DE102021111457A1

DE102021111457A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrgeschäfts sowie Fahrgeschäft

Info

Publication number: DE102021111457A1
Application number: DE102021111457.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Heyse
Original assignee: VR Coaster GmbH and Co KG
Current assignee: VR Coaster GmbH and Co KG
Priority date: 2021-05-04
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2022-11-10
Also published as: WO2022233492A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betriff ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrgeschäfts (1), insbesondere einer Achterbahn, für wenigstens einen Fahrgast (5) mit einer Fahrstrecke (10) und einem HMD (20), welches dem wenigstens einen Fahrgast (5) während einer Fahrt entlang der Fahrstrecke (10) in Abhängigkeit der Position oder der Position und der Ausrichtung des HMD (20) eine der Fahrt entsprechende virtuelle Realität erzeugt und darstellt, wobei die Position durch das HMD (20) während der Fahrt bestimmt wird, wobei eine Bewegungs- und/oder Positionsinformation über ein Inside-out Tracking ermittelt wird und die Position des HMDs (20) anhand eines Abgleiches der Bewegungs- und/oder Positionsinformation mit einem digitalen Modell der Fahrstrecke (10) bestimmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrgeschäfts, insbesondere eine Achterbahn, eine Hochbahn oder sonstige Personenbeförderungsbahn, eine Seilbahn, eine Strip-Line oder eine Rutschbahn oder Sommerrodelbahn, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Fahrgeschäft, insbesondere eine Achterbahn, eine Seilbahn, eine Strip-Line, eine Sommerrodelbahn, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
Fahrgeschäfte und Verfahren zum Betreiben eines Fahrgeschäfts sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen vorbekannt. Beispielsweise ist ein solches Verfahren aus der EP 3 041 591 A1 vorbekannt, wobei dem wenigstens einen Fahrgast eines Fahrgeschäfts mittels eines Head-Mounted-Displays, fortan HMD genannt, während der Fahrt eine mit der Fahrt übereinstimmende virtuelle Realität dargestellt wird, und wobei die virtuelle Realität in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs und in Abhängigkeit von der Position und/oder der Ausrichtung des HMDs dargestellt wird. Die Position des Fahrzeugs wird von dem Fahrzeug erfasst und über eine Kommunikationsschnittstelle an das HMD übertragen, wodurch die dem wenigstens einen Fahrgast dargestellte virtuelle Realität ohne nennenswerte Latenz dargestellt werden kann.
Derartige Verfahren zum Betreiben eines Fahrgeschäfts haben sich in der Vergangenheit bewährt. Bei den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren muss die Position und die Rotation des Fahrzeugs auf der Fahrstrecke an das HMD übertragen werden, damit die dargestellte Fahrt durch die virtuelle Realität synchron zu der realen Fahrt ist. Andernfalls würde die Fahrt durch die virtuelle Realität in abweichende Richtungen erfolgen, Kurvenfahrten erscheinen mit Latenz und an falschen Stellen und auch das virtuelle Fahrzeug würde sich anders als das reale Fahrzeug bewegen. Dieses Auseinanderfallen der virtuellen Realität und der Realität ist nicht nur ein optisches Problem, sondern führt bei den Fahrgästen zu einem erheblichen Schwindelgefühl und Unwohlsein.
Die Synchronisation der virtuellen Realität und der Realität erfolgt in dem Stand der Technik über eine Hardware an dem Fahrzeug und/oder an der Fahrtstrecke des Fahrgeschäfts und die Positionsdaten werden an das HMD über eine Schnittstelle übermittelt.
Zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs werden in der Regel im Stand der Technik Sensoren verwendet. Die Sensoren als auch die erforderliche Hardware sind sowohl in der Anschaffung kostenintensiv. Auch hat sich die Wartung und Instandsetzung als aufwändig erwiesen. Als weiterer Nachteil ist zu nennen, dass ein Nachrüsten eines bestehenden Fahrgeschäfts oftmals nur mit größerem Aufwand möglich ist und zumeist auch genehmigungspflichtig ist.
Im Stand der Technik werden bereits vorhandene Sensoren am HMD zum optischen Inside-out Tracking verwendet, um die Position des HMDs in kompakten Räumen sowie mit Bewegung in höchstens Schrittgeschwindigkeit zu ermitteln. Allerdings hat es sich gezeigt, dass eine solche Positionsermittlung in großräumigen Bereichen oder höheren Geschwindigkeiten nicht verlässlich und genau arbeitet, weil oftmals für einen kurzen Moment nicht genügend visuelle und verfolgbare Anhaltspunkte sichtbar sind. Dies passiert beispielsweise immer dann, wenn der Fahrgast kurz in den Himmel, in einen dunklen oder leeren Bereich schaut.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein in zweckmäßiger Weise verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Fahrgeschäfts sowie ein Fahrgeschäft vorzuschlagen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigen.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie dem Fahrgeschäft, insbesondere eine Achterbahn, eine Seilbahn, eine Strip-Line oder eine Sommerrodelbahn mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 zum Betreiben eines Fahrgeschäfts, insbesondere einer Achterbahn, einer Hochbahn oder sonstigen Personenbeförderungsbahn, einer Seilbahn, einer Strip-Line oder einer Rutschbahn oder Sommerrodelbahn, für wenigstens einen Fahrgast mit einer Fahrstrecke und einem HMD, welches dem wenigstens einen Fahrgast während einer Fahrt entlang der Fahrtstrecke in Abhängigkeit der Position oder der Position und der Ausrichtung des HMDs eine der Fahrt entsprechende virtuelle Realität erzeugt und darstellt, zeichnet sich dadurch aus, dass die Position des HMDs durch das HMD während der Fahrt bestimmt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das HMD zur Bestimmung der Position auf der Fahrtstrecke Bewegungs- und/oder Positionsinformationen über ein Inside-out Tracking ermittelt und die Position des HMDs anhand eines Abgleiches der Bewegungs- und/oder Positionsinformationen auf ein digitales Modell der Fahrstrecke bestimmt wird.
Die Kernidee der vorliegenden Erfindung ist es, dass das HMD im Gegensatz zu den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren die Position des HMDs bzw. die Position des Fahrgastes und damit auch die Position auf der Fahrstrecke ermittelt, wobei hierfür ein Inside-out Tracking in Verbindung mit einem Abgleich mit der Fahrstrecke und/oder dem Fahrprofil verwendet wird.
Hier und im Nachfolgenden wird unter einem Inside-out Tracking ein sensorisches, auch fragmentarisches und unvollständiges, Erfassen von Gegenständen bzw. Anhaltspunkten durch das HMD verstanden, wobei sowohl die Lage des Gegenstandes bzw. des Anhaltspunktes relativ zu dem HMD und/oder eine relative Bewegung zu dem HMD durch das HMD erfasst bzw. verfolgt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Bestimmung der Position des HMDs auf der Fahrstrecke durch das Heranziehen der Bewegungs- und/oder Positionsdaten, die auch unvollständig und fragmentarisch sein können, und sensorisch durch das HMD erfasst werden können. Die mit dem Inside-out Tracking ermittelten Bewegungs- und/oder Positionsinformationen können mit den räumlichen Daten des Fahrgeschäfts, insbesondere der Fahrstrecke bzw. des Schienenlayouts, abgeglichen werden. Durch den Abgleich kann eindeutig die Position auf der Fahrstrecke bestimmt werden.
Würde man in einem Fahrgeschäft, insbesondere unter freiem Himmel oder z.B. in großen, leeren und/oder dunklen Hallen, lediglich die herkömmliche Inside-Out Tracking Funktion eines HMDs nutzen, so würde die Positionsermittlung nach kurzer Zeit fehlschlagen und abbrechen, sobald nicht genügend visuelle Anhaltspunkte im Blickfeld des HMDs sichtbar sind. Eine absolute Positionsbestimmung ist dort nicht mehr möglich. Dagegen wird gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren das Inside-Out Tracking des HMDs auf einem Fahrzeug entlang einer bekannten Fahrstrecke eingesetzt. Das digitale räumliche Modell der Fahrstrecke bzw. des erwarteten Fahrprofils kann hergezogen werden, wodurch auch fragmentarische und unvollständige Bewegungsinformationen genügen, um beispielsweise mittels eines Abgleiches, einer Projektion bzw. Korrelation der Bewegungs- und/oder Positionsinformationen auf dieses digitale Modell oder Fahrprofil die Position des Fahrgastes auf der Fahrstrecke zu ermitteln. Neben der Position des HMDs kann weiterhin auch die Ausrichtung des Fahrzeuges unabhängig von der Ausrichtung des HMDs ermittelt werden, da sich durch die Ausrichtung der Streckenführung an der ermittelten Streckenposition auch die Ausrichtung des Fahrzeuges ergibt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das sensorische Erfassen von Gegenständen durch das HMD, um dank Kenntnis des Fahrprofils bzw. des exakten Verlaufs der Fahrstrecke auch trotz unvollständigen oder fragmentarischen Bewegungs- und Positionsdaten die exakte Position auf der Fahrstrecke zu bestimmen. Das genaue Fahrprofil der Fahrstrecke ist beispielsweise als eine zwei- oder dreidimensionale Kurve in dem digitalen Modell auf dem HMD hinterlegt. Beispielsweise kann eine Peilung oder eine Relativbewegung zwischen dem HMD und dem Gegenstand ein eindeutiges Bestimmen der Position auf der Fahrstrecke ermöglichen. Da etwaige Kopfdrehungen mithilfe von Inertialsensoren und Gyroskopen des HMDs herausgerechnet werden können, liegen hier vorzugsweise Translationsdaten vor. Folglich kann die Bewegung, bzw. die Position des HMDs relativ zur Umgebung, unabhängig von der Ausrichtung des HMDs bestimmt werden.
Bewegen sich beispielsweise in dem fragmentarisch erfassten Raum Objekte, wie beispielsweise Bäume, linear an dem HMD vorbei, so kann von einer Fahrt auf einem geraden Streckenabschnitt ausgegangen werden. Bewegen sich diese Objekte in einer Kurvenbewegung an dem HMD vorbei, so kann von einer Fahrt durch einen Kurvenabschnitt der Strecke ausgegangen werden. Anhand der Kenntnis der festgelegten Fahrstrecke kann so die kontinuierlich geänderte Position auf der Strecke ermittelt werden und diese kann auch in Bereichen ohne Trackingdaten anhand eines bekannten Fahrprofils kontinuierlich weiter abgeschätzt werden, bis wieder Trackingdaten zur Verfügung stehen.
Sowohl das Erfassen und Verfolgen von visuellen Anhaltspunkten bzw. Gegenständen, sowie das Abgleichen mit dem digitalen Modell der Fahrstrecke bzw. des Fahrprofils als auch die Bestimmung der Position erfolgt durch das HMD, wodurch seitens des Fahrgeschäfts für die Durchführung des Verfahrens keine gesonderte Hardware zur Verfügung gestellt werden muss. Bevorzugt wird jedoch von dem Fahrgeschäft eine Software und/oder App für das HMD zur Verfügung gestellt, welche vor der Fahrt mit dem Fahrgeschäft von dem wenigstens einen Fahrgast auf das HMD geladen und installiert werden können bzw. kann.
Nach Maßgabe einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Abgleich bzw. die Projektion der Bewegungs- und/oder Positionsinformationen auf das digitale Modell mit dem Fahrprofil der Fahrstrecke eine Plausibilitätsprüfung umfasst.
Die Plausibilitätsprüfung kann beispielsweise feststellen oder prüfen, ob die ermittelte Position einer Position auf der Fahrstrecke im Allgemeinen oder einer zu erwartenden Position auf der Fahrstrecke überschlagsmäßig entspricht. Zum Beispiel kann geprüft werden, ob die Position in einem nach Beginn der Fahrt in einem vorbestimmten Zeitfenster erreicht wurde oder ob die Position mit der zurückgelegten Fahrstrecke oder der zu erwartenden Position überhaupt plausibel sein kann oder nicht.
Eine bevorzugte Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens sieht vor, dass der Abgleich und/oder die Projektion der Bewegungs- und/oder Positionsinformation eine kontinuierliche Bewegung des Fahrgastes entlang der Fahrstrecke voraussetzt. Die kontinuierliche Bewegung schließt eine sprunghafte Änderung der Position und/oder überproportional starke Beschleunigungen aus, wodurch die Projektion der Bewegungs- und/oder Positionsinformation weiterhin auf Plausibilität geprüft werden kann.
Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei der Durchführung des Verfahrens der Abgleich und/oder die Projektion der Bewegungs- und/oder Positionsinformation eine kontinuierliche Bewegung in eine Fahrtrichtung voraussetzt. Unvorhergesehene und/oder schlagartige Richtungsänderungen können ausgeschlossen werden und die Positionsbestimmung wird zuverlässiger.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine weitere Bewegungs- und/oder Positionsinformation über mindestens einen Inertialsensor, Beschleunigungssensor und/oder eine Positionserfassungseinrichtung des HMD erfasst werden, wobei die Position des HMDs anhand einer Projektion der Bewegungs- und/oder Positionsinformation und der mindestens einen weiteren Bewegungs- und/oder Positionsinformation auf das digitale Modell mit dem Streckenverlauf der Fahrstrecke bestimmt wird. Auch kann die Position des HMDs anhand einer Projektion der Bewegungs- und/oder Positionsinformation erfolgen und eine Plausibilitätsprüfung mit der weiteren Bewegungs- und/oder Positionsinformation.
Die Positionserfassungseinrichtung kann beispielsweise ein herkömmliches Navigationssystem umfassen, beispielsweise radiobasierte Satelliten- oder Nachbereichsnavigation. Der Beschleunigungssensor und/oder der Inertialsensor können darüber hinaus verwendet werden, um die Ausrichtung des HMD zu erfassen.
Eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Inside-out Tracking ein markerless Tracking ist. Für das Inside-out Tracking werden folglich keine optischen oder funkbasierten Marker verwendet. Da der Fahrgast während einer Fahrt mit dem Fahrgeschäft oftmals einer hohen Dynamik und schnellen Bewegungen ausgesetzt ist, besteht die Gefahr, dass insbesondere optische Marker nicht eindeutig identifizierbar sind, und es bei der Durchführung des Verfahrens möglicherweise zu Fehlern kommen kann. Daher werden gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung Gegenstände bzw. visuelle Anhaltspunkte bevorzugt als „virtuelle Marker“ in Form von Landmarken, Fahrgeschäftsmarken verwendet, die im allgemeinen eindeutig identifizierbare Charakteristiken gegenüber der Umgebung aufweisen. Diese virtuellen Marker können von mindestens einem Sensor des HMD erkannt werden, wobei bevorzugt die virtuellen Marker ebenfalls in dem digitalen Modell abgebildet sind. Beispielsweise können als Fahrgeschäftsmarken die Tragstruktur der Fahrstrecke als auch Gegenstände in der unmittelbaren Umgebung des Fahrgeschäftes, wie beispielsweise Bäume, Häuser, andere Fahrgeschäfte, Schilder oder dergleichen sein.
Der mindestens eine Sensor des HMDs kann bevorzugter Weise eine Kamera umfassen, wobei weiterhin bevorzugt das HMD mindestens zwei, noch weiter bevorzugt mindestens drei oder mehr Kameras aufweist, durch die einerseits die Umgebung des HMD weitwinklig erfasst werden kann und andererseits eine Tiefenauflösung möglich ist, durch die eine grobe Abschätzung einer Entfernung zu dem virtuellen Marker möglich ist.
Eine alternative Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass Marker verwendet werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn optische Marker verwendet werden, welche bevorzugt ein für das menschliche Auge nicht wahrnehmbares Licht emittieren. Marker können immer dann zum Einsatz kommen, wenn entweder keine ausreichenden „virtuellen Marker“ vorhanden sind oder aufgrund von Lichtverhältnissen eine eindeutige Identifizierung der „virtuellen Marker“ nicht möglich ist.
Darüber hinaus hat es sich bei der Durchführung des Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, wenn die virtuelle Realität durch das HMD während der Fahrt entlang der Fahrtstrecke mittels eines vor der Fahrt auf dem HMD gespeicherten Datensatzes autark erzeugt wird. Das HMD erzeugt bevorzugt völlig autark die mit der Fahrt synchrone virtuelle Realität, wodurch das Verfahren störungsunanfällig ist, da losgelöst von externen Daten oder der Qualität einer Datenverbindung die virtuelle Realität durch das HMD erzeugt wird.
Der Datensatz für die Erzeugung der virtuellen Realität kann bevorzugt für das HMD durch den Betreiber des Fahrgeschäfts vor der Fahrt mit dem Fahrgeschäft in Form einer Software und/oder einer App zur Installation auf das HMD bereitgestellt werden. Weiterhin bevorzugt kann die Software oder die App unterschiedliche Themen bereithalten, die während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft dem wenigstens einen Fahrgast präsentiert werden können. Dadurch kann einerseits eine für das Zielpublikum jeweils ansprechende virtuelle Realität präsentiert werden und andererseits eine Vielzahl von unterschiedlichen Erlebnissen bereitgestellt werden, die gleichzeitig mehreren unterschiedlichen Fahrgästen oder dem wenigstens einen Fahrgast bei mehreren Fahrten nacheinander präsentiert werden können. Auch beim mehrmaligen Fahren mit dem Fahrgeschäft können abwechslungsreiche Erlebnisse präsentiert werden, ohne dass der Nervenkitzel während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft abhandenkommt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Fahrgast entlang der Fahrstrecke durch Führungsmittel zwangsgeführt ist. Solche Führungsmittel können beispielsweise eine Rutsche, eine Schienenführung, eine Seilbahn oder eine sogenannte Strip-Line sein. Die Führungsmittel dienen der Führung des wenigstens einen Fahrgast während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft entlang der vorbestimmten Fahrstrecke, welche in dem digitalen Modell hinterlegt ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung fährt der wenigstens eine Fahrgast mit einem durch die Führungsmittel zwangsgeführten Fahrzeug die Fahrstrecke ab. Beispielsweise kann ein solches Fahrzeug, ein Wagen oder ein Zug einer Achterbahn, ein Schlitten, eine Sommerrodelbahn oder eine Gondel einer Seilbahn sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Fahrtstrecke in dem HMD als ein digitales dreidimensionales Modell hinterlegt ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ebenfalls virtuelle Marker in dem dreidimensionalen Modell hinterlegt sind.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrgeschäft, insbesondere eine Achterbahn, eine Seilbahn, eine strip-Line oder eine Sommerrodelbahn zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein anhand eines Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße Fahrgeschäft im Detail beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrgeschäfts mit einer Fahrstrecke und zwei Fahrgästen, die sich in einer Fahrtrichtung entlang der Fahrstrecke bewegen und ein HMD tragen, welches mittels Inside-out Tracking und in Kenntnis der Fahrstrecke die Position des HMD auf der Fahrstrecke bestimmt, und
2 eine schematische und stark vereinfachte Darstellung des Fahrgeschäfts gemäß 1, wobei das Fahrgeschäft als eine Achterbahn ausgebildet ist, und der Fahrgast mit einem Fahrzeug auf einer Schienenführung die Fahrstrecke abfährt.

Nachfolgend werden gleiche oder funktional gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Übersichtlichkeit halber sind in den einzelnen Figuren nicht alle gleichen oder funktional gleichen Teile mit einer Bezugsziffer versehen.
1 zeigt ein stark vereinfachtes und schematisches Fahrgeschäft 1 mit einer Fahrstrecke 10 für wenigstens einen Fahrgast 5. Die Fahrstrecke 10 weist einen vorgegebenen Streckenverlauf mit Führungsmittel 12 auf, die den wenigstens einen Fahrgast 5 während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft 1 entlang der Fahrstrecke 10 in eine Fahrtrichtung 15 zwangsführen.
Das Fahrgeschäft 1 kann wie in 2 dargestellt ist, eine Achterbahn, eine Seilbahn, eine Strip-Line oder beispielsweise eine Sommerrodelbahn, sein, wobei diese Aufzählung keinen Anspruch auf Vollständigkeit hat. Die Führungsmittel 12 des Fahrgeschäfts 1 können beispielsweise eine Schienenführung 16, siehe 2, eine Rutschbahn, eine Seilführung oder dergleichen umfassen.
Während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft 1 kann der jeweilige Fahrgast 5 ein Head-Mounted Display tragen, welches im Zusammenhang mit dieser Erfindung im Ganzen HMD genannt wird und mit dem Bezugszeichen 20 in der begleitenden Zeichnung kenntlich gemacht ist.
Ein Fahrgast 5 kann das HMD 20 auf seinem Kopf tragen, wobei das HMD 20 ein visuelles Ausgabegerät umfasst, dass bevorzugt in dem Sichtfeld des Fahrgastes die Realität durch eine bevorzugt stereoskopische Darstellung einer virtuellen Realität ersetzt, wobei im Zusammenhang mit dieser Erfindung virtuelle Realität als synonym für AR (augmented reality), VR (virtual reality), ER (extended reality), MR (mixed reality) usw. verwendet wird.
Das HMD 20 umfasst neben dem visuellen Ausgabegerät eine (nicht dargestellte) Energiequelle, eine (nicht dargestellte) Datenverarbeitungseinrichtung und vorzugsweise ein oder mehrere (nicht dargestellte) Sensoren.
Das HMD 20 umfasst neben dem visuellen Ausgabegerät eine (nicht dargestellte) Energiequelle, eine (nicht dargestellte) Datenverarbeitungseinrichtung und vorzugsweise ein oder mehrere (nicht dargestellte) Sensoren.
Die Energiequelle versorgt das HMD 20 mit elektrischer Strom und die Datenverarbeitungseinrichtung umfasst einen Speicher sowie Prozessoren und kann auf dem Speicher hinterlegten Programme oder Apps ausführen und Inhalte erzeugen und über das visuelle Ausgabegerät ausgeben. Auf dem Speicher kann beispielsweise über eine Schnittstelle eine auf das Fahrgeschäft 1 zugeschnittene Software oder die App geladen und installiert werden, welche später während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft 1 eine der Fahrt mit dem Fahrgeschäft 1 entsprechende und synchronisierte virtuelle Realität erzeugt und über das visuelle Ausgabegerät darstellt.
Während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft 1 erzeugt das HMD 20 in Abhängigkeit von der Position des HMDs 20 entlang der Fahrstrecke 10 oder entlang der Position des HMDs 20 entlang der Fahrstrecke 10 und der Ausrichtung des HMDs 20 die virtuelle Realität, wobei die virtuelle Realität mit der realen Fahrt auf der Fahrstrecke synchronisiert ist. Die virtuellen Bewegungen in der virtuellen Realität und die realen Bewegungen während der Fahrt erfolgen hierbei synchron, da ein Auseinanderklaffen zu einem erheblichen Schwindelgefühl und Unwohlsein beim Fahrgast 5 führen würde.
Die Bestimmung der Position des HMDs 20 auf der Fahrstrecke 10 erfolgt durch ein Inside-out Tracking und Kenntnis der Fahrstrecke, welches die exakte Positionierung des HMDs auf der Fahrstrecke 10 ermöglicht. Dabei wird eine erste Bewegungs- und/oder Positionsinformation über das Inside-out Tracking ermittelt und die Position des HMDs auf der Fahrstrecke während der Fahrt anhand eines Abgleiches, bevorzugt anhand einer Projektion, der Bewegungs- und/oder Positionsinformation mit einem digitalen Modell der Fahrstrecke 10 ermittelt. Das HMD 20 erfasst hierzu bevorzugt sensorisch Gegenstände, bzw. fragmentarisch oder unvollständig Gegenstände, und wertet eine relative Bewegung zu dem HMD 20 oder eine Peilung zu dem HMD 20 aus, wobei in Kenntnis der Fahrstrecke 10 eine eindeutige Bestimmung der Position möglich ist.
Das digitale Modell der Fahrstrecke 10 ist zu diesem Zweck bevorzugt als dreidimensionaler Datensatz, insbesondere in Form einer Kurve, auf dem HMD 20 hinterlegt, wobei der Datensatz darüber hinaus weitere Gegenstände aus dem Umfeld der Fahrstrecke 10 umfassen kann.
Bevorzugt erfolgt das Inside-out Tracking durch das HMD 20 markerless, weshalb das Fahrgeschäft 1 keine gesonderten technischen Vorrichtungen aufweisen muss, damit die Position durch das Inside-out Tracking bestimmt werden kann. Gegenstände 30 bilden visuelle Anhaltspunkte und dienen als „virtuelle Marker“ in Form von Land- oder Fahrgeschäftsmarken, die im Allgemeinen eindeutig identifizierbare Charakteristiken gegenüber der Umgebung aufweisen. Diese virtuellen Marker können von dem mindestens einen Sensor des HMDs 20 erkannt werden.
Gegenstände 30 sind in 1 mit A, B, C, D, E, F und G exemplarisch gekennzeichnet und können Bestandteil der Tragstruktur der Fahrstrecke 10 als auch Gegenstände 30 in der unmittelbaren Umgebung des Fahrgeschäftes 1 sein. Zum Beispiel können die Gegenstände Bäume, Häuser, andere Fahrgeschäfte, Führungsmittel 12, Schilder oder dergleichen sein.
Der mindestens eine Sensor des HMDs 20 umfasst bevorzugt eine oder mehrere Kameras und kann die Umgebung des HMD 20 - vorzugsweise weitwinklig - erfassen.
Das HMD 20 erfasst die Gegenstände 30 und kann über das Inside-out Tracking eine Relativbewegung und/oder die Peilung des Gegenstandes 30 über einen Abgleich und/oder eine Korrelation bzw. Projektion eine eindeutige Position des HMD 20 auf der Fahrstrecke 10 bestimmen. Weiterhin kann die Ausrichtung des Fahrzeuges 14 anhand der Ausrichtung der Fahrstrecke an der Position bestimmt werden, insbesondere unabhängig von der Ausrichtung des HMDs 20.
Weiterhin bevorzugt wird eine Plausibilitätsprüfung vorgenommen wird, um mögliche Fehlinterpretationen der Position auszuschließen. In 2 wird die Projektion als eine Peilung dargestellt. Die optischen Achsen - als gestrichelte Linie dargestellt - zwischen dem HMD 20 und den Gegenständen 30 schneiden die Fahrstrecke an einem eindeutigen Punkt
Die Plausibilitätsprüfung kann überprüfen, ob die ermittelte Position einer Position auf der Fahrstrecke 10 im Allgemeinen oder einer zu erwartenden Position auf der Fahrstrecke 10 überschlagsmäßig entspricht. Zum Beispiel kann die Plausibilitätsprüfung eine Prüfung umfassen, ob die ermittelte Position mit einer zu erwartenden Position übereinstimmt. Beispielsweise kann die zu erwartende Position eine Funktion der Zeit sein, wobei jeder erwarteten Position ein Zeitfenster zugeordnet sein kann, in welchem das HMD 20 nach dem Start der Fahrt mit dem Fahrgeschäft 1 zu erwarten ist. Ebenfalls kann die zu erwartende Position anhand einer überschlagsmäßig zurückgelegten Fahrstrecke 10 vorhergesagt werden. Darüber hinaus kann die Plausibilitätsprüfung beispielsweise eine kontinuierliche Bewegung und/oder eine konstante Fahrtrichtung 15 voraussetzen, stets unter der Zwangsbedingung, dass die Position des HMD 20 auf der Fahrstrecke 10 angeordnet ist.
Die Position des HMD 20 während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft 1 bevorzugt kontinuierlich erfasst. Die kontinuierliche Erfassung der Position kann beispielsweise in einer Rate von 1 bis 60 Hz, erfolgen, wobei die Rate vorzugsweise an die Wiedergabefrequenz und Taktung der Erzeugung der virtuellen Realität angepasst sein kann.
Während der Fahrt mit dem Fahrgeschäft 1 bestimmt somit das HMD 20 kontinuierlich seine Position auf der Fahrstrecke 10 und erzeugt darüber hinaus die virtuelle Realität.
Dadurch, dass sowohl die Positionsbestimmung als auch die Erzeugung der virtuellen Realität autark durch das HMD erfolgt, ist das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben eines Fahrgeschäfts 1 besonders störungsunanfällig. Losgelöst von externen Datenquellen oder der Qualität einer Datenverbindung wird die virtuelle Realität durch das HMD erzeugt.
Bezugszeichenliste

1: Fahrgeschäft
5: Fahrgast
10: Fahrstrecke
12: Führungsmittel
15: Fahrtrichtung
14: Fahrzeug
16: Schienenführung
20: HMD
30: Gegenstände

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3041591 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrgeschäfts (1), insbesondere einer Achterbahn, für wenigstens einen Fahrgast (5) mit einer Fahrstrecke (10) und einem HMD (20), welches dem wenigstens einen Fahrgast (5) während einer Fahrt entlang der Fahrstrecke (10) in Abhängigkeit der Position oder der Position und der Ausrichtung des HMD (20) eine der Fahrt entsprechende virtuelle Realität erzeugt und darstellt, wobei die Position durch das HMD (20) während der Fahrt bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungs- und/oder Positionsinformation über ein Inside-out Tracking ermittelt wird und die Position des HMDs (20) anhand eines Abgleiches der Bewegungs- und/oder Positionsinformation mit einem digitalen Modell der Fahrstrecke (10) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich der Bewegungs- oder Positionsinformation auf das digitale Modell der Fahrstrecke (10) eine Plausibilitätsprüfung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich der Bewegungs- und/oder Positionsinformation eine kontinuierliche Bewegung entlang der Fahrstrecke (10) voraussetzt.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich der Bewegungs- und/oder Positionsinformation eine Bewegung in eine Fahrtrichtung (15) entlang der Fahrstrecke (10) voraussetzt.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Bewegungs- und/oder Positionsinformation über mindestens einen Inertial-, Beschleunigungssensor und/oder einer Positionserfassungseinrichtung des HMDs (20) erfolgt, und dass die Position des HMDs (20) anhand eines Abgleiches der Bewegungs- und/oder Positionsinformation und der mindestens einen weiteren Positionsinformation auf ein digitales Modell der Fahrstrecke (10) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Inside-out Tracking ein markerless Tracking umfasst.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Inside-out Tracking ein Marker-based Tracking umfasst.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Realität durch das HMD (20) während der Fahrt entlang einer Fahrstrecke (10), mittels eines vor der Fahrt auf dem HMD (20) gespeicherten Datensatzes autark erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fahrgast (5) entlang der Fahrstrecke (10) durch Führungsmittel (12) zwangsgeführt ist.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fahrgast(5) die Fahrstrecke (10) mit einem Fahrzeug (14) auf einer Schienenführung (16) abfährt.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung des Fahrzeugs (14) unabhängig von der Ausrichtung des HMDs (20) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrstrecke (10) in dem digitalen Modell dreidimensional hinterlegt ist.
Fahrgeschäft (1), insbesondere eine Achterbahn, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche.