一、名稱：戰地體能訓練模擬器

二、整體介紹：

1.體驗者身處一個封閉空間的正中央，空間內部表面全部附著顯示器，包含地板(因為地板是平的，可以使用投影的方式實現)，經過視角上的設計，體驗者就像身處真實環境一樣。需要設計3D戰地地圖，以及游戲屬性的模擬敵人。

2.基于跑步機原理，加之各種傳感器，使跑步機能夠自動根據體驗者移動速度，移動方向做相應調整。使體驗者在跑步機上不管以多少速度，朝什么方位移動，體驗者始終處在密閉空間正中心。在體驗者移動的同時，封閉空間內的顯示器會根據體驗者身處位置做動態更新。最終形成的效果：體驗者就像在真實環境中移動，奔跑，轉向，眼睛看到的和自己身體的位置方位變化保持一致。比如人往前走，3D地圖顯示的場景往后移動。

3.然后配上激光信號槍支，以及附著在身體上的震動裝置(模擬被擊中的感覺)，增加真實體感。

4.多臺設備之間可以聯網對戰。

三、關于全方位跑步機原理詳細介紹

1.跑步機機械結構

（1）此跑步機沒有健身房跑步機前部的控制盤以及兩邊扶手，體驗著能夠接觸到的就只有腳踩的履帶。

（2）首先需要構建一個垂直向上的圓柱型坑洞，此坑洞靠近洞口上部位置內嵌16顆(具體多少顆，可以根據實際需要的精度去定)高強度橡膠球，橡膠球有一半在洞壁內，有一半裸露在洞壁外。橡膠球內嵌的部分連接有壓力傳感器，可以感知外部給它的力量。

（3）然后是跑步機的支撐柱，此支撐柱放入圓柱型坑洞內，支撐柱底部固定在坑洞底部，上部緊貼坑洞上部內嵌的橡膠球，經過尺寸的設計，無需外力，支撐柱可以安穩的固定在坑洞內。

（4）支撐柱上部是一個水平方向的360旋轉底盤，靠電機控制旋轉方向和速度。

（5）履帶部分跟健身房跑步機結構類似，只不過此跑步機履帶部分的整個結構是放置在支撐柱旋轉底盤上。

（6）考慮到戰地地形復雜多變，對于產生高度變化的場景，比如爬坡、下坡等、可以在支撐柱旋轉機構底部，再添加一個可以升降履帶部分的裝置，從而可以通過上下微調履帶部分，給體驗者在垂直方向上的力量反饋。

2.控制原理：

體驗者的身體移動動作會對整個跑步機結構產生的反作用力，此反作用力通過支撐柱反饋到圓柱型坑洞上部內嵌的16顆橡膠球，跟橡膠球連接的16個壓力傳感器，會將檢測到的壓力傳送給計算機，計算機通過16個壓力數據，判斷體驗者給跑步機結構的反作用力大小和方向，經過力學算法計算，得知體驗者將要移動的方向和速度。移動速度數據會傳遞到跑步機履帶對應的電動機，帶動履帶轉動。移動方向數據會傳遞到支撐柱上部的旋轉底盤對應的電動機，帶動整個履帶裝置水平橫向旋轉。此計算過程是高速高頻率的，比如一秒鐘60次，使體驗者覺察不到調整過程。

四、還有一個事情沒解決：

當體驗者做大幅度轉向時，比如90度轉向，當履帶轉向時，體驗者的腳是踩在履帶上的，當急轉時，很可能會對體驗者的腳踝產生橫向的扭轉力，使體驗者骨折。

解決方案：

1.概述：可以制作一個特殊的鞋拖，通過束縛裝置包裹在體驗者的鞋上(如果不考慮成本，可以直接制造這樣的鞋)。此鞋拖底部有四個(或者更多)微型萬向輪，當履帶橫向轉動時，萬向輪可以化解橫向的扭轉力。當履帶沒有在轉向時，萬向輪通過內帶的剎車裝置固定。萬向輪的剎車裝置可以通過電子信號控制，并且剎車裝置的開與關與履帶是否在做轉向操作保持一致。

2.萬象輪結構：類似于超市手推車的萬向輪，但是比那個要小很多，而且每個萬向輪有兩個剎車裝置，分別控制輪子的轉動和輪子支撐架的轉動。

五、3D地圖和顯示控制

現在3D游戲技術已經很成熟，深層的我也不懂。在這里我說一下顯示器顯示場景和地點怎么和體驗者的運動保持同步：

3D地圖中，作為一個游戲人主體，在3D地圖中是有位置和方位信息的。當體驗者在跑步機上向前走了一步，跑步機的履帶會按照一定速度旋轉，跑步機履帶旋轉產生的位移即為體驗者移動的距離，此距離應該實時按照一定的比例傳遞到游戲系統中，更新游戲主體在3D地圖中的位置。方位信息也是一樣的。

六、射擊

類似于游戲廳里面的仿真槍射擊游戲，靠激光信號來捕捉射擊目標，并反饋到3D地圖中，如果擊中了敵人，游戲系統會做出反饋，并顯示到顯示器中。

在射擊時，以及被擊中時，身體上附著的震動裝置，會做出震動反饋，模擬真實體感。

七、此專利可以將跑步機履帶部分單獨使用

改造現有跑步機，去除手工控制速度方式，添加傳感器之后，讓履帶旋轉速度根據運動者奔跑速度自動調整，這樣跑步鍛煉會感覺自由很多。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的战地体能训练模拟器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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