本實(shí)用新型涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，空間定位都是基于紅外光源和可見光源來完成的，具體的工作原理是：頭戴顯示器和無線控制器上均設(shè)置有紅外光源和可見光源，通過紅外光源定位頭戴顯示器的位置以及無線控制器的位置，通過可見光源的不同顏色或不同形狀判斷定位到的物體是頭戴顯示設(shè)備還是無線控制器。

根據(jù)可見光源的顏色和形狀對設(shè)備進(jìn)行區(qū)分，環(huán)境中顏色和形狀近似的物體會產(chǎn)生干擾，并且在不同設(shè)備上的可見光源相互遮擋或者接近時(shí)相互之間也會產(chǎn)生干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)定位方案根據(jù)可見光源的不同顏色或不同形狀對被定位設(shè)備進(jìn)行區(qū)分，容易產(chǎn)生干擾的問題。

本實(shí)用新型提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，包括主機(jī)、與所述主機(jī)無線連接的頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器和多個(gè)無線攝像設(shè)備；所述無線攝像設(shè)備環(huán)繞布置在所述頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器所在空間的周圍；所述頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器上分別設(shè)置有紅外光源；

在所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)啟動時(shí)，所述主機(jī)通過所述無線攝像設(shè)備分別獲取所述頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器的初始位置信息；

在所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，所述頭戴顯示設(shè)備上的紅外光源一直點(diǎn)亮，所述第一無線控制器和第二無線控制器上的紅外光源按照預(yù)設(shè)頻率交替明滅；所述無線攝像設(shè)備按照所述預(yù)設(shè)頻率采集所述空間的紅外圖像，根據(jù)采集的紅外圖像確定每一個(gè)紅外光源的位置，并區(qū)分所述頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器，之后將相應(yīng)的位置信息發(fā)送給所述主機(jī)。

本實(shí)用新型的有益效果是：通過在頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器上設(shè)置紅外光源，利用無線攝像設(shè)備采集紅外圖像可以確定紅外光源的位置；并且控制各紅外光源以不同的方式工作，可以實(shí)現(xiàn)對各個(gè)設(shè)備的區(qū)分，從而完成對頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器的跟蹤定位。本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不需要在頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器上設(shè)置可見光源，避免了根據(jù)可見光源的不同顏色或不同形狀對被定位設(shè)備進(jìn)行區(qū)分定位容易產(chǎn)生干擾的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的功能框圖；

圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中無線控制器的功能框圖；

圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中無線攝像設(shè)備的功能框圖；

圖4是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中同步信號的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思是：現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)根據(jù)可見光源的顏色和形狀對設(shè)備進(jìn)行區(qū)分，環(huán)境中顏色和形狀近似的物體容易產(chǎn)生干擾，并且在不同設(shè)備上的可見光源相互遮擋或者接近時(shí)相互之間也會產(chǎn)生干擾。針對這種情況，本實(shí)用新型在頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器上僅設(shè)置紅外光源，不設(shè)置可見光源，通過控制各紅外光源以不同的方式工作，可以實(shí)現(xiàn)對各個(gè)設(shè)備的定位和區(qū)分。由于本實(shí)用新型沒有使用可見光源，因而也就避免了根據(jù)可見光源對被定位設(shè)備進(jìn)行區(qū)分定位容易產(chǎn)生干擾的問題。

圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的功能框圖，如圖1所示，本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括主機(jī)110、與主機(jī)110無線連接的頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130、第二無線控制器140和多個(gè)無線攝像設(shè)備150。

多個(gè)無線攝像設(shè)備150環(huán)繞布置在頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130、第二無線控制器140所在空間的周圍，頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130、第二無線控制器140上分別設(shè)置有紅外光源，無線攝像設(shè)備150通過采集該空間的紅外圖像可以獲取每一個(gè)紅外光源的位置信息。事實(shí)上，僅利用從不同角度同時(shí)采集的兩幅紅外圖像即可對一個(gè)紅外光源進(jìn)行定位，圖1示出了環(huán)繞頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130、第二無線控制器140所在空間布置了4個(gè)無線攝像設(shè)備，可以有效防止用戶運(yùn)動過程中對紅外光源的遮擋，例如身體的遮擋或某些障礙物的遮擋。

在該虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)啟動時(shí)，主機(jī)110通過無線攝像設(shè)備150可以分別獲取頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130、第二無線控制器140的初始位置信息，進(jìn)行初始化設(shè)置。例如可以控制頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130、第二無線控制器140按照一定順序依次點(diǎn)亮，或者按照一定的頻率閃爍，無線攝像設(shè)備150采集紅外圖像后可分別獲取每一個(gè)設(shè)備的初始位置。無線攝像設(shè)備150的采樣頻率較高，而用戶頭部和雙手的運(yùn)動速度不會過快，通常一個(gè)設(shè)備的位置信息不會在連續(xù)兩幀圖像中出現(xiàn)跳躍性變化，其運(yùn)動軌跡是連續(xù)的、平滑的曲線，在系統(tǒng)完成初始化獲取每個(gè)設(shè)備的初始位置信息后，即可根據(jù)其運(yùn)動軌跡實(shí)時(shí)獲取每個(gè)設(shè)備的位置信息。

但是，在該虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130、第二無線控制器140之間可能會出現(xiàn)距離過近、相互遮擋、軌跡交叉等情形，在這種情況下就必須重新判斷每一個(gè)紅外光源對應(yīng)的是哪一個(gè)設(shè)備。為了區(qū)分頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130、第二無線控制器140，本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，頭戴顯示設(shè)備上120的紅外光源一直點(diǎn)亮，第一無線控制器130和第二無線控制器140上的紅外光源按照預(yù)設(shè)頻率交替明滅。由于每一個(gè)紅外光源工作的時(shí)序不同，無線攝像設(shè)備150以這一預(yù)設(shè)頻率采集紅外圖像后，就可以根據(jù)紅外光源點(diǎn)亮的情況，判斷一個(gè)紅外光源對應(yīng)的是頭戴顯示設(shè)備120、第一無線控制器130還是第二無線控制器140。在完成設(shè)備之間的區(qū)分之后，無線攝像設(shè)備將每一個(gè)設(shè)備對應(yīng)的位置信息發(fā)送給主機(jī)110，由主機(jī)110根據(jù)位置信息對圖像進(jìn)行處理，再由頭戴顯示設(shè)備120將處理后的圖像顯示給用戶。

本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通過在頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器上設(shè)置紅外光源，利用無線攝像設(shè)備采集紅外圖像可以確定紅外光源的位置；并且控制各紅外光源以不同的方式工作，可以實(shí)現(xiàn)對各個(gè)設(shè)備的區(qū)分，從而完成對頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器的跟蹤定位。本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不需要在通過在頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器上設(shè)置可見光源，避免了根據(jù)可見光源的不同顏色或不同形狀對被定位設(shè)備進(jìn)行區(qū)分容易產(chǎn)生干擾的問題。

本實(shí)用新型提供的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，各無線攝像設(shè)備150需要在同一時(shí)間采集同一幀圖像，如果采集圖像的時(shí)間差過大，則會影響定位的精度；并且無線攝像設(shè)備150的采樣頻率需要與第一無線控制器130和第二無線控制器140上的紅外光源交替明滅的頻率保持一致，因此需要保持所有紅外光源和無線攝像設(shè)備的時(shí)鐘同步，在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，主機(jī)110在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行過程中定時(shí)向所有紅外光源和無線攝像設(shè)備150發(fā)送同步信號，保持所有紅外光源和無線攝像設(shè)備的時(shí)鐘同步。

圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中無線控制器的功能框圖，如圖2所示，當(dāng)無線通信模塊220接收到主機(jī)發(fā)送的同步信號后，微控制器210會向紅外光源230發(fā)送控制脈沖信號，使紅外光源230按照一定的頻率閃爍。無線控制器還包括用于接收用戶控制指令的按鍵240，以及測量無線控制器自身姿態(tài)數(shù)據(jù)的慣性測量單元250。

圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中無線攝像設(shè)備的功能框圖，如圖3所示，每一個(gè)無線攝像設(shè)備包括第一感光芯片331、第二感光芯片332和微控制器320。當(dāng)無線攝像設(shè)備通過無線通信模塊310接收到主機(jī)發(fā)送的同步信號時(shí)，微控制器320向第一感光芯片331發(fā)送第一同步脈沖信號，第一感光芯片331接收到第一同步脈沖信號后開始按照預(yù)設(shè)頻率采集紅外圖像。第一感光芯片331每次開始采集一幀紅外圖像時(shí)起，延時(shí)一個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間間隔后，向第二感光芯片332發(fā)送第二同步脈沖信號，第二感光芯片332接收到第二同步脈沖信號后開始采集同一幀紅外圖像。由于一個(gè)無線顯示設(shè)備中包括了兩個(gè)感光芯片，相當(dāng)于兩個(gè)相機(jī)，當(dāng)負(fù)責(zé)控制和處理的芯片只有一套，若使兩個(gè)感光芯片在同一時(shí)間拍攝，兩個(gè)感光芯片會在同一時(shí)間向外發(fā)送采集的圖像數(shù)據(jù)，有可能會相互沖突，因此本實(shí)施例中兩個(gè)感光芯片開始采集圖像的時(shí)間有一個(gè)延時(shí)，例如可以是100微秒，不會給定位結(jié)果帶來過多的誤差，又可以避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)臎_突。無線攝像設(shè)備還包括用于圖像處理的ARM處理器340、用于供電管理的充電芯片350、用于指示工作狀態(tài)的LED指示燈360、以及用于控制無線攝像設(shè)備的按鍵370。

圖4是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中同步信號的時(shí)序圖，如圖4所示，紅外光源接收到高電平的控制信號時(shí)會點(diǎn)亮，本實(shí)施中當(dāng)無線攝像設(shè)備采集奇數(shù)幀圖像時(shí)，第一無線控制器上的紅外光源點(diǎn)亮，當(dāng)無線攝像設(shè)備采集偶數(shù)幀圖像時(shí)，第二無線控制器上的紅外光源點(diǎn)亮。無線攝像設(shè)備采集的奇數(shù)幀圖像上會有頭戴顯示設(shè)備和第一無線控制器兩個(gè)紅外光源，采集的偶數(shù)幀圖像上會有頭戴顯示設(shè)備和第二無線控制器兩個(gè)紅外光源。無線攝像設(shè)備的第一感光芯片和第二感光芯片分別通過相機(jī)串行接口連接到ARM處理器，將采集到的紅外圖像發(fā)送給ARM處理器，ARM處理器取上一幀紅外圖像與當(dāng)前幀紅外圖像進(jìn)行對比：若某一紅外光源在兩幀圖像中均處于點(diǎn)亮狀態(tài)，則ARM處理器判斷該紅外光源為設(shè)置在頭戴顯示設(shè)備上的紅外光源；若某一紅外光源僅在奇數(shù)幀圖像中處于點(diǎn)亮狀態(tài)，則ARM處理器判斷該紅外光源為設(shè)置在第一無線控制器上的紅外光源；若某一紅外光源僅在偶數(shù)幀圖像中處于點(diǎn)亮狀態(tài)，則ARM處理器判斷該紅外光源為設(shè)置在第二無線控制器上的紅外光源。從而實(shí)現(xiàn)了對頭戴顯示設(shè)備、第一無線控制器、第二無線控制器之間的區(qū)分。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，在本實(shí)用新型的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行其他的改進(jìn)或變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。