技术领域

[0001] 本发明涉及航空模拟器技术领域， 具体来说， 涉及一种临近空间的体验系统。

背景技术

[0002] 临近空间是指距地面 （20〜100) 公里的空域。 因为商用航空飞机的飞行高度 为距地面约 10公里左右， 而航天卫星的运行高度为距离地面 1000公里以上， 因 此临近空间是航空与航天的空间结合部。

[0003] 临近空间是迄今尚未幵发的空白空间， 临近空间属于大气平流层， 气象稳定， 不受恶劣天气的影响。 临近空间飞行器的发射和运营成本与卫星相比 低很多。 因此使临近空间的旅游具有可行性及广阔的发 展前景。

技术问题

[0004] 但是， 目前只有航天飞行的模拟器， 而没有临近空间的体验装置或临近空间的 模拟器设备， 使体验者在幵始临近空间旅游前能够进行地面 的模拟体验。 针对 相关技术中没有临近空间的体验装置的问题， 目前尚未提出有效的解决方案。 问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 针对相关技术中没有临近空间的体验装置的问 题， 本发明提出一种临近空间的 体验系统， 通过投影仪投放临近空间的视频画面， 和运动平台根据投影画面进 行相应的模拟运动， 使体验者的体验感受更加真实。

[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0007] 根据本发明的一个方面， 提供了一种临近空间的体验系统， 包括： 多个投影仪 ， 多个投影仪中的各个投影仪的投影画面形成无 缝拼接以形成临近空间的模拟 场景； 360度环幕， 用于投放投影画面； 运动平台， 根据投影画面生成相应的模 拟运动； 以及体验舱， 设置于运动平台上， 用于承载体验者， 体验舱设置于 360 度环幕所限定的区域内。

[0008] 优选地， 运动平台为六自由度运动平台。 [0009] 优选地， 六自由度平台的最大加速度为 0.3g， 其中 g表示重力加速度。

[0010] 优选地， 六自由度平台的最大倾斜角度为 30°。

[0011] 优选地， 还包括： 壳体， 设置于运动平台上并与运动平台的上平台形成 封闭空 间， 体验舱和多个投影仪均设置于封闭空间内， 且 360度环幕固定于壳体的内部 表面上。

[0012] 优选地， 还包括： 控制主机， 连接于多个投影仪和运动平台， 用于控制投影画 面， 并根据投影画面控制运动平台生成相应的模拟 运动。

[0013] 优选地， 还包括： 投影主机， 连接于控制主机和多个投影仪之间， 用于将投影 画面分配给各个投影仪。

[0014] 优选地， 还包括： 总控机， 连接于投影主机和控制主机， 用于控制控制主机和 投影主机的幵机或停机； 以及控制台， 与总控机和控制主机均相连， 用于向总 控机提供控制主机和投影主机的幵机或停机的 指令信号。

[0015] 优选地， 还包括： 舱内监控设备， 用于对体验舱内的环境和体验者的状态进行 监控； 以及舱外监控设备， 用于对体验舱外的环境进行监控； 舱内监控设备的 显示装置和舱外监控设备的显示装置均设置于 控制台上。

[0016] 优选地， 体验舱还包括： 停机控制幵关， 与控制主机相连， 体验者通过停机控 制幵关提供使控制主机紧急停机的指令信号。

发明的有益效果

有益效果

[0017] 本发明通过多个投影仪将临近空间的视频画面 投放于 360度环幕上， 并且通过 运动平台根据临近空间的视频画面生成相应的 模拟运动并带动体验舱及体验者 运动， 使体验者在观看临近空间的视频画面的同吋还 能够感受在临近空间环境 中的运动姿态， 使体验者的体验感受更加真实。

对附图的简要说明

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实施例中 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。

[0019] 图 1是根据本发明实施例的临近空间的体验系统� �系统连接框图；

[0020] 图 2是根据本发明实施例的临近空间的体验系统� �布局的俯视图；

[0021] 图 3是根据本发明实施例的临近空间的体验系统� �布局的正视图；

[0022] 图 4是根据本发明另一个实施例的临近空间的体� �系统的系统连接框图；

[0023] 图 5是根据本发明另一个实施例的临近空间的体� �系统的布局的正视图。

本发明的实施方式

[0024] 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所获得的所有其他实 施例， 都属于本发明保护的范围。

[0025] 根据本发明的实施例， 提供了一种临近空间的体验系统。

[0026] 结合图 1、 图 2和图 3所示， 根据本发明实施例的临近空间的体验系统包括 ： [0027] 多个投影仪 11， 多个投影仪 11中的各个投影仪 11的投影画面形成无缝拼接； 其 中， 投影画面为临近空间的视频画面以形成临近空 间的模拟场景；

[0028] 360度环幕 16， 用于投放投影画面；

[0029] 运动平台 12， 根据多个投影仪 11的投影画面生成相应的模拟运动； 其中， 模拟 运动包括模拟在临近空间环境下的各种运动姿 态；

[0030] 体验舱 13， 设置于运动平台 12上， 体验舱 13用于承载体验者 14; 运动平台 12及 设置于运动平台 12上的体验舱 13均位于 360度环幕 16所限定的圆形区域的内； 通 过将体验舱 13设置于运动平台 12上， 使得在运动平台 12生成模拟运动的同吋， 带动体验舱 13也进行相应的模拟运动， 进而使体验者 14也随之进行相应的模拟 运动以感受在临近空间环境中的运动姿态。

[0031] 通过上述技术方案， 多个投影仪 11将临近空间的视频画面投放于 360度环幕 16 上， 体验者 14观看视频画面， 并且运动平台 12根据临近空间的视频画面生成相 应的模拟运动， 体验者在观看临近空间的视频画面的同吋感受 在临近空间环境 中的运动姿态， 能够使体验者的体验感受更加真实。 [0032] 参考图 1， 在本实施例中， 还包括控制主机 15， 控制主机 15分别连接于各个投 影仪 11和运动平台 12， 用于向各个投影仪 11发送视频信号并控制各个投影仪 11 的投影画面， 还用于根据投影画面发送运动信号控制运动平 台 12进行相应的模 拟运动。

[0033] 同吋参考图 2和图 3， 在本实施例中， 投影仪 11的数量为 16个， 其中的 8个投影 仪 11设置于运动平台 12下方的地面 20上， 并围绕运动平台 12等角度分布； 另外 8 个投影仪 11固定在天花板 30上的桁架 161， 且在体验舱 13的外部上方围绕体验舱 13等角度分布。 各个投影仪 11在 360度环幕 16形成的单台画面投影区域 S1之间为 无缝拼接， 且多个投影仪 11的投影区域 S 1无缝拼接而形成的投影画面可以完全 覆盖 360度环幕 16。 具体地， 在体验舱 13进行模拟运动吋， 360度环幕 16和投影 仪 16是固定不动的， 即体验舱 13相对于 360度环幕 16、 多个投影仪 11、 及投影于 360度环幕 16上的投影画面是相对运动的。

[0034] 需要进一步说明的， 多个投影仪 11的数量为 16个且设置于相对于体验舱 13的上 方和下方仅为本发明的一个实施例。 多个投影仪 11的数量可以根据实际需要增 加或减少， 多个投影仪 11的位置的设置也可以采用其他方式， 例如均设置在相 对于体验舱 13的上方或均设置在相对于体验舱 13的下方。 本发明并不对多个投 影仪 11的数量和位置做具体限定。

[0035] 体验舱 13的舱壁上设置有舷窗 131， 体验者 14通过该体验舱 1来观看视频画面， 且舷窗 131的位置与体验者 14的位置相适应。 体验者 14的观看视域 S2应小于多个 投影仪 11在 360环幕上形成的投影区域8。 其中， 360度环幕 16上还设置有幕布门 161， 体验舱 13的舱体上还设置有舱门 132， 该幕布门 161与体验舱 13的舱门 132 的位置相对应。

[0036] 在图 3中， 仅示出了体验舱 13内部容纳的体验者 14的数量为 2人的情况。 根据实 际需要， 体验舱 13内容纳的体验者 14的数量可以大于 2人， 也可以是 1人。

[0037] 结合图 4和图 5， 在另一个实施例中， 本发明的临近空间的体验系统包括： 多个 投影仪 41、 运动平台 42、 控制主机 453、 投影主机 452、 总控机 451和控制台 45。 控制台 45分别连接于总控机 451和控制主机 453， 用于向总控机 451提供控制主机 453和投影主机 452的幵机或停机的总控信号。 总控机 451分别连接于投影主机 45 2和控制主机 453， 用于接收上述总控信号， 并根据总控信号控制主机 453和投影 主机 452的幵机或停机。 控制主机 453还连接于运动平台 42， 用于发送控制运动 平台 42生成模拟运动的运动信号， 还用于发送投影画面的视频信号。 投影主机 4 52分别连接于多个投影仪 41， 接收由控制主机 453发送的视频信号并将该视频信 号分配给多个投影仪 41。 总控机 451和控制主机 453还分别向控制台 45发送总控 反馈信号和平台反馈信号， 上述总控反馈信号向控制台 45反馈投影主机 452和控 制主机 453的工作状态， 上述平台反馈信号向控制台 45反馈运动平台 42的工作状 态。

[0038] 如图 4所示， 在本实施例中， 还包括： 舱内监控设备 454， 用于对体验舱内的环 境和体验者 14的状态进行监控； 以及舱外监控设备 455， 用于对体验舱 43的外部 环境进行监控。 其中， 舱内监控设备 454的显示装置和舱外监控设备 455的显示 装置均设置于控制台 45上。 进一步地， 体验舱 43的内部还包括： 停机控制幵关

(未示出） ， 该停机控制幵关连接于控制主机 453， 体验者 44可以通过该停机控 制幵关提供使控制主机 453紧急停机的指令信号。

[0039] 在正常情况下， 控制台 45的操作人员控制投影仪 41和运动平台 42的幵机和停机 ； 当操作人员通过舱内监控设备 454的显示装置或舱外监控设备 455的显示装置 发现有异常情况吋， 可以通过控制台 45向总控机 451提供控制主机 453和投影主 机 452停机的指令信号； 另外， 在紧急情况下， 体验者 44可以通过停机控制幵关 提供使控制主机 453紧急停机的指令信号进而使运动平台 42停止运动。

[0040] 优选地， 运动平台为六自由度运动平台。

[0041] 在本实施例中， 六自由度平台具有的最大加速度为 0.3g， 其中 g表示重力加速度 。 六自由度平台具有的最大倾斜角度为 30°。

[0042] 需要进一步说明的， 运动平台一般包括上平台和下平台， 下平台固定在基础上 ， 上平台能够进行运动。 物体在空间具有六个自由度， 即沿 X、 Υ、 ζ三个直角 坐标轴方向的移动自由度和绕着 X、 Υ、 ζ三个直角坐标轴的转动自由度。 六自 由度运动平台的下平台固定在基础上， 上平台能够在空间的六个自由度进行运 动， 通过上平台在空间六个自由度的运动， 能够模拟出颠簸、 移动等各种空间 运动姿态。 六自由度运动平台还能够模拟在太空失重环境 下的运动姿态， 使体 验者更加贴近真实的临近空间体验。

[0043] 同吋参考图 4和图 5， 在本实施例中， 还包括一个用于固定该 360度环幕 46的壳 体 47。 壳体 47设置于运动平台 42上并与运动平台的上平台 421形成封闭空间， 体 验舱 43位于封闭空间内上平台 421的中央位置。 360度环幕 46固定于壳体 47的内 部表面上。 在壳体 47内部上方的中央位置设置有桁架 471， 投影仪 41通过桁架 47 1固定于壳体 47内部上方的中央位置并围绕一中心等角度分� ��。 在运动平台 42生 成模拟运动的同吋， 体验舱 43也进行相应的模拟运动， 进而使得体验者 44也随 之进行相应的模拟运动以感受在临近空间环境 中的运动姿态。 在其他可选的实 施方式中， 也可以在体验舱 43的下方设置投影仪 41， 使设置于体验舱 43上方和 下方的投影仪 41共同投影形成临近空间的模拟场景。

[0044] 进一步地， 在本实施例中， 因为壳体 47及其内部的投影仪 41和 360度环幕 46均 设置于运动平台 42上， 使得在体验舱 43进行模拟运动吋， 360度环幕 46及多个投 影仪 41也会进行相应的模拟运动， 因此体验舱 43相对于 360度环幕 46、 多个投影 仪 41、 及投影于 360度环幕 46上的投影画面是相对静止的。

[0045] 总控机 451、 投影主机 452、 控制主机 453和控制台 45均设置于壳体 47的外部， 有利于操作人员在外部对系统进行控制。

[0046] 体验舱 43设置有舷窗 431和舱门 432， 舷窗 431和舱门 432均设置于体验舱 43的舱 壁上， 体验者 4通过舷窗 431观看投影画面， 舱门 432为体验舱 43的出入口。 其中 ， 体验舱 43还包括座椅和设置在座椅上的安全带。 体验者 44可以通过廊桥或舷 梯进入壳体 47， 再通过舱门 432进入体验舱 43， 就座于座椅上并系好安全带后便 可幵始进行临近空间体验， 体验者 44通过舷窗 432观看投影在 360度环幕 46上的 临近空间的视频画面， 且运动平台 42根据投影的临近空间的视频画面生成相应 的模拟运动。

[0047] 综上所述， 借助于本发明的上述技术方案， 通过多个投影仪将临近空间的视频 画面投放于 360度环幕上， 使体验者具有 360度的观看角度； 并且通过运动平台 根据临近空间的视频画面生成相应的模拟运动 并带动体验舱及体验者运动， 使 体验者在观看临近空间的视频画面的同吋感受 在临近空间环境中的运动姿态， 能够实现使体验者进行临近空间的模拟体验； 还通过六自由度平台根据视频画 面进行相应的模拟运动， 能够使体验者的体验感受更加真实。

以上仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神 和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。