本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)的重要特性之一是交互性，其中涉及到一個(gè)重要的技術(shù)是動(dòng)作捕捉：即現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)動(dòng)主體(vr體驗(yàn)者)的動(dòng)作要如實(shí)的反饋到vr內(nèi)容場景中，并產(chǎn)生對應(yīng)的反饋或反應(yīng)。目前的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)主要有：機(jī)械式、慣性、光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，主要是1：1的反應(yīng)運(yùn)動(dòng)主體的運(yùn)動(dòng)軌跡。例如已有的萬向行走平臺(tái)，但需要人力人工行走，1：1比例跟蹤。

然而目前僅在vr硬件領(lǐng)域便存在著多項(xiàng)影響其普及的因素：

眩暈感嚴(yán)重，相信大多體驗(yàn)過vr的人在體驗(yàn)時(shí)都會(huì)被眩暈感所困擾，眩暈也已經(jīng)成了阻礙vr普及最大的絆腳石之一；

不能自由移動(dòng)，目前htc的lighthouse系統(tǒng)只能提供房間級(jí)別的位置跟蹤，雖然市面也有其他位置跟蹤系統(tǒng)可以做到更大范圍的位置跟蹤，但追蹤范圍終究是有限的，更何況更多移動(dòng)端的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品甚至根本就沒有位置跟蹤功能，用戶只能坐在椅子上玩，或站立在地面上來體驗(yàn)。

現(xiàn)有的主流動(dòng)作捕捉技術(shù)不能無限距離跟蹤主體的運(yùn)動(dòng)，受限于設(shè)備的鋪設(shè)和監(jiān)測范圍，一般只能在鋪設(shè)有監(jiān)測設(shè)備的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，無法模擬無限距離任意方向大空間移動(dòng)(包括有載具的機(jī)械移動(dòng)或無載具的人或動(dòng)物移動(dòng))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，特色一是能夠在安全的環(huán)境下無限距離任意方向自由移動(dòng)，特色二是通過本系統(tǒng)提供的運(yùn)動(dòng)知覺仿真，能夠使vr體驗(yàn)者的視覺和運(yùn)動(dòng)知覺匹配，大幅降低眩暈感。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括捕捉傳感器、控制裝置、vr顯示裝置，所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還包括運(yùn)動(dòng)模擬裝置，其中：

所述捕捉傳感器，用于獲取vr體驗(yàn)者發(fā)出的觸發(fā)信息；

所述控制裝置，用于接收所述捕捉傳感器獲取的觸發(fā)信息，根據(jù)接收的觸發(fā)信息，生成控制vr顯示裝置的第一控制報(bào)文和控制運(yùn)動(dòng)模擬裝置的第二控制報(bào)文；

所述vr顯示裝置，用于接收第一控制報(bào)文，根據(jù)第一控制報(bào)文播放觸發(fā)信息對應(yīng)的vr預(yù)置內(nèi)容；

所述運(yùn)動(dòng)模擬裝置，用于接收第二控制報(bào)文，根據(jù)第二控制報(bào)文做對應(yīng)于所述vr預(yù)置內(nèi)容的矢量運(yùn)動(dòng)，使得附著在運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的vr體驗(yàn)者體驗(yàn)到與vr預(yù)置內(nèi)容相匹配的運(yùn)動(dòng)知覺。

本發(fā)明所述觸發(fā)信息包括位移大小、方向、加速度、速度中的一種或多種信息。

所述第一控制報(bào)文攜帶觸發(fā)信息對應(yīng)的vr預(yù)置內(nèi)容編號(hào)。

所述第二控制報(bào)文攜帶控制運(yùn)動(dòng)模擬裝置進(jìn)行矢量運(yùn)動(dòng)的參數(shù)，包括方向、加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)、振動(dòng)頻率中的一種或多種信息。

進(jìn)一步地，所述觸發(fā)信息還包括同步時(shí)間，所述第一控制報(bào)文和第二控制報(bào)文也攜帶所述同步時(shí)間，所述vr顯示裝置、運(yùn)動(dòng)模擬裝置上都設(shè)有同步模塊，用來根據(jù)控制報(bào)文中攜帶的同步時(shí)間，來實(shí)現(xiàn)同步，保證vr體驗(yàn)者動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)模擬裝置的動(dòng)作、vr顯示裝置里的動(dòng)作完全同步。

所述同步時(shí)間為t，所述vr顯示裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下操作來實(shí)現(xiàn)同步：

接收第一控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間t，獲取延時(shí)a1和時(shí)鐘調(diào)整值b1；

先將vr顯示裝置的時(shí)鐘調(diào)整為t+b1，再將vr預(yù)置內(nèi)容播放時(shí)間調(diào)整為t+a1來進(jìn)行播放；

所述運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下操作來實(shí)現(xiàn)同步：

接收第二控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間t，獲取延時(shí)a2和時(shí)鐘調(diào)整值b2；

先將運(yùn)動(dòng)模擬裝置的時(shí)鐘調(diào)整為t+b2，再將運(yùn)動(dòng)模擬器對應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間設(shè)為t+a2。

進(jìn)一步地，所述vr顯示裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下步驟來獲取延時(shí)a1和時(shí)鐘調(diào)整值b1：

接收第一控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間為t1和接收第一控制報(bào)文的時(shí)間為t2；

發(fā)送延時(shí)請求報(bào)文給捕捉傳感器，并接收捕捉傳感器反饋的響應(yīng)消息，記錄發(fā)送延時(shí)請求報(bào)文的時(shí)間t3和響應(yīng)消息中攜帶的捕捉傳感器接收延時(shí)請求報(bào)文的時(shí)間t4；

通過如下公式計(jì)算：

延時(shí)a1＝((t2-t1)+(t4-t3))/2，

時(shí)鐘調(diào)整值b1＝((t2-t1)-(t4-t3))/2；

所述運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下步驟來獲取延時(shí)a2和時(shí)鐘調(diào)整值b2：

接收第二控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間為t1和接收第二控制報(bào)文的時(shí)間為t5；

發(fā)送延時(shí)請求報(bào)文給捕捉傳感器，并接收捕捉傳感器反饋的響應(yīng)消息，記錄發(fā)送延時(shí)請求報(bào)文的時(shí)間t6和響應(yīng)消息中攜帶的捕捉傳感器接收延時(shí)請求報(bào)文的時(shí)間t7；

通過如下公式計(jì)算：

延時(shí)a2＝((t5-t1)+(t7-t6))/2，

時(shí)鐘調(diào)整值b2＝((t5-t1)-(t7-t6))/2。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)動(dòng)模擬裝置包括底座、驅(qū)動(dòng)單元和活動(dòng)部分，所述底座固定在地面上，所述驅(qū)動(dòng)單元與活動(dòng)部分通過傳動(dòng)軸連接，所述驅(qū)動(dòng)單元接收第二控制報(bào)文驅(qū)動(dòng)活動(dòng)部分相對于底座做矢量運(yùn)動(dòng)。

所述活動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形或橢圓形或直線往復(fù)。

本發(fā)明提出的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通過運(yùn)動(dòng)模擬裝置根據(jù)控制報(bào)文中攜帶的參數(shù)進(jìn)行矢量運(yùn)動(dòng)，使得使用運(yùn)動(dòng)模擬裝置的vr體驗(yàn)者體驗(yàn)到與vr內(nèi)容中的動(dòng)作相匹配的運(yùn)動(dòng)知覺。能做到無限距離運(yùn)動(dòng)跟蹤，模擬現(xiàn)實(shí)場景中vr體驗(yàn)者的位移、速度、加速度，從而模擬出更為逼真的應(yīng)用體驗(yàn)，使vr體驗(yàn)者的視覺和知覺趨同，進(jìn)而減低眩暈的產(chǎn)生。本發(fā)明提出的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通過攜帶時(shí)間信息的控制報(bào)文保證vr體驗(yàn)者人體動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)模擬裝置的動(dòng)作、vr顯示裝置里的動(dòng)作完全同步；通過傳感器捕捉到人體動(dòng)作信息后，通過本發(fā)明定義的算法，達(dá)到人機(jī)聯(lián)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)模擬裝置使vr體驗(yàn)者的視覺和行動(dòng)知覺趨同，進(jìn)而減低眩暈的產(chǎn)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明運(yùn)動(dòng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明，以下實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。

如圖1所示，本實(shí)施例一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，包括捕捉傳感器、控制裝置、vr顯示裝置和運(yùn)動(dòng)模擬裝置，其中：

捕捉傳感器，用于獲取vr體驗(yàn)者發(fā)出的觸發(fā)信息，捕捉傳感器包括體感監(jiān)測傳感器或其他傳感器、或按鍵觸發(fā)器等；

控制裝置，用于接收所述捕捉傳感器獲取的觸發(fā)信息，根據(jù)接收的觸發(fā)信息，生成控制vr顯示裝置的第一控制報(bào)文和控制運(yùn)動(dòng)模擬裝置的第二控制報(bào)文；

vr顯示裝置，用于接收第一控制報(bào)文，根據(jù)第一控制報(bào)文播放觸發(fā)信息對應(yīng)的vr預(yù)置內(nèi)容；

運(yùn)動(dòng)模擬裝置，用于接收第二控制報(bào)文，根據(jù)第二控制報(bào)文做對應(yīng)于所述vr預(yù)置內(nèi)容的矢量運(yùn)動(dòng)，使得附著在運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的vr體驗(yàn)者體驗(yàn)到與vr預(yù)置內(nèi)容相匹配的運(yùn)動(dòng)知覺。

在本實(shí)施例中，vr體驗(yàn)者坐在運(yùn)動(dòng)模擬裝置上，該運(yùn)動(dòng)模擬裝置可以設(shè)計(jì)為座椅、汽車、坦克、飛行器、潛艇、自行車等的模型。通常運(yùn)動(dòng)模擬裝置有一個(gè)底座，底座安裝在地面上，底座相對地面是靜止的。底座上面的活動(dòng)部分(比如是座椅)在驅(qū)動(dòng)單元的作用下相對底座或地面做矢量運(yùn)動(dòng)，該矢量運(yùn)動(dòng)帶給騎坐在上面的vr體驗(yàn)者運(yùn)動(dòng)知覺(如加速推力、自由落體的失重感、垂直上升的加重感)，從而將運(yùn)動(dòng)知覺反饋給vr體驗(yàn)者。

本實(shí)施例，捕捉傳感器采用lighthouse，也可以采用頭顯等其他傳感器監(jiān)測技術(shù)，例如還可以是語音或其他傳感器。捕捉傳感器可監(jiān)測到vr體驗(yàn)者的前傾或后仰等動(dòng)作，獲取vr體驗(yàn)者的觸發(fā)信息，例如同步時(shí)間、位移大小、方向、加速度、速度等，即觸發(fā)信息包括同步時(shí)間、位移大小、方向、加速度、速度中的一種或多種信息，捕捉傳感器將獲取的觸發(fā)信息發(fā)送給控制裝置。需要說明的是，觸發(fā)信息里可以帶有同步時(shí)間，也可以不帶，不帶同步時(shí)間時(shí)，各設(shè)備使用自己的自帶時(shí)鐘，容易產(chǎn)生時(shí)間偏差，再加上信號(hào)采集、傳輸、3d渲染過程產(chǎn)生的時(shí)延，使vr系統(tǒng)中各設(shè)備對同一動(dòng)作的反應(yīng)往往不同步。因此，優(yōu)選地，觸發(fā)信息中帶有同步時(shí)間，以便在后續(xù)生成第一控制報(bào)文、第二控制報(bào)文時(shí)帶有同步時(shí)間，使得vr顯示設(shè)備、運(yùn)動(dòng)模擬裝置根據(jù)同步時(shí)間進(jìn)行同步。

控制裝置一般是中央處理器或其他可編程的處理器，將從捕捉傳感器獲取的觸發(fā)信息轉(zhuǎn)換成第一控制報(bào)文和第二控制報(bào)文，分別用來控制vr顯示裝置和運(yùn)動(dòng)模擬裝置。該第一控制報(bào)文和第二控制報(bào)文滿足vr顯示裝置和運(yùn)動(dòng)模擬裝置的處理要求，由控制裝置同時(shí)向vr顯示裝置和運(yùn)動(dòng)模擬裝置傳遞。

控制裝置根據(jù)觸發(fā)信息生成第一控制報(bào)文時(shí)，主要是根據(jù)觸發(fā)信息，選擇與觸發(fā)信息中方向、速度、加速度、位移大小等對應(yīng)的vr預(yù)置內(nèi)容，并將同步時(shí)間及選擇的vr預(yù)置內(nèi)容編號(hào)等參數(shù)攜帶在第一控制報(bào)文中。

vr預(yù)置內(nèi)容一般為vr影視動(dòng)畫、vr游戲、vr教育培訓(xùn)內(nèi)容等，是具備預(yù)設(shè)劇情、預(yù)設(shè)人物、預(yù)設(shè)道具、預(yù)設(shè)地圖建筑等虛擬世界，同時(shí)能根據(jù)vr體驗(yàn)者的外部輸入(包括體感、按鍵、語音或運(yùn)動(dòng)路線、力度等)產(chǎn)生對應(yīng)的交互反應(yīng)，而這些交互反應(yīng)大多數(shù)是預(yù)置在內(nèi)容里，根據(jù)vr體驗(yàn)者的輸入信息選擇不同的動(dòng)作反應(yīng)。

控制裝置根據(jù)觸發(fā)信息生成第二控制報(bào)文時(shí)，主要是根據(jù)生成第一控制報(bào)文時(shí)選擇的vr預(yù)置內(nèi)容，生成運(yùn)動(dòng)模擬裝置矢量運(yùn)動(dòng)的方向、加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)等控制運(yùn)動(dòng)模擬裝置進(jìn)行矢量運(yùn)動(dòng)的參數(shù)，在第二控制報(bào)文中攜帶同步時(shí)間、矢量運(yùn)動(dòng)的方向、加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)、振動(dòng)頻率等一種或多種參數(shù)，控制運(yùn)動(dòng)模擬裝置運(yùn)動(dòng)，使得運(yùn)動(dòng)模擬裝置的矢量運(yùn)動(dòng)能夠與vr預(yù)置內(nèi)容中的動(dòng)作相匹配，給vr體驗(yàn)者相同的運(yùn)動(dòng)知覺。

需要說明的是，控制裝置根據(jù)觸發(fā)信息生成第一控制報(bào)文、第二控制報(bào)文，其中觸發(fā)信息、第一控制報(bào)文、第二控制報(bào)文包含的參數(shù)，根據(jù)不同的vr內(nèi)容也不相同。例如有些vr，觸發(fā)信息只需要同步時(shí)間和方向，而對于另一些vr，觸發(fā)信息則需要加上加速度、速度、位移大小等，將來隨著技術(shù)的發(fā)展，還可能需要更多的參數(shù)信息。同樣第一控制報(bào)文、第二控制報(bào)文中攜帶的信息，也根據(jù)具體的控制需要來攜帶，本實(shí)施例不限于控制報(bào)文中攜帶的具體參數(shù)。

vr顯示裝置接收到此第一控制報(bào)文后，解析出其攜帶的參數(shù)，通過vr算法渲染播放vr預(yù)置內(nèi)容，在播放的vr預(yù)置內(nèi)容中根據(jù)所述觸發(fā)信息調(diào)整vr中的動(dòng)作。從而在播放的vr內(nèi)容中，根據(jù)vr體驗(yàn)者的動(dòng)作，使得vr內(nèi)容中vr體驗(yàn)者對應(yīng)的人物做出相應(yīng)的動(dòng)作。vr內(nèi)容中vr體驗(yàn)者對應(yīng)的人物的動(dòng)作是預(yù)先設(shè)置或?qū)崟r(shí)采集匹配生成的，通過觸發(fā)信息觸發(fā)在vr內(nèi)容中播放。

運(yùn)動(dòng)模擬裝置接收到第二控制報(bào)文后，解析出其攜帶的參數(shù)，主要是同步時(shí)間、矢量運(yùn)動(dòng)的方向、加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)等參數(shù)，控制驅(qū)動(dòng)單元工作，帶動(dòng)活動(dòng)部分做矢量運(yùn)動(dòng)，達(dá)到一種相對位移的效果。即vr體驗(yàn)者附著在運(yùn)動(dòng)模擬器的活動(dòng)部分上，相對于底座或地面做有速度、方向、頻率的矢量運(yùn)動(dòng)。使得附著在運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的vr體驗(yàn)者體驗(yàn)到與vr內(nèi)容中的動(dòng)作相匹配的運(yùn)動(dòng)知覺。

容易理解的是，vr體驗(yàn)者通過vr顯示裝置(例如vr眼鏡、或vr顯示器)，看到是虛擬現(xiàn)實(shí)場景，如運(yùn)動(dòng)場景，或其他游戲場景，體驗(yàn)到視覺和聽覺。通過運(yùn)動(dòng)模擬器，vr體驗(yàn)者感到一種和虛擬場景完全對應(yīng)、完全同步的運(yùn)動(dòng)知覺。從而達(dá)到視覺、聽覺、知覺的同步，得到更為真實(shí)的體驗(yàn)感，并減低視覺、聽覺、知覺的不同步引起的眩暈感。

具體地，將vr體驗(yàn)者的觸發(fā)信息體現(xiàn)在vr內(nèi)容中，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用，這里不再贅述。而運(yùn)動(dòng)模擬裝置，根據(jù)第二控制報(bào)文中攜帶的觸發(fā)信息進(jìn)行矢量運(yùn)動(dòng)，使得附著在運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的vr體驗(yàn)者體驗(yàn)到與vr內(nèi)容中的動(dòng)作相匹配的運(yùn)動(dòng)知覺，以下舉例進(jìn)行說明。

例如，捕捉傳感器捕獲人體的觸發(fā)信息，該觸發(fā)信息與運(yùn)動(dòng)模擬器的矢量運(yùn)動(dòng)有表1所示的對應(yīng)關(guān)系：

表1

捕捉傳感器捕獲的觸發(fā)信息，在vr顯示裝置中通過vr預(yù)置內(nèi)容進(jìn)行體現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)模擬裝置中以矢量運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)。例如觸發(fā)信息是向前下方的前傾，在vr中顯示為前進(jìn)。相應(yīng)地，運(yùn)動(dòng)模擬裝置產(chǎn)生的矢量運(yùn)動(dòng)是南向運(yùn)動(dòng)，即運(yùn)動(dòng)模擬裝置的活動(dòng)部分相對于底座產(chǎn)生相對位移，其方向是向南運(yùn)動(dòng)。

由于vr體驗(yàn)者(人)是位于運(yùn)動(dòng)模擬裝置之上的，人的移動(dòng)是受限或跟隨運(yùn)動(dòng)模擬裝置的。一般來說，運(yùn)動(dòng)模擬裝置是一個(gè)只能做往復(fù)運(yùn)動(dòng)(包括上下、左右、前后等六個(gè)方向)的平臺(tái)，由驅(qū)動(dòng)單元(包括數(shù)字電機(jī)或伺服電機(jī)等其他可數(shù)控的電機(jī)、液壓機(jī)械或其他動(dòng)力裝置)驅(qū)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)模擬裝置通過矢量運(yùn)動(dòng)來帶給vr體驗(yàn)者運(yùn)動(dòng)知覺，運(yùn)動(dòng)知覺通過方向、加速度、振動(dòng)(模擬顛簸)來體現(xiàn)。

方向的實(shí)現(xiàn)，如表1所示，運(yùn)動(dòng)模擬裝置的活動(dòng)部分可以實(shí)現(xiàn)6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖2所示，運(yùn)動(dòng)模擬裝置包括底座、驅(qū)動(dòng)單元和活動(dòng)部分，所述底座固定在地面上，所述驅(qū)動(dòng)單元與活動(dòng)部分通過傳動(dòng)軸連接，所述驅(qū)動(dòng)單元接收第二控制報(bào)文驅(qū)動(dòng)活動(dòng)部分相對于底座做矢量運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例另一種實(shí)現(xiàn)方式，也可以不設(shè)置底座，直接將活動(dòng)部分設(shè)置在驅(qū)動(dòng)單元上，關(guān)于運(yùn)動(dòng)模擬裝置的具體實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明不做限制。

活動(dòng)部分與驅(qū)動(dòng)單元通過傳動(dòng)軸(例如曲軸)相連，承受傳動(dòng)軸傳來的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(qū)動(dòng)活動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)，通過曲軸的不同部位與活動(dòng)部分結(jié)合，可以帶動(dòng)活動(dòng)部分在6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，也就是垂直的上下兩個(gè)方向，水平的前后左右四個(gè)方向。需要說明的是，運(yùn)動(dòng)模擬裝置實(shí)現(xiàn)6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，還有其他實(shí)現(xiàn)方式，例如還可以采用齒輪傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)的方式等等，這里不再贅述。

運(yùn)動(dòng)模擬裝置矢量運(yùn)動(dòng)的加速度與vr內(nèi)容中動(dòng)作的加速度之間成正比，從而能夠正確將vr內(nèi)容中的運(yùn)動(dòng)對應(yīng)的知覺反饋給vr體驗(yàn)者。假設(shè)vr內(nèi)容中的運(yùn)動(dòng)加速度為α，運(yùn)動(dòng)模擬裝置的加速度為α′，vr內(nèi)容中的運(yùn)動(dòng)位移為s，運(yùn)動(dòng)模擬裝置的位移為s′，則有如下公式：

s＝ns′；

α＝s/t²，α′＝s′/t²

α/α′＝n；

其中n為變量，具體根據(jù)運(yùn)動(dòng)模擬裝置的絕對可位移量及人體知覺模擬的最佳值來綜合設(shè)定。t為時(shí)間單位。當(dāng)n等于1時(shí)，α＝α′，運(yùn)動(dòng)模擬裝置真實(shí)模擬了vr內(nèi)容中的運(yùn)動(dòng)。而在現(xiàn)實(shí)中，運(yùn)動(dòng)模擬裝置的運(yùn)動(dòng)范圍有限，需要無限地模擬vr內(nèi)容中的運(yùn)動(dòng)，只能通過循環(huán)運(yùn)動(dòng)或比例壓縮實(shí)現(xiàn)。例如在某一方向上，活動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形或橢圓形或直線往復(fù)，通過圓形運(yùn)動(dòng)或橢圓形運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)甚至簡化為直線型的振動(dòng)。以圓形為例，有如下公式：

s′＝x*2πr；

r為圓形運(yùn)動(dòng)的半徑，也就是運(yùn)動(dòng)模擬裝置活動(dòng)部分的相對位移，x為圓形運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)。本實(shí)施例通過改變圓形運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)x，來匹配vr內(nèi)容中的無限距離移動(dòng)。x可以通過驅(qū)動(dòng)單元的轉(zhuǎn)速控制，就可以使得運(yùn)動(dòng)模擬裝置的加速度與vr內(nèi)容中運(yùn)動(dòng)的加速度相匹配，也就是成正比。

本實(shí)施例中，觸發(fā)信息、第一控制報(bào)文、第二控制報(bào)文均含有同步時(shí)間，vr顯示裝置、運(yùn)動(dòng)模擬裝置上都具有同步模塊，用來根據(jù)控制報(bào)文中攜帶的同步時(shí)間，來實(shí)現(xiàn)同步，保證vr體驗(yàn)者人體動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)模擬裝置的動(dòng)作、vr顯示裝置里的動(dòng)作完全同步。

具體地，假設(shè)觸發(fā)信息、第一控制報(bào)文、第二控制報(bào)文中包含的同步時(shí)間信息為t，t為捕捉傳感器捕獲vr體驗(yàn)者動(dòng)作的發(fā)生時(shí)間。vr顯示裝置與捕捉傳感器之間的延時(shí)為a1，時(shí)鐘調(diào)整值為b1；運(yùn)動(dòng)模擬裝置與捕捉傳感器之間的延時(shí)為a2，時(shí)鐘調(diào)整值為b2。則：

vr顯示裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下操作來實(shí)現(xiàn)同步：

接收第一控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間t，獲取延時(shí)a1和時(shí)鐘調(diào)整值b1；

先將vr顯示裝置的時(shí)鐘調(diào)整為t+b1，再將vr預(yù)置內(nèi)容播放時(shí)間調(diào)整為t+a1來進(jìn)行播放；

運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下操作來實(shí)現(xiàn)同步：

接收第二控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間t，獲取延時(shí)a2和時(shí)鐘調(diào)整值b2；

先將運(yùn)動(dòng)模擬裝置的時(shí)鐘調(diào)整為t+b2，再將運(yùn)動(dòng)模擬器對應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間設(shè)為t+a2。

具體地，vr顯示裝置接收到第一控制報(bào)文后，先將vr顯示裝置的時(shí)鐘調(diào)整為t+b1(先調(diào)整兩個(gè)設(shè)備的時(shí)鐘一致)，再將vr預(yù)置內(nèi)容播放時(shí)間調(diào)整為t+a1來進(jìn)行播放(保證vr預(yù)置內(nèi)容里的動(dòng)作和vr體驗(yàn)者人體動(dòng)作一致)；

運(yùn)動(dòng)模擬裝置接收到第二控制報(bào)文后，先將運(yùn)動(dòng)模擬器的時(shí)鐘調(diào)整為t+b2(先調(diào)整兩個(gè)設(shè)備的時(shí)鐘一致)，再將運(yùn)動(dòng)模擬器對應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間設(shè)為t+a2(保證運(yùn)動(dòng)模擬裝置的動(dòng)作和vr體驗(yàn)者人體動(dòng)作一致)。

其中，延時(shí)時(shí)間和時(shí)鐘調(diào)整值的時(shí)間可以通過如下方法獲取，以vr顯示裝置與捕捉傳感器之間的時(shí)間關(guān)系為例：

假設(shè)捕捉傳感器動(dòng)作捕捉時(shí)間為t1，vr顯示裝置接收第一控制報(bào)文的時(shí)間為t2，vr顯示裝置發(fā)送延時(shí)請求報(bào)文給捕捉傳感器，并接收捕捉傳感器反饋的響應(yīng)消息(攜帶接收延時(shí)請求報(bào)文的接收時(shí)間t4)，vr顯示裝置發(fā)送延時(shí)請求報(bào)文的時(shí)間為t3，捕捉傳感器接收延時(shí)請求報(bào)文后發(fā)送響應(yīng)消息的時(shí)間為t4。

根據(jù)如下公式計(jì)算延時(shí)a1和時(shí)鐘調(diào)整值b1：

延時(shí)a1＝((t2-t1)+(t4-t3))/2，

時(shí)鐘調(diào)整值b1＝((t2-t1)-(t4-t3))/2。

通過以上算法計(jì)算出調(diào)整值后，在后續(xù)處理中vr顯示裝置中自動(dòng)將調(diào)整值加入時(shí)鐘調(diào)整中，使得設(shè)備間的時(shí)鐘一致，并根據(jù)延時(shí)調(diào)整vr預(yù)置內(nèi)容的播放時(shí)間，從而使捕捉傳感器捕捉時(shí)間和vr顯示裝置的對同一動(dòng)作的處理時(shí)間達(dá)到同步。

根據(jù)同樣的原理，運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下步驟來獲取延時(shí)a2和時(shí)鐘調(diào)整值b2：

接收第二控制報(bào)文，記錄動(dòng)作捕捉時(shí)間為t1和接收第二控制報(bào)文的時(shí)間t5；

發(fā)送延時(shí)請求報(bào)文給捕捉傳感器，并接收捕捉傳感器反饋的響應(yīng)消息，記錄發(fā)送延時(shí)請求報(bào)文的時(shí)間t6和響應(yīng)消息中攜帶的捕捉傳感器接收延時(shí)請求報(bào)文的時(shí)間t7；

通過如下公式計(jì)算：

延時(shí)a2＝((t5-t1)+(t7-t6))/2，

時(shí)鐘調(diào)整值b2＝((t5-t1)-(t7-t6))/2。

需要說明的是，當(dāng)捕捉傳感器、vr顯示裝置和運(yùn)動(dòng)模擬裝置的時(shí)鐘足夠精確時(shí)，時(shí)鐘調(diào)整值b1和b2為0，即對個(gè)設(shè)備的本地時(shí)鐘不需要進(jìn)行調(diào)整，直接根據(jù)延時(shí)來計(jì)算vr預(yù)置內(nèi)容播放時(shí)間和運(yùn)動(dòng)模擬器對應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間。本實(shí)施例計(jì)算延時(shí)和時(shí)鐘調(diào)整值的方法為優(yōu)選方法，也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，人為設(shè)定不同的延時(shí)和時(shí)鐘調(diào)整值，使得vr體驗(yàn)者人體動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)模擬裝置的動(dòng)作、vr顯示裝置里的動(dòng)作完全同步。本技術(shù)方案大大減少了由于電路延時(shí)導(dǎo)致的眩暈感，提高了vr設(shè)備的使用效果。

綜上所述，本實(shí)施例分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。被動(dòng)式是主動(dòng)式的一種簡化形式，被動(dòng)式方案里沒有捕捉傳感器部分，而由vr預(yù)置內(nèi)容直接發(fā)送控制信息給運(yùn)動(dòng)模擬裝置。

主動(dòng)式：技術(shù)方案通過捕捉傳感器獲取vr體驗(yàn)者的觸發(fā)信息，通過運(yùn)動(dòng)模擬裝置模擬無限距離移動(dòng)，以及與vr內(nèi)容中運(yùn)動(dòng)相匹配的加速度。而現(xiàn)有技術(shù)方案只能在萬向平臺(tái)上進(jìn)行，只能模擬人體行走，無法模擬中高速度的移動(dòng)，也無法在有限空間里模擬無限距離移動(dòng)。

被動(dòng)式：技術(shù)方案直接通過vr預(yù)置內(nèi)容發(fā)送控制信息，通過運(yùn)動(dòng)模擬裝置模擬無限距離移動(dòng)，以及與vr內(nèi)容中運(yùn)動(dòng)相匹配的加速度。而現(xiàn)有技術(shù)方案只能在萬向平臺(tái)上進(jìn)行，只能模擬人體行走，無法模擬中高速度的移動(dòng)，也無法在有限空間里模擬無限距離移動(dòng)。

本實(shí)施例技術(shù)方案就是通過一個(gè)能夠被觸發(fā)信息控制的運(yùn)動(dòng)模擬裝置，vr體驗(yàn)者可以站著、坐著甚至騎在該運(yùn)動(dòng)模擬裝置上面，利用運(yùn)動(dòng)模擬裝置的相對位移模擬真實(shí)的運(yùn)動(dòng)，包括前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)向等，并可模擬路面的顛簸等，就像人是真實(shí)地坐在車上或者騎在馬上那般，可模擬無限距離的移動(dòng)。同時(shí)，vr眩暈很大程度上是由于視覺感覺到了運(yùn)動(dòng)，然而身體卻只是安安靜靜地坐著的，兩種感官在大腦內(nèi)形成沖突造成的，而運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)模擬裝置則使得兩種感受趨同，從而避免眩暈。本實(shí)施例技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)與虛擬現(xiàn)實(shí)場景類似的速度模擬和人體知覺模擬，解決了在虛擬現(xiàn)實(shí)場景中無限距離自由速度移動(dòng)的難點(diǎn)。從而使vr體驗(yàn)者的視覺和知覺趨同，進(jìn)而減低眩暈的產(chǎn)生。可廣泛應(yīng)用于有載具的移動(dòng)，比如汽車、坦克、飛行器、潛艇等，也可用于模擬人體或動(dòng)物的走、跑、跳等。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。