一种沉浸式5d投影内舱室
阅读说明：本技术 一种沉浸式5d投影内舱室 (Immersive 5D projection inner cabin ) 是由 陈海龙 张航 庞福振 腾瑶 巩庆涛 李海超 高聪 杜圆 李玉慧 于 2021-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明属于船舶舱室内部环境设计技术领域,提供一种沉浸式5D投影内舱室,使用外采集设备采集环境信息,并将环境信息处理后形成环境信号传送至中央处理器。中央处理器将环境信号处理成驱动终端设备动作的第一控制信号,并将第一控制信号传送至终端设备控制器。终端设备控制器将第一控制信号分通道形成第一控制分信号,并将各第一控制分信号分别传送至对应的终端设备。终端设备中的投影设备将摄像头采集的图像信息投射在舱室内。音响播放收声器采集的声音信息。送风设备根据温度传感器采集的温度信息和压力传感器测得的风速信息,向舱室内模拟送风。本发明利用5D投影技术改善了长时间航行的内舱旅客的旅行体验。(The invention belongs to the technical field of internal environment design of ship cabins, and provides an immersive 5D projection internal cabin. The central processing unit processes the environment signal into a first control signal for driving the terminal equipment to act, and transmits the first control signal to the terminal equipment controller. The terminal equipment controller divides the first control signal into channels to form first control sub signals and respectively transmits the first control sub signals to corresponding terminal equipment. And the projection equipment in the terminal equipment projects the image information collected by the camera into the cabin. The sound equipment plays the sound information collected by the sound receiver. And the air supply equipment simulates air supply to the cabin according to the temperature information acquired by the temperature sensor and the air speed information measured by the pressure sensor. The invention improves the travel experience of the passengers in the inner cabin which sail for a long time by utilizing the 5D projection technology.)
技术领域
本发明涉及船舶舱室内部环境设计技术领域，具体涉及一种沉浸式5D投影内舱室。
背景技术
随着人们对海洋的不断探索与发展以及船舶工程技术的提升的，邮轮旅行作为一种新兴的旅行方式正受到大家的喜爱。邮轮是一种海洋中航行的旅游客轮，在长时间的航行过程中为旅客提供豪华的硬件设施和高质量服务，被称为“海上度假村”。然而为使邮轮收益的最大化，常常会设置内舱房，其空间较小且没有阳台，无法直接在房间中感受海上的微风，使得旅客航行体验大打折扣。如何设计一种内舱室，用以改善长时间航行的内舱旅客的旅行体验，成为了邮轮内装发展亟待解决的问题。
经检索，中国专利文献CN110155255A中公开了一种包括带有图像投影装置的居住空间的船。其中，舱室由至少三个连续的隔板垂直限定。这些隔板中的每一个是封死的，即，没有窗户或门的开口。居住空间还包括与三个隔板连续的天花板。天花板集成有机柜。机柜中放置有图像投影装置。图像投影装置分别定向成在三个隔板中的一个上投影各自的图像。机柜由至少一个板封闭。板具有用于来自装置的光束通过的开口。并且舱室包括床。床的头部的朝向与三个隔板中的第二隔板的方向相反。
上述舱室利用投影装置在隔板上呈现静态或者动态的图像，用以给在船舱中居住的乘员留下沉浸在这些图像或者影像中的印象，从而使得乘员忘记处在狭小空间中的感觉。虽然，在一定程度上可以改善乘员在舱室内的视觉体验，但是，难以满足乘员对海上航行度假的体验需求。
又如，中国专利文献CN209103779U中公开了一种5D餐厅。该餐厅包括服务器和具有包围式餐区投影屏幕的就餐区。就餐区内设有视频播放控制终端、投射在餐区投影屏幕上的餐区投影仪、音响、餐桌以及与餐桌对应的点餐控制终端。餐区投影仪和音响均连接视频播放控制终端。视频播放控制终端连接服务器。餐桌上设有餐桌投影屏幕、投射在餐桌投影屏幕上的餐桌投影仪以及设置在餐桌投影屏幕上的感测器。餐桌投影仪和感测器均与点餐控制终端连接。点餐控制终端与服务器连接。
上述餐厅在就餐区设置包围式的餐区投影屏幕，然后通过在餐区投影屏幕上播放视频，给进入就餐区的顾客呈现出一种沉浸式的餐饮环境，从而提高了用户的就餐体验。但是，餐厅与现有船舱的结构不同，该技术方案难以营造出模拟阳台房客户的居住环境。
其中，5D投影技术，从简单技术层面上来看，是在3D投影的基础上，融入了互动体验，提高了使用者的沉浸感。5D投影技术利用放映系统、特效设备和控制系统协同作用，共同刺激使用者的视觉、听觉、触觉、感觉等各个感官，营造出使人身临其境的整体效果。但是，现有技术中缺乏提供5D投影技术实际广泛应用的场景。
综上所述，在现有船舶的客舱中，结合5D投影技术，如何设计一种内舱室，用以实现模拟阳台房客户的居住环境，提升内舱乘员的旅行体验，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
发明的目的：改善了长时间航行的内舱旅客的旅行体验。
技术方案：一种沉浸式5D投影内舱室，包括舱室、中央处理器、终端设备控制器、外采集设备和终端设备；
所述外采集设备用于采集舱室外的环境信息，并将环境信息处理后形成环境信号传送至中央处理器，所述采集设备包括采集海面上图像信息的摄像头、采集声音信息的收声器、采集甲板上温度的温度传感器和测量风速的压力传感器；
所述中央处理器用于将环境信号处理成驱动终端设备动作的第一控制信号，并将第一控制信号传送至终端设备控制器；
所述终端设备控制器用于将第一控制信号分通道形成第一控制分信号，并将各第一控制分信号分别传送至对应的终端设备；
所述终端设备包括投影设备、音响和送风设备，所述投影设备将摄像头采集的图像信息投射在舱室内，所述音响播放收声器采集的声音信息，所述送风设备根据温度传感器采集的温度信息和压力传感器测得的风速信息，向舱室内模拟送风。
作为优选，中央处理器连接有用户控制终端，用户控制终端用于向中央处理器发送驱动终端设备动作的第二控制信号，终端设备控制器将第二控制信号分通道形成第二控制分信号，并将各第二控制分信号分别传送至对应的终端设备。如此设置，用户可根据自身感受自由地通过用户控制终端向中央处理器发出控制指令，切换或者调整当前的投影模式，例如将舱室外的图像信息转换为大型影视作品，进一步改善了内舱室的沉浸观赏体验，大大提升了旅行体验。
作为优选，用户控制终端为体感仪，体感仪用于捕获用户的动作信号，并将动作信号传送至中央处理器。如此设置，借助体感仪可以更好地获取用户的动作信号，不同的动作信号能够触发不同的投影内容，用以协助用户完成与投影内容的互动，在提升内舱成员旅行体验的同时，进一步提高内舱室中的娱乐性。
作为优选，终端设备还包括活动床，活动床的底部设置有压力缸，中央处理器获取船舶的航行信息，并根据航行信息处理分析出振动信号，振动信号通过终端设备控制器传送至压力缸，并控制压力缸运动。如此设置，活动床的模拟动作配合摄像头采集获得的投影内容，实现了给内舱乘员一种置身于带阳台的舱室中的体验，再配合送风设备模拟的海风，进一步给内舱乘员加强了内舱室具有落地窗的感受，加强了内舱乘员的沉浸感。
作为优选，投影设备包括投影仪和投影幕布，投影幕布设置在舱室的墙壁上，投影仪包括第一投影仪、第二投影仪和第三投影仪，第一投影仪设置在舱室的底面上，第二投影仪设置在舱室的左侧壁上，第三投影仪设置在舱室的前侧壁上。如此设置，经摄像头采集的海面上图像信息能够全方位的投影在舱室的顶面、右侧壁和后侧壁上，同时，在选择观看影片时，进一步加强了内舱乘员观影的沉浸感。
作为优选，投影设备包括图像处理模块，图像处理模块用于获取待投影到投影幕布上的多通道图像，并确定多通道图像中相邻通道图像的重叠区域，根据重叠区域对多通道图像实施拼接融合，形成投影图像。如此设置，有利于投影设备在舱室的不规则墙壁上实现大画面，多色彩的立体投影效果。
作为优选，投影设备包括偏振模块，偏振模块用于投影设备的射出光进行光学处理，形成立体投影。如此设置，利用偏振模块将投影设备的射出光进行分离，用户借助偏振光眼镜，大大提升了观影的立体感，同时，实现了立体场景的模拟，加强了环境特效的模拟展示。
作为优选，送风设备包括风机和送风管道，压力传感器测得的风速信息经中央处理器和终端设备控制器的处理后，控制风机运转，送风管道的出口设置在舱室的顶部。如此设置，加强了内舱室对强风天气的模拟真实度，有利于内舱乘员获得更加逼真的旅行体验。
有益效果：该沉浸式5D投影内舱室与邮轮内舱相比，提高了内舱房旅客的居住舒适度，除了能用投影设备观看影音作品外，利用采集舱室外环境信息的外采集设备，将声音、影像、温度和风速等信息传送至中央处理器，中央处理器在通过终端设备控制器驱动终端设备模拟环境特效，构造出虚拟的阳台，利用5D投影技术改善了长时间航行的内舱旅客的旅行体验。
附图说明
图1是本发明实施例中一种沉浸式5D投影内舱室的立体结构示意图；
图2是本发明实施例中一种沉浸式5D投影内舱室的原理框图。
附图标记：中央处理器1、用户控制终端2、终端设备控制器3、外采集设备4、环境信息5、舱室6、用户7、体感仪21、投影仪31、音响32、送风设备33、活动床34、投影幕布35、摄像头41、温度传感器42、压力传感器43。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图1-2所示的一种沉浸式5D投影内舱室，用以模拟阳台房客户的居住环境，提升内舱乘员的旅行体验。该内舱室利用采集舱室外环境信息的外采集设备，将声音、影像、温度和风速等信息传送至中央处理器，中央处理器在通过终端设备控制器驱动终端设备模拟环境特效，构造出虚拟的阳台，进而使得内舱乘员最大程度上的获得海上旅行的体验。
如图1所示，一种沉浸式5D投影内舱室，包括中央处理器1、终端设备控制器3、外采集设备4、终端设备和舱室6。外采集设备4和终端设备控制器3均与中央处理器1相连。终端设备均通过终端设备控制器3与中央处理器1相连。
外采集设备4用于采集舱室6外的环境信息5，并将环境信息5处理后形成环境信号传送至中央处理器1。采集设备4包括采集海面上图像信息的摄像头41、采集声音信息的收声器、采集甲板上温度的温度传感器42和测量风速的压力传感器43。
中央处理器1用于将环境信号处理成驱动终端设备动作的第一控制信号，并将第一控制信号传送至终端设备控制器3。
终端设备控制器3用于将第一控制信号分通道形成第一控制分信号，并将各第一控制分信号分别传送至对应的终端设备。
终端设备包括投影设备、音响32和送风设备33。投影设备将摄像头41采集的图像信息投射在舱室6内。音响32播放收声器采集的声音信息。送风设备33根据温度传感器42采集的温度信息和压力传感器43测得的风速信息，向舱室6内模拟送风。
如图2所示，外采集设备4将在舱室6外采集到的环境信息5，处理后形成的环境信号传送至中央处理器1。中央处理器1将环境信号处理成第一控制信号，进而通过终端设备控制器3来驱动终端设备，从而实现对环境的模拟，提升内舱乘员的旅行体验。
其中，终端设备控制器3可选为PLC控制器。可通过预编程和内置算法对来自中央处理器1的第一控制信号进行处理，从而对布置在舱室内的投影仪31、音响32、送风设备33以及活动床34进行控制。
如图2所示，中央处理器1连接有用户控制终端2。用户控制终端2用于向中央处理器1发送驱动终端设备动作的第二控制信号。终端设备控制器3将第二控制信号分通道形成第二控制分信号，并将各第二控制分信号分别传送至对应的终端设备。如此设置，用户可根据自身感受自由地通过用户控制终端2向中央处理器1发出控制指令，切换或者调整当前的投影模式。例如，将舱室6外的图像信息转换为大型影视作品，进一步改善了内舱室的沉浸观赏体验，大大提升了旅行体验。
其中，用户控制终端2可选为体感仪21。体感仪21用于捕获用户的动作信号，并将动作信号传送至中央处理器1。如此设置，借助体感仪21可以更好地获取用户7的动作信号，不同的动作信号能够触发不同的投影内容，用以协助用户7完成与投影内容的互动。在提升内舱成员旅行体验的同时，进一步提高内舱室中的娱乐性。
如图1所示，投影设备包括投影仪31和投影幕布35。投影幕布35设置在舱室6的墙壁上。投影仪31包括第一投影仪、第二投影仪和第三投影仪。第一投影仪设置在舱室6的底面上。第二投影仪设置在舱室6的左侧壁上。第三投影仪设置在舱室6的前侧壁上。如此设置，经摄像头41采集的海面上图像信息能够全方位的投影在舱室6的顶面、右侧壁和后侧壁上。同时，在选择观看影片时，进一步加强了内舱乘员观影的沉浸感。
投影设备包括图像处理模块。图像处理模块用于获取待投影到投影幕布35上的多通道图像，并确定多通道图像中相邻通道图像的重叠区域。图像处理模块根据重叠区域对多通道图像实施拼接融合，形成投影图像。如此设置，有利于投影设备在舱室6的不规则墙壁上实现大画面，多色彩的立体投影效果。例如，多个投影仪31借助图像处理模块，利用多通道投影融合技术提供一个房间内的多面（四或六面)立方体投影显示空间。再配合音响32，制造一个沉浸式的立体三维视听的体验感。
投影设备包括偏振模块。偏振模块用于投影设备的射出光进行光学处理，形成立体投影。如此设置，利用偏振模块将投影设备的射出光进行分离，用户借助偏振光眼镜，大大提升了观影的立体感，同时，实现了立体场景的模拟，加强了环境特效的模拟展示。
例如，中央处理器1在采集实际信息后建模建立一个虚拟的3D场景。然后使用视觉特效渲染技术，将一个3D场景分成左眼画面和右眼画面。再将两个画面通过投影机投射到投影幕布上。在投影仪31前放置偏振光片对投影机射出光进行光学处理。然后借助特殊的偏振光眼镜，将投影机的光进行分离，从而实现用户观影的立体感。在场景或影片播放的同时，利用经过中央处理器1中的特效同步软件将预设在影片中的场景信息提取出来，通过集成电路板，将数字信息转化成电信号，从而控制各种终端设备，以达到对环境的模拟效果（如刮风、下雨、迎浪等）的模拟。一定程度上给予内舱房旅客与阳台房旅客同样的海上航行感受。
送风设备33包括风机和送风管道。压力传感器43测得的风速信息经中央处理器1和终端设备控制器3的处理后，控制风机运转。送风管道的出口设置在舱室6的顶部。如此设置，加强了内舱室对强风天气的模拟真实度，有利于内舱乘员获得更加逼真的旅行体验。
终端设备还包括活动床34，活动床34的底部设置有压力缸，中央处理器1获取船舶的航行信息，并根据航行信息处理分析出振动信号，振动信号通过终端设备控制器3传送至压力缸，并控制压力缸运动。如此设置，活动床34的模拟动作配合摄像头41采集获得的投影内容，实现了给内舱乘员一种置身于带阳台的舱室中的体验，再配合送风设备33模拟的海风，进一步给内舱乘员加强了内舱室具有落地窗的感受，并且3台投影仪的配合工作将在舱室的前侧，左侧以及顶部虚拟展现画面，使旅客沉浸在一个被投影画面包围的高级虚拟仿真环境中，其中，压力缸可选用气缸或者油缸。
终端设备还可以包括喷水设备，用以根据外采集设备中的湿度传感器采集的湿度信息，调节舱室6内部的湿度。终端设备也还可以包括座椅。座椅和活动床34一样，座椅的底部设置有压力缸。
当旅客选择观看船上提供影片时，除了三个投影仪提供沉浸式观影体验外，送风设备33和活动床34的配合，使得旅客在观影过程中镜头颠簸时，气压床震颤，在天气变化时，感受到刮风，提高设施的娱乐性，旅客获得更优质硬件服务和旅行体验。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。
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