本申請(qǐng)要求2014年3月19日提交的、編號(hào)為61/955767的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)題為“對(duì)運(yùn)動(dòng)和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行解耦的方法和系統(tǒng)”，特此以引用全文的方式將其并入本申請(qǐng)。本申請(qǐng)要求2014年4月17日提交的、編號(hào)為61/981149的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)題為“軍事應(yīng)用的全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)”，特此以引用全文的方式將其并入本申請(qǐng)。本申請(qǐng)要求2014年5月29日提交的、編號(hào)為62/004550的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)題為“用于全向運(yùn)動(dòng)裝置的垂直移動(dòng)的支撐管系統(tǒng)”，特此以引用全文的方式將其并入本申請(qǐng)。本申請(qǐng)要求2015年1月2日提交的、編號(hào)為62/099426的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)題為“全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和設(shè)備”，特此以引用全文的方式將其并入本申請(qǐng)。本申請(qǐng)要求2015年3月2日提交的、編號(hào)為62/127261的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)題為“全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和設(shè)備”，特此以引用全文的方式將其并入本申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種可以與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)合使用的全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和設(shè)備，以及更具體地涉及全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及其相關(guān)組件的硬件布局和軟件方法。

背景技術(shù)：

本公開通常涉及一種可以與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)合使用的運(yùn)動(dòng)裝置。

在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，用戶通常希望有自由行走的能力。特別地，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中物理上地走動(dòng)或跑動(dòng)并將這種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化到虛擬環(huán)境的能力顯著地增加了虛擬環(huán)境中用戶的沉浸水平。然而，現(xiàn)實(shí)世界中的移動(dòng)常常被物理空間邊界(例如，用戶所在的房間的大小)限制。因此，運(yùn)動(dòng)裝置被設(shè)計(jì)成在將用戶限制在特定位置的同時(shí)向用戶提供自由行走的感覺。例如，很多運(yùn)動(dòng)裝置允許用戶在不離開具有有限尺寸的平臺(tái)的條件下在所述平臺(tái)上360度自由行走。傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)裝置包括機(jī)動(dòng)和非機(jī)動(dòng)的設(shè)計(jì)，它們可以與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境結(jié)合使用。

機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)裝置通常使用傳感器來(lái)檢測(cè)用戶的移動(dòng)并將反饋傳送給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)帶或滾輪，用戶在所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)帶或滾輪上移動(dòng)。這些帶或滾輪被操作以抵消用戶的移動(dòng)并使得在每個(gè)步驟之后用戶都返回平臺(tái)的中心部分。機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)裝置有很多缺陷。比如，因?yàn)闈L動(dòng)和機(jī)動(dòng)組件、傳感器、處理單元和反饋回路，機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)裝置通常復(fù)雜且昂貴。此外，滾動(dòng)和機(jī)動(dòng)組件需要復(fù)雜的算法以正確地抵消用戶的移動(dòng)。對(duì)馬達(dá)的不準(zhǔn)確反饋可能導(dǎo)致帶或滾輪的錯(cuò)誤移動(dòng)從而使得用戶失去平衡或漂離平臺(tái)中心。還可能會(huì)有用戶加速時(shí)反饋和響應(yīng)延遲的問(wèn)題，導(dǎo)致不正確的移動(dòng)或者太慢的響應(yīng)，可能會(huì)讓用戶離開平臺(tái)。進(jìn)一步地，因?yàn)閹Щ驖L輪的響應(yīng)移動(dòng)抵消用戶的移動(dòng)，用戶可能容易失去平衡而摔倒。

除了機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)裝置的操作問(wèn)題，這樣的裝置通常龐大而笨重，因此，不能被平均大小的住宅房間(例如游戲室、客廳或者臥室)容納并且很難分解成模塊件以運(yùn)輸和儲(chǔ)存。這樣的裝置必須龐大，以防止用戶在正確的系統(tǒng)響應(yīng)被處理之前離開平臺(tái)；因此，導(dǎo)致裝置不適合家用消費(fèi)者使用。

非機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)裝置沒有機(jī)動(dòng)組件，因此依賴于用戶的移動(dòng)和/或重力來(lái)讓用戶在每個(gè)步驟之后回到平臺(tái)中心。例如全向球軸承平臺(tái)，有上百個(gè)球軸承讓用戶在腰部環(huán)繞約束的同時(shí)能夠在原地走動(dòng)，其中約束用于保持用戶待在原地。全向球軸承平臺(tái)的一個(gè)主要問(wèn)題是用戶不會(huì)體驗(yàn)帶有跟-趾撞擊移動(dòng)的自然步態(tài)，而是體驗(yàn)到類似于在冰上行走的不穩(wěn)定步態(tài)。這種不穩(wěn)定導(dǎo)致腳跟和腳趾都不抬離裝置的拖著腳走的狀態(tài)，從而導(dǎo)致一種不自然的行走步態(tài)，降低了用戶在虛擬環(huán)境中的沉浸水平。此外，這些裝置通常因?yàn)橛卸鄠€(gè)滾動(dòng)組件而沉重且昂貴。

因此，存在對(duì)能夠允許用戶安全地接入虛擬環(huán)境，同時(shí)提供更加自然的步態(tài)行走的感覺的運(yùn)動(dòng)裝置的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文描述的實(shí)施例通常針對(duì)一種與虛擬環(huán)境技術(shù)一起使用的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，包括被配置成支撐用戶的平臺(tái)，被配置成在進(jìn)入所述平臺(tái)時(shí)支撐所述平臺(tái)和用戶的下平臺(tái)，與所述平臺(tái)耦合和從所述平臺(tái)以可變高度向上延伸的可調(diào)節(jié)支柱，其中安全帶支撐組件包括放置在平臺(tái)上方的、圍繞垂直中心軸延伸的支撐圈和被配置成由用戶佩戴的安全帶，安全帶包括可拆卸地耦合到支撐圈的一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)件。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于與虛擬環(huán)境技術(shù)一起使用的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括被配置成支撐用戶的平臺(tái)，耦合到平臺(tái)并從平臺(tái)向上延伸的支柱，其中支柱包括支撐圈，其位于平臺(tái)上方并圍繞垂直中心軸延伸，以及包括配置成由用戶佩戴的帶的安全帶，耦合到帶的一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)件，以及耦合到帶的垂直構(gòu)件?；瑒?dòng)件滑動(dòng)地嚙合支撐圈的上表面和下表面，且垂直構(gòu)件設(shè)置在支撐圈內(nèi)并被配置成限制接口結(jié)構(gòu)相對(duì)于支撐圈的徑向移動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的安全帶包括耦合到支撐框架的坐式安全帶，通過(guò)連接桿可拆卸地耦合到支撐框架的兩個(gè)上滑動(dòng)組件，其中上滑動(dòng)組件位于圈上方，通過(guò)垂直構(gòu)件可拆卸地耦合到所述支撐框架的兩個(gè)下滑動(dòng)組件，其中所述下滑動(dòng)組件位于所述圈下方。

在一個(gè)實(shí)施例中，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，該運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括被配置成支撐用戶的平臺(tái)、耦合到平臺(tái)的支柱和被配置成由用戶佩戴的安全帶。支柱包括定位在平臺(tái)上方并且圍繞垂直中心軸延伸的支撐圈，并且其中所述安全帶被配置成相對(duì)于支撐圈移動(dòng)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，例如配置成檢測(cè)、跟蹤并將用戶的運(yùn)動(dòng)傳送到印刷電路板的慣性測(cè)量單元(IMU)，被配置成向用戶顯示狀態(tài)信息的發(fā)光二極管(LED)，被配置成防止意外移除的布線系統(tǒng)和面板，以及與處理單元通信的視覺顯示器，以及被配置成由用戶操縱或使用的一個(gè)或多個(gè)附件。

用戶在全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的移動(dòng)可以由從一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如IMU)收集的數(shù)據(jù)來(lái)確定。一個(gè)或多個(gè)傳感器可以可拆卸地附接到用戶的鞋、安全帶、附件、頭部、臂或用戶或用戶附件上的任何其他位置。當(dāng)用戶在任意方向上開始移動(dòng)時(shí)，傳感器可以將原始陀螺數(shù)據(jù)流傳送(例如以100Hz)到聚合器板。聚合器板可以收集和分析數(shù)據(jù)以確定來(lái)自陀螺儀的垂直于運(yùn)動(dòng)方向的角速度(每秒的旋轉(zhuǎn)速率)。在其他實(shí)施例中，傳感器可以包括但不限于電容傳感器、慣性傳感器(IMU)、環(huán)境光傳感器、磁跟蹤傳感器、聲傳感器、壓力傳感器、光學(xué)跟蹤傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器和紅外傳感器。

術(shù)語(yǔ)“耦合”是指關(guān)于用戶正在觀看的或攝像機(jī)在虛擬環(huán)境內(nèi)指向的方向的虛擬環(huán)境中的移動(dòng)限制。

術(shù)語(yǔ)“解耦”是指獨(dú)立于用戶正在觀看的或攝像機(jī)在虛擬環(huán)境內(nèi)指向的方向的虛擬環(huán)境中的移動(dòng)能力攝像機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，“解耦”是指獨(dú)立于用戶在虛擬環(huán)境內(nèi)觀看的方向的用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)上在任意方向上行走的能力(步行移動(dòng)被轉(zhuǎn)換成接受游戲手柄輸入的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的游戲手柄輸入)。所以當(dāng)用戶移動(dòng)時(shí)，解耦時(shí)的移動(dòng)不受攝像機(jī)或顯示器的方向限制，因此不管用戶腳和身體的意圖的移動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、方向如何，都使得用戶能夠觀看或具有放置在任何角度的顯示器。

術(shù)語(yǔ)“POD”通常是指特定類型的傳感器系統(tǒng)，即與具有短程無(wú)線能力的多控制器單元耦合的傳感器。在本公開中，術(shù)語(yǔ)POD可以與術(shù)語(yǔ)傳感器互換。本公開一般描述了POD，然而，也可以實(shí)現(xiàn)其他傳感器，例如電容傳感器、慣性傳感器(IMU)、環(huán)境光傳感器、磁跟蹤傳感器、聲傳感器、壓力傳感器、光學(xué)跟蹤傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器和紅外傳感器。

術(shù)語(yǔ)“游戲”一般是指虛擬環(huán)境，即為視頻游戲、訓(xùn)練(戰(zhàn)斗、體育、就業(yè))、仿真、健身、物理治療、嚴(yán)肅游戲、娛樂、教育、虛擬旅游、虛擬工作環(huán)境、虛擬會(huì)議室、體育仿真和訓(xùn)練、虛擬旅游、虛擬音樂會(huì)、虛擬事件的用戶或設(shè)計(jì)目的創(chuàng)建的虛擬環(huán)境。

當(dāng)前的視頻游戲使用相對(duì)定向框架。向右推動(dòng)操縱桿或者在鍵盤上按“D”可以將用戶的化身從當(dāng)前視點(diǎn)或攝像機(jī)位置向右移動(dòng)90度?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量頭戴式顯示器(例如，虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī))的方向來(lái)獲得當(dāng)前攝像機(jī)位置。因此，在相對(duì)定向框架中，移動(dòng)可以相對(duì)于當(dāng)前攝像機(jī)位置。為了進(jìn)一步說(shuō)明，向上推動(dòng)操縱桿或者在鍵盤上按“W”可以在當(dāng)前相機(jī)位置向前移動(dòng)用戶的化身。

在一個(gè)實(shí)施例中，游戲可以使用絕對(duì)定向框架(解耦框架)。當(dāng)使用全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)玩游戲時(shí)，用戶的化身可以獨(dú)立于當(dāng)前視點(diǎn)或攝像機(jī)位置移動(dòng)。用戶的化身可以相對(duì)于游戲內(nèi)的地圖以絕對(duì)的方式移動(dòng)。例如，如果用戶在全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上向北走，則不管當(dāng)前攝像機(jī)位置如何，用戶的化身都可以在游戲內(nèi)的地圖上向北移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，頭戴式顯示器可以包括傳感器，例如磁力計(jì)。傳感器可以使用類似于全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的絕對(duì)定向框架，其中當(dāng)前游戲中攝像機(jī)位置可以是用戶在物理上看向游戲外部的方向。

在一個(gè)實(shí)施例中，方向“北”可以是磁北或北極。在另一個(gè)實(shí)施例中，方向“北”可以是在游戲開始時(shí)設(shè)置或校準(zhǔn)的指定方向。例如，佩戴頭戴式顯示器(虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī))的用戶可以在校準(zhǔn)期間相對(duì)于用戶的身體向前看，這可以在解耦當(dāng)前攝像機(jī)位置和用戶的身體之前利用向前步行取向校準(zhǔn)當(dāng)前前視方向。在另一個(gè)實(shí)施例中，全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的圈或安全帶可以包括傳感器，以在解耦當(dāng)前攝像機(jī)位置和用戶的身體位置之前利用游戲中的向前取向來(lái)校準(zhǔn)用戶的向前位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在開始游戲時(shí)，由全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中的傳感器、安全帶或頭戴式耳機(jī)確定的游戲外部的用戶的當(dāng)前位置可以被校準(zhǔn)到游戲的開始位置。例如，如果游戲內(nèi)用戶被面向東啟動(dòng)，則當(dāng)游戲被啟動(dòng)時(shí)外部用戶面向的方向可以向東校準(zhǔn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，解耦可以在現(xiàn)有游戲中實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有游戲不被配置用于解耦，然而解耦效應(yīng)仍然可以通過(guò)基于用戶的當(dāng)前攝像機(jī)位置生成的一個(gè)或多個(gè)擊鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果用戶在向左看90度的同時(shí)在全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上向前走，則可以通過(guò)生成“D”鍵或左移鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)解耦?？梢酝ㄟ^(guò)考慮當(dāng)前攝像機(jī)方向?qū)⒔^對(duì)方向框架轉(zhuǎn)換為相對(duì)方向框架。在另一示例中，如果用戶在向右看45度的同時(shí)在全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上向前走，則可以通過(guò)同時(shí)或以交替方式產(chǎn)生“W”和“A”鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)解耦效果。在另一示例中，如果用戶在向右看向15度的同時(shí)在全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上向前走，則可以通過(guò)生成比“A”鍵更多個(gè)的“W”鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)解耦效果。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于檢測(cè)全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上的快速停止的方法可以包括：以預(yù)定間隔接收角速度，基于角速度確定用戶移動(dòng)，對(duì)角速度應(yīng)用平滑濾波器，確定所述角速度何時(shí)等于或小于預(yù)定閾值，計(jì)算所述角速度的斜率，確定相對(duì)于預(yù)定間隔所述斜率何時(shí)接近零，當(dāng)所述角速度在所述預(yù)定閾值內(nèi)并且所述斜率相對(duì)于預(yù)定間隔接近零時(shí)確定所述快速停止。

在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)可以包括傳感器，其中傳感器可以用于確定操作運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的用戶的特性。傳感器可以位于平臺(tái)上或平臺(tái)內(nèi)，或平臺(tái)的用戶上。另一個(gè)實(shí)施例涉及絕對(duì)定向框架，其中人物能夠獨(dú)立于攝像機(jī)位置(其是用戶的視點(diǎn))移動(dòng)。用戶正在查看的方向被忽略，用戶可以以絕對(duì)方式移動(dòng)。如果用戶在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上“向北”行走，則不管攝像機(jī)位置如何，游戲中的用戶將在游戲中向北移動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)可以包括以幾何圖案分布的一個(gè)或多個(gè)傳感器、一個(gè)或多個(gè)電耦合的印刷電路板，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器電耦合到所述一個(gè)或多個(gè)印刷電路板；一個(gè)或多個(gè)更多的微控制器單元，所述一個(gè)或多個(gè)微控制器單元電耦合到所述一個(gè)或多個(gè)印刷電路板和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。微控制器單元可以通過(guò)短程無(wú)線(例如藍(lán)牙，WI-FI或NFS)電耦合到印刷電路板和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以是服務(wù)器、游戲系統(tǒng)或移動(dòng)設(shè)備，例如XBOX，PlayStation，任天堂，移動(dòng)電話，平板電腦，膝上型計(jì)算機(jī)，智能電話或PDA。傳感器可以包括但不限于電容傳感器、慣性傳感器(IMU)、環(huán)境光傳感器、磁跟蹤傳感器、聲傳感器、壓力傳感器、光學(xué)跟蹤傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器和紅外傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，幾何圖案是同心圓。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)激活圈上的一個(gè)或多個(gè)傳感器時(shí)，可以產(chǎn)生正向步進(jìn)。例如，圈或平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以通過(guò)電容讀取來(lái)激活。來(lái)自激活的傳感器的電容和時(shí)間數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。可以確定是否激活一個(gè)或多個(gè)相鄰的傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，用戶上的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以通過(guò)慣性測(cè)量或光學(xué)測(cè)量來(lái)致動(dòng)。可以生成前進(jìn)步進(jìn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)圈上的一個(gè)或多個(gè)傳感器被激活時(shí)，可以產(chǎn)生速度矢量。例如，圈或平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以通過(guò)電容讀取來(lái)激活。來(lái)自激活的傳感器的電容和時(shí)間數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。可以確定是否激活一個(gè)或多個(gè)相鄰的傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，用戶上的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以通過(guò)慣性測(cè)量或光學(xué)測(cè)量來(lái)致動(dòng)?？梢陨伤俣仁噶?。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以計(jì)算步進(jìn)方向。一個(gè)或多個(gè)傳感器可以向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送位置數(shù)據(jù)和電容值。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以傳送慣性測(cè)量值或光學(xué)測(cè)量值。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以歸一化一個(gè)或多個(gè)傳感器的位置數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)一步對(duì)歸一化的位置矢量進(jìn)行加權(quán)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以累積加權(quán)的歸一化位置矢量。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化累積的矢量。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以計(jì)算一個(gè)或多個(gè)步進(jìn)的速度。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以歸零傳感器，例如在中心區(qū)域。一個(gè)或多個(gè)傳感器可以向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送位置數(shù)據(jù)和電容值。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以傳送慣性測(cè)量值或光學(xué)測(cè)量值。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以歸一化一個(gè)或多個(gè)傳感器的位置數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)一步對(duì)歸一化的位置矢量進(jìn)行加權(quán)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以累積加權(quán)的歸一化位置矢量。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化累積的矢量。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以確定累積矢量的長(zhǎng)度。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以計(jì)算累積矢量的速度。

在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)可以提供自然的垂直移動(dòng)。垂直移動(dòng)可以使得用戶能夠在操作運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)蹲伏或跳躍。垂直運(yùn)動(dòng)可以包括球軸承系統(tǒng)、彈簧配重、監(jiān)聽彈簧懸架、樞轉(zhuǎn)臂、磁懸浮、液壓致動(dòng)和/或壓縮氣體系統(tǒng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可以包括制動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體地，用于防止用戶墜落。當(dāng)用戶正在操作運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，施加水平力。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的凹形底座雖然能夠使用戶通過(guò)所施加的水平力向前移動(dòng)，但可能導(dǎo)致用戶跌倒或失去平衡。制動(dòng)機(jī)構(gòu)可以通過(guò)抵消水平力來(lái)防止用戶掉落或失去平衡。制動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括配重、摩擦力和線纜制動(dòng)器。

在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可以容納工業(yè)用戶。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可以容納使用武器的用戶，例如M4卡賓槍。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還可容納穿著標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)裝備和服裝的用戶，例如模塊化戰(zhàn)術(shù)背心，巡邏包，改進(jìn)的承載設(shè)備(ILBE)和模塊化輕型承載設(shè)備(MOLLE)。

在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)齒輪可以與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)集成，具體地，負(fù)載支承/承載設(shè)備可以附接到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)安全帶。可以使用袋附件梯子系統(tǒng)(PALS)進(jìn)行附接。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種生成游戲輸入的方法包括：計(jì)算速度，計(jì)算方向，將速度和方向轉(zhuǎn)換為二維笛卡爾坐標(biāo)，將所述二維笛卡爾坐標(biāo)歸一化為最小到最大尺度范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，速度可以通過(guò)用戶的腳行進(jìn)的一個(gè)或多個(gè)距離除以行進(jìn)距離所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)計(jì)算。在另一個(gè)實(shí)施例中，速度可以通過(guò)計(jì)步速率來(lái)計(jì)算，其中計(jì)步速率通過(guò)監(jiān)測(cè)預(yù)定間隔內(nèi)的步進(jìn)頻率來(lái)確定。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)用戶腳部中的一個(gè)或多個(gè)的加速度來(lái)計(jì)算速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)歸一化角速度來(lái)計(jì)算速度，其中角速度是用戶腳中的一個(gè)或多個(gè)的旋轉(zhuǎn)變化。在另一個(gè)實(shí)施例中，方向可以相對(duì)于真實(shí)世界軸平移，并且真實(shí)世界軸可以是磁北。在另一個(gè)實(shí)施例中，方向可以通過(guò)偏移被校準(zhǔn)到磁北作為用戶的初始取向。在另一個(gè)實(shí)施例中，方向可以相對(duì)于用戶軀干的取向平移。在另一個(gè)實(shí)施例中，方向可以相對(duì)于用戶頭部的取向平移。在另一個(gè)實(shí)施例中，最小到最大標(biāo)度范圍由游戲輸入描述符定義。在另一個(gè)實(shí)施例中，二維笛卡爾坐標(biāo)的Y軸坐標(biāo)用于向前或向后移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，二維笛卡爾坐標(biāo)的X軸坐標(biāo)用于側(cè)向移動(dòng)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種生成停止游戲的輸入的方法，包括：計(jì)算速度，其中所述速度是用戶的一個(gè)或多個(gè)腳的旋轉(zhuǎn)量的變化，歸一化速度，確定歸一化速度何時(shí)降低到預(yù)定義閾值，確定歸一化速度的斜率何時(shí)在預(yù)定間隔內(nèi)接近零。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括接收一個(gè)或多個(gè)傳感器輸出，從一個(gè)或多個(gè)傳感器輸出計(jì)算速度，從一個(gè)或多個(gè)傳感器輸出計(jì)算方向，將速度和方向轉(zhuǎn)換為二維笛卡爾坐標(biāo)，將二維笛卡爾坐標(biāo)歸一化為最小到最大標(biāo)度范圍。

附圖說(shuō)明

為了描述可以獲得本公開的特征的方式，將通過(guò)參考在附圖中示出的其具體示例來(lái)展現(xiàn)上面簡(jiǎn)要描述的原理的更具體的描述。應(yīng)理解，這些附圖僅描繪本公開的示例性實(shí)施例，因此不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)其范圍的限制，本文的原理通過(guò)使用附圖以附加特征和細(xì)節(jié)來(lái)描述和解釋，其中：

圖1示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例性安全帶系統(tǒng)；

圖2A和圖2B示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例性安全帶系統(tǒng)的示例滑動(dòng)連接；

圖3示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的安全帶系統(tǒng)的示例滑動(dòng)系統(tǒng)；

圖4示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例把手和閂鎖系統(tǒng)；

圖5A和圖5B示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例性閂鎖系統(tǒng)；

圖6A、圖6B和圖6C示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例性閉合和示例打開支撐圈；

圖7是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例性支撐圈的俯視圖；

圖8示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例性支撐圈的示例附接機(jī)構(gòu)；

圖9A、圖9B、圖9C和圖9D示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的支撐圈的示例附接機(jī)構(gòu)。

圖10示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的示例全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)的示例支柱系統(tǒng)；

圖11示出了根據(jù)本技術(shù)的示例性實(shí)施例的示例性支柱支撐和釋放系統(tǒng)；

圖12A和圖12B分別示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的在高垂直水平和低垂直水平的示例支柱支撐；

圖13是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例性實(shí)施例的示例支柱和支柱基座的橫截面圖；

圖14是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例性實(shí)施例的示例性支柱支撐和釋放系統(tǒng)的橫截面圖；

圖15是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例性實(shí)施例的示例性支柱釋放系統(tǒng)的橫截面圖；

圖16是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例支柱和支柱基座的橫截面圖；

圖17示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例自動(dòng)鎖定系統(tǒng)的示例自動(dòng)鎖定面板；

圖18是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例自動(dòng)鎖定系統(tǒng)的內(nèi)部視圖；

圖19是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例自動(dòng)鎖定系統(tǒng)的內(nèi)部視圖；

圖20是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例自動(dòng)鎖定系統(tǒng)的內(nèi)部視圖；

圖21示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例平臺(tái)、下平臺(tái)和電纜管理系統(tǒng)；

圖22示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例性平臺(tái)和下平臺(tái)的示例性支撐結(jié)構(gòu)的頂部橫截面視圖；

圖23示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例布線系統(tǒng)；

圖24示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例布線系統(tǒng)；

圖25是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例POD系統(tǒng)的框圖；

圖26是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例POD系統(tǒng)的框圖；

圖27是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例POD系統(tǒng)的框圖；

圖28是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的POD通信系統(tǒng)的示例性聚合器板的框圖；

圖29是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的POD通信系統(tǒng)的示例分層模型的框圖；

圖30是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例傳感器布局的示意圖；

圖31是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例聚合器板布局的示意圖；

圖32是示出了根據(jù)本技術(shù)的示例實(shí)施例的示例POD通信系統(tǒng)的框圖；

圖33是示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的解耦移動(dòng)的示例方法的流程圖；

圖34是示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的耦合移動(dòng)的示例方法的流程圖；

圖35是示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的快速停止的示例方法的流程圖；

圖36是示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的來(lái)自示例性傳感器系統(tǒng)的輸出的曲線圖；

圖37是示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的示例全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例性傳感器布局的俯視圖；

圖38是示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的示例全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例性第一和第二切片的俯視圖。

圖39和圖40是示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的用于生成向前移動(dòng)的示例方法的流程圖；

圖41和圖42是示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的用于生成速度矢量的示例方法的流程圖；

圖43是示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的利用第三方執(zhí)行速度矢量積分的示例方法的流程圖。

圖44是示出根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的計(jì)算速度矢量的示例方法的流程圖。

圖45是示出根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的用于計(jì)算速度的示例方法的流程圖。

圖46A、圖46B和圖46C示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的用于工業(yè)應(yīng)用的示例運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)；

圖47是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例滑輪系統(tǒng)的橫截面圖。

圖48是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的配重系統(tǒng)的示例的橫截面圖；

圖49是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例性制動(dòng)系統(tǒng)的俯視圖。

圖50是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例性制動(dòng)系統(tǒng)的俯視圖；

圖51是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例性制動(dòng)系統(tǒng)的側(cè)視圖；

圖52示出了根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的示例MOLLE和PALS安全帶連接。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)討論本公開的各種示例。雖然討論了特定的實(shí)施方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，這僅僅是為了說(shuō)明的目的。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以使用其他部件和構(gòu)造。其他實(shí)例中，沒有詳細(xì)描述公知的方法、過(guò)程、組件、電路和網(wǎng)絡(luò)，以便不必要地使實(shí)施例的內(nèi)容模糊。

還將理解，盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二等可以在本文中用于描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件與另一個(gè)元件區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，第一傳感器可以被稱為第二傳感器，并且類似地，第二傳感器可以被稱為第一傳感器。

本文在本發(fā)明的說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述特定實(shí)施例的目的，而不意在限制本發(fā)明。如在本發(fā)明的描述和所附權(quán)利要求中所使用的，除非上下文另有明確說(shuō)明，否則單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式。還將理解，如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”是指并且包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)目的任何和所有可能的組合。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包括”指定所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。

如本文所使用的，根據(jù)上下文，術(shù)語(yǔ)“如果”可以被解釋為表示“何時(shí)”或“之上”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測(cè)”。類似地，短語(yǔ)“如果確定”或“如果檢測(cè)到[所陳述的條件或事件]”可以被解釋為表示“在確定時(shí)”或“響應(yīng)于確定”或“在檢測(cè)到[所述條件或事件]”或“響應(yīng)于檢測(cè)到[所述條件或事件]”，取決于上下文。

圖1示出了全身式安全帶系統(tǒng)100的一個(gè)示例。胸帶110可以通過(guò)連接器115被配置成與坐式安全帶120一起使用以增加穩(wěn)定性、平衡性和保持直立狀態(tài)的能力。在一個(gè)實(shí)施例中，坐式安全帶120可以在沒有胸帶110的情況下使用。胸帶110可以包括由Y形連接體112連接的肩帶113和背帶114。肩帶113可以包括肩墊111并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)器116延長(zhǎng)或縮短。坐式安全帶120可以包括帶有可調(diào)節(jié)腰帶扣123的腰帶122，用于增強(qiáng)支撐的背墊121A和可調(diào)節(jié)腿環(huán)124。坐式安全帶120還可以包括支撐框架127。支撐框架127可以主要由硬塑料、金屬、聚合物，碳纖維，及其任何組合，或者任何其它材料以支撐用戶的重量?；瑒?dòng)架125和垂直構(gòu)件126可以可拆卸地連接到支撐框架127上。

圖2A和圖2B示出了坐式安全帶系統(tǒng)120的滑動(dòng)連接的一個(gè)示例。托架129可以通過(guò)背墊121A，側(cè)墊121B，腰帶122或者它們的組合連接到坐式安全帶120上。連接桿128通過(guò)支撐框架127連接到托架129上。連接桿128可以被支撐框架127支撐起來(lái)。連接桿128可以被配置成當(dāng)體型較小的用戶使用坐式安全帶120時(shí)可以在長(zhǎng)度上延長(zhǎng)，當(dāng)體型較大的用戶使用坐式安全帶120時(shí)可以在長(zhǎng)度上變短的伸縮桿。連接桿128的延長(zhǎng)和縮短使得在任意體型的用戶使用的情況下它都可以與滑動(dòng)架125連接。在另一個(gè)實(shí)施例中，連接桿128和托架129也可以被配置成沿著坐式安全帶120的腰帶122向前或向后滑動(dòng)，使得體型更小或者更大的用戶可以緊縮或松開坐式安全帶120并且可以讓連接桿128保持與用戶軀干垂直的位置狀態(tài)。在另一個(gè)實(shí)施例中，連接桿128可以沿著托架129滑動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，托架129可以沿著腰帶122滑動(dòng)。支撐框架127可以支撐將坐式安全帶120連接到支撐框架127的連接桿128，從而起到例如防止用戶跌落的作用。連接桿128和托架129的組合可以由支撐框架127支撐。側(cè)墊121B可以在托架129的連接點(diǎn)處為用戶提供支撐并增加舒適度。

圖2A，圖2B和圖3示出了坐式安全帶系統(tǒng)120與圈134滑動(dòng)連接的一個(gè)示例。滑動(dòng)架125和垂直構(gòu)件126可以通過(guò)連接桿128可拆卸地連接到支撐框架127上。滑動(dòng)架125可以包括上滑動(dòng)組件125A和下滑動(dòng)組件125B。在一個(gè)實(shí)施例中僅有上滑動(dòng)組件125A可以被配置使用。在另一個(gè)實(shí)施例中上滑動(dòng)組件125A和下滑動(dòng)組件125B都被配置使用。上滑動(dòng)組件125A可以被可拆卸地連接到連接桿128上。下滑動(dòng)組件125B可以被可拆卸地連接到垂直構(gòu)件126上。在一個(gè)實(shí)施例中，下滑動(dòng)組件125B可以更加向上或更加向下連接到垂直構(gòu)件126上使得下滑動(dòng)組件125B與圈134間的相互作用可以分別被減弱或者增強(qiáng)?；瑒?dòng)架125可以被動(dòng)態(tài)地獨(dú)立配置成隨著用戶的運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)或者靜態(tài)地獨(dú)立配置成不隨著用戶的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)?；瑒?dòng)架125的表面可以是圓形，從而使得滑動(dòng)架125和圈134之間的接觸面積最小。圓形的滑動(dòng)架125在與圈134碰撞的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)平滑滑動(dòng)。圈134可以大體上是圓環(huán)形狀，從而進(jìn)一步使得其與滑動(dòng)架125間的接觸面積最小。

上滑動(dòng)組件125A可以被配置為位于圈134的頂部而下滑動(dòng)組件125B可以被配置為位于圈134下方。上滑動(dòng)組件125A和下滑動(dòng)組件125B可以使用戶能夠360度全向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)提供更多的穩(wěn)定性并(全方位地)防止用戶跌落。在一個(gè)實(shí)施例中，上滑動(dòng)組件125A被配置使用，下滑動(dòng)組件125B沒有被配置使用，從而使用戶有跳躍的能力。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)上滑動(dòng)組件125A和下滑動(dòng)組件125B都被配置使用時(shí)，下滑動(dòng)組件125B可以包含被配置用于確定坐式安全帶120(和用戶的軀干)的方位的傳感器(例如霍爾效應(yīng)傳感器，壓力傳感器或者IMU傳感器)。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器可以被布置在圈134中或周圍。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器可以被布置在垂直構(gòu)件126、上滑動(dòng)組件125A、下滑動(dòng)組件125B或坐式安全帶120之中或周圍。一個(gè)或多個(gè)磁體可以被布置在垂直構(gòu)件126、上滑動(dòng)組件125A、下滑動(dòng)組件125B或坐式安全帶120之中或周圍用以與圈134或坐式安全帶120中的霍爾效應(yīng)傳感器通信。

圖3示出了坐式安全帶系統(tǒng)120與圈134滑動(dòng)連接的一個(gè)示例。上滑動(dòng)組件125A可以包括用于可拆除地連接到連接桿128的連接部1252。在一個(gè)實(shí)施例中，上滑動(dòng)組件125A可以沿著連接桿128的不同位置配置，例如更接近或更遠(yuǎn)離連接桿128的基部，以增加或減少與圈134之間的撞擊。在另一個(gè)實(shí)施例中，上滑動(dòng)組件125A可以被鎖定在原位以防止其圍繞連接桿128旋轉(zhuǎn)。上滑動(dòng)組件125A還可以包括前部1251和后部1253，其中前部1251的長(zhǎng)度短于后部1253，用以向用戶提供更好的穩(wěn)定性。例如，后部1253長(zhǎng)度上的延伸可以為用戶提供更好的平衡性并防止用戶向后摔倒。在一個(gè)實(shí)施例中，滑動(dòng)件125A可以是圓形凸面，凹面，平面或任何其它可以使其與圈134的頂部接觸面積最小的形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，為了防止有過(guò)多的噪音，上滑動(dòng)組件125A可以包括能夠減弱噪音和上滑動(dòng)組件125A所受到的沖擊的橡膠涂層1254。在另一個(gè)實(shí)施例中，橡膠涂層1254可以是金屬?gòu)椈苫蛉魏纹渌糜跍p弱沖擊噪聲的材料。在另一個(gè)實(shí)施例中為了防止有過(guò)多的噪音，上滑動(dòng)組件125A與圈134的沖擊部位可以配置有橡膠表面，金屬?gòu)椈苫蛉魏纹渌糜跍p弱沖擊噪聲的材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，滑動(dòng)件可以包括滿滾子，以使得用戶更加容易向前或向后運(yùn)動(dòng)。

下滑動(dòng)組件125B可以包括用于可拆除地連接到垂直構(gòu)件126的連接部1255。在一個(gè)實(shí)施例中，下滑動(dòng)組件125B可以具有與上滑動(dòng)組件125A基本相同的長(zhǎng)度。在另一個(gè)實(shí)施例中，下滑動(dòng)組件125B可以具有比上滑動(dòng)組件125A更小的尺寸或更大的尺寸。為了不妨礙支撐支柱，下滑動(dòng)組件125B的寬度可以較為狹窄。下滑動(dòng)組件125B可能與圈134接觸的沖擊部位可以是圓的，以幫助用戶移動(dòng)并使與圈的接觸面積最小化。在另一個(gè)實(shí)施例中，下滑動(dòng)組件125B的沖擊部位可以是圓形凸面，凹面，平面或任何其它可以使其與圈134的底面接觸面積最小，同時(shí)又能使期望的功能——防止傾斜達(dá)到最大化的形狀。在運(yùn)行期間，下滑動(dòng)組件126B可以防止用戶過(guò)度傾斜并為用戶提供更多的穩(wěn)定性和安全性，例如，當(dāng)用戶向前或向后傾斜時(shí)，下滑動(dòng)組件125B的后部或前部分別撞擊圈134的下側(cè)，從而防止進(jìn)一步傾斜，為用戶提供更多的穩(wěn)定性和安全性。通過(guò)圈134與下滑動(dòng)組件125B之間的空隙可以確定用戶的傾斜量?？梢酝ㄟ^(guò)沿著垂直構(gòu)件126調(diào)節(jié)下滑動(dòng)組件125B來(lái)改變?nèi)?34與下滑動(dòng)組件125B之間的空隙。在一個(gè)實(shí)施例中下滑動(dòng)組件125B可以被配置為低于圈134 0.25英寸，以在向用戶提供更好的穩(wěn)定性的同時(shí)使用戶仍然能夠進(jìn)行全范圍的運(yùn)動(dòng)。下滑動(dòng)組件125B的長(zhǎng)度可以決定用戶能夠向前和向后傾斜的量，比如，長(zhǎng)度較短的下滑動(dòng)組件125B使得用戶能夠更多地向前和向后傾斜，而長(zhǎng)度較長(zhǎng)的下滑動(dòng)組件125B使得用戶更少地向前和向后傾斜。為了防止過(guò)多的噪音，下滑動(dòng)組件125B可以包括能夠減弱噪音和下滑動(dòng)組件125B所受到的沖擊的橡膠涂層(未示出)。在另一個(gè)實(shí)施例中，橡膠涂層可以是金屬?gòu)椈苫蛉魏纹渌糜跍p弱沖擊噪聲的材料。在另一個(gè)實(shí)施例中為了防止有過(guò)多的噪音，下滑動(dòng)組件125B與圈134的沖擊部位可以配置有橡膠表面，金屬?gòu)椈苫蛉魏纹渌糜跍p弱沖擊噪聲的材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，滑動(dòng)件可以包括滿滾子，以使得用戶更加容易向前或向后運(yùn)動(dòng)。

圖4示出了一種全方位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130。全方位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130的圈134可以包括一個(gè)或多個(gè)把手131。把手131可以通過(guò)延伸或縮短支柱150來(lái)幫助調(diào)節(jié)圈134的高度。圈134還可以包括用于打開和關(guān)閉用于進(jìn)入全方位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130的門133的操縱桿132。在一個(gè)實(shí)施例中，操縱桿132可以是尾部提升的設(shè)計(jì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，操縱桿132可以是由彈簧支撐的。操縱桿132還可以在不關(guān)閉的時(shí)候保持垂直的狀態(tài)以增加安全性。門133和操縱桿132還可以包括用于增加安全性防止(門)意外打開的安全銷(未示出)。圖5A和圖5B示出了具有鎖止機(jī)構(gòu)137的操縱桿133和具有鉸鏈136的門133。圖6A、6B和6C分別示出了處于不同狀態(tài)的門133：關(guān)閉著但沒有鎖定，部分打開和全部打開。

圖7是示出了圈134的一個(gè)示例和把手131、操縱桿132、門133、鉸鏈136和支柱150之間的相對(duì)位置的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，支柱150可以是偏移的。在一個(gè)實(shí)施例中，支柱150可以被放置在不同的軸上，例如，一個(gè)支柱150可以放置在軸148上，而另一個(gè)支柱150可以放置在軸149上。

圖8示出了示例性的圈134附接機(jī)構(gòu)。圈134可以包括U形凸緣139。U形凸緣139可以通過(guò)包括手柄140和快速釋放閂鎖141的快速釋放固定件附接到支柱150。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用任何其他類型的連接和釋放機(jī)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，圈134被永久地附接在支柱150上。圖9A，9B，9C和9D示出了處于不同連接狀態(tài)的快速釋放固定件。圖9A示出了與支柱150嚙合的手柄140和快速釋放閂鎖141。圖9B示出了從支柱150上釋放了的手柄140。圖9C示出了從支柱150釋放了的手柄140和從支柱部分釋放的閂鎖141。圖9D示出了從支柱150上完全釋放了的手柄140和閂鎖141，使得圈134能夠從支柱150上移除。

在一個(gè)實(shí)施例中，圈134可以被移除并被具有不同形狀或尺寸的圈替代，以適應(yīng)不同形狀或尺寸的用戶。在一個(gè)實(shí)施例中，圈134可以大致上是環(huán)形，使其能夠與滑動(dòng)架125的接觸(面積)最小。在另一個(gè)實(shí)施例中，圈134可以進(jìn)一步成形為類似于環(huán)面的形狀，其中環(huán)面的小圓可以是橢圓或任何其他形狀，使其能夠與滑動(dòng)架125的接觸(面積)最小。在另一個(gè)實(shí)施例中，圈134可以與無(wú)數(shù)具有不同周長(zhǎng)的圈互換，以適應(yīng)所有尺寸的用戶。在另一個(gè)實(shí)施例中，支柱150還可以被移除以伴隨不同的圈設(shè)計(jì)來(lái)適應(yīng)各種尺寸的用戶。在另一個(gè)實(shí)施例中，可拆卸的圈134和可拆卸的支柱150可以有助于全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)輸。

圖10示出了用于圈134的垂直移動(dòng)的示例性的支柱系統(tǒng)190。圈134可以包括一個(gè)或多個(gè)釋放構(gòu)件191并且耦合到一個(gè)或多個(gè)支柱150。一個(gè)或多個(gè)支柱150可以包括一個(gè)或多個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)195和一個(gè)或多個(gè)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)電纜192連接到一個(gè)或多個(gè)釋放構(gòu)件191的定位構(gòu)件194。定位構(gòu)件194可以包括可縮回的鎖定銷193，當(dāng)釋放構(gòu)件191脫離嚙合時(shí)，可縮回的鎖定銷193嚙合，使圈134不能垂直移動(dòng)；且當(dāng)釋放構(gòu)件191嚙合時(shí)可縮回的鎖定銷193脫離嚙合，使得圈134能夠垂直地移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，支柱150可以通過(guò)包括在定位構(gòu)件194中的定位銷或可縮回的鎖定銷193保持在適當(dāng)位置，定位構(gòu)件194可鎖定支柱150的垂直位置。當(dāng)定位銷縮回時(shí)，支柱150可以垂直地上下移動(dòng)。用戶可以通過(guò)致動(dòng)釋放構(gòu)件191來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)動(dòng)。通過(guò)致動(dòng)釋放構(gòu)件191，電纜192被向上拉動(dòng)致動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)195，反過(guò)來(lái)將銷縮回到定位機(jī)構(gòu)194中并解鎖支柱150以允許垂直移動(dòng)。

圖11示出了帶有可垂直調(diào)節(jié)的支柱150的示例性全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130。腳桿153可以被配置用于釋放支柱鎖152，以使得支柱150能夠從支柱基座151調(diào)節(jié)或移除。腳桿153可以附接在支柱鎖152上。在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖14所示，腳桿153可以與支柱鎖152分離。單獨(dú)的腳桿可以利用內(nèi)部彈簧釋放機(jī)構(gòu)來(lái)釋放支柱鎖152。支柱150可以包括用于幫助高度調(diào)節(jié)的印刷高度標(biāo)記154。通過(guò)使用圖18-20所示的自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)，可以將支柱150從支柱基座151完全移除。圖12A和圖12B分別示出了處于較高高度和較低高度的支柱150。

圖13是示出了支柱連接機(jī)構(gòu)的示例性的支柱基座151和支柱150的內(nèi)部視圖。圓形部分151a為可向支柱150的內(nèi)部提供反作用力的彈簧(未示出)提供支撐。當(dāng)支柱150通過(guò)支柱鎖152從支柱基座151解鎖時(shí)，彈簧的反作用力防止支柱150下落。圖14是示例性的支柱基座151的內(nèi)部視圖，示出了內(nèi)部彈簧機(jī)構(gòu)151B的內(nèi)部。當(dāng)腳桿131被壓下且支柱150被釋放時(shí)，內(nèi)部彈簧機(jī)構(gòu)151B被驅(qū)動(dòng)，提供向上的力以抵消支柱150和圈134的重力。內(nèi)部彈簧機(jī)構(gòu)151B可以使用戶能夠容易地調(diào)節(jié)圈134的高度，而不必承受支柱150和圈134的整體重量。

圖15是示例性的支柱鎖152的橫截面視圖。支柱鎖152可以連接到銷155A，彈簧155B和托架155C。當(dāng)支柱鎖152被釋放時(shí)，彈簧155B中的張力最小，使得支柱150能夠被垂直調(diào)節(jié)。當(dāng)支柱鎖152嚙合時(shí)，彈簧155B中存在張力，從而使支柱150不能被垂直調(diào)節(jié)。安全銷158可以通過(guò)安裝板160連接到支柱鎖152。當(dāng)支柱鎖152被嚙合(與支柱基座151齊平)時(shí)，安全銷158可以被嚙合，且當(dāng)支柱鎖120脫離嚙合(遠(yuǎn)離支柱基座151)時(shí)，安全銷可以脫離嚙合。安全銷158可以與支柱孔(圖11所示)對(duì)準(zhǔn)，從而能夠?qū)⒅е?50固定在支柱基座151中。安全銷158可有助于支柱150在水平高度處的嚙合。橡膠墊159可以通過(guò)安裝板連接到支柱鎖152。當(dāng)支柱鎖152被嚙合(與支柱基座151齊平)時(shí)，橡膠墊159可以被嚙合，當(dāng)支柱鎖閂152脫離嚙合(遠(yuǎn)離支柱基座151)時(shí)，橡膠墊159脫離嚙合。橡膠墊159可以在支柱基座151和支柱150之間產(chǎn)生摩擦，從而能夠防止支柱150的移動(dòng)。

圖16是示出了銷釘調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的示例性支柱15的橫截面視圖。支柱基座151可包括能夠與支柱150配合的一個(gè)或多個(gè)銷釘156。支柱150可包括用于與一個(gè)或多個(gè)銷釘156連接的一個(gè)或多個(gè)銷釘孔157。銷釘156和銷釘孔157可以在調(diào)節(jié)圈134的高度的同時(shí)向用戶提供觸覺反饋。例如，在用戶通過(guò)拉動(dòng)或推動(dòng)把手131來(lái)調(diào)節(jié)圈134的高度時(shí)，銷釘156和銷釘孔157可以提供可聽到的咔嗒聲和物理點(diǎn)擊振動(dòng)以通知用戶支柱150被正確對(duì)準(zhǔn)。

圖17示出了支柱基座151的自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)的示例性可拆卸面板161。圖18、圖19和圖20示出了示例性支柱基座151的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，示出了處于各種嚙合階段的自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)。圖18示出了在完全插入到支柱基座151中之前的支柱150。自動(dòng)鎖定銷164可以連接到彈簧機(jī)構(gòu)163和手柄162。嚙合(拉動(dòng))手柄162可以壓縮彈簧機(jī)構(gòu)163并部分地移除銷164。支柱150可以包括傾斜的可按壓按鈕165。傾斜的可按壓按鈕165可以使支柱150能夠插入到支柱基座151中，并且可以在沒有自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)嚙合的情況下防止支柱150的移除。圖19示出了插入到支柱基座中的支柱150和已啟用的自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)。在嚙合的這個(gè)階段期間，支柱150不能從支柱基座151移除。圖20示出了嚙合手柄162、壓縮彈簧機(jī)構(gòu)163、部分地移除銷164從而使得支柱150能夠被移除。

圖21示出了示例性的全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，具體地，平臺(tái)170和下平臺(tái)171。平臺(tái)170可以由具有低摩擦系數(shù)的材料構(gòu)成，例如高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯或具有低摩擦系數(shù)的任何其它合適的材料。在操作期間，用戶可以穿著摩擦可變的鞋或腳/鞋套。下平臺(tái)171可以為全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供額外的穩(wěn)定性。如圖7所示，全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可以包括兩個(gè)偏移的(不居中的)支柱150。下平臺(tái)171可以通過(guò)對(duì)支柱的偏移進(jìn)行重量平衡來(lái)提供額外的穩(wěn)定性。下平臺(tái)171可以包括粗糙防滑橡膠墊174，以防止用戶在穿著低摩擦鞋時(shí)滑動(dòng)/跌落。下平臺(tái)171還可以包括免責(zé)聲明，通知用戶移除鞋類以防止在全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中或其周圍操作時(shí)出現(xiàn)事故。平臺(tái)170和下平臺(tái)171還可以包括發(fā)光二極管(LED)177，以通知用戶全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的不同狀態(tài)。例如，綠色可以指示完全可操作，在操作中或傳感器已連接，琥珀色可以指示請(qǐng)等待或傳感器未連接，紅色可以指示停止，系統(tǒng)未準(zhǔn)備好或傳感器未連接?？梢詾槠渌麪顟B(tài)通知配置各種閃爍LED及其組合。全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還可以包括開/關(guān)按鈕175。按下開/關(guān)按鈕可以打開或關(guān)閉PCB、LED并啟用連接，或者可以與一個(gè)或多個(gè)傳感器和計(jì)算系統(tǒng)斷開連接。

圖22示出了全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的平臺(tái)170和下平臺(tái)171的示例性內(nèi)部結(jié)構(gòu)。平臺(tái)170使得包括兩個(gè)偏移支柱的全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地使用。平臺(tái)170可包括外框架172A和用于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性的兩個(gè)橫桿340。平臺(tái)170還可以包括每個(gè)拐角中的支撐板341。在一個(gè)實(shí)施例中，橫桿340和支撐板341可以焊接到平臺(tái)170。橫桿340和支撐板341可以由金屬、金屬合金(例如鋼)或能夠穩(wěn)定全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的使用的任何其它材料構(gòu)成。平臺(tái)170可以具有多種形狀，例如六邊形，八邊形，正方形或圓形。下平臺(tái)171可以包括外框架172B和內(nèi)框架173。內(nèi)框架173可以由重的材料(例如鋼)制成，以便抵消用戶的重量和支柱的偏移。

圖23示出了全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例性電纜/PCB面板。面板176保護(hù)電纜和PCB免受外部元件的影響。開口180a，180b和180c可以使得來(lái)自PCB的電纜能夠從面板的任一側(cè)和下平臺(tái)下方延伸。開口180a，180b和180c可以實(shí)現(xiàn)電纜從全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的任一側(cè)連接，從而防止可能的布線問(wèn)題。例如，防止松散的電纜在行走區(qū)域中延伸、絆倒隱患、意外拔出或不安全的電纜布局。圖24示出了全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示例性內(nèi)部布線/PCB面板?？梢园ㄒ粋€(gè)或多個(gè)電纜插頭178，用于插入用于與PCB，電力電纜，網(wǎng)絡(luò)電纜或任何其它類型的連接電纜進(jìn)行連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電纜。夾子179可以通過(guò)防止電纜在面板176后面移動(dòng)來(lái)幫助管理電纜?；蛘?，夾子179可以是電纜插頭。在另一個(gè)實(shí)施例中，電纜插頭178可以各自具有一體的夾子179。電纜插頭178和夾子179可以包括通過(guò)開口180c在下平臺(tái)171下方延伸的電纜。在另一個(gè)實(shí)施例中，平臺(tái)170和下平臺(tái)171可以與電纜延伸部分集成，以便于將電纜隱藏在相對(duì)側(cè)上。PCB可以位于電纜插頭178和夾子179后面。PCB可以是可拆卸的，以升級(jí)或安裝新的硬件。

圖25是示出了示例性的POD系統(tǒng)400的框圖。在實(shí)施例中，POD系統(tǒng)400可以連接到用戶的身體，附件或全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(例如腿，腳，手臂，頭部，軀干，槍，劍，槳，球拍，圈或安全帶)，以使得與用戶的移動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)能夠傳輸?shù)接?jì)算系統(tǒng)(例如，聚合器板)。在實(shí)施例中，傳感器401可以包括加速度計(jì)401A、陀螺儀401B和磁力計(jì)401C。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器401可以包括一個(gè)或多個(gè)慣性測(cè)量單元(IMU)。一個(gè)或多個(gè)傳感器401可以將用于多軸羅盤、加速度計(jì)和陀螺儀的模擬信號(hào)數(shù)字化。一個(gè)或多個(gè)傳感器401可以連接到多控制器單元(MCU)402。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器401和MCU 402之間通過(guò)I2C總線連接。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器401和MCU 402之間通過(guò)USB連接。MCU 402可以將從一個(gè)或多個(gè)IMU 401接收到的數(shù)據(jù)處理成指示方向、位置、取向和動(dòng)作的多軸解，然后通過(guò)無(wú)線電發(fā)射機(jī)404將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電裝置404是短程無(wú)線電(例如藍(lán)牙)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電裝置404是2.4GHz無(wú)線電裝置。MCU 402還可以連接到電源管理405(通過(guò)πL)、EEPROM 406(通過(guò)I2C)、用于調(diào)試的UART 403(通過(guò)TTL)。

圖26和圖27是示例性的POD系統(tǒng)410和430的框圖。POD 410可以包括多軸加速度計(jì)/陀螺儀411，用于檢測(cè)多軸磁場(chǎng)的磁阻(MI)傳感器412以及連接到處理器/無(wú)線收發(fā)器414的EEPROM存儲(chǔ)器413。在一個(gè)實(shí)施例中，可以集成處理器和無(wú)線收發(fā)器。在另一個(gè)實(shí)施例中，處理器和無(wú)線收發(fā)器可以分開。處理器414可以連接到無(wú)線電接口415、TTL接口416和一個(gè)或多個(gè)LED 417，用于指示傳輸、狀態(tài)和錯(cuò)誤。處理器414可以連接到電源管理芯片418。電源管理芯片418可以連接到USB接口419、一個(gè)或多個(gè)電池接口420和一個(gè)或多個(gè)LED 417，用于指示電源管理、傳輸、狀態(tài)和錯(cuò)誤。POD系統(tǒng)410的各種組件可以通過(guò)I2C總線、RF、UART、GPO、USB電源、電池電源、PMIC或GPI連接。例如，加速度計(jì)/陀螺儀411可以通過(guò)I2C連接到處理器414，處理器414可以通過(guò)RF連接到無(wú)線電接口415，且電源管理芯片418可以通過(guò)GPI連接到電池接口。圖27中所示的POD系統(tǒng)430可以代表POD系統(tǒng)410的一個(gè)替代實(shí)施例。

可以預(yù)先配置POD的使用，例如，第一POD可以被指定用作左腳，第二POD可以被指定用于右腳，第三POD可以被指定用于軀干，第四POD可以指定用于頭，第五和第六POD可以分別指定為用左右手臂/手，第七POD可以指定為與頭一起使用，并且可以將第八POD指派與附件，例如槍或劍。此外，可以基于用戶計(jì)算系統(tǒng)的特定需要指定更多的POD或指定更少的POD。例如，計(jì)算系統(tǒng)可以請(qǐng)求用戶移動(dòng)他們的左腳以在他們的左腳上配置POD。計(jì)算系統(tǒng)可以請(qǐng)求用戶移動(dòng)他們的右腳以在他們的右腳上配置POD。計(jì)算系統(tǒng)可以向用戶詢問(wèn)每個(gè)當(dāng)前POD。

圖28示出了示例性的聚合器板440的框圖。聚合器板可以安裝在電纜/PCB板后面的支柱基座中。聚合器板可以與PCB板集成或者與PCB板分離。聚合器板可以被配置為從一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，一個(gè)或多個(gè)POD)接收數(shù)據(jù)并編譯、處理和傳輸處理的數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，處理的數(shù)據(jù)可以被發(fā)送到被配置為運(yùn)行用于轉(zhuǎn)換處理的數(shù)據(jù)的API的計(jì)算設(shè)備(例如，服務(wù)器，移動(dòng)設(shè)備，游戲系統(tǒng))。傳輸可以通過(guò)USB、短距離無(wú)線、藍(lán)牙或任何其他傳輸介質(zhì)連接。

圖29示出了POD通信系統(tǒng)450的示例層模型。層1455可以包括一個(gè)或多個(gè)POD 455A。在一個(gè)實(shí)施例中，POD 455A可以是傳感器。POD 445A可以向?qū)? 460傳送輸出值。在一個(gè)實(shí)施例中，層1 455可以例如通過(guò)藍(lán)牙或2.4GHz無(wú)線電傳輸將數(shù)據(jù)無(wú)線地傳輸?shù)綄? 460。

層2 460可以包括用于接收POD 455A的值輸出的控制盒。在一個(gè)實(shí)施例中，控制箱可以是聚合器板。層2 460可以包括用于轉(zhuǎn)換從POD 455A接收的數(shù)據(jù)的API 460A。層2 460可以包括不同的庫(kù)460B，例如，過(guò)濾庫(kù)，處理庫(kù)和運(yùn)動(dòng)庫(kù)，使得能夠轉(zhuǎn)換從API 460A接收的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，API 460A可以調(diào)用庫(kù)函數(shù)以使得能夠轉(zhuǎn)換所接收的POD數(shù)據(jù)。層2 460還可以包括發(fā)射和接收組件460C，例如USB，藍(lán)牙，短距離無(wú)線，2.4GHz無(wú)線電，Wi-Fi和/或以太網(wǎng)。

層3 465可以包括計(jì)算系統(tǒng)465B，例如PC，平板電腦，電話，視頻游戲控制臺(tái)或任何其他計(jì)算設(shè)備。計(jì)算設(shè)備可以與API 465A一起運(yùn)行游戲或應(yīng)用465B。游戲或應(yīng)用465B可以是計(jì)算機(jī)游戲、PlayStation游戲、XBOX游戲、具有虛擬環(huán)境的任何游戲或應(yīng)用、模擬，或任何其他游戲或應(yīng)用。API 465A可以從層2 460接收數(shù)據(jù)，并且將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成游戲或應(yīng)用465B可以理解的格式。一旦由API 465A轉(zhuǎn)換，由POD 455A在全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中跟蹤的用戶的移動(dòng)可以被轉(zhuǎn)換為游戲或應(yīng)用的移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，由POD455A跟蹤的用戶的移動(dòng)可以在全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)之外。

圖30示出了包括處理器、多軸加速度計(jì)/陀螺儀、磁力計(jì)和USB連接器的示例性IMU布局470的電路圖。磁力計(jì)可以測(cè)量相對(duì)于磁北的方向。加速度計(jì)可以測(cè)量X，Y和Z平面中的加速度和速度。陀螺儀可以測(cè)量俯仰，滾轉(zhuǎn)和偏航的方向。

圖31示出了包括處理器、藍(lán)牙接收器和發(fā)射器、POD無(wú)線電、POD充電器、USB和電源管理單元的聚合器板布局480的示例性電路圖。

圖32是示例POD通信系統(tǒng)490的框圖。POD通信系統(tǒng)490可以包括通過(guò)短程無(wú)線(例如藍(lán)牙)連接到聚合器板493的虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)491。POD通信系統(tǒng)可以包括通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)494以USB或HDMI連接到聚合器板493的虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)492。在另一個(gè)實(shí)施例中，虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)492連接到聚合器板，而不首先連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)494。POD通信系統(tǒng)490可以進(jìn)一步包括連接到聚合器板493的一個(gè)或多個(gè)POD 495。在一個(gè)實(shí)施例中，POD 495和聚合器板493之間的連接是無(wú)線的，例如藍(lán)牙或2.4GHz無(wú)線電。聚合器板493可以接收數(shù)據(jù)，編譯數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算系統(tǒng)。在其他實(shí)施例中，聚合器板可以是一個(gè)或多個(gè)MCU。在其他實(shí)施例中，POD通信系統(tǒng)490可以使用HDMI，USB、藍(lán)牙、短距離無(wú)線、Wi-Fi、Gazell協(xié)議或任何其他通信介質(zhì)來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

圖33是完全解耦速度和方向的示例性的方法的流程圖。圖33中所示的方法510是作為示例提供的，因?yàn)榇嬖趫?zhí)行該方法的多種方式。另外，雖然以特定順序的步驟示出了示例性方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以以任何順序執(zhí)行圖33所示的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并且可以包括比所示的步驟更少或更多的步驟。

圖33中所示的每個(gè)框表示在示例方法中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程，方法或子規(guī)程。圖33所示的步驟可以至少在包括全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130，POD系統(tǒng)400和/或POD通信系統(tǒng)490的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。為了完成示例性方法，更多的步驟或更少的步驟都是可能的。在圖33中示出的每個(gè)塊可以由包括全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130，POD系統(tǒng)400和/或POD通信系統(tǒng)490的至少一個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行?；蛘?，在另一個(gè)實(shí)施例中，可以在不使用全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130的情況下執(zhí)行圖33的操作。

方法510可以從框511開始。在框511的過(guò)程中，通過(guò)在聚合器板處從一個(gè)或多個(gè)POD接收的加速度數(shù)據(jù)來(lái)確定用戶的計(jì)步速率。在另一個(gè)實(shí)施例中，在聚合器板處接收陀螺數(shù)據(jù)(角速度)。計(jì)步速率可以是在預(yù)定間隔內(nèi)用戶步進(jìn)的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)在預(yù)定間隔內(nèi)監(jiān)測(cè)用戶的腳的加速度來(lái)確定計(jì)步速率。在另一個(gè)實(shí)施例中，在與聚合器分離的PCB處接收加速度數(shù)據(jù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在繞過(guò)聚合器或PCB的計(jì)算設(shè)備處接收加速數(shù)據(jù)以確定計(jì)步速率。在另一個(gè)實(shí)施例中，確定用戶的腳在一定時(shí)間間隔上(角速度)以度為單位的旋轉(zhuǎn)的變化來(lái)代替計(jì)步速率。當(dāng)在框511確定計(jì)步速率時(shí)，該方法可以移到框512。

在框512的過(guò)程中，使用所確定的用戶的計(jì)步速率來(lái)計(jì)算速度。通過(guò)尋找加速度峰值，然后是高頻噪聲來(lái)指示腳的沖擊來(lái)計(jì)算速度。通過(guò)加速度的持續(xù)時(shí)間和峰值測(cè)量的每個(gè)腳步中的相對(duì)能量的速率和幅度被用于計(jì)算步驟的速率。在一個(gè)實(shí)施例中，速度可以是平均速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，速度可以是中值速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，速度可以通過(guò)接收的陀螺儀數(shù)據(jù)(用戶腳的旋轉(zhuǎn)在時(shí)間間隔上的變化，例如角速度)來(lái)計(jì)算。通過(guò)檢測(cè)角速度(在框511接收的)的峰值(幅度)來(lái)計(jì)算速度。峰值可以乘以縮放因子，并且可以添加偏移以計(jì)算真實(shí)世界速度。當(dāng)在時(shí)間間隔上確定隨后的峰值(幅度)時(shí)，可以重新計(jì)算速度。當(dāng)在框512計(jì)算速度時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框513。

在框513的過(guò)程中，為一個(gè)或多個(gè)IMU計(jì)算方向。將校正的取向轉(zhuǎn)換成真實(shí)的物理世界軸以提供一個(gè)或多個(gè)POD的方向。在一個(gè)實(shí)施例中，可以對(duì)一個(gè)或多個(gè)POD取向求平均以提供總體的組合方向。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)POD可以被置于用戶的頭部、軀干、腳、腿、手臂、附件、圈或安全帶上。當(dāng)在框513處確定方向時(shí)，方法可移動(dòng)到框514。

在框514的過(guò)程中，方向和速度可以轉(zhuǎn)換為二維笛卡爾坐標(biāo)(X，Y)。轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)可以表示游戲板和/或操縱桿值。例如，速度可以是X和Y值的幅度或幅度，并且方向可以被轉(zhuǎn)換成來(lái)自地球的相對(duì)磁北的角度。當(dāng)在框514將方位和速度轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框515。

在框515的過(guò)程中，將坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化為由USB HID操縱桿/游戲板描述符定義的最小到最大標(biāo)度范圍。通過(guò)與照攝像機(jī)視圖解耦控制的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)附加的移動(dòng)，例如向后移動(dòng)、向左移動(dòng)和向右移動(dòng)。當(dāng)坐標(biāo)被歸一化時(shí)，方法510可以結(jié)束。

方法510可以用于解耦向前移動(dòng)。向前移動(dòng)可以是在Y方向上相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)POD的中心的相對(duì)移動(dòng)，并且生成在Y游戲板/操縱桿方向上的移動(dòng)。當(dāng)用戶腳在空中時(shí)的加速度可以在腳的前進(jìn)方向上測(cè)量。然后，前向速度測(cè)量可以轉(zhuǎn)換為相對(duì)于地球磁北的“真實(shí)世界”坐標(biāo)。相對(duì)于POD主體，不在POD的前Y軸上的所有其它運(yùn)動(dòng)可以被忽略，從而不允許在交替方向上的假的運(yùn)動(dòng)將運(yùn)動(dòng)識(shí)別過(guò)程限制為向前運(yùn)動(dòng)。

方法510可以用于解耦向后移動(dòng)。向后移動(dòng)可以是在Y方向上相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)POD的中心的相對(duì)移動(dòng)，并且生成沿Y游戲板/操縱桿方向的移動(dòng)。當(dāng)用戶腳在空中時(shí)的加速度可以在與腳的前進(jìn)方向相反的方向上測(cè)量。然后可以將向后速度測(cè)量轉(zhuǎn)換為相對(duì)于地球磁北的“真實(shí)世界”坐標(biāo)。忽略相對(duì)于POD主體不在POD的向后Y軸上的所有其它運(yùn)動(dòng)，從而不允許在交替方向上的假的運(yùn)動(dòng)將運(yùn)動(dòng)識(shí)別過(guò)程限制為向前運(yùn)動(dòng)。

方法510可以用于解耦側(cè)向運(yùn)動(dòng)或橫向運(yùn)動(dòng)。側(cè)向移動(dòng)可以是在X方向上相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)POD的中心的相對(duì)移動(dòng)，并且生成在X手柄/操縱桿方向上的移動(dòng)。當(dāng)用戶的腳在空中時(shí)的加速度可以在腳的前進(jìn)方向的垂直方向上測(cè)量。側(cè)向速度測(cè)量可以轉(zhuǎn)換為相對(duì)于地球磁北的“真實(shí)世界”坐標(biāo)。相對(duì)于POD主體，不在POD的X軸上的所有其它運(yùn)動(dòng)被忽略，以便不允許在交替方向上的假的運(yùn)動(dòng)將運(yùn)動(dòng)識(shí)別過(guò)程限制為向前運(yùn)動(dòng)

圖34是耦合的向前、向后和側(cè)向移動(dòng)的示例方法的流程圖。圖34中所示的方法520以示例的方式提供，因?yàn)榇嬖趫?zhí)行該方法的多種方式。另外，雖然以特定順序的步驟示出了示例性方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以以任何順序執(zhí)行圖34所示的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并且可以包括比所示的步驟更少或更多的步驟。

圖34中的每個(gè)框表示在示例方法中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程，方法或子規(guī)程。在圖34中示出的步驟可以至少在包括全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130、POD系統(tǒng)400和/或POD通信系統(tǒng)490的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。為了完成示例性方法，更多的步驟或更少的步驟都是可能的。在34中示出的每個(gè)框可以由至少包括全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130，POD系統(tǒng)400和/或POD通信系統(tǒng)490的系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行?？梢栽诓皇褂萌蜻\(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130的情況下執(zhí)行圖34的操作。

方法520可以在框521開始。在框521的過(guò)程中，通過(guò)在聚合器板處從一個(gè)或多個(gè)POD接收的加速度數(shù)據(jù)來(lái)確定用戶的計(jì)步速率。在另一個(gè)實(shí)施例中，在聚合器板處接收陀螺數(shù)據(jù)(角速度)。計(jì)步速率可以是在預(yù)定間隔期間用戶步進(jìn)的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)在預(yù)定間隔期間監(jiān)測(cè)用戶腳的加速度來(lái)確定計(jì)步速率。在另一個(gè)實(shí)施例中，在與聚合器分離的PCB處接收加速度數(shù)據(jù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在繞過(guò)聚合器或PCB的計(jì)算設(shè)備處接收加速數(shù)據(jù)以確定計(jì)步速率。在另一個(gè)實(shí)施例中，確定用戶腳在一定時(shí)間間隔上(角速度)以度為單位的旋轉(zhuǎn)的變化來(lái)代替計(jì)步速率。當(dāng)在框521確定計(jì)步速率時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框522。

在框522的過(guò)程中，使用所確定的用戶的計(jì)步速率來(lái)計(jì)算速度。通過(guò)尋找加速度峰值，然后是高頻噪聲來(lái)指示腳的沖擊來(lái)計(jì)算速度。通過(guò)加速度的持續(xù)時(shí)間和峰值測(cè)量的每個(gè)腳步中的相對(duì)能量的速率和幅度被用于計(jì)算步進(jìn)的速率。在一個(gè)實(shí)施例中，速度可以是平均速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，速度可以是中值速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，速度可以通過(guò)接收的陀螺儀數(shù)據(jù)(用戶腳的旋轉(zhuǎn)在時(shí)間間隔上的以度為單位的變化，例如角速度)來(lái)計(jì)算。通過(guò)檢測(cè)角速度(在框511處接收)。峰值可以乘以縮放因子，并且可以添加偏移以計(jì)算真實(shí)世界速度。當(dāng)在時(shí)間間隔上確定隨后的峰值(振幅)時(shí)，可以重新計(jì)算速度。當(dāng)在框522計(jì)算速度時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框523。

在框523，為一個(gè)或多個(gè)POD計(jì)算方向。將一個(gè)或多個(gè)POD的取向轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)POD的相對(duì)體軸以確定預(yù)期的運(yùn)動(dòng)方向。在一個(gè)實(shí)施例中，可以對(duì)一個(gè)或多個(gè)POD取向求平均以提供總體組合方向。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)POD可以位于用戶的頭部、軀干、腳、腿、手臂，附件，圈或安全帶上。在該實(shí)施例中，不計(jì)算真實(shí)世界坐標(biāo)并且不用于提供方向。然后平均一個(gè)或多個(gè)POD相對(duì)自定向以提供方向。當(dāng)在框523計(jì)算方向時(shí)，方法可移動(dòng)到框524。

在框524處，方向和速度可以轉(zhuǎn)換為二維笛卡爾坐標(biāo)(X軸和Y軸)。轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)可以表示游戲板和操縱桿值。例如，速度可以是X和Y值的大小，并且將方向(取向)轉(zhuǎn)換成從(相對(duì)于PODS的Y軸)前進(jìn)的90度角度增量。當(dāng)在框524將方向和速度轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框525。

在框525處，將坐標(biāo)如由USB HID操縱桿/游戲板描述符所定義的標(biāo)準(zhǔn)化為最小到最大標(biāo)度范圍。當(dāng)坐標(biāo)被歸一化時(shí)，方法520可以結(jié)束。

方法520可用于前向和后向耦合運(yùn)動(dòng)。向前和向后可以是在Y方向上相對(duì)于POD的中心的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且在Y游戲板/操縱桿方向上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。當(dāng)用戶的腳在空中時(shí)的加速度可以在用于向前移動(dòng)的攝像機(jī)位置的方向上以及在用于向后移動(dòng)的攝像機(jī)位置的相反方向上被測(cè)量。相對(duì)于POD的所有其它軸可以被忽略，以便不允許交替方向上的假的運(yùn)動(dòng)，因此將運(yùn)動(dòng)識(shí)別過(guò)程限制為向前和向后運(yùn)動(dòng)。

方法520可以用于側(cè)耦合運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)耦合運(yùn)動(dòng)。側(cè)面移動(dòng)可以是在X方向上相對(duì)于POD的中心的相對(duì)移動(dòng)，并且在X游戲板/操縱桿方向上產(chǎn)生移動(dòng)。當(dāng)用戶腳在空中時(shí)的加速度可以在攝像機(jī)位置的垂直方向上測(cè)量。相對(duì)于POD的所有其它軸可以被忽略，以禁止交替方向上的假的運(yùn)動(dòng)，因此將運(yùn)動(dòng)識(shí)別過(guò)程限制在側(cè)向運(yùn)動(dòng)。

在確定全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的用戶的移動(dòng)時(shí)，期望減少用于檢測(cè)已經(jīng)在全向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上開始的步行時(shí)間。檢測(cè)中的延遲可以被感知為在平臺(tái)上的用戶的移動(dòng)和虛擬環(huán)境中的用戶的化身之間的滯后。在實(shí)施例中指定用于初始步驟的改進(jìn)的步進(jìn)檢測(cè)性能的附加層，其中觸發(fā)在前向Y方向(相對(duì)于POD坐標(biāo))的最小水平(閾值)以上的加速度產(chǎn)生用戶在游戲手柄/操縱桿坐標(biāo)(相對(duì)于地球的真實(shí)世界北)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)庫(kù)尚未完成計(jì)算加速度和速度強(qiáng)度時(shí)，可以設(shè)置此觸發(fā)器。加速能量的相對(duì)強(qiáng)度可以用于緩和從“第一步”觸發(fā)運(yùn)動(dòng)到完全運(yùn)動(dòng)庫(kù)的轉(zhuǎn)變，例如向前走，向后走，跑步，蹲下，跳躍，爬行，跳躍或任何額外的運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)可在全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上檢測(cè)。觸發(fā)具有速率無(wú)關(guān)滯后以減輕由測(cè)量的加速度計(jì)數(shù)據(jù)中的噪聲引起的用戶運(yùn)動(dòng)中的抖動(dòng)的出現(xiàn)。

在所有相對(duì)方向(相對(duì)于POD坐標(biāo))中觸發(fā)低于最大水平的加速度迫使用戶移動(dòng)停止的實(shí)施例中指定減少移動(dòng)停止與其檢測(cè)之間的滯后。當(dāng)運(yùn)動(dòng)庫(kù)已經(jīng)識(shí)別出預(yù)期的用戶動(dòng)作時(shí)，該觸發(fā)器被布防。觸發(fā)具有速率無(wú)關(guān)的滯后，以減輕由測(cè)量的加速度計(jì)數(shù)據(jù)中的噪聲引起的用戶運(yùn)動(dòng)中的抖動(dòng)的出現(xiàn)。

圖35是檢測(cè)用戶運(yùn)動(dòng)的快速停止的示例方法的流程圖。圖35中所示的方法530以示例的方式提供，因?yàn)榇嬖趫?zhí)行該方法的多種方式。另外，雖然以特定順序的步驟示出了示例性方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以以任何順序執(zhí)行圖35所示的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并且可以包括比所示的步驟更少或更多的步驟。

圖35中的每個(gè)框表示在示例方法中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程、方法或子規(guī)程。在圖35中示出的步驟可以至少在包括全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130、POD系統(tǒng)400和POD通信系統(tǒng)490的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。為了完成示例性方法，更多的步驟或更少的步驟都是可能的。35中所示的每個(gè)框可以由至少包括全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130、POD系統(tǒng)400和POD通信系統(tǒng)490的系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。可以在不使用全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)130的情況下執(zhí)行圖35中的每一步。

方法530可以在框531開始。在框531，該方法可以從一個(gè)或多個(gè)POD接收原始陀螺儀數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，原始陀螺數(shù)據(jù)可以是角速度。角速度可以用于確定用戶是向前還是向后移動(dòng)，例如通過(guò)用戶腳的旋轉(zhuǎn)的改變向前/向后行進(jìn)或向前/向后行進(jìn)。在實(shí)施例中，如果角速度不為零，則用戶可以移動(dòng)。角速度的峰值(幅度)可以是用戶的速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)在預(yù)定間隔內(nèi)接收一個(gè)或多個(gè)POD數(shù)據(jù)來(lái)確定角速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，接收的數(shù)據(jù)可以是用于計(jì)算速度的加速度數(shù)據(jù)。如果在框531確定用戶正在移動(dòng)，則該方法可以移動(dòng)到框532。

在框532，該方法可以通過(guò)應(yīng)用過(guò)濾器來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化或平滑原始數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，原始陀螺數(shù)據(jù)可以通過(guò)快速停止濾波器。關(guān)于快速停止濾波器，接收到的原始陀螺數(shù)據(jù)可以通過(guò)指數(shù)移動(dòng)平均(EMA)濾波器，然后可以將平滑(濾波)的值與先前的平滑值進(jìn)行比較，以確定平滑增量，陀螺數(shù)據(jù)圖。在另一個(gè)實(shí)施例中，原始陀螺數(shù)據(jù)可以通過(guò)模擬速度濾波器。關(guān)于角速度濾波器，兩個(gè)腳POD的原始陀螺儀x軸值可以通過(guò)EMA濾波器運(yùn)行以計(jì)算每個(gè)陀螺儀的絕對(duì)值。經(jīng)過(guò)濾的值可以一起添加，縮放，然后添加偏移量。在一個(gè)實(shí)施例中，偏移可以是標(biāo)度偏移，即因此該值落在有效的操縱桿輸出值內(nèi)。然后，偏移值可以通過(guò)EMA濾波器。EMA濾波器可以是新的EMA濾波器或前述的EMA濾波器。結(jié)果是大致等于速度的平滑輸出，例如步行速度。在圖5中可以看到示例平滑陀螺儀數(shù)據(jù)圖。當(dāng)已經(jīng)應(yīng)用濾波器時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框533。

在框533，該方法可以確定在框532處的平滑后的陀螺儀數(shù)據(jù)是否在預(yù)定閾值內(nèi)下降。在一個(gè)實(shí)施例中，平滑的陀螺儀數(shù)據(jù)可以是運(yùn)動(dòng)方向上的角速度(每秒的旋轉(zhuǎn)速率)。例如，可以從垂直于運(yùn)動(dòng)方向的陀螺儀軸確定角速度。預(yù)定義閾值可以用于確定用戶何時(shí)正在減慢。在實(shí)施例中，預(yù)定義閾值可以是每秒0.33度?？梢砸灶A(yù)定間隔(例如1ms，5ms，10ms，15ms和20ms)監(jiān)視角速度。如圖所示，如圖36所示，當(dāng)POD 501和POD 502的角速度落在預(yù)定閾值503內(nèi)時(shí)，用戶的移動(dòng)可以減慢。圖36所示的每個(gè)峰值(振幅)，可以是在該時(shí)間點(diǎn)的用戶的速度。用戶的速度將在隨后的峰值期間改變。在實(shí)施例中，為了防止錯(cuò)誤停止檢測(cè)，可以基于用戶運(yùn)動(dòng)的速度動(dòng)態(tài)地確定預(yù)定閾值。例如，當(dāng)以低速度(行走或爬行)計(jì)算速度時(shí)，預(yù)定閾值可以是使觸發(fā)點(diǎn)更小的更緊湊的窗口。當(dāng)以高速(運(yùn)行)計(jì)算前向速度時(shí)，預(yù)定義的閾值可以是使觸發(fā)點(diǎn)更大的更大的窗口。在另一個(gè)實(shí)施例中，為了防止假停止，當(dāng)角速度降低到預(yù)定閾值時(shí)可以添加衰減。增加的衰減可以減輕任何口吃效應(yīng)。衰減是數(shù)學(xué)計(jì)算的指數(shù)衰減，具有向零的逐漸過(guò)渡。當(dāng)平滑的陀螺儀數(shù)據(jù)已經(jīng)降低到預(yù)定閾值以下時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框534。

在框534，該方法可以確定平滑后的陀螺儀數(shù)據(jù)的斜率何時(shí)已經(jīng)接近零達(dá)預(yù)定義的間隔。例如，在預(yù)定義的間隔1ms，5ms，10ms，15ms或20ms期間。當(dāng)角速度的斜率繼續(xù)接近零時(shí)，可以檢測(cè)到停止。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)斜率小于0.01度每秒平方時(shí)，可以檢測(cè)到停止?；蛘?，如果在該相同間隔期間，斜率不繼續(xù)接近零，則不能檢測(cè)到停止。在一個(gè)實(shí)施例中，可以分析斜率增量(在預(yù)定間隔期間)以定位峰值。速度可以設(shè)置為每個(gè)峰的最大值，直到找到下一個(gè)峰，然后可以將其設(shè)置為速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)角速度斜率在最小預(yù)定義窗口內(nèi)時(shí)，計(jì)數(shù)器遞增。如果計(jì)數(shù)器達(dá)到七，速度設(shè)置為零。當(dāng)預(yù)定義間隔已經(jīng)結(jié)束時(shí)，如果斜率在預(yù)定義間隔內(nèi)接近零，則該方法可以移動(dòng)到框535，或者如果斜率在預(yù)定義間隔沒有接近零，則該方法可以返回到框531。

框535的方法可以檢測(cè)快速停止。例如，當(dāng)平滑陀螺儀數(shù)據(jù)在閾值內(nèi)且當(dāng)平滑陀螺儀數(shù)據(jù)的斜率在預(yù)定間隔期間接近零時(shí)，檢測(cè)到快速停止。當(dāng)檢測(cè)到快速停止時(shí)，方法530可以結(jié)束。

圖37示出了平臺(tái)傳感器布局600。平臺(tái)170可以配備有用于跟蹤一個(gè)或多個(gè)腳的移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器615。在實(shí)施例中，傳感器615可以是接近傳感器，例如使用每個(gè)用戶腳的身體電容作為輸入的電容傳感器。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)腳在傳感器上移動(dòng)時(shí)，可以激活電容傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器615可以是磁性傳感器、光學(xué)傳感器、螺旋傳感器、IMU傳感器、POD或能夠具有高精度讀數(shù)的任何傳感器。平臺(tái)170可以包括用于支撐用戶的安全帶(未示出)和圈(未示出)，如圖3和圖4所示。安全帶可以包括用于確定用戶的取向，例如用戶的軀干取向的一個(gè)或多個(gè)傳感器。圈可以包括用于確定用戶的取向，例如用戶的軀干取向的一個(gè)或多個(gè)傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，用戶的鞋可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，例如以區(qū)分左腳和右腳，腳的前部和腳的后部，或者腳趾和腳跟。

平臺(tái)170可以分成兩個(gè)或更多個(gè)同心圓。例如，如圖37所示，平臺(tái)170可以分成四個(gè)同心圓609、610、611和612。傳感器615可以分布在平臺(tái)170上的同心圓609、610、611和612中。在另一個(gè)實(shí)施例中，平臺(tái)170可以被劃分為兩個(gè)或更多個(gè)正多邊形。在另一個(gè)實(shí)施例中，平臺(tái)170可以分成中心區(qū)域和鄰接的梯形區(qū)域。在又一個(gè)實(shí)施例中，平臺(tái)170可以被劃分為正方對(duì)稱XY網(wǎng)格。平臺(tái)170可以進(jìn)一步分成兩個(gè)或更多個(gè)切片。例如，如圖3所示，如圖37所示，平臺(tái)170可以被分成8個(gè)切片601、602、603、604、605、606、607和608。一個(gè)或多個(gè)傳感器615可以位于每個(gè)同心圓和每個(gè)切片的橫截面內(nèi)。例如，傳感器615A可以位于最內(nèi)同心圓609和切片601的橫截面內(nèi)。傳感器615B可以位于同心圓611和切片601的橫截面內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，橫截面的最內(nèi)同心圓609，并且切片601可以包括兩個(gè)或更多個(gè)傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，同心圓和切片的每個(gè)橫截面可以包括兩個(gè)或更多個(gè)傳感器。

傳感器615可以具有相同的尺寸或不同的尺寸。例如，當(dāng)位于靠近平臺(tái)170的中心時(shí)傳感器615可以具有較小的尺寸，并且傳感器615位于離平臺(tái)170的中心越遠(yuǎn)的位置處越大。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器可以具有相同的尺寸，例如，1.5、2.5、3.5、4.5或5.5英寸或任何其它直徑尺寸。

圖38示出了全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的通信中的兩個(gè)切片的示例。傳感器615可以連接到一個(gè)或多個(gè)印刷電路板(PCB)620。例如，位于每個(gè)平臺(tái)切片中的傳感器615可以電耦合到位于它們各自的切片中的PCB 620。在另一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自所有切片的傳感器可以連接到集中式PCB。傳感器615可以通過(guò)同軸電纜電耦合到PCB 620。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器615可以通過(guò)短距離無(wú)線通信(例如藍(lán)牙)電耦合到PCB 620。每個(gè)切片中的PCB可以通過(guò)數(shù)字通信鏈路電耦合到相鄰切片中的PCB，例如以菊花鏈或環(huán)形配置。位于切片601中的PCB 620可以電耦合到位于切片602中的PCB 620，其可以電耦合到位于切片603中的PCB 620。在一個(gè)實(shí)施例中，切片片601可以包括具有通用串行總線(USB)能力625的微控制器單元(MCU)。在另一個(gè)實(shí)施例中，切片601可以包括具有USB能力的中央處理單元。MCU 625可以通過(guò)連接621向切片601中的PCB 620和切片602中的PCB 620供應(yīng)功率。切片602中的PCB 620可以通過(guò)連接624向切片603中的PCB 620供應(yīng)功率，連接624可以向PCB 620中的相鄰切片中的PCB提供菊花鏈配置，直到最后一個(gè)PCB供電。MCU 625還可以通過(guò)連接622(例如，內(nèi)部集成電路(I2C)總線，通用異步接收器/發(fā)射器(UART)，串行外圍接口總線(SPI)，串行外圍接口總線局部互連網(wǎng)絡(luò)總線(LIN)，控制器局域網(wǎng)總線(CAN)或任何其它類型的串行總線。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)位于每個(gè)片上的集成或獨(dú)立于MCU的局部無(wú)線通信設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)串行總線通信。片602中的PCB 620可以通過(guò)連接623將片段603中的串行總線提供給PCB 620，其可以以菊花鏈配置提供相鄰片中的PCB，直到提供最后一個(gè)PCB。在另一個(gè)實(shí)施例中，切片601-608中的PCB 620可以電耦合到集中式PCB，例如以星形配置。在另一個(gè)實(shí)施例中，電子耦合可以是短程無(wú)線通信。MCU 625可以向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)635傳送和從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)635接收數(shù)據(jù)。例如，服務(wù)器，視頻游戲控制臺(tái)，移動(dòng)設(shè)備或等同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，MCU 625可以通過(guò)由電子耦合或無(wú)線耦合的總線連續(xù)地輪詢片601-608中的PCB 620來(lái)監(jiān)視傳感器活動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，切片601-608中的PCB 620可以通過(guò)硬件中斷向MCU 625警告?zhèn)鞲衅骰顒?dòng)，例如，電子警報(bào)信號(hào)以指示需要立即注意的事件。切片601還可以包括與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)635相連的調(diào)試工具箱630。

切片602可以包含一個(gè)或多個(gè)傳感器615和PCB 620。切片603-608可以基本上類似于切片602。切片602可以與切片601和603以菊花鏈連接。切片602可以從切片接收功率和串行總線。切片602可以向切片603發(fā)送功率和串行總線。該過(guò)程可以重復(fù)，直到切片608從切片607接收到功率和串行總線。該過(guò)程可以根據(jù)平臺(tái)170中的切片的數(shù)量重復(fù)更多或更少的切片。切片602-608可以包含冗余MCU 625和程序和調(diào)試套件630。

圖39和圖40是示出用于感測(cè)用戶的向前移動(dòng)的示例方法700和方法750的流程圖。用戶的向前移動(dòng)可以是可變的。方法700和方法750作為示例提供，因?yàn)榇嬖诙喾N方法來(lái)執(zhí)行該方法。另外，雖然以特定順序的步驟示出了示例性方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以以任何順序執(zhí)行圖33所示的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并且可以包括比所示的更少或更多的步驟。

在圖39和圖40中示出的每個(gè)框表示在示例方法中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程，方法或子規(guī)程。在圖39和圖40中示出的步驟可以在至少包括平臺(tái)170的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。在圖39和40中示出的每個(gè)框可以至少由平臺(tái)170執(zhí)行。圖39和圖40描述的環(huán)是用于平臺(tái)170中的傳感器布局的三個(gè)同心圓的示例表示。取決于指定的傳感器布局，可以存在更多或更少的環(huán)，因此方法700和方法750可以包含與平臺(tái)170中的環(huán)的數(shù)量保持一致的更多或更少的分支。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器可以位于用戶或附件上。

方法700可以從框701開始。在框701，當(dāng)傳感器具有高于閾值的值時(shí)，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變到打開，從打開改變到關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施例中，該值可以是電容或光學(xué)值。閾值還可以用作傳感器電容的旁路濾波器。每個(gè)傳感器可以具有獨(dú)立的閾值。閾值可以是可調(diào)節(jié)的。閾值可以基于多個(gè)變量，例如平臺(tái)170中的傳感器的位置、平臺(tái)170中的傳感器的數(shù)量、平臺(tái)170中的傳感器的尺寸、以及激活和去激活傳感器的激活部件(例如用戶的腳)的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值可以確定傳感器是開啟還是關(guān)閉，提供大約22度的方向矢量。在另一個(gè)實(shí)施例中，閾值作為旁路濾波器，其中只有大于閾值的電容被用于計(jì)算約2至3度的方向矢量和速度矢量。

框702的步驟可以保存?zhèn)鞲衅髦祷驍?shù)據(jù)。傳感器值可以是所有傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)掃描值。傳感器數(shù)據(jù)可以包括但不限于電容值、操作狀態(tài)(開或關(guān))、歷史時(shí)間值譬如最后開啟事件的時(shí)間戳、最后關(guān)閉事件的時(shí)間戳。所保存的傳感器值可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)635用來(lái)計(jì)算每個(gè)用戶的腳的移動(dòng)。保存的傳感器值還可以用于歷史地計(jì)算用戶的先前移動(dòng)以幫助確定用戶的動(dòng)作，例如跑步，步行，向后走，跳躍，向前跳躍，走路和蹲伏。

在框711至712，位于外環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變到打開或從打開改變到關(guān)閉。外環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)在位于外環(huán)中的傳感器上的移動(dòng))被激活到“開啟”位置。外環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取小于閾值的傳感器值(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)于位于外環(huán)中的傳感器的遠(yuǎn)離)而被去激活到“關(guān)閉”位置。在框713，方法700可以生成“W”或向前游戲中移動(dòng)，并且方法700可以結(jié)束。

在框721至722，中環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從開到關(guān)或從開到關(guān)改變。通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值，例如，在位于中環(huán)中的傳感器上移動(dòng)的用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)，可以將中環(huán)中的傳感器激活到“開啟”位置。通過(guò)讀取小于閾值的傳感器值，中環(huán)中的傳感器可以被停用到“關(guān)閉”位置，例如，用戶的腳中的一個(gè)或兩個(gè)遠(yuǎn)離位于中環(huán)中的傳感器。

在框723，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以檢查位于平臺(tái)170的一個(gè)或多個(gè)相鄰內(nèi)環(huán)中的所有傳感器的時(shí)間點(diǎn)傳感器掃描。在框724，如果在與中環(huán)中的傳感器處于相同截面的一個(gè)或多個(gè)相鄰內(nèi)環(huán)中的傳感器被激活，即“開啟”，方法700可以生成“W”或游戲中的向前移動(dòng)，并且方法700可以結(jié)束。

在框731至732，內(nèi)環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變到打開或從打開改變到關(guān)閉。通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值，例如一個(gè)或多個(gè)用戶的腳在位于內(nèi)環(huán)中的傳感器上的移動(dòng)，可以將內(nèi)環(huán)中的傳感器激活到“開”位置。通過(guò)讀取小于閾值的傳感器值，例如用戶的腳中的一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)于位于內(nèi)環(huán)中的傳感器的遠(yuǎn)離，可以將內(nèi)環(huán)中的傳感器停用到“關(guān)閉”位置。

在框733，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以檢查位于平臺(tái)170的一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)中的所有傳感器的時(shí)間點(diǎn)傳感器掃描。在框734，如果在與內(nèi)環(huán)中的傳感器處于相同截面的一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)中的傳感器被激活，即“開啟”，方法700可以產(chǎn)生“W”或游戲中的向前移動(dòng)，方法700可以結(jié)束。

方法750可以從框751開始。在框751，當(dāng)傳感器具有大于閾值的值時(shí)，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變?yōu)榇蜷_。在一個(gè)實(shí)施例中，該值可以是電容或光學(xué)值。每個(gè)傳感器具有獨(dú)立的閾值。閾值可以是可調(diào)節(jié)的。閾值可以基于多個(gè)變量，例如平臺(tái)170中的傳感器的位置、平臺(tái)170中的傳感器的數(shù)量、平臺(tái)170中的傳感器的尺寸、以及激活和去激活傳感器的激活部件(例如用戶的腳)的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值可以確定傳感器是開啟還是關(guān)閉，提供大約22度的方向矢量。在另一個(gè)實(shí)施例中，閾值作為旁路濾波器，其中在計(jì)算約2至3度的方向矢量和速度矢量時(shí)僅使用高于閾值的電容。

在框761，外環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉變?yōu)殚_啟。外環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值(例如，用戶腳在位于外環(huán)中的傳感器上移動(dòng)的一個(gè)或兩個(gè))被激活到“開”位置。在框762，方法750可以產(chǎn)生“W”或游戲中的向前移動(dòng)，方法750可以結(jié)束。

在框771，中環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變?yōu)殚_啟。通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值，例如用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)在位于中環(huán)中的傳感器上的移動(dòng)，可以將中環(huán)中的傳感器激活到“開”位置。在框772，方法750可以保存?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)。傳感器值可以是一個(gè)或多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)掃描值。傳感器數(shù)據(jù)可以包括但不限于電容值、操作狀態(tài)(開或關(guān))、歷史時(shí)間值譬如最后開啟事件的時(shí)間戳，最后關(guān)閉事件的時(shí)間戳。所保存的傳感器值可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)735用來(lái)計(jì)算每個(gè)用戶的腳的移動(dòng)。保存的傳感器值還可以用于歷史上計(jì)算用戶的先前移動(dòng)以幫助確定用戶的動(dòng)作，例如跑步、步行、向后走、跳躍、向前跳躍、走路和蹲伏。

在框781，內(nèi)環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變?yōu)殚_啟。通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值，例如用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)在位于內(nèi)環(huán)中的傳感器上的移動(dòng)，可以將內(nèi)環(huán)中的傳感器激活到“開”位置。在框782，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以檢查位于平臺(tái)170的一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)中的所有傳感器的時(shí)間點(diǎn)傳感器掃描。在框783，如果在與內(nèi)環(huán)中的傳感器處于相同截面的一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)中的傳感器被激活，即“開啟”，方法750可以產(chǎn)生“W”或游戲中的向前移動(dòng)，方法750可以結(jié)束。

圖41和圖42是示出用于生成用于表示用戶步進(jìn)的方向和速度的速度矢量的示例方法800和方法850的流程圖。圖41和圖42中所示的方法800和方法850以示例的方式提供，因?yàn)榇嬖趫?zhí)行該方法的多種方式。另外，雖然以特定順序的步驟示出了示例性方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以以任何順序執(zhí)行圖41和圖42中所示的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并且可以包括比所示的步驟更少或更多的步驟。

圖41和圖42所示的每個(gè)框表示在示例方法中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程、方法或子規(guī)程。圖41和圖42所示的步驟可以在至少包括平臺(tái)170的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。圖41和圖42所示的每個(gè)框可以至少由平臺(tái)170執(zhí)行。圖41和42是用于平臺(tái)170中的傳感器布局的三個(gè)同心圓的示例表示。取決于指定的傳感器布局，可以存在更多或更少的環(huán)，并且因此方法800和方法850可以包含與平臺(tái)170中的環(huán)的數(shù)量保持一致的更多或更少的分支。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器可以位于用戶或附件上。

方法800可以在框802處開始。在框802處，可以檢測(cè)到一個(gè)或多個(gè)傳感器變化，例如，當(dāng)傳感器具有高于閾值的值時(shí)，傳感器可以從關(guān)閉改變?yōu)榇蜷_，從打開改變?yōu)殛P(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施例中，該值可以是電容或光學(xué)值。閾值還可以用作傳感器電容的旁路濾波器。每個(gè)傳感器可以具有獨(dú)立的閾值。閾值可以是可調(diào)節(jié)的。閾值可以基于多個(gè)變量，例如平臺(tái)170中的傳感器的位置、平臺(tái)170中的傳感器的數(shù)量、平臺(tái)170中的傳感器的尺寸、以及激活和去激活傳感器的激活部件(例如用戶的腳)的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)。在實(shí)施例中，傳感器615可以包括寄存默認(rèn)電容的一個(gè)或多個(gè)電容傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)生超過(guò)閾值的寄存的電容變化可以指示相應(yīng)的傳感器已經(jīng)改變狀態(tài)，例如從“關(guān)閉”狀態(tài)到“開啟”狀態(tài)，指示在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)170上的相關(guān)聯(lián)的位置并提供大約22度的方向矢量。在另一個(gè)實(shí)施例中，閾值作為旁路濾波器，其中在計(jì)算約2至3度的方向矢量和速度矢量時(shí)僅使用高于閾值的電容。

框804執(zhí)行保存?zhèn)鞲衅鲯呙璧牟僮?，為一個(gè)或多個(gè)或所有傳感器掃描數(shù)據(jù)保存時(shí)間數(shù)據(jù)。傳感器值可以是所有傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)掃描值。傳感器數(shù)據(jù)可以包括但不限于電容值、操作狀態(tài)(開或關(guān))、歷史時(shí)間值譬如最后開啟事件的時(shí)間戳、最后關(guān)閉事件的時(shí)間戳。所保存的傳感器值可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)635用來(lái)計(jì)算每個(gè)用戶的腳的移動(dòng)。保存的傳感器值還可以用于歷史地計(jì)算用戶的先前移動(dòng)以幫助確定用戶的動(dòng)作，例如跑步，步行，向后走，跳躍，向前跳躍，走路和蹲伏。與傳感器狀態(tài)改變的指示相關(guān)聯(lián)的時(shí)間數(shù)據(jù)可以用于從傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算速度矢量。

在框806至808，位于外環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變到打開或從打開改變到關(guān)閉。外環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值或通過(guò)步進(jìn)方向矢量(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)在位于外環(huán)中的傳感器上的移動(dòng))方法被激活到“開啟”位置。外環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取小于閾值的傳感器值或通過(guò)步進(jìn)方向矢量(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)于位于外環(huán)中的傳感器的遠(yuǎn)離)方法而被停用到“關(guān)閉”位置。在框810，方法800可以生成外環(huán)傳感器的速度矢量，并且方法800可以結(jié)束。

在框812至814，位于中環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變到打開或從打開改變到關(guān)閉。中環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值或通過(guò)步進(jìn)方向矢量(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)在位于中環(huán)中的傳感器上的移動(dòng))方法被激活到“開啟”位置。中環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取小于閾值的傳感器值或通過(guò)步進(jìn)方向矢量(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)于位于中環(huán)中的傳感器的遠(yuǎn)離)方法而被停用到“關(guān)閉”位置。

在框816，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以檢查位于平臺(tái)170的一個(gè)或多個(gè)相鄰內(nèi)環(huán)中的所有傳感器的時(shí)間點(diǎn)傳感器掃描804。在框818，如果在與中環(huán)中的傳感器處于相同截面的一個(gè)或多個(gè)相鄰內(nèi)環(huán)中的傳感器被激活，即“開啟”，方法800可以生成“W”或游戲中的向前移動(dòng)，并且方法800可以結(jié)束。

在框820至822，內(nèi)環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變到打開或從打開改變到關(guān)閉。通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值或者步進(jìn)方向矢量(例如一個(gè)或多個(gè)用戶的腳在位于內(nèi)環(huán)中的傳感器上的移動(dòng))方法，可以將內(nèi)環(huán)中的傳感器激活到“開”位置。通過(guò)讀取小于閾值的傳感器值或者步進(jìn)方向矢量(例如用戶的腳中的一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)于位于內(nèi)環(huán)中的傳感器的遠(yuǎn)離)方法，可以將內(nèi)環(huán)中的傳感器停用到“關(guān)閉”位置。

在框824，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以檢查位于平臺(tái)170的一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)中的所有傳感器的時(shí)間點(diǎn)傳感器掃描。在框826，如果在與內(nèi)環(huán)中的傳感器處于相同截面的一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)中的傳感器被激活“開啟”，方法800可以生成一個(gè)或多個(gè)激活的中環(huán)傳感器的速度矢量，方法800可以結(jié)束。

方法850可以在框852處開始。在框852，當(dāng)傳感器讀取大于閾值的值時(shí)，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變?yōu)榇蜷_。每個(gè)傳感器可以具有獨(dú)立的閾值。閾值可以是可調(diào)節(jié)的。閾值可以基于多個(gè)變量來(lái)調(diào)節(jié)，例如，閾值可以基于多個(gè)變量，例如平臺(tái)170中的傳感器的位置、平臺(tái)170中的傳感器的數(shù)量、平臺(tái)170中的傳感器的尺寸、以及激活和去激活傳感器的激活部件(例如用戶的腳)的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)。在實(shí)施例中，傳感器615可以包括寄存默認(rèn)電容的一個(gè)或多個(gè)電容傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)生超過(guò)閾值的寄存的電容變化可以指示相應(yīng)的傳感器已經(jīng)改變狀態(tài)，例如從“關(guān)閉”狀態(tài)到“開啟”狀態(tài)，指示在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)170上的相關(guān)聯(lián)的位置并提供大約22度的方向矢量。在另一個(gè)實(shí)施例中，閾值作為旁路濾波器，其中只有大于閾值的電容被用于計(jì)算約2至3度的方向矢量和速度矢量。

在框854，外環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變到打開。外環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值或通過(guò)步進(jìn)方向矢量(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)在位于外環(huán)中的傳感器上的移動(dòng))方法被激活到“開啟”位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)外環(huán)傳感器僅在相同截面中的一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)傳感器激活之后被激活。在框856，方法850可以生成外環(huán)傳感器的速度矢量，并且方法850可以結(jié)束。

在框858，中環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉改變?yōu)殚_啟。中環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值或通過(guò)步進(jìn)方向矢量(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)在位于中環(huán)中的傳感器上的移動(dòng))方法被激活到“開啟”位置。在框860，方法850可以保存?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)，然后方法850可以結(jié)束。傳感器值可以是一個(gè)或多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)掃描值。傳感器數(shù)據(jù)可以包括但不限于電容值、操作狀態(tài)(開或關(guān))、歷史時(shí)間值譬如最后開啟事件的時(shí)間戳、最后關(guān)閉事件的時(shí)間戳。所保存的傳感器值可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)635用來(lái)計(jì)算每個(gè)用戶的腳的移動(dòng)。保存的傳感器值還可以用于歷史地計(jì)算用戶的先前移動(dòng)以幫助確定用戶的動(dòng)作，例如跑步，步行，向后走，跳躍，向前跳躍，走路和蹲伏。

在框862，內(nèi)環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以從關(guān)閉變?yōu)殚_啟。內(nèi)環(huán)中的傳感器可以通過(guò)讀取大于或等于閾值的傳感器值或通過(guò)步進(jìn)方向矢量(例如，用戶的腳中的一個(gè)或多個(gè)在位于外環(huán)中的傳感器上的移動(dòng))被激活到“開啟”位置，在框864，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以檢查位于平臺(tái)170的相同截面中的一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)傳感器的時(shí)間點(diǎn)傳感器掃描。在框866，如果內(nèi)環(huán)傳感器的當(dāng)前激活時(shí)間和一個(gè)或多個(gè)相鄰中環(huán)傳感器的最后“關(guān)閉”時(shí)間戳的時(shí)間小于可變時(shí)間戳閾值，例如1毫秒，則方法850可以生成一個(gè)或多個(gè)中環(huán)形傳感器的速度矢量，并且方法850可以結(jié)束。

在圖41和42中產(chǎn)生的速度矢量可用于計(jì)算各種游戲指標(biāo)，例如速度、方向、步行、跑步、跳躍。速度矢量輸出可以是指示用戶的腳或腳的方向和大小(速度)的(X，Y)坐標(biāo)。

如圖41和42中所示，可以使用其中記錄變化的一個(gè)或多個(gè)傳感器的(X，Y)位置坐標(biāo)來(lái)生成速度矢量。例如，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)170的XY傳感器平面可以從二維平面的每個(gè)象限中指定的-1到1個(gè)距離單位延伸?？梢詫?duì)坐標(biāo)進(jìn)行歸一化以便于將來(lái)矢量計(jì)算的容易性。例如，通過(guò)將歸一化因子除以X和Y坐標(biāo)兩者，在實(shí)施例中(X2+Y2)1/2。在速度矢量被發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)635之前，MCU625可以將坐標(biāo)從(-1,1)范圍轉(zhuǎn)換到(0,255)范圍。

可通過(guò)將歸一化坐標(biāo)乘以速度值(例如，0與1之間的值)來(lái)計(jì)算矢量速度表示。所得到的矢量“長(zhǎng)度”可表示速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以基于用戶步驟的頻率來(lái)執(zhí)行矢量速度計(jì)算。在另一個(gè)實(shí)施例中，連續(xù)或相鄰傳感器的激活之間的時(shí)間間隔可以用于確定矢量速度。例如，使用保存的傳感器時(shí)間戳數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用速度矢量計(jì)算來(lái)計(jì)算用戶跳躍。例如，使用內(nèi)環(huán)傳感器和中心傳感器的時(shí)間戳數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算每個(gè)腳的激活和去激活。在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)部、中間和外部傳感器可用于計(jì)算向前、向側(cè)面和向后跳轉(zhuǎn)。

圖43示出了利用第三方系統(tǒng)(例如第三方游戲系統(tǒng))執(zhí)行速度矢量積分的示例性方法900的流程圖。圖43中所示所示的方法900以示例的方式提供，因?yàn)榇嬖趫?zhí)行該方法的多種方式。另外，雖然以特定順序的步驟示出了示例性方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以以任何順序執(zhí)行圖43中所示的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并且可以包括比所示的步驟更少或更多的步驟。

圖43中的每個(gè)框表示在示例方法中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程，方法或子規(guī)程。圖43中所示的每個(gè)塊可以在包括至少平臺(tái)170的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器可以位于用戶或附件上。

方法900在框902處開始。在框902處，可接收相對(duì)速度矢量輸入。隨后，計(jì)算矢量輸入的角度。所計(jì)算的角度可以是速度矢量方向和絕對(duì)北之間的角度測(cè)量，即平臺(tái)170的前方。在框904處，如果速度矢量輸入的角度為0，則使用先前矢量905。在一個(gè)實(shí)施例中，如果在接收到1/10秒的0個(gè)矢量之后，矢量被重置為0。在框906，如果速度矢量輸入的角度小于30度，則使用框907處的向前運(yùn)動(dòng)方向。在框908處，如果速度矢量輸入的角度在30度和80度之間，則在框909處進(jìn)行45度運(yùn)動(dòng)選擇，例如在左或右方向上。在框910處，如果速度矢量輸入的角度在80和90度之間，則在框911處進(jìn)行90度運(yùn)動(dòng)選擇，例如在左或右方向上進(jìn)行。在框912，如果速度矢量輸入的角度大于90度，則使框913處的后步運(yùn)動(dòng)的矢量重置為0。

當(dāng)前的視頻游戲使用相對(duì)定向框架。向右推動(dòng)操縱桿或者在鍵盤上按“D”可以將用戶的化身從當(dāng)前視點(diǎn)或攝像機(jī)位置向右移動(dòng)90度。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)測(cè)量頭戴式顯示器(例如，虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī))的方向來(lái)獲得當(dāng)前攝像機(jī)位置。因此，在相對(duì)定向框架中，可以相對(duì)于當(dāng)前攝像機(jī)位置移動(dòng)。為了進(jìn)一步說(shuō)明，向上或向下推動(dòng)操縱桿或鍵盤上的“W”可以在當(dāng)前攝像機(jī)位置向前移動(dòng)用戶的化身。

在示例實(shí)施例中，游戲可以使用絕對(duì)定向框架(解耦框架)。當(dāng)使用平臺(tái)170播放游戲時(shí)，用戶的化身可以獨(dú)立于當(dāng)前視點(diǎn)或攝像機(jī)位置移動(dòng)。用戶的化身可以相對(duì)于游戲內(nèi)地圖以絕對(duì)的方式移動(dòng)。例如，如果用戶在平臺(tái)170上向北走，則不管當(dāng)前攝像機(jī)位置如何，用戶的化身都可以在游戲內(nèi)地圖上向北移動(dòng)。在相關(guān)方面，頭戴式顯示器可以包括磁力計(jì)。磁力計(jì)可以使用類似于平臺(tái)170的絕對(duì)定向框架，其中當(dāng)前游戲中攝像機(jī)位置可以是用戶在物理上看向游戲外部的方向。

在一個(gè)實(shí)施例中，方向“北”可以是磁北或北極。在另一個(gè)實(shí)施例中，方向“北”可以是在游戲開始時(shí)設(shè)置或校準(zhǔn)的指定方向。例如，佩戴諸如虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī)的頭戴式顯示器的用戶可以在校準(zhǔn)期間相對(duì)于用戶的身體向前看，其可以在解耦當(dāng)前攝像機(jī)位置之前利用向前步行取向來(lái)校準(zhǔn)當(dāng)前前視方向，用戶的身體位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，附接到平臺(tái)170的圈或安全帶可以包括傳感器，以在解耦當(dāng)前攝像機(jī)位置和用戶身體位置之前校準(zhǔn)用戶在游戲中的向前定向的前向位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在開始游戲時(shí)，由平臺(tái)170中的傳感器，安全帶或頭戴式耳機(jī)確定的游戲外部的用戶的當(dāng)前位置可以被校準(zhǔn)到游戲的開始位置。例如，如果化身被發(fā)起面向東，則當(dāng)游戲被發(fā)起時(shí)用戶正面向的方向可以被校準(zhǔn)向東。

在示例實(shí)施例中，解耦可以在現(xiàn)有游戲中實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有游戲未被設(shè)置用于解耦，然而解耦效應(yīng)仍然可以通過(guò)基于用戶的當(dāng)前攝像機(jī)位置生成一個(gè)或多個(gè)擊鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果用戶在向左看90度的同時(shí)在平臺(tái)170上向前走，則可以通過(guò)生成“D”鍵或左移鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)解耦?？梢酝ㄟ^(guò)考慮當(dāng)前攝像機(jī)方向?qū)⒔^對(duì)方向框架轉(zhuǎn)換為相對(duì)方向框架。在另一示例中，如果用戶在向右看45度的同時(shí)在平臺(tái)170上向前走，則可以通過(guò)同時(shí)或以交替方式生成“W”和“A”來(lái)實(shí)現(xiàn)解耦效果。在又一示例中，如果用戶在向右看15度的同時(shí)在平臺(tái)170上向前走，則可以通過(guò)生成比“A”更多個(gè)的“W”來(lái)實(shí)現(xiàn)解耦效果。

在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器可以監(jiān)測(cè)用戶的左腳和右腳的方向以確定用戶的預(yù)期移動(dòng)方向。圖44示出了用于確定步進(jìn)方向的示例算法。在一個(gè)實(shí)施例中，四個(gè)有源傳感器可以物理地位于平臺(tái)170的一個(gè)或多個(gè)切片上，例如，傳感器位于切片601和環(huán)611和612中。四個(gè)有源傳感器可以表示外部?jī)蓚€(gè)傳感器環(huán)中的所有非零傳感器。四個(gè)有源傳感器中的每一個(gè)可以具有位置矢量值和電容值。閾值可以用于濾除低于預(yù)定義閾值的傳感器電容讀數(shù)。這可以減少在確定單個(gè)步驟完成時(shí)的噪聲。例如，如果閾值被指定為0.50的電容值，則在確定步進(jìn)方向時(shí)只能使用具有大于0.50的讀數(shù)的傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，有源傳感器可以物理地位于用戶的腳、手、軀干、頭部或附件，例如槍、劍、指揮棒、槳或棒球棒上。

圖44示出了用于確定用戶的預(yù)期移動(dòng)方向的示例方法1000的流程圖。圖44中所示的方法1000以示例的方式提供，因?yàn)榇嬖趫?zhí)行該方法的多種方式。另外，雖然以特定順序的步驟示出了示例性方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以以任何順序執(zhí)行圖44中所示的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并且可以包括比所示的步驟更少或更多的步驟。

圖44表示在示例方法中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程、方法或子規(guī)程。圖44中所示的每個(gè)框可以在至少包括平臺(tái)170的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。圖44可以由至少平臺(tái)170執(zhí)行。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器可以位于用戶或附件上。

方法1000可以在框1001開始。在框1001，可以通過(guò)記錄測(cè)量來(lái)激活一個(gè)或多個(gè)傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，平臺(tái)170上的傳感器可以通過(guò)記錄電容測(cè)量來(lái)激活。例如，如果用戶向前步進(jìn)到切片601的外部?jī)蓚€(gè)環(huán)，則環(huán)611和612中的四個(gè)傳感器可以具有電容讀數(shù)。如果傳感器的電容讀數(shù)大于預(yù)定閾值，則電容讀數(shù)可以用于計(jì)算步進(jìn)方向。在一個(gè)實(shí)施例中，大于零的所有傳感器讀數(shù)可以用于計(jì)算步進(jìn)方向。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)記錄慣性測(cè)量或光學(xué)測(cè)量來(lái)激活傳感器。當(dāng)在一個(gè)或多個(gè)傳感器處記錄了傳感器值時(shí)，該方法可以進(jìn)行到框1002。

在框1002，可以對(duì)具有大于或等于閾值的記錄值的有源傳感器進(jìn)行歸一化。在歸一化處理期間，一個(gè)或多個(gè)傳感器的位置可以被轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)方向矢量。例如，如果有源傳感器在切片601中，則歸一化的方向矢量可以在切片601的方向上。當(dāng)傳感器位置的歸一化已經(jīng)完成時(shí)，該方法可以前進(jìn)到框1003。

在框1003，可以為歸一化位置矢量計(jì)算加權(quán)矢量。在一個(gè)實(shí)施例中，可以計(jì)算通過(guò)電容的加權(quán)矢量。例如，具有較大電容讀數(shù)的傳感器可以分配較高的權(quán)重。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)有源傳感器的權(quán)重通過(guò)將標(biāo)準(zhǔn)化位置矢量乘以傳感器電容值來(lái)計(jì)算。當(dāng)矢量已經(jīng)被加權(quán)時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框1003。

在框1004，可以累加加權(quán)矢量以計(jì)算累加矢量。例如，可以將定向加權(quán)矢量相加在一起以計(jì)算累積矢量。當(dāng)已經(jīng)計(jì)算累積矢量時(shí)，該方法可以移動(dòng)到框1005。

在框1005，可以對(duì)累積矢量進(jìn)行歸一化。例如，歸一化累積的矢量可以確定步進(jìn)方向矢量。當(dāng)累積的矢量已經(jīng)被歸一化，步進(jìn)方向矢量創(chuàng)建方法1000可以結(jié)束。

圖45是示出了用于確定用戶的預(yù)期移動(dòng)方向的示例方法1050的流程圖。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法可以跟蹤兩步方向矢量，并計(jì)算速度方向作為兩個(gè)矢量的平均值。該方法可以基于偶數(shù)和奇數(shù)步驟方向矢量和步驟時(shí)間戳(例如，平均方向矢量和監(jiān)視步進(jìn)率)來(lái)確定用戶角色移動(dòng)的速度。該方法可以存儲(chǔ)一組內(nèi)部或全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如：Vector3，F(xiàn)loat，Int，Bool，vStep[2]，timeStep[2]，nSteps和isStep。

圖45中所示的方法1050以示例的方式提供，因?yàn)榇嬖趫?zhí)行該方法的多種方式。另外，雖然以特定順序的步驟示出了示例性方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以以任何順序執(zhí)行圖45中所示的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并且可以包括比所示的步驟更少或更多的步驟。

圖45中所示的每個(gè)框表示在示例方法中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程、方法或子規(guī)程。圖45中所示的步驟可以在至少包括平臺(tái)170的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。圖45中所示的每個(gè)方框可以由至少一個(gè)平臺(tái)170執(zhí)行。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器可以位于用戶或附件上。

方法1050可以在框1052處開始。在框1052處，可以發(fā)生事件，例如當(dāng)前時(shí)間，定位一個(gè)或多個(gè)傳感器的慣性，光學(xué)或電容測(cè)量。事件已經(jīng)發(fā)生時(shí)，該方法可以前進(jìn)到框1054。在框1054，傳感器可以被歸零。在一個(gè)實(shí)施例中，平臺(tái)170的中心區(qū)域中的傳感器可以被歸零。在一個(gè)實(shí)施例中，中心區(qū)域可以是平臺(tái)170的內(nèi)部?jī)蓚€(gè)環(huán)。在另一個(gè)實(shí)施例中，中心區(qū)域可以是幾何形狀，圓形，六邊形或八邊形。當(dāng)傳感器已經(jīng)被設(shè)置為零時(shí)，方法1050可以前進(jìn)到框1056。

在框1056，可以使用閾值來(lái)對(duì)有源傳感器進(jìn)行濾波。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值可以用于基于電容，光學(xué)測(cè)量或慣性測(cè)量來(lái)過(guò)濾有源傳感器。例如，如果有源傳感器的電容讀數(shù)大于預(yù)定閾值，則有源傳感器可以包括在速度計(jì)算中。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值可以設(shè)置為零。當(dāng)確定具有大于或等于閾值的電容讀數(shù)的有源傳感器時(shí)，該方法可以前進(jìn)到框1058。在框1058，計(jì)算步進(jìn)方向矢量。例如，可以使用方法1000來(lái)計(jì)算步進(jìn)方向矢量。當(dāng)計(jì)算步進(jìn)方向矢量時(shí)，方法1050可以進(jìn)行到框1060。

在框1060確定方向矢量的長(zhǎng)度。如果方向矢量的長(zhǎng)度大于零，則方法1050可進(jìn)行到框1062。在框1062處，確定用戶是否已邁出一步。例如，在中心區(qū)域外部的有源傳感器讀數(shù)可以是邁步的確認(rèn)。如果確定邁出步子，則方法1050可以進(jìn)行到框1080。在框1080處，可以計(jì)算速度。在一個(gè)實(shí)施例中，速度可以是作為兩步方向矢量的平均值乘以步進(jìn)速率或速度的矢量。在相同的實(shí)施例中，速度矢量的大小是用戶速度。零長(zhǎng)度矢量可以意味著用戶停止。0到1之間的矢量長(zhǎng)度可以意味著用戶正在走路或跑步。矢量長(zhǎng)度為1可以表示用戶正在運(yùn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用等式(1)-(3)來(lái)計(jì)算速度。

time＝clamp(abs(timeStep[0]-timeStep[1])，minTime，maxTime) 等式(1)

speed＝1.0f-(time-speedRunning)/(speedSlow-speedrunning) 等式(2)

vVelocity＝normalize(vStep[0]+vStep[1])*speed 等式(3)

一旦在框1080計(jì)算速度，則該方法可以進(jìn)行到框1082并結(jié)束。

如果在框1062處未邁步，則方法可進(jìn)行到框1064。在框1064處，記錄一步。例如，方向矢量具有大于零的長(zhǎng)度(框1060)，并且中心區(qū)域中的傳感器被歸零(框1054)，因此腳已經(jīng)移動(dòng)到外部傳感器。當(dāng)記錄一個(gè)步進(jìn)時(shí)，方法1050可移動(dòng)到框1080以計(jì)算速度。一旦在框1080計(jì)算了速度。

如果在框1060處，方向矢量的長(zhǎng)度等于或小于零，那么方法1050可進(jìn)行到框1070。在框1070處，確定用戶是否已邁出一步。例如，在中心區(qū)域外部的有源傳感器讀數(shù)可以是邁步的確認(rèn)。如果確定邁出步子，則方法1050可以進(jìn)行到框1072。在框1072，增加步進(jìn)的數(shù)量，并且將步進(jìn)變量設(shè)置為假。例如，有一個(gè)步進(jìn)(腳在外部傳感器)，現(xiàn)在沒有在外部傳感器檢測(cè)到腳，因此步進(jìn)完成。在步進(jìn)完成之后，方法1050可以進(jìn)行到框1080。

如果在框1070處，未邁出步子，則方法可進(jìn)行到框1074。在框1074處，可確定步進(jìn)是否太慢。在一個(gè)實(shí)施例中，如果腳停留在平臺(tái)170的外部區(qū)域中。在一個(gè)實(shí)施例中，太慢的步進(jìn)可以通過(guò)從前一步驟時(shí)間中減去當(dāng)前時(shí)間來(lái)確定，然后確定計(jì)算值是大于還是小于步長(zhǎng)閾值。如果步進(jìn)太慢，則方法1050可以進(jìn)行到框1076。在框1076，重置步進(jìn)值。例如，步數(shù)、步矢量和步進(jìn)時(shí)間可以設(shè)置為零。當(dāng)步長(zhǎng)值被設(shè)置為零時(shí)，方法1050可以進(jìn)行到框1080。如果在框1074，步進(jìn)不太慢，則方法1050可以進(jìn)行到框1080。

圖46A、46B和46C示出了示例工業(yè)全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。工業(yè)全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)1100可包括垂直支撐件1101，水平支柱1102，圈134，支撐構(gòu)件1103和1104，平臺(tái)170，垂直桿1105，彈簧1106，接地支撐件1107和線性球軸承系統(tǒng)(未示出)。

垂直支撐件1101可以使得圈134能夠垂直移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，垂直支撐件1101可以是中空的，以允許水平支柱1102進(jìn)入并通過(guò)線性球軸承系統(tǒng)聯(lián)接到垂直柱1105。垂直支撐件1101可以具有可變長(zhǎng)度。垂直支撐件1101還可以包括保護(hù)覆蓋物。保護(hù)覆蓋物可以防止外來(lái)物質(zhì)進(jìn)入垂直支撐件1101的中空部分，并且因此防止外來(lái)物質(zhì)干擾線性球軸承系統(tǒng)，桿1105和彈簧1106。例如，保護(hù)覆蓋物可以是重疊的刷毛。在一個(gè)實(shí)施例中，垂直支撐件1101遠(yuǎn)離中心支撐件足夠遠(yuǎn)，以防止與用戶和任何工業(yè)齒輪(例如槍，劍，指揮棒，槳，球拍)干涉。垂直支撐件1101可保持垂直桿1105在例如垂直、90度角的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)來(lái)自用戶的一致的垂直移動(dòng)。水平支柱1102從圈134延伸并且通過(guò)滾珠軸承系統(tǒng)附接到垂直桿1105。滾珠軸承系統(tǒng)可以允許圈134的垂直移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，水平支柱1102還可以以銳角，例如75度、45度或小于90度的任何其它角度延伸，如圖46C所示。更銳利的角度可以使工業(yè)用戶能夠無(wú)阻礙地使用工業(yè)槍械，例如將槍管指向槍上朝向地面。在一個(gè)實(shí)施例中，滾珠軸承系統(tǒng)可以具有與垂直桿大于5英寸的接觸。線性球軸承系統(tǒng)可以包括線性球軸承座。襯套滾珠軸承系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)支柱1102沿著垂直桿的更平滑的運(yùn)動(dòng)。水平支柱1102可以在相同平面中從圈134延伸。支撐構(gòu)件1103和1104可以增加垂直支撐件1101的穩(wěn)定性。地面支撐件1107可以支撐和穩(wěn)定工業(yè)全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)1100。

當(dāng)用戶處于站立位置時(shí)，彈簧1106可以抬起圈134和支柱150。彈簧1106可以在向前的用戶移動(dòng)期間提供支撐。彈簧1106可以進(jìn)一步壓縮，使得用戶能夠蹲伏，并幫助用戶站立，從蹲下站起或通過(guò)解壓縮跳躍。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用胡克定律來(lái)計(jì)算彈簧常數(shù)。總力可以是的重量可以被添加到向用戶提供穩(wěn)定性所需的向上的力。穩(wěn)定性可以根據(jù)用戶的高度而不同?？偭梢猿源怪敝渭臄?shù)量。在一個(gè)實(shí)施例中，彈簧常數(shù)可以在0.2lb/in和4.0lb/in之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，彈簧常數(shù)可以在0.4lb/in和2.0lb/in之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，垂直支撐件可以包括伸縮桿。在另一個(gè)實(shí)施例中，垂直支撐件是伸縮桿。例如，垂直支撐/伸縮桿的高度將與圈的高度相同。伸縮桿可以使用戶能夠通過(guò)響應(yīng)于用戶的移動(dòng)而壓縮和伸展而垂直移動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，垂直支撐件可以是蹦極繩或懸掛彈簧系統(tǒng)。在該實(shí)施例中，當(dāng)用戶處于蹲下位置時(shí)，將對(duì)環(huán)施加最小的電阻。當(dāng)用戶從蹲下位置移動(dòng)到站立位置時(shí)，環(huán)上的阻力將減弱。在另一個(gè)實(shí)施例中，垂直運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)樞轉(zhuǎn)臂系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。樞軸可以在垂直支撐件或環(huán)上附接到支柱。當(dāng)用戶移動(dòng)到蹲下或站立位置時(shí)，樞軸可以致動(dòng)，使得用戶能夠進(jìn)行垂直移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，垂直運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)磁懸浮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。支柱可以通過(guò)磁體附接到垂直支撐件。由磁極化產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)垂直移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)液壓致動(dòng)實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)動(dòng)。水平支柱可以通過(guò)液壓連接到垂直支撐。用戶的垂直運(yùn)動(dòng)可以由液壓裝置致動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，垂直運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)壓縮氣體實(shí)現(xiàn)。垂直運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)啟動(dòng)調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該調(diào)節(jié)器導(dǎo)致壓縮氣體的流動(dòng)的釋放和限制。

圖47是示出工業(yè)全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的滑輪制動(dòng)系統(tǒng)的橫截面圖?；喯到y(tǒng)1120可以通過(guò)纜線1121將質(zhì)量塊1122連接到線性軸承系統(tǒng)(未示出)。質(zhì)量塊1122可以使得線性軸承系統(tǒng)能夠沿著垂直桿1105垂直地移動(dòng)。質(zhì)量塊可以給水平支柱1102和環(huán)(未示出)提供恒定的向上水平力。恒定的向上水平力可以抵消當(dāng)用戶向前移動(dòng)(例如步行或跑步)時(shí)產(chǎn)生的恒定向下的力。在前述和隨后的實(shí)施例中，向前的力也可以是向后的力，例如，用戶為了向后跑步而行走。

圖48是示出工業(yè)全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的配重系統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的橫截面圖。配重系統(tǒng)可以幫助防止用戶跌落。在一個(gè)實(shí)施例中，配重系統(tǒng)可以包括垂直支撐件1101，垂直桿1105以及用于產(chǎn)生恢復(fù)力以抵抗由用戶提供的水平力的一個(gè)或多個(gè)彈簧1106。彈簧1106可以放置在線性軸承系統(tǒng)(未示出)的下面。彈簧1106可以由于用戶向前運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的向下水平力而壓縮，例如如果用戶正在走路或跑步，這也可以產(chǎn)生平衡向上的力。

圖49是示出工業(yè)全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的摩擦力制動(dòng)系統(tǒng)的俯視圖。由用戶的向前運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的力可以轉(zhuǎn)換成可以抵抗落下的用戶的垂直力的摩擦力。摩擦力可以抵消由用戶的向前運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的恒定向下力，例如跑步。在一個(gè)實(shí)施例中，摩擦力由垂直支撐件1101和軸承系統(tǒng)(未示出)內(nèi)部的摩擦材料1123產(chǎn)生。當(dāng)用戶向前移動(dòng)時(shí)，在軸承系統(tǒng)的外側(cè)上的摩擦材料與在中空支撐件內(nèi)部的摩擦材料接觸，產(chǎn)生摩擦力。

圖50是示出工業(yè)全方向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的周向彈簧制動(dòng)系統(tǒng)的俯視圖。線性球軸承系統(tǒng)可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)彈簧1124附接到垂直桿。在一個(gè)實(shí)施例中，四個(gè)彈簧1124被設(shè)置為等距離并且與垂直桿1105形成90度。當(dāng)用戶向前移動(dòng)施加到水平支柱1102，水平力從用戶通過(guò)水平支柱1102傳遞到彈簧1124。當(dāng)彈簧壓縮時(shí)，在線性球軸承系統(tǒng)的外側(cè)上且在中空支撐件內(nèi)部的摩擦材料接觸產(chǎn)生摩擦力。摩擦力可以抵抗由用戶的向前運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的向下的力，防止跌落。在另一個(gè)實(shí)施例中，摩擦力可以來(lái)自支柱和直線軸承系統(tǒng)的接觸。

圖51示出了工業(yè)全向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的電纜制動(dòng)系統(tǒng)。電纜制動(dòng)系統(tǒng)可用于防止用戶跌落。電纜制動(dòng)系統(tǒng)可以包括制動(dòng)器1127，沿著水平支柱1102延伸的制動(dòng)電纜1125，以及容納軸承系統(tǒng)的球軸承套筒1126。用戶的向前運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生水平力。水平力可以致動(dòng)并增加致動(dòng)制動(dòng)器1127的制動(dòng)纜索1125上的張力。例如，纜索制動(dòng)系統(tǒng)上增加的張力可以提供沿著垂直桿的摩擦力，抵抗由用戶的向前運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的向下的力，例如步行或跑步。

圖52示出了袋附接梯子系統(tǒng)(PALS)和模塊化輕型承載設(shè)備(MOLLE)安全帶連接。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)承載設(shè)備可以集成到安全帶120。在一個(gè)實(shí)施例中，可以集成具有PALS 1130的MOLLE個(gè)人防護(hù)設(shè)備，如圖52所示。在另一個(gè)示例中，可以集成具有PALS的MOLLE巡邏組件。PALS系統(tǒng)由用于連接PALS兼容設(shè)備的網(wǎng)狀網(wǎng)格1129組成。任何其他工業(yè)設(shè)備或服裝，例如改進(jìn)的承載設(shè)備(ILBE)也可以集成到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)安全帶中。安全帶120可以具有一個(gè)或多個(gè)與工業(yè)設(shè)備(例如MOLLE或ILBE)集成的PALS兼容帶1128。兼容帶1128可以通過(guò)PALS系統(tǒng)附接到MOLLE人保護(hù)設(shè)備1130，MOLLE巡邏包，ILBE設(shè)備。

本文描述的實(shí)施例包括旨在解決與某些現(xiàn)有設(shè)備、系統(tǒng)和方法相關(guān)聯(lián)的各種缺點(diǎn)的特征和優(yōu)點(diǎn)的組合。前面已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便可以更好地理解對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述。在閱讀詳細(xì)描述并參考附圖時(shí)，上述各種特征以及其它特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所公開的概念和具體實(shí)施例可以容易地用作修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這樣的等同結(jié)構(gòu)不脫離如所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。

在本公開的范圍內(nèi)的示例還可以包括用于攜帶或具有存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有形和/或非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。這種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是可由通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)訪問(wèn)的任何可用介質(zhì)，包括如上所述的任何專用處理器的功能設(shè)計(jì)。作為示例而非限制，這種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括RAM，ROM，EEPROM，CD-ROM或其他光盤存儲(chǔ)器，磁盤存儲(chǔ)器或其他磁存儲(chǔ)設(shè)備，或者可以是用于以計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或處理器芯片設(shè)計(jì)的形式攜帶或存儲(chǔ)期望的程序代碼裝置。當(dāng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或另一通信連接(硬連線，無(wú)線或其組合)向計(jì)算機(jī)傳送或提供信息時(shí)，計(jì)算機(jī)將連接適當(dāng)?shù)匾暈橛?jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。因此，任何這種連接被適當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。上述的組合也應(yīng)當(dāng)包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令包括例如使通用計(jì)算機(jī)，專用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備執(zhí)行某一功能或一組功能的指令和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令還包括由獨(dú)立或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序模塊。通常，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的專用處理器等的設(shè)計(jì)中固有的例程、程序、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對(duì)象和功能。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序模塊表示用于執(zhí)行本文公開的方法的步驟的程序代碼裝置的示例。這樣的可執(zhí)行指令或相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特定序列表示用于實(shí)現(xiàn)這些步驟中描述的功能的相應(yīng)動(dòng)作的示例。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，本發(fā)明的其它實(shí)例可在具有許多類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐，包括個(gè)人計(jì)算機(jī)，手持裝置，多處理器系統(tǒng)，基于微處理器或可編程消費(fèi)電子產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)PC，小型計(jì)算機(jī)，大型計(jì)算機(jī)等。示例還可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐，其中任務(wù)由通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)鏈接(通過(guò)硬連線鏈路，無(wú)線鏈路或其組合)的本地和遠(yuǎn)程處理設(shè)備來(lái)執(zhí)行。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可以位于本地和遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備中。

上述各種示例僅以說(shuō)明的方式提供，并且不應(yīng)被解釋為限制本公開的范圍。例如，本文的原理不僅適用于智能電話設(shè)備，而且適用于能夠檢測(cè)通信的其他設(shè)備，例如膝上型計(jì)算機(jī)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)這里描述的原理進(jìn)行的各種修改和改變，而不遵循本文所示出和描述的示例實(shí)施例和應(yīng)用，并且在不脫離本公開的范圍。