可智能调控的VR场景定位穿戴装置 |
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| 申请号 | CN201710629774.4 | 申请日 | 2017-07-28 | 公开(公告)号 | CN107463206A | 公开(公告)日 | 2017-12-12 |
| 申请人 | 四川数字工匠科技有限公司; | 发明人 | 丁高龙; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了可智能调控的VR场景 定位 穿戴装置，包括VR眼镜，所述VR眼镜的 正面 为矩形，在VR眼镜的正面、顶面、底面以及两个相对的侧面均设置有一个定位 探头 ，所述顶面、底面以及两个相对的侧面的定位探头的中心点位于同一平面，每个定位探头的中 心轴 线均与其所在VR眼镜的端面垂直，且定位探头的探测面均背离VR眼镜；每个定位探头均包括 图像采集 头和 超 声波 探头，还包括声音告警模 块 ，所述声音告警模块、图像采集头和 超声波 探头均与VR眼镜内的 虚拟现实 处理系统连接。本发明解决了现有的VR眼镜存在定位系统复杂，成本较高，使用 时空 间方向 感知 较差以及容易碰撞到 墙壁 而受伤的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.可智能调控的VR场景定位穿戴装置，包括VR眼镜(1)，其特征在于，所述VR眼镜(1)的正面为矩形，在VR眼镜(1)的正面、顶面、底面以及两个相对的侧面均设置有一个定位探头，所述顶面、底面以及两个相对的侧面的定位探头的中心点位于同一平面，每个定位探头的中心轴线均与其所在VR眼镜(1)的端面垂直，且定位探头的探测面均背离VR眼镜(1)；每个定位探头均包括图像采集头(2)和超声波探头(3)，还包括声音告警模块，所述声音告警模块、图像采集头(2)和超声波探头(3)均与VR眼镜(1)内的虚拟现实处理系统连接，其中： |
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| 说明书全文 | 可智能调控的VR场景定位穿戴装置技术领域背景技术[0002] VR眼镜，是利用仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术集合的产品，是借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。VR头显VR眼镜是一个跨时代的产品。不仅让每一个爱好者带着惊奇和欣喜去体验，更因为对它诞生与前景的未知而深深着迷。 [0003] 在VR系统中，很多应用场景会涉及到室内空间定位，利用室内空间定位技术可以实现真实世界与虚拟世界的更好互动。但是，目前现有的室内空间定位技术主要是在人体上布置反光点，通过在场景外围布置多个摄像头采集这些反光点的图像，然后通过图像处理的方法确定空间位置关系。这种定位方式需要架设多个摄像头，成本高并且布置繁琐，同时人体在活动过程中会出现反光点被遮挡等情况而影响定位，准确性不高。 [0004] 另外，在人佩戴VR设备时，特别是进行游戏时，对实际空间的感知力较差，时常出现头晕问题；并且玩游戏时一般会有肢体动作，会常常手舞足蹈，人们在这过程中容易碰撞到墙壁而受伤，存在一定的安全隐患。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供可智能调控的VR场景定位穿戴装置，解决现有的VR眼镜存在定位系统复杂，成本较高，使用时空间方向感知较差以及容易碰撞到墙壁而受伤的问题。 [0006] 本发明通过下述技术方案实现： [0007] 可智能调控的VR场景定位穿戴装置，包括VR眼镜，所述VR眼镜的正面为矩形，在VR眼镜的正面、顶面、底面以及两个相对的侧面均设置有一个定位探头，所述顶面、底面以及两个相对的侧面的定位探头的中心点位于同一平面，每个定位探头的中心轴线均与其所在VR眼镜的端面垂直，且定位探头的探测面均背离VR眼镜；每个定位探头均包括图像采集头和超声波探头，还包括声音告警模块，所述声音告警模块、图像采集头和超声波探头均与VR眼镜内的虚拟现实处理系统连接，其中： [0008] 图像采集头：采集图像信息，并将图像信息传输给虚拟现实处理系统； [0009] 超声波探头：采集人体到室内各个墙面之间的距离信息，并将距离信息传输给虚拟现实处理系统； [0010] 虚拟现实处理系统：接收图像采集头传输的图像信息、超声波探头传输的距离信息，当距离信息小于预设范围值时，发送警示指令到声音告警模块； [0011] 声音告警模块：接收虚拟现实处理系统发送的警示指令，响起告警声。进一步的，本发明对现有的VR眼镜进行改进，在VR眼镜的基础上安装定位探头，分别位于VR眼镜的正面、左侧面、右侧面、顶面和底面，每个定位探头包括图像采集头和超声波探头，这样定位探头可实现在室内同时对5个面的图像进行探测。定位的原理是：在虚拟现实系统中，需要通过定位跟踪人体在真实世界中的活动轨迹，使得虚拟世界中的人体模型也按照这个轨迹移动，来实现在虚拟现实系统中的空间定位，达到真实世界中的人体和虚拟世界中的人体模型同步；本发明利用图像采集头采集室内各个方向的图像信息、超声波探头探测人体正对相对各个墙面之间的距离，由于室内空间大小是一定的，随着人体的移动，图像信息在虚拟现实处理系统中就表现为焦距的放大或缩小，超声波距离信息就表现为人相对墙面的距离的缩短或延长，以此实现虚拟现实系统中的空间定位。相比现有技术中在人体上布置反光点的方式，本发明结构更加简单，需要的图像采集探头的数量较少，安装成本较低。超声波探头可探测人与每个墙面之间的距离信息，并由虚拟现实处理系统对距离信息进行处理，然后传递给VR眼镜佩戴者，使人在使用过程中仍可以保持对所在空间的认知，分清室内各个方向，可有效避免空间方向感知较差导致头晕的问题。另外，本发明在VR眼镜中还安装有声音告警模块，超声波探头采集人体到室内各个墙面之间的距离信息，并将距离信息传输给虚拟现实处理系统；当人在玩游戏的过程中如果距离墙壁太近时，虚拟现实处理系统就会控制声音告警模块响起警报声，以提醒人们注意，避免手臂等撞到墙壁而受伤。 [0012] 在图像采集头与虚拟现实处理系统之间还设置有初始化图像采集处理模块和连续图像处理模块，其中： [0013] 初始化图像采集处理模块：接收图像采集头传输的图像信息，发送图像信息以及图像与图像所对应的实物之间的空间比例数值关系到虚拟现实处理系统； [0014] 连续图像处理模块：接收图像采集头传输的图像信息，经过处理后发送人体位移信息到虚拟现实处理系统。进一步的，初始化图像采集处理模块采用初始化图像参照图案或激光测距仪，通过图像采集头采集图像并获取图像采集头采集的图像与图像所对应的实物之间的空间比例数值关系；连续图像处理模块通过在人体移动过程中对连续采集得到的图像进行图像处理，计算得到图像采集头在其轴向方向的移动和在垂直于轴向的平面的移动距离和方向，获得人体的位移，由此实现虚拟现实系统中的空间定位。 [0016] 在VR眼镜的两侧分别设置有一个连接头，还包括下颌松紧带、眼镜固定带，所述下颌松紧带、眼镜固定带的两端分别与连接头一一对应连接。进一步的，VR眼镜一般较为笨重，眼镜固定带从耳后套在头上，然后再将下颌松紧带套在下巴上，以此进一步使VR眼镜与人体更紧密结合在一起，保障定位探头在后续的使用过程中一直保持与校准平面垂直。 [0017] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： [0018] 1、本发明可智能调控的VR场景定位穿戴装置，在VR眼镜的正面、左侧面、右侧面、顶面和底面安装定位探头，每个定位探头包括图像采集头和超声波探头，以此实现在室内同时对5个面的图像以及人与墙面之间的距离进行探测，使人在使用过程中仍可以保持对所在空间的认知，分清室内各个方向，可有效避免空间方向感知较差导致头晕的问题，并且整个系统结构简单，成本较低； [0019] 2、本发明可智能调控的VR场景定位穿戴装置，将声音告警模块与虚拟现实处理系统连接，当人在玩游戏的过程中如果距离墙壁太近时，虚拟现实处理系统就会控制声音告警模块响起警报声，以提醒人们注意，避免手臂等撞到墙壁而受伤； [0022] 图1为本发明VR眼镜的结构示意图； [0023] 图2为本发明电子控制示意图。 [0024] 附图中标记及对应的零部件名称： [0025] 1-VR眼镜，2-图像采集头，3-超声波探头，4-云台，5-连接头，6-下颌松紧带，7-眼镜固定带。 具体实施方式[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。 [0027] 实施例 [0028] 如图1～2所示，本发明可智能调控的VR场景定位穿戴装置，包括VR眼镜1，所述VR眼镜1的正面为矩形，在VR眼镜1的正面、顶面、底面以及两个相对的侧面均设置有一个定位探头，所述顶面、底面以及两个相对的侧面的定位探头的中心点位于同一平面，每个定位探头的中心轴线均与其所在VR眼镜1的端面垂直，且定位探头的探测面均背离VR眼镜1；每个定位探头均包括图像采集头2和超声波探头3，还包括声音告警模块，所述声音告警模块、图像采集头2和超声波探头3均与VR眼镜1内的虚拟现实处理系统连接，其中： [0029] 图像采集头2：采集图像信息，并将图像信息传输给虚拟现实处理系统； [0030] 超声波探头3：采集人体到室内各个墙面之间的距离信息，并将距离信息传输给虚拟现实处理系统； [0031] 虚拟现实处理系统：接收图像采集头2传输的图像信息、超声波探头3传输的距离信息，当距离信息小于预设范围值时，发送警示指令到声音告警模块； [0032] 声音告警模块：接收虚拟现实处理系统发送的警示指令，响起告警声。在图像采集头2与虚拟现实处理系统之间还设置有初始化图像采集处理模块和连续图像处理模块，其中： [0033] 初始化图像采集处理模块：接收图像采集头2传输的图像信息，发送图像信息以及图像与图像所对应的实物之间的空间比例数值关系到虚拟现实处理系统； [0034] 连续图像处理模块：接收图像采集头2传输的图像信息，经过处理后发送人体位移信息到虚拟现实处理系统。在每个定位探头与VR眼镜1之间还设置有云台4。在VR眼镜1的两侧分别设置有一个连接头5，还包括下颌松紧带6、眼镜固定带7，所述下颌松紧带6、眼镜固定带7的两端分别与连接头5一一对应连接。 [0035] 本发明的定位过程：利用图像采集头2采集室内各个方向的图像信息、超声波探头3探测人体正对相对各个墙面之间的距离，由于室内空间大小是一定的，随着人体的移动，图像信息在虚拟现实处理系统中就表现为焦距的放大或缩小，超声波距离信息就表现为人相对墙面的距离的缩短或延长，再经过初始化图像采集处理模块和连续图像处理模块处理后，以此实现虚拟现实系统中的空间定位。 [0036] 另外，超声波探头3采集人体到室内各个墙面之间的距离信息，并将距离信息传输给虚拟现实处理系统；当人在玩游戏的过程中如果距离墙壁太近时，虚拟现实处理系统就会控制声音告警模块响起警报声，以提醒人们注意，避免手臂等撞到墙壁而受伤。 [0037] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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