；通过多媒体系统播放特定的放映内容，以使得所述模拟驾驶舱内的乘客产生模拟运动的感觉；当播放的放映内容包括加速/减速运动时，由多维运动平台同步带动所述模拟驾驶舱在升降井内做加速/减速运动；当播放的放映内容包括转向或翻滚的姿态时，由所述多维运动平台同步带动所述模拟驾驶舱在3个自由度旋转。
39.实施例3本实施例提供了一种使用根据本发明实施例1中的沉浸式体验设备模拟宇宙漫游体验的方法，该方法具体包括以下步骤。
40.首先，游客跟随引导通过入口进入平台上的体验舱内落座并做好安全防护工作，等待工作人员调试完毕设备、检查完安全情况后准备开始放映。
41.体验流程正式开始后，该设备在控制模块的控制下开始运转，模拟驾驶舱7前窗玻璃的显示荧幕开始放映模拟宇宙飞行的影片。
42.影片开头内容为搭载游客的飞船自基地准备起飞。此时模拟驾驶舱7跟随多维运动平台下降至最低点，在控制模块控制下抬起头部，进入起飞的姿态。飞船上部的投影这个6向两侧的弧形升降井壁投射影像以模拟飞船周围的环境，坐在模拟舱内的游客可以通过两侧的窗口进行观看。
43.影片放映至飞船开始加速起飞飞离地球时，模拟舱平台开始延升降井向上加速运动，模拟起飞时加速带来的过载感。同时两侧投影开始播放镜像向后滑动的动画模拟飞行的运动过程。
44.影片放映至飞船进入地球绕轨轨道时，飞船到达最高点，模拟舱姿态伴随旋转平台旋转至模拟绕轨飞行的倾斜姿态并向下加速下落模拟失重状态。两侧的投影开始投影宇宙的环境影片。在放映至下一个片段——加速飞往金星前，模拟舱载着舱中的游客下落至升降井最低点。
45.影片放映至飞船从地球绕转轨道再次加速加速前往下一个星球金星时，模拟舱对应重新调整角度，准备加速向上运动模拟飞行状态。
46.在随后的前往水星、太阳、哈雷彗星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星，飞出太阳系到达银河系中心人马座a（黑洞）、 仙女座星云（脉冲星）、天狼星、观察伽马射线、仙女星系，最终回太阳系的整个旅行过程中，模拟舱在升降井中做循环往复运动模拟飞船加速、绕轨以及悬停的状态，同时对应调整模拟舱的姿态模拟游客在影片中观看到的飞船的姿态。
47.在影片放映结束后，模拟舱回到出口处，在设备停稳锁定后，游客的安全固定设备解除，在引导下离开模拟舱，准备开始接待下一批游客。
48.在该体验设备中，模拟驾驶舱7在一定落差的竖直升降井1中，伴随放映内容的变化，通过上下变速移动以及平台的角度变化，针对性的在合适的时间伴随着视听体验控制
模拟飞行舱的运动状态，从多维度来更充分模拟宇宙飞船飞行中的速度、姿态以及环境给驾驶员带来的失重、过载、转向离心的驾驶体验，使游客更沉浸、身临其境的在观影与娱乐的过程中完成天文知识的科普。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。