技术领域
[0001] 本实用新型属于游戏设备技术领域，涉及到一种新型VR碰碰车，尤其是一种基于虚拟现实和超宽带定位技术的碰碰车游戏系统。
背景技术
[0002] 常规碰碰车，俗称
电网式碰碰车，是一种比较老的游戏设备。这种设备需要在场地上方或地面铺上一层导电板，给碰碰车进行供电。其缺点是供电系统复杂，一旦出现故障，维修起来需要耗费一定的时间和人
力。
[0003] VR虚拟现实技术是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等
接口设备，在计算机上生成可交互的三维环境，供用户体验的技术。目前，VR虚拟现实技术以其特有的自主性、交互性、存在感、多
感知性等优点，广泛应用于娱乐、医疗、工业仿真、游戏、虚拟现实、教育等多种领域。
[0004] 超宽带定位技术的原理是通过在固定
位置布设基站，定位目标携带标签在，标签利用脉冲
信号发射超快带信号，基站接收放大后，经同步分配器校准接收机时钟，计算出定位标签信号到达不同接收机的时间差，再将信息通过网线或WIFI网传输到交换机与
服务器，在服务器
软件中利用事先写入的
算法进行位置解算，实时显示全局标签位置并保存信息。超宽带定位技术以其定位准、范围大、多视图、
锁定快、抗干扰、高容量等优势，广泛应用于金融、建筑、高端安保、企业事业单位、虚拟现实等各个领域。
[0005] 本实用新型就是将VR虚拟现实技术和超宽带定位技术结合起来应用于传统的碰碰车娱乐项目中，设计出一种新型的VR碰碰车游戏系统，给玩家以更加真切、丰富的体验。实用新型内容
[0006] 本实用新型将虚拟游戏和传统碰碰车游乐项目相结合，采用VR虚拟现实技术和超宽带定位技术将实体碰碰车的运动映射到虚拟游戏中，使得虚拟游戏场景十分丰富，打破了传统碰碰车的局限性，使得碰碰车游乐项目玩法更加丰富，适合人群范围也得到扩大。
[0007] 本实用新型所采用的技术方案是：
[0008] 基于虚拟现实技术和超宽带定位技术的碰碰车游戏系统，包括在游戏区域内设置的超宽带定位设备、服务器、交换机、无线wifi单元和若干只实体碰碰车，游客头戴VR设备并驾驶碰碰车，每只碰碰车的前后端分别设置有定位标签，超宽带定位设备用于接收定位标签发射的位置信息并通过交换机传送至服务器；VR设备用于显示设定的虚拟游戏场景，并通过无线wifi单元从服务器中获取碰碰车的位置信息。
[0009] 进一步地，所述的超宽带定位设备包括一个主定位基站和四个从定位基站，从定位基站设置在游戏区域的四个
角落，主定位基站设置在游戏区域的中部。
[0010] 进一步地，碰碰车为彩色玻璃
钢外壳，碰碰车的外部设置有安全缓冲
橡胶。
[0011] 进一步地，碰碰车以
蓄电池为电源，采用直流
电机驱动。
[0012] 进一步地，碰碰车内设置有电控装置，实现灯光、音乐、速度和时间的控制。
[0013] 进一步地，碰碰车内设置通信
电路板，通过RS-485串行接口将VR设备和模拟枪炮发射按钮信息进行联接。
[0014] 进一步地，游戏区域
外圈设置有防撞护栏。
[0015] 本实用新型的有益效果是：
[0016] (1)本实用新型的基于虚拟现实技术和超宽带定位技术的碰碰车游戏系统，解决了现有碰碰车玩法单一，打破传统碰碰车的局限性，使得碰碰车游乐项目玩法更加丰富，适合人群得到扩大，是情侣拍拖、亲子游乐、上班族释放等很好的选择。虚拟游戏场景更加丰富，实现了玩家更大空间内的自由移动和多人交互，让玩家体验更加舒畅，能够扩大消费人群，增加收益。
[0017] (2)本实用新型采用主定位基站和四个从定位基站组成的超宽带定位设备，实现了碰碰车上前后定位标签的精确定位，从而获得了碰碰车的位置和角度方位信息，并与VR设备的游戏场景相融合，加上音乐、灯光和模拟枪炮发射等的介入，实现了游客的浸入式游戏，增加了玩家的参与性和体验性。
[0018] (3)该VR一体机支持可安装的软件运行环境，开发者无需重新开发
框架或
内核，很容易完成VR游戏或视频内容的移植工作，相比于传统VR设备，更便捷，更清晰。该VR一体机，将虚拟游戏画面实时地显示在屏幕上，玩家会有一种很好的
沉浸感，由于定位准、延迟低，玩家在体验的过程中基本不会产生眩晕或不适感。
附图说明
[0019] 图1为本实用新型碰碰车游戏系统的组成原理示意图；
[0020] 图2为本实用新型超宽带定位设备组成结构图；
[0021] 图3为本实用新型超宽带定位设备与碰碰车联接示意图；
[0022] 图4为本实用新型系统软
硬件组成
框图。
[0023] 附图标记为：1—防撞护栏；2—碰碰车；3—游客；4—VR设备；5—服务器；6—从定位基站；7—主定位基站；8—游戏区域；9—无线模
块；10—定位标签。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
[0025] 如图1和图2所示，本实用新型基于虚拟现实技术和超宽带定位技术的碰碰车游戏系统，包括在游戏区域内设置的超宽带定位设备、服务器5、交换机、无线wifi单元和若干只实体碰碰车2，游客3头戴VR设备4并驾驶碰碰车2，每只碰碰车2的前后端分别设置有定位标签10，超宽带定位设备用于接收定位标签10发射的位置信息并通过交换机传送至服务器5；VR设备4用于显示设定的虚拟游戏场景，并通过无线wifi单元从服务器5中获取碰碰车2的位置信息。
[0026] 头戴VR设备4采用一体式虚拟现实设备，该设备自带了移动计算、图形处理平台，不需要连接PC，不使用线路连接，戴在头上，可以在一定范围内随意地走动，可以相当于真实世界1:1视角映射那样观看事物，设备屏幕上显示的画面也会更贴切地对应视角变化发生变化。VR一体机支持可安装的软件运行环境，开发者无需重新开发框架或内核，很容易完成VR游戏或视频内容的移植工作，相比于传统VR设备，更便捷，更清晰。VR一体机将虚拟游戏画面实时地显示在屏幕上，玩家会有一种很好的沉浸感。本实用新型的头戴VR设备内置VR游戏软件一套，VR游戏
软件包含了需要映射到VR显示屏幕的所有内容包括场景画面、虚拟碰碰车、特效等。
[0027] 首先选择一个按比例要求的场地，放置实体碰碰车，安装超宽带定位设备和服务器，实体碰碰车上安装前后定位标签并配置一套虚拟现实设备供游客佩戴。碰碰车安装前后定位标签，是为了确定VR游戏场景中虚拟碰碰车的方向。
[0028] 图2中场地中有十个实体碰碰车2，每个碰碰车前后各安装一个定位标签10，用来记录实体碰碰车的运动位置和角度方位信息。定位标签10没有复杂的侧向天线，升级扩展方便，环境兼容性好，具有一定的抗多径能力。
[0029] 本实用新型的定位技术采用超宽带定位技术，超宽带定位技术是一种TDOA和RTLS相结合的定位技术。TDOA(Time Difference Of Arrival，到达时间差)是一种无线定位技术，是一种利用时间差进行定位的方法，通过获取不同基站之间的信号传送时间差，采用三个不同的基站可以测到两个TDOA，移动站位于两个TDOA决定的双曲线的交点上。RTLS(Real Time Location Systems，实时定位系统)，是利用无线通讯技术，在
指定的空间范围内，实时的或者接近实时的特定目标定位，目标的位置信息则是通过测量
无线电波的物理特性来取得。RTLS的基本原理是：定位标签或者无线设备周期性地发出无线信号，接收站接收到信号后,将信号传送给定位服务器，定位服务器根据信号的强弱或信号到达时差判断标签或无线设备所处位置。
[0030] 本实用新型的超宽带定位设备包括一个主定位基站7和四个从定位基站6设置在游戏区域内，从定位基站6设置在游戏区域的四个角落，主定位基站7设置在游戏区域的中部，用于接收定位标签10的位置信息，进而反映得到碰碰车2的位置和方位角度信息。每个基站有1个WAN口，4个LAN口，每个基站通过交换机联接至服务器。服务器用来5接收基站发过来的位置信息并进行保存。定位基站固定在已知位置，作为位置基准，用来接收标签发射的UWB信号，并通过网络传输层，将定位信息传至信息平台，保存于服务器上。主定位基站7还向各从定位基站6发射
同步信号，保证各个定位基站获得统一的时钟，以便获得标签发射的信号到达不同基站的时间差。
[0031] 实体碰碰车采用新式的电瓶碰碰车，电瓶碰碰车以
蓄电池为电源，用直流电机驱动，周边安装了安全缓冲橡胶，外壳采用了色彩鲜艳美观耐用的玻璃钢制造，机内的电控装置能准确地控制整机的运行时间、音乐、灯光等电器元件的工作，还设置了模拟枪炮发射装置，丰富了游戏种类。实体碰碰车安全措施有：弹性
保险杠、安全带、六
自由度弹簧减震器全方位阻力缓冲。游戏区域外圈设置有防撞护栏1。
[0032] 游戏中，玩家脚踩前进
脚踏板，碰碰车向前运动，改变位置信息，通过超宽带定位技术，将碰碰车的前进运动实时地映射到VR游戏中，并显示在屏幕中。玩家脚踩后退脚
踏板，碰碰车向后运动，通过超宽带定位技术，将碰碰车的后退运动实时地映射到VR游戏中，并显示在屏幕中。玩家转动
方向盘，碰碰车将向左或向右转向，通过超宽带定位技术，将碰碰车的转向信息实时地映射到VR游戏中，并显示在屏幕中。玩家碰碰车被撞时，碰碰车将向反方向运动，通过超宽带定位技术，将碰碰车的变向运动实时地映射到VR游戏中，并显示在屏幕中。通信
电路板安置在实体碰碰车内，使用RS-485串行
通信接口将硬件通信电路板和VR游戏连接起来，玩家的发射按钮信息将实时地传送到VR游戏中。
[0033] 图3中实体碰碰车安装有电控装置，控制外部的音乐、灯光、速度和开车时间，并通过超宽带定位系统将实体碰碰车的位置方位信息实时地映射到VR游戏中；同时将发射按钮信息通过通信电路板映射到VR游戏中；通过VR一体机屏幕实时地显示VR游戏画面给玩家，给玩家浸入式感觉。
[0034] 图4中，玩家带上VR一体机之后，在系好安全带后就可以开始游戏。正式开始游戏之前，玩家拍摄
正面头部照片上传于图片转换成模型软件，把玩家照片转换成模型，用于虚拟游戏场景之中。然后玩家可以转动方向盘选择场景，不同的游戏场景有不同的玩法，相互对撞、射击和抢夺金币。还可以选择游戏模式，选择组队模式或单人模式。碰碰车前后设置有前标签和后标签，确定了车辆的位置和方位，自由移动和转向等运动信息通过标签上传于基站，基站将运动信息上传于服务器，服务器对运动信息进行处理；VR游戏软件通过无线路由WIFI获取实体碰碰车的运动信息并映射到虚拟游戏场景当中；VR游戏软件通过虚拟现实设备，将虚拟游戏场景画面显示给玩家。
[0035] 本实用新型虚拟游戏场景更加丰富，实现了玩家更大空间内的自由移动和多人交互，让玩家体验更加舒畅，能够扩大消费人群，增加收益。
[0036] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，上述实施方式和
说明书只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。
