本公开涉及风洞，尤其涉及一种用于风洞的交互式模块化系统及洞间系统。
背景技术：
在用于跳伞模拟的风洞中，用户被飞行舱中向上的气流悬挂起来，从而能体验飞行或飘浮的感觉。metni等人在美国专利号7,156,744中公开了一种实例。典型地，所述飞行舱就水平区域以及垂直高度而言都包含足够的容量，用以容纳一个或多个用户在其中飞行。所述飞行舱的侧壁(或垂直壁)可以构成圆形、多边形或其它剖面几何形状。所述侧壁或垂直壁通常由透明材料制成，以便观察者能观看所述飞行舱内的用户。初学者以及业余用户经常由设施人员在介绍环节或休闲环节中进行指导。但是，室内跳伞的发展通常对应了熟练用户的数目的增加。所述熟练用户追求超越基本风洞设施设置中典型地提供的体验的、更富挑战性的交互式的体验。前述对相关技术以及其附带的任何限制的讨论旨在例示，并非排他性的。检阅本说明书以及附图后，本领域技术人员将明了相关技术的其它限制。
技术实现要素：
结合系统、工具说明例示以下实施例以及其中的方面。所述说明例示旨在例示，并非范围限制。在各种实施例中，减轻或消除了一个或多个说明的问题，同时其它实施例指向其它改善。
一种用于风洞的交互式模块化系统，包括多个节点，
所述多个节点安装在所述风洞的飞行舱周围，所述多个节点各包括至少一个传感器以及至少一个光源，
所述至少一个传感器面对所述飞行舱的内部，所述至少一个传感器被配置为检测来自所述飞行舱内的用户移动的输入信号、以及响应于所述输入信号生成输出信号，
所述至少一个光源被配置为在至少两个状态之间改变视觉外观，
网络将所述多个节点通信连接至中央处理器，所述中央处理器运行程序，所述程序协调所述多个节点的活动，
所述程序响应于接收的来自所述多个节点的传感器的输出信号确定所述多个节点的光源的所述至少两个状态。
本公开涉及一种用于室内跳伞风洞的交互式模块化传感器系统。一方面是补充室内跳伞设施的功能。另一方面是增加用户与洞系统的交互。另一方面是增加飞行者和/或观众参与发生在所述飞行舱内的事件。另一方面为就发生在所述飞行舱内的事件向飞行者和/或观众提供感官刺激。另一方面为通过实施诸如游戏、训练演习、挑战等等各种程序模式来提高用户体验。所述模式可以是休闲或竞赛性质的。另一方面为提供用于所述风洞的飞行舱的可定制的模块化系统。另一方面为提供模块化节点，所述模块化节点能以任何希望的数目在任何希望的位置安装以及定位在所述飞行舱的壁上。另一方面为提供系统，所述系统能根据选择的程序模式可变地控制个别部件的活动，处理自所述部件接收的信息，以及基于所接收的信息向所述交互式系统的所述部件传递指令。另一方面是补充跨越多个室内跳伞设施的洞间功能。另一方面是经由洞间系统增加个人和/或社会互动。
所述交互式模块化传感器系统包括在所述风洞的飞行舱的至少一个壁周围安装的多个节点。所述节点可以诸如通过胶粘剂直接附着于所述飞行舱的至少一个壁，或由所述飞行舱周边提供的安装结构支撑。例如，所述节点可以安装在一个或多个节点柱上。所述节点柱可以构成多个电导管，所述多个电导管用于向所述节点并发地路由电力和/或信号传输布线。可以沿所述节点柱安装发光二极管条或有机发光二极管条。
每个节点具有至少一个传感器以及至少一个光源。所述至少一个传感器面对所述飞行舱的内部。所述至少一个传感器被配置为检测来自所述飞行舱内的用户移动的输入信号、以及响应于所述输入信号生成输出信号。所述至少一个传感器可以包括接近传感器以及对射光束传感器。所述接近传感器检测用户接近所述接近传感器的时间，如果所述用户与所述接近传感器的距离在设定的距离以内，则生成输出信号。例如，所述接近传感器可以是光电反射传感器。其它接近传感器可以基于光、光学、射电或触觉。所述对射光束传感器检测对射光束发射器发射的穿过所述飞行舱的交叉光束，并在用户打断所述交叉光束时生成输出信号。例如，所述对射光束传感器可以是光电传感器，所述交叉光束可以由激光光束提供。所述对射光束发射器可以由另一节点提供，所述另一节点与带有所述对射光束传感器的节点横跨所述飞行舱相对布置。此时，第一节点包括所述对射光束发射器，第二节点包括所述对射光束传感器。一些实施例可以具有多个交叉光束，所述多个交叉光束在横跨所述飞行舱相对的节点的对射光束发射器和对射光束传感器之间形成。
所述至少一个光源被配置为在至少两个状态之间改变视觉外观。所述至少两个状态向所述飞行舱中的用户提供视觉指示。例如，所述至少一个光源可以在所述至少两个状态之间改变颜色。在其它实施例中，所述至少一个光源可以是打开/关闭、闪烁/持续发射，或包括所述至少两个状态之间的任何其它适合的改变。在一些实施例中，所述至少一个光源可以包括一个或多个发光二极管或有机发光二极管条。
每个节点可以包括节点外壳，用于包含、安装以及保护节点部件。所述外壳的视觉指示符部分可以配置为允许所述至少一个光源发射的光向所述飞行舱内的任何飞行者在和/或所述飞行舱外观看所述飞行者的观众传达视觉指示。例如，所述外壳的视觉指示符部分可以包括漫射板以及布置在所述漫射板上的盖板。所述漫射板漫射所述外壳中的光源生成的光场，以制造均匀的或基本上均匀的外部发光效果。所述盖板可以出于美观考虑进一步修改所述光的外观(诸如构成商标或装饰性设计的切割图形)。
所述系统包括网络。所述网络将所述多个模块化节点通信连接到中央处理器。所述中央处理器执行程序，所述程序协调所述多个节点的活动。在一些实施例中，可以提供多个模块化控制器，以中介所述中央处理器与所述节点的部件之间的通信，而不是由所述节点与所述中央控制器直接通信。所述程序能确定以及控制所述系统的节点元件的行为。例如，所述程序可以响应于所述多个节点的传感器输出的检测信号控制以及改变所述多个节点的光源的所述至少两个状态。所述程序可以包括多个程序模式，所述多个程序模式具有不同的用户目标或规则。因为所述模块化节点是个别可控的，所以可以使用所述系统实现各种各样的不同的游戏、挑战、训练演习、竞赛等等。所述中央控制器连接到用户终端，所述用户终端提供界面，所述界面用于人员运行所述程序以及选择程序模式。
所述网络可以包括所述多个节点与所述中央处理器之间的物理连接和/或无线连接。例如，在无线或部分无线的实施例中，所述节点能包括发射机以及接收机，用于经过所述网络传输无线信号。发射机可以至少连接到所述节点的传感器，以传递与在所述飞行舱内检测到的传感器触发事件相关的信息。接收机可以至少连接到所述节点的光源，以传递与所述至少两个指示符状态之间的控制命令相关的信息。此时，所述节点可以被提供有内部电源，从而不必向所述节点牵拉布线。
经由输入到用户终端的用户输入启动所述程序，所述用户终端连接到中央控制器；经过所述网络自所述中央控制器向所述程序选择的第一节点传递第一信号；经由所述第一信号激活所述第一节点的光源；以及响应于所述第一节点的传感器检测到所述飞行舱内的用户移动，改变所述第一节点的光源的外观。进一步，经过所述网络向所述中央控制器传递来自所述第一节点的第二信号，所述第二信号是响应于所述第一节点的传感器检测到所述飞行舱内的用户移动而生成的；基于所述第二信号的接收，经由所述程序选择第二节点；经过所述网络向所述程序选择的所述第二节点传递来自所述中央控制器的第三信号；以及经由所述第三信号激活所述第二节点的光源。例如，所述第一节点的光源可以指导所述用户通过来到距所述节点的接近传感器的设定的距离以内来激活所述节点。一旦所述接近传感器被所要求的用户移动触发，则所述节点的光源可以改变外观，以指示所述节点被满足，以及另一节点的光源可以向所述用户提供新指令。当然，所述光源也可以根据程序模式指导所述用户不激活所述节点。可以以类似方式(打断所述交叉光束；不打断所述交叉光束)利用对射光束传感器以及发射器。所述程序可以经由计数器、计时器等追踪以及记录用户指标。
的所述系统一些实施例可以包括一个或多个辅助传感部件，以补充与所述飞行舱中的用户和/或所述设施中的观察者的互动。例如，可以包括飞行者佩戴的一个或多个触觉装置、显示屏、扬声器或耳机/耳塞。同样地，所述系统还可以包括媒体捕获方面,例如将一个或多个摄像头整合到所述节点或将瞄准环整合到节点柱。所述摄像头的照片以及视频捕获功能可以受控于所述系统，或在独立控制的同时仍然受益于诸如安装结构、电力供应、电缆路由等系统资源。
在进一步的实施例中，个别洞设施的交互式模块化传感器系统可以包括在包括其它洞设施位置的洞间系统中。所述洞间系统包括网络，所述网络连接多个洞内系统。所述洞间系统汇编以及存储来自各洞内系统的信息。例如，数据库可以自各种洞内系统接收数据，以及向所述各种洞内系统分发汇编的数据。数据库管理系统软件能协助存储、获取、分发以及更新所述数据。用户界面使用户能接入并与所述汇编信息交互。例如，用户界面可以包括网站、智能手机应用和/或风洞设施显示。例如，用户能够查看以及追踪其个人得分、表现指标或任何其它存储的数据。所述系统还可以包括还可以包括诸如用户资料/报文发送、飞行者排名/得分的共享等一个或多个社交方面。进一步的，系统800能基本上实时地协调在多个风洞位置举办的竞赛或其它事件。
除以上说明的实施例和方面外，参考构成所述说明书的一部分的具体实施方式以及附图，将明了其它方面以及实施例。
附图说明
下文参考以下附图说明本公开。
图1为风洞飞行舱的透视图。所述风洞飞行舱包括根据一个实施例的交互式模块化传感器系统。所述系统包括安装于节点柱的多个节点。
图2为用于所述交互式模块化传感器系统的节点的各种可能的部件的示意图。
图3为图1的节点的孤立的视图。
图4为图3的节点的无线实施例，其中，所述无线节点没有安装于节点柱。
图5为图1的风洞飞行舱，其中例示了交互式模块化传感器系统的节点对之间的交叉光束(crossbeam)。
图6为图1的节点柱的孤立的视图。
图7为根据一个实施例的具有内部电源的无线节点的示意图。
图8为根据一个实施例的交互式模块化传感器系统的示意图，包括物理网络连接，带有模块化控制器。
图9为根据一个实施例的交互式模块化传感器系统的示意图，包括物理网络连接以及无线网络连接，带有模块化控制器。
图10为根据一个实施例的交互式模块化传感器系统的示意图，包括物理网络连接，其中，模块化控制器被整合在所述节点上。
图11为根据一个实施例的交互式模块化传感器系统的示意图，包括物理网络连接以及无线网络连接，其中，模块化控制器被整合在所述节点上。
图12为根据一个实施例的交互式模块化传感器系统的示意图，包括物理网络连接，不带有模块化控制器。
图13为根据一个实施例的交互式模块化传感器系统的示意图，包括物理网络连接以及无线网络连接，不带有模块化控制器。
图14为根据一个实施例的交互式模块化传感器系统的部分示意图，包括辅助传感部件。
图15为图3的节点的实施例，包括随载媒体摄像头。
图16为洞间网络系统的示意图，所述洞间网络系统连接多个根据本公开的洞内交互式模块化传感器系统。
在进一步的解释所述实施例之前，应理解没有限制将本实用新型应用于示出的具体布置的细节，因为本实用新型可以有其它实施例。本文中公开的附图以及实施例旨在例示，而不是限制。本文中使用的术语旨在说明而非限制。
具体实施方式
图1示出用户50被垂直风洞的飞行舱10中的向上的气流悬挂起来。所述垂直风洞包括根据本公开的交互式模块化传感器系统100。系统100包括多个节点200。所述多个节点布置在飞行舱10周围的各种位置。在所述实施例中，节点200沿飞行舱壁15的外部表面安装，防止了节点200在飞行舱10中生成热量(阻力，drag)以及阻碍所述气流(湍流)。节点200也可以安装在飞行舱壁15的内部表面上。节点200也可以整合到飞行舱壁的15的结构中。节点200的安装可以包括在本公开的范围以及精神内的外部安装、内部安装、整合安装的任何组合。每个节点200可以是模块化设计，因此可以独立于其它节点200操作。因而，可以根据系统100的预期的应用以及实施例，将任意数目的节点200放置在飞行舱10周围的任意数目的位置上。在一些实施例中，节点200可以被配置用于从飞行舱壁15分离，以及重新附着于飞行舱壁15，从而允许根据需要添加、移除和/或改变节点200的位置来修改系统100的设置。就洞内系统架构而言，交互式模块化传感器系统100包括经由网络500通信连接的用户终端400、中央控制器或处理器300以及多个节点200(见图8至图13)。在一些实施例中，系统100进一步包括模块化控制器600。所述模块化控制器居间促成节点200与中央控制器300之间的通信(见图8至图11)。
图2为节点200的示意图。所述节点带有多个部件。如本文中进一步说明的，根据实施例，并非所有所述部件都必需存在。每个节点200包括至少一个传感器210以及至少一个光源220。所述至少一个传感器210面对飞行舱10的内部。所述至少一个传感器210可以是任何类型的传感器，所述任何类型的传感器能够检测来自飞行舱10内的用户50的输入信号、并响应于所述用户输入信号产生输出信号。来自所述至少一个传感器210的输出信号被传递到中央控制器300或模块化控制器600进行处理，以及也可以被偏转为与光源220直接通信。例如，所述至少一个传感器210可以经由布线(cabling)被连接到模块化控制器600或中央控制器300，或连接到节点发射机240。所述节点发射机则无线地将所述信号传输到与中央控制器300或模块化控制器600相连的接收机。举例来说，所述至少一个传感器210可以是诸如摄像头等光学(optic)传感器、诸如光电(photoelectric)传感器等光传感器、诸如近距离接近传感器等射电传感器、诸如声波传感器等震动传感器、诸如触觉传感器等触控传感器，等等。所述至少一个传感器210可以是射频识别(rfid)阅读器，由附着于用户50的射频识别芯片或射频识别标签提供所述输入信号。每个节点200可以具有相同或不同类型的多个传感器210。不同节点200的传感器210相对其它节点200而言的组合、类型或数目可以不同。本公开的范围不限于系统100的节点200处所检测到的用户输入信号的类型，或所使用的传感器的特定的数目或类型。所述至少一个传感器210可以包括图3至图4的实施例中的接近传感器212、对射光束(through-beam)传感器214。
可以使用任何适合类型的接近传感器212。所使用的接近传感器能检测用户50接触或者(根据用户50进行的、将登记为输入信号并生成输出信号的希望的触发事件)足够接近飞行舱10的对应该具体的节点200的点或区域的时间。在所述实施例中，例如，接近传感器212为对人眼安全、基于激光的dc10-24v光电反射传感器。该传感器能被调节在距传感器212的光发射/接收点各种距离处触发。传感器212以光束打断方式起作用。在光束打断方式中，光束被发射到飞行舱10中。一旦诸如用户50等物理物体在传感器焦点设定的最大距离以内打断所述光束(所述输入信号)，传感器212将检测所述物理物体反射的光并产生电信号，通知发生了触发动作(所述输出信号)。应当理解飞行舱壁15的表面曲率、厚度和/或诸如玻璃或聚合物的类型等材料组成可以影响用于实现希望的检测距离的传感器212的校准。一些实施例可以具有有效传感器焦点，所述有效传感器焦点被径向定位在距飞行舱壁15的内侧表面特定距离处，以减轻用户50试图激活传感器时碰撞所述壁而带来的结构损伤或伤害的风险，以及用户接触造成的油、灰尘或其它碎屑在飞行舱壁15的该位置上的潜在堆积(所述堆积可能干扰发射和反射从而影响传感器212的有效性)。例如，传感器焦点可以被提供在距飞行舱壁15的内部表面约6英寸(15cm)或更远处。因此，可以选择或调节每个节点200的传感器212相对于飞行舱壁15的外表面的垂直位置、水平位置以及角度，以实现希望的有效传感器焦点。例如，传感器212可以被可移动地安装在节点外壳230中。同样地，可以调节节点外壳230相对于飞行舱10的外表面的位置以及取向，以实现希望的有效传感器焦点。此外，传感器212本身可以包括焦点调节能力/功能以变化所述检测距离，这样就不必通过调节传感器212和/或节点外壳230的物理取向来实现希望的有效传感器焦点了。
节点200的对射光束传感器214被配置为检测以及监控由布置在飞行舱10另一侧上的另一节点200的对射光束发射器216横跨飞行舱10投射的对射光束或交叉光束218(见图5)。因此，沿飞行舱壁15定位至少两个节点200以构成节点对，所述节点对中的节点配置为分别发射以及接收穿过飞行舱10的交叉光束218。可以根据需要定位这些成对的节点200，构成交叉光束218的路径，所述路径在各种位置和/或以各种角度穿过飞行舱10。进一步的，可以由任意多对节点200提供多个交叉光束218。如果交叉光束218之一被飞行舱10内诸如用户50等物体打断(用户输入信号)，则接收节点200的对射光束传感器214将检测所述打断。然后所述信息可以被传递到中央控制器300或模块化控制器600(传感器输出信号)。中央控制器300或模块化控制器600还可以确定以及控制对射光束发射器216的操作。交叉光束218可以是诸如激光、平行(collimated)光等基于光的光束。此处的术语“光”不必仅指可见光，也可以使用其它波长的光l。因此，根据需要，所述基于光的光束218可以对用户50可见或不可见(诸如交互式用户元件，或被动追踪用户移动)。例如，一对节点200中的第一节点可以具有投射激光光束218的激光发射装置216。该对节点200中的第二节点可以具有光电或光学(photo-optic)传感器214，用于检测交叉光束218。图3和图4中，元件214/216对应于该对节点200中的第一节点的激光发射装置216以及第二节点的激光传感器214。其它实施例可以以相同的方式使用非激光、平行光束218。如果使用基于激光的交叉光束218，则应小心避免激光光束218对飞行舱10中的用户的潜在人眼损伤，例如提供保护性眼镜或选择不会引起人眼损伤的激光发射装置。也可以发射以及检测非可视交叉光束218，并以诸如激光等单独的视觉指示符识别非可视交叉光束218的位置、或节点200的光源，提供视觉指示(例如显示具体的颜色)指示两个节点200之间形成了交叉光束218。因而，可以使用穿过飞行舱10在两个节点200之间的任何适合的线性传感器通道来形成横跨飞行舱10的“光束(beam)”或线，并检测其中断情况。
如下文就系统100的操作进行的更加详细的说明，光源220向飞行舱10内的用户50提供视觉指示。可以使用任何适合类型的光源220，只要该光源能(根据实施例)响应来自中央处理器300或模块化控制器600控制信号通信、或响应所述至少一个传感器210检测到或未检测到输入信号，在至少两个指示状态之间改变该光源的可见外观。例如，光源220可以包括一个或多个发光二极管，所述发光二极管配置为改变颜色和/或快速闪烁，以向用户50提供视觉指导。光源220也可以是白炽灯泡，所述白炽灯泡配置为当其节点200分别被激活或去激活时打开或关闭。本公开的范围不限于所使用的光源220的特定类型或光源220提供的视觉指示在至少两个不同的视觉状态之间改变的特定方式。在所述实施例中，光源220包括24v红绿蓝(rgb)发光二极管条，所述发光二极管条可以是共阳极或共阴极。本配置使用共阳极，继电器开关控制各具体的颜色通道的接地情况，定位四个短条的发光二极管，以在节点外壳230中投射经由漫射(diffusion)板234漫射的内部光场。
仍然参考图2至图4，每个节点200可以包括节点外壳230，所述节点外壳用于包含、安装以及保护所述至少一个传感器210、光源220、任何其它内部部件、连接及其电路等。外壳230包括视觉指示符部分232，其配置用于光源220向位于飞行舱10内的用户50提供或传达视觉指示。外壳230还可以包括视觉指示符部分232，其配置用于光源220向飞行舱10外观察使用系统100的飞行者50的进展的观众提供或传达视觉指示。视觉指示符部分232允许外壳230中光源220发射的光明显可见地自外壳230内部出射。例如，视觉指示符部分232可以为全部或部分地开放、透明和/或半透明。在所述实施例中，视觉指示符部分232包括漫射板234以及布置在所述漫射板上的盖板236。例如，漫射板234可以是压克力(acrylic，丙烯酸树脂)板，所述压克力板对外壳230中光源220生成的光的光场进行漫射，以制造均匀的或基本上均匀的外部发光效果。盖板236可以是不透明的，带有一个或多个诸如商标、美学设计等切割图形(cutout)。所述切割图形进一步的修改通过漫射板234的光的外观。漫射板234以及盖板236还具有孔洞，以容纳用于所述至少一个传感器210的任何部件。当然，也可以用透明或半透明材料构造整个外壳230。此时，视觉指示符部分232将不构成外壳230的清楚可辨识的元素。同时参见图7，可以在外壳230内部或外侧布置节点发射机240以及接收机242，用于节点200的无线网络连通性。
可以由任何足够牢固类型的附着装置沿飞行舱壁15直接地或非直接地安装所述多个节点200。在一些实施例中，节点200被牢固地安装于提供在飞行舱10周边的一个或多个结构上。例如，系统100可以具有一个或多个节点柱150(见图6)。每个节点柱150构成用于安装以及支撑其上节点200的结构或框架。节点柱150可以经由安装支具152被固定于飞行舱10旁边的地板和/或天花板。节点200则可以经由安装支具154被固定于节点柱150(见图3)。此外，节点柱150可以被配置为电导管，所述电导管用于保护电力和/或信号传输布线、并向安装于所述节点柱的节点200并发地路由所述电力和/或信号传输布线。在图1所述的实施例中，系统100具有四个节点柱150，每个节点柱150分别具有三个节点200。当然还可以在每个节点柱150上使用不同数目的节点200，使用不同数目的节点柱150，和/或在飞行舱10周边使用不同的节点柱150布置。在其它实施例中，可以经由诸如螺栓等承重结构部件或诸如胶水等强力胶粘剂在飞行舱壁15上安装并支撑节点200。在特定实施例中，尤其当构想将节点200移动到飞行舱10周围不同的位置以变化系统设置、或当构想自飞行舱壁15移除节点200以在诸如摄影/录像等事件期间改善视野时，可优选诸如可移除的胶粘剂等不要求改变飞行舱壁15的结构、或移除后不在飞行舱壁15上留下永久可见痕迹的附着装置。
如图3至图4所示，可以在盖板236上提供胶粘剂隔离部238。胶粘剂隔离部238可以被配置为将节点200定位在距飞行舱壁15特定距离处，以帮助校准所述至少一个传感器210。胶粘剂隔离部238还有助于保持节点200相对于飞行舱壁15的位置，抵抗诸如人员撞到节点200等位移力。在不具有诸如节点柱150等单独的安装结构或框架的实施例中(见图4)，胶粘剂隔离部238提供突起部，用于施加胶粘剂，以将节点外壳230牢固地安装于飞行舱壁15。此时，如果改变节点位置，则胶粘剂隔离部238可以重复使用或可被更换。本配置允许节点200被移动到飞行舱10周围不同的位置，以修改以及定制系统100的物理设置。
出于安全以及空气动力学的考虑，优选不在洞气流内飞行舱10中布置节点200或诸如节点柱150等节点安装结构。否则所述元件可能在所述气流中引入不希望的湍流，并在飞行舱10中的飞行者50一旦松脱时给他们带来安全隐患，因为通过飞行舱1的气流经常以超过120英里每小时(约52m/s)的速度移动。所述风洞中任何松脱的部分或碎屑可能潜在地对所述洞的结构造成损伤和/或对当时使用所述洞的任何飞行者50造成伤害。因此在所述实施例中，将节点200及其外壳230沿飞行舱壁15的外部表面布置在飞行舱10外。但是，本公开的范围以及精神并不必须限定为这样。
再次参考图1和图6，可以沿节点柱150布置一个或多个发光二极管或有机发光二极管条160。可以面向或背向飞行舱10的中心安装发光二极管/有机发光二极管条160。在所述实施例中，面向飞行舱10的中心布置发光二极管/有机发光二极管条160。发光二极管/有机发光二极管条160可以被配置为：出于美观考虑，尽量隐藏或阻断自飞行舱10中看到节点柱150；发射用于美化的不同的颜色，和/或响应于飞行舱10中的用户动作和/或特定事件的发生改变颜色，用于交互；补充飞行舱150中照明，用于在飞行模拟期间改善用户50的视觉媒体捕获；和/或提供视觉标记，以帮助用户50在飞行活动或竞赛期间自我定向，以及帮助观察者参照所述标记追踪用户50的飞行路径。同样，当附加地或替换地背对飞行舱10沿节点柱150提供发光二极管/有机发光二极管条160(例如，面向飞行舱10周围的观察区，观众能在所述观察区中观察在飞行舱10内飞行的用户50)时，发光二极管/有机发光二极管条160还可以尽量隐藏或阻断自飞行舱10外看到节点柱150，发射不同的颜色，和/或响应于飞行舱10中的用户动作和/或特定事件的发生改变颜色。可以经由来自中央处理器300和/或模块化控制器600的信号控制发光二极管/有机发光二极管条160。应当理解除发光二极管/有机发光二极管条外，其它类型的照明装置也可以用于实现本公开的范围以及精神内的一个或多个所述有益效果。
在一些实施例中(未专门示出)，至少就被包含在诸如外壳230等限定的节点结构内而言，光源220可以自个别节点200脱离。例如，传感器210可以定位在发光二极管/有机发光二极管条160附近。发光二极管/有机发光二极管条160对应传感器210的位置的分段可以受控于中央处理器300和/或模块化控制器600，并以与光源220相同的方式操作(诸如打开或关闭、在指导下闪光和/或改变颜色等)。换言之，发光二极管/有机发光二极管条160是如本文中说明的系统100的光源220，其向用户50提供视觉指示。各发光二极管/有机发光二极管条160可以关联于单个传感器210，或关联于多个传感器210，其中相同发光二极管/有机发光二极管条160的不同分段个别受控。此时，个别节点200的位置特征在于其至少一个传感器210的位置，因为单个发光二极管/有机发光二极管条160可以包括多个节点200的传感器210。然而，仍然可以在本公开的精神以及范围内模块化控制所述系统架构。应当理解在所述实施例中，发光二极管/有机发光二极管条160可以被提供为单独的部件，而不一定如前述的关联于节点柱150。
现在参考图7，尤其当网络500为无线网络，且出于实际或美学原因不希望向飞行舱10周围安装的节点200牵拉电力电缆时，节点200可以包括诸如电池等内部电源250，以向节点部件供电。例如，可以考虑部件兼容性/要求选择一个或多个电池250提供在节点外壳230中。如所述实施例所示，提供节点发射机240以及接收机242，以经过网络500分别无线地传输来自所述至少一个传感器210的输出信号以及向光源220传输控制信号。在其它实施例中，可以经缆线将外部电力供应连接到节点200与中央处理器300和/或模块化控制器600之间的任何物理网络连接。例如，每个节点柱150可以包括内部信道，所述信道构成电导管，用于向节点200并发地路由电力和/或信号传输布线(见图6)。进一步的，节点200可能既具有内部电源也具有外部电源，包括来自相同系统100内其它节点200的不同配置。例如，可以在地板和/或天花板或其附近向节点200牵拉电力电缆，而处在飞行舱10的中心部分附近的节点200则使用电池电力。
现在转向洞内系统通信，图8至图13为用于系统100的各种网络配置的示意图。在图8至图11中，系统100包括多个模块化控制器600。各模块化控制器可以被分配给多个节点200中的一个或多个。例如，模块化控制器600可以是可编程逻辑控制器(plc)，或可以执行控制逻辑的任何其它适合的基于处理器的控制器或计算机，例如诸如arduino等单板微控制器或诸如raspberrypi等单板计算机。各模块化控制器600经过网络500与其节点200以及中央处理器300通信。模块化控制器600可以运行控制逻辑，所述控制逻辑监控所述至少一个传感器210检测到输入信号以及向模块化控制器600传输输出信号的时间(例如用户50触发所述至少一个传感器210的时间)，记录诸如点以及时间戳等相关数据，并控制诸如闪光或改变颜色等光源220的操作，以及如下文说明的用于传感反馈的任何其它系统部件。模块化控制器600向中央处理器300传递所述信息。所述中央处理器则处理所述信息，并根据所选择的所述程序的模式确定训练/游戏流程序列以及状态。所述模块化控制器接收任何随后的来自中央处理器300的用于所述模块化控制器的特定节点200的指令。如图10和图11所示，模块化控制器600可以被整合到节点200中(例如外壳230内)，而不是布置在诸如在吊顶充气(droppedceilingplenum)空间内等节点200与中央控制器300之间的单独的位置。如果特定应用需要的话，节点200和/或模块化控制器600也可以经过网络500分别直接相互通信，其中多个节点200的模块化控制器600可以构成分布式网孔(mesh)配置，系统100中不存在限定的中央处理器300。其它实施例可以缺少单独的模块化控制器600(见图12、图13)，由中央处理器300进行模块化控制器600的前述功能。
中央处理器300被配置为执行由来自用户终端400的输入启动的程序。用户终端400提供界面，所述界面用于人员(诸如洞运营商)运行所述程序，选择具体的模式(诸如训练演习、游戏、竞赛等等)，以及向所述人员显示信息(诸如得分、计时器、状态等等)。所述程序根据选择的具体的模式和/或接收的来自节点200的反馈确定以及控制系统100的活动。因此，中央控制器300或直接地(见图12、图13)或通过模块化控制器600非直接地(见图8至图10)与多个节点200通信，协调用于节点激活或去激活的序列以及计时。中央处理器300可以是独立于用户终端400的装置或与用户终端400整合为单个装置。例如，中央处理器300可以是带有足够执行所述程序、处理通信、控制节点操作性的处理资源的主plc、微控制器、单板计算机、消费者pc或任何其它类型的计算机或基于处理器的控制器。
所述术语“网络”通常用于说明系统100的各种部件200、300、400、600之间的通信连接。在图8至图13中，涵盖系统100的其它部件200、300、400、600的虚线表示网络500。在一些实施例中，网络500由物理连接构成(见图8、图10、图12，其中物理连接例示为部件之间的实线)。例如，所述物理连接可以包括可以经过网络500传输信息的电缆、光缆或任何其它类型的通信连接。在其它实施例中，网络500还可以完全或部分地无线(见图9、图1、图13，其中特定物理连接被无线连接取代)。在网络500的无线实施例中，发射机以及接收机经过网络500经由无线连接在通信部件之间分别发送以及接收信息。用于系统部件200、300、400、600的发射机以及接收机可以使用射电传输、蓝牙、无线保真(wi-fi)、其任何组合，或能处理无线通信请求并以足够的反应方式响应系统100的需求的任何其它适合的无线技术、平台或媒体。
以下基于前述的系统架构说明根据本公开的室内跳伞风洞内的交互式模块化系统100的操作。如上所述，诸如设施员工等人员可以与用户终端400交互，以启动由中央控制器300执行的程序。例如，所述程序可以包括软件应用，所述软件应用包括诸如不同的游戏、挑战、训练演习以及竞赛规则等各种各样的模式。所述程序可以被配置为提供界面显示，所述界面显示用于向用户终端400输入，并响应于来自用户终端400的输入以及飞行舱10内的用户50的移动、经过用户终端400经由中央控制器300与多个节点200之间的网络500传递信息、命令以及请求。所述程序也可以通过与其它程序交互实现相同效果。所选择的模式确定系统100的部件的行为。例如，根据选择的程序模式，中央控制器300与模块化控制器600和/或节点200之间交换的各数据包能包括任意种信息。例如，一种游戏中的数据包可以包括时间戳信息或时间流逝信息，而用于另一游戏的数据包可以包括与传感器信号计数或光源发射颜色相关的信息。关于中央控制器300是否接收到来自一个或多个节点200的数据包的信息可以用于确定系统100及其部件如何对所选择的程序模式的控制逻辑进行反应。因此，使用系统100的相同架构，任何可设想数目的模式、活动及其目标都是可能的。进一步的，在每个节点200功能独立、模块化、如在特定实施例中所希望的、能在飞行舱10周围重新布置多个节点200的位置关系、并可以利用一个或多个不同的类型的传感器210及其中光源220(其允许不同的传感器“触发事件”以及视觉指示)的条件下，可进一步定制用于具体模式的设置。
例如，所述程序的一种模式可以指导用户50以特定的顺序“触控”(或者触发)多个节点200的接近传感器212。光源220将以视觉方式通知用户50哪个节点200当前被激活，以及例如通过改变颜色(例如从红色变为蓝色或相反)、在闪光状态和持续发射状态之间交替、打开/关闭等方式满足所述节点200的时间。在相关模式中，所述程序可以利用计时器追踪用户50完成特定节点200序列的用时，或利用计数器追踪用户50能在设定的时段内触发的节点200的数目。同样地，程序模式可以被配置为如果用户50未能在设定的时段内满足特定的节点200、完成特定节点200顺序、或如果自不正确的节点200接收到传感器检测信号(例如当用户50激活错误的传感器210时)，则执行终止。另一程序模式可以生成用于挑战用户50根据记忆重现的节点200的随机样式或序列。应明了，可以由本公开的范围以及精神内的用于所述交互式模块化系统100的不同程序模式提供任意数目的游戏、挑战、训练演习等等。进一步的，可以根据需要将各程序模式的节点200的计时以及序列调节为不同的难度等级。
进一步的，特定程序模式可以被配置用于由航行于飞行舱10的多个飞行者50使用系统100。例如，(在实践精心设计的例程以及成组演练时，可能希望)训练演习可以以视觉方式通过光源220颜色或活动指令以及协调飞行舱10内的不同飞行者50的位置。同样地，游戏可以(由光源220发射的光的颜色指示而)在两个以上团队之间分配节点200。各团队的一个或多个飞行者50可能需要首先激活或去激活所述团队的节点200，或首先激活或去激活其它团队的其它节点200，或使用根据本公开的系统100的设置实现可能挑战及目标的任何其它组合。
当所述至少一个传感器210包括具有对应的对射光束发射器216的对射光束传感器214时，飞行者50可以是试图避免打断布置在飞行舱10内的一个或多个交叉光束218。这样，两个成对节点200之间的交叉光束218构成当飞行者50航行于飞行舱10实现诸如激活其它节点200等目标或进行特技及其它演练时所要避免的障碍。应当理解交叉光束218提供的是虚拟障碍，而非物理障碍(例如，在飞行舱10中放置物理物体，其则会存在潜在安全隐患以及制造不希望的气流湍流)。在其它实施例中，例如，通过将交叉光束218放置在飞行舱10中飞行者50必经之路处，飞行者50可以主动试图打断一个或多个交叉光束218以完成目标。根据所选择的程序模式，所述程序可以追踪飞行者50违反交叉光束避免法则的次数以及扣除分点或终止所述活动，和/或追踪飞行者50实现交叉光束打断目标的次数以及添加分点或允许继续所述活动。具体的程序模式可以使用所述两个对射光束配置(必须打断交叉光束218、必须不打断交叉光束218)的任何组合，以及包括一个或多个单节点接近传感器212的对射光束配置。这允许在飞行舱10中设置障碍航线的同时，不对飞行者50造成安全隐患。
如图14所示，系统100可以进一步包括一个或多个辅助传感部件700，其与飞行舱10中用户50和/或设施观察区中的观察者交互，以经由包括触觉、听觉或视觉等感官指示传递信息。例如，飞行者50可以穿戴诸如刺激垫、手套、腕带或其它物品等配置为向所述穿戴者输出诸如震动等反馈的触觉装置710，其可能指示节点200被激活或去激活的时间，或程序模式开始或终止的时间。触觉装置710可以接收控制信号以及根据所述控制信号操作。所述制信号来自中央控制器300、模块化控制器600和/或多个节点200。所述制信号经过网络500无线地传输到达飞行舱10内的飞行者50。这样，为飞行者50提供了除光源220的视觉指示外的附加的传感指示符。例如，在主动视觉指示符不在所述飞行者视野中时，这有助于让飞行者50获知当前要求一些动作。例如，当使用不同的颜色是所述程序模式的功能方面时，包括触觉以经由触觉部件710清楚传递信息也有助于色盲以及无法区分特定颜色的飞行者50。还可以向所述风洞的设施的观察区中的观众提供交互式传感部件。例如，一个或多个显示屏720可以显示来自系统100的与程序模式状态、剩余或流逝的飞行时间、实时得分、飞行者排名等相关的信息。一个或多个扬声器730可以发射交互式声音，以在飞行者50使用系统100完成或未能完成动作时进行指示，或提供信息宣告程序模式状态、剩余或流逝的飞行时间、实时得分、飞行者排名等。尽管多个因素使在所述风洞操作时在飞行舱10内很难听见，但在承认因听力损伤风险而不推荐使用高装置音量克服环境洞噪音的前提下，所述听觉信号也可以传输给佩戴具备足够降噪能力的无线耳机或耳塞740的飞行者50。根据系统100的具体配置，所述一个或多个辅助传感部件700可以物理或无线地连接到中央控制器300、模块化控制器600、节点200和/或用于经过网络500通信的附加中介装置，除了用于飞行舱10内的飞行者50的部件710、740，其优选配置用于无线连通性。例如，在图14的示例性实施例中，中央控制器300物理地连接到显示屏720以及扬声器730，以及无线地连接到触觉装置710以及飞行者耳机或耳塞740。图14仅描述系统100易于整合到各种系统配置中的方面(见图8至图13)。因此，应当理解在本公开的范围以及精神内各种各样的实施方式都是可能的。
系统100的一些实施例还可以包括媒体捕获功能。例如，一个或多个节点200可以包括摄像头260。所述摄像头配置用于摄影和/或录像(见图2)。如所述至少一个传感器210那样，摄像头260被布置面朝飞行舱10里侧，以捕获在其中飞行的用户50的媒体。如图15实施例所示，摄像头260可以被提供在节点外壳230中，因此与其它节点部件210、220共享相同的电力供应和/或网络通信通道。其它实施例可以具有所述一个或多个摄像头260的不同布置(例如沿节点柱150与节点200分开安装，这允许与节点200并发布线以及利用资源)。中央控制器300和/或模块化控制器600可以控制摄像头260的操作。进一步的，系统100可以使用来自节点200的与飞行舱10内的用户50的位置相关的信息选择并激活具有希望的视角的摄像头260用于媒体捕获。同样地，摄像头260可以将捕获的媒体传输给中央控制器300用于随后的管理以及散播。在其它实施例中，摄像头260可以在诸如内存卡等装置存储器中内部保存捕获的媒体。洞工作人员则会经由文件传输获取所捕获的媒体。这样，系统100可以改善所述媒体捕获过程的自动化，从而减轻或消除人员物理地完成所述功能的需求。
与媒体捕获功能相关的还有，室内跳伞竞赛有时要求飞行者50绕通过飞行舱10的中心的虚拟线一周，而不实际跨越所述线，飞行舱10外的、其位置沿所述假想线对齐的摄像头捕获各飞行环节的视频饲入。这样，裁判能检阅所述摄像头的视频回放，以确定飞行者50是否跨越了所述线(例如以便扣除分点)。尽管也可以使用前述的交叉光束218实现该目的，可能希望能与现场观众或远程观众共享所述视频回放，并确保在竞赛设置中(例如对射光束发射器216故障时)对射光束传感器214不登记误报。因而，两个成对节点柱150可以各具有瞄准环156(见图1和图6)构成开口以帮助沿通过相对瞄准环156的二开口延伸的虚拟线定向临时摄像头。可以沿飞行舱10的中心线将瞄准环156在相同的水平面对齐。这样，节点柱150能协助设置休闲风洞的竞赛用法以及休闲用法并在其间转换。
以上说明大多涉及在单个风洞设施的上下文下的洞内系统100。现在参考图16，可以将根据本公开的多个所述洞内系统810整合在更大的洞间系统800中。洞间系统800构成网络830。所述网络将来自不同风洞设施的多个洞内系统810连接到数据库820。例如，所述数据库820可以是单个服务器或是基于云的。所述数据库820可以汇编自洞间系统800的各洞内系统810接收的信息，并向所述各洞内系统分发汇编信息。数据库管理系统软件协助存储、获取、分发及更新数据。洞间系统800进一步包括用户界面840。所述用户界面允许人员与网络840中的汇编信息互动。例如，所述用户界面840可以包括网站、智能手机应用和/或风洞设施显示(诸如显示屏720)。应用程序编程接口(api)可以用于协助各种系统软件程序与硬件部件之间的功能性信息传递。网络连通性可以是基于互联网的。基于前述的数据架构，洞间系统800使个别系统810能够在任何位置远程接入和/或共享信息。因而，用户50能够查看以及追踪其个人得分、表现指标或任何其它存储的数据。系统800还可以包括诸如用户资料/报文发送、飞行者排名/得分的共享等一个或多个社交方面。进一步的，系统800能基本上实时地协调在多个风洞位置举办的竞赛或其它事件。这样，系统800可以进一步补充所述用户体验，以及培养社交互动和群落。
尽管讨论了若干方面以及实施例，本领域技术人员将意识到特定修改、排列、添加及其子组合。因此所附权利要求应被解释为包括落入其真实精神以及范围内的所有修改、排列、添加及其子组合。本文中说明的各实施例具有无数等价实施例。
采用的术语和表达方式用作说明而非限制。术语以及表达方式的使用不欲排除所示出及说明的特征或其部分的任何等价实施例。意识到本实用新型权利要求的范围内可能有各种修改。这样，应理解尽管本实用新型公开为特定实施例以及可选的特征，本领域技术人员可以借助于本文中公开的概念的修改以及变化。所述修改以及变化视为落入如所附权利要求限定的本实用新型的范围内。一旦说明书给出范围，本公开都旨在包括所述范围包括的所有中间范围、子范围以及所有个别值。当本文中使用马库什组或其它组时，本公开都旨在分别包括所述组的所有个别成员以及所述组的所有可能的组合以及子组合。
一般而言，本文中使用的术语以及词语具有领域认可的含义，本领域技术人员能从标准教材、文献、期刊引用以及上下文获知所述含义。提供以上定义用于澄清其在本实用新型的上下文下的特定用法。应当理解尽管本公开是以“室内跳伞”进行说明的，可以采用不同的术语了解所述交互式系统在风洞中的使用，因为所述室内跳伞并不一定是对常规的室外跳伞的模拟。
附图标记
飞行舱10
飞行舱壁15
用户或飞行者50
系统100
节点柱150
柱安装支具152
节点安装支具154
柱瞄准环156
发光二极管或有机发光二极管条160
节点200
传感器210
接近传感器212
对射光束传感器214
对射光束发射器216
对射光束或交叉光束218
光源220
外壳230
视觉指示符部分232
漫射板234
盖板236
胶粘剂隔离部238
无线发射机240
无线接收机242
内部电源250
摄像头260
中央控制器或处理器300
用户终端400
网络500
模块化控制器600
辅助传感部件700
触觉装置710
显示屏720
扬声器730
耳机或耳塞740
洞间系统800
洞内系统810
数据库820
网络830
用户界面840
技术特征：
1.一种用于风洞的交互式模块化系统，包括多个节点，
所述多个节点安装在所述风洞的飞行舱周围，所述多个节点各包括至少一个传感器以及至少一个光源，
所述至少一个传感器面对所述飞行舱的内部，所述至少一个传感器被配置为检测来自所述飞行舱内的用户移动的输入信号、以及响应于所述输入信号生成输出信号，
所述至少一个光源被配置为在至少两个状态之间改变视觉外观，
网络将所述多个节点通信连接至中央处理器，所述中央处理器运行程序，所述程序协调所述多个节点的活动，
所述程序响应于接收的来自所述多个节点的传感器的输出信号确定所述多个节点的光源的所述至少两个状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，一个或多个节点的所述至少一个传感器包括接近传感器，所述接近传感器检测用户接近所述接近传感器的时间，如果所述用户与所述接近传感器的距离在设定的距离以内，则生成输出信号。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述接近传感器为光电反射传感器。
4.根据权利要求1-3中任一所述的系统，其中，一个或多个节点的所述至少一个传感器包括对射光束传感器，所述对射光束传感器检测对射光束发射器发射的穿过所述飞行舱的交叉光束，并在用户打断所述交叉光束时生成输出信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述对射光束传感器为光电传感器，所述交叉光束为激光光束。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，第一节点被布置为横跨所述飞行舱与第二节点相对，所述第一节点包括所述对射光束发射器，所述第二节点包括所述对射光束传感器。
7.根据权利要求4所述的系统，进一步包括多个交叉光束，所述多个交叉光束在横跨所述飞行舱相对的节点的对射光束发射器和对射光束传感器之间形成。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，其中，一个或多个节点的所述至少一个光源包括一个或多个发光二极管或有机发光二极管条。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，其中，所述至少一个光源在所述至少两个状态之间改变颜色。
10.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，其中，所述多个节点各包括沿飞行舱壁的外部表面定位的外壳，所述外壳包含所述至少一个传感器以及所述至少一个光源，所述外壳包括视觉指示符部分，所述视觉指示符部分配置为将所述至少一个光源的所述至少两个状态传达给所述飞行舱内的一个或多个用户。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述外壳包括另一视觉指示符部分，所述另一视觉指示符部分配置为将所述至少一个光源的所述至少两个状态传达给所述飞行舱外的一个或多个观众。
12.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，进一步包括提供在所述飞行舱周围的一个或多个节点柱，所述多个节点安装于所述一个或多个节点柱，所述一个或多个节点柱构成多个电导管，所述多个电导管用于向安装于每个节点柱的节点路由电力和/或信号传输布线。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述一个或多个节点柱包括布置在所述飞行舱周围的四个节点柱，每个节点柱包括三个节点，每个节点对应相对的节点柱的另一节点。
14.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，其中，所述网络包括所述多个节点与所述中央处理器之间的多个物理连接。
15.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，其中，所述多个节点各包括内部电源、发射机以及接收机，所述内部电源向节点部件供电，所述发射机通信连接到所述至少一个传感器，所述接收机通信连接到所述至少一个光源，所述网络包括所述多个节点与所述中央处理器之间的无线信号传输。
16.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，进一步包括多个模块化控制器，所述多个节点各经由所述多个模块化控制器之一通信连接到所述中央控制器。
17.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，进一步包括用户终端，所述用户终端提供界面，所述界面用于人员运行所述程序以及选择程序模式，所述程序包括多个程序模式，所述多个程序模式具有不同的用户目标或规则。
18.一种洞间系统，包括网络，所述网络连接多个根据权利要求1至17中任意一项所述的系统，所述洞间系统汇编以及存储接收的来自各洞内系统的信息，所述洞间系统使用户能够经由用户界面接入所述信息。
技术总结
本公开涉及用于风洞的交互式模块化系统及洞间系统。用于室内跳伞风洞的交互式模块化传感器系统。所述系统包括布置在所述风洞的飞行舱周围的多个节点。所述节点具有至少一个传感器以及至少一个光源。所述传感器配置为检测所述飞行舱内的用户移动。所述光源配置为在至少两个指示符状态之间改变外观。网络连接所述多个节点。
技术研发人员：N·艾伦·迈特尼;安东尼·罗伯特·焦亚;埃里克·特拉维斯·欧文斯;韦德·奥斯丁·路易斯;贾斯丁·尤金·沃尔德伦;凯西·贾德森·加德纳
受保护的技术使用者：斯凯旺蒂尔国际(英国)有限责任公司
技术研发日：.11.19
技术公布日：.02.07
