带固定采样点的3D眼镜及便携式多人交互的虚拟现实系统的制作方法

本实用新型涉及信息技术，特别涉及一种带固定采样点的3D眼镜及便携式多人交互的虚拟现实系统。

背景技术：

相对于传统的2D投影技术，3D投影以其立体感强，展现力丰富，沉浸感等优点，越来越受到教育培训、产品展示和游戏娱乐等领域的青睐。人机交互技术作为3D投影中的关键技术之一成为开发研究的热门。

专利号为CN201520100220.1的新型头戴式遥控器公开了一种简单的人机交互技术，该产品包括头部可穿戴支架、头部运动传感器模块、无线收发模块及控制模块。传感器模块、无线发送模块及控制模块安装在头部支架上，无线接收模块安装在被控对象上。通过传感器模块检测操控者头部转动、倾斜和俯仰姿态，经控制模块解算其运动信息，产生相应的控制信号，达到期望的控制作用。该产品通过运动传感器记性头部位置及相关信息的采集，精确度较差，反应时间长；并且，该产品不支持多人交互，造成其他用户参与感低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带固定采样点的3D眼镜及便携式多人交互的虚拟现实系统，提供了一种带固定采样点的3D眼镜，运用于3D投影视角跟踪技术，通过捕捉3D眼镜上的固定采样点，计算人脸位置和角度，精确度高，稳定性好。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种带固定采样点的3D眼镜，包括：3D镜片、支撑3D镜片的眼镜架和眼镜腿，还包括：4个采样球；

4个采样球分别通过支撑杆固定于眼镜架上；

其中，在眼镜架的左右两侧，各固定有一个采样球；

在眼镜架的上端，对应左右3D镜片位置的地方，各固定有一个采样球；

并且，固定于眼镜架上端的两个采样球中的一个位于眼镜架上端的上方，另一个位于眼镜架上端的前方。

本实用新型的实施方式还公开了一种便携式多人交互的虚拟现实系统，包括：3D投影仪、深度摄像头、交互手柄和带固定采样点的3D眼镜；

带固定采样点的3D眼镜包括：3D镜片、支撑3D镜片的眼镜架、眼镜腿和4个采样球；

4个采样球分别通过支撑杆固定于眼镜架上；

其中，在眼镜架的左右两侧，各固定有一个采样球；

在眼镜架的上端，对应左右3D镜片位置的地方，各固定有一个采样球；

并且，固定于眼镜架上端的两个采样球中的一个位于眼镜架上端的上方，另一个位于眼镜架上端的前方；

3D投影仪与深度摄像头电连接；

深度摄像头与固定于3D眼镜上的4个采样球无线连接；

深度摄像头还与交互手柄无线连接；

交互手柄还与3D投影仪无线连接。

本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

提供了一种带固定采样点的3D眼镜，运用于3D投影视角跟踪技术，通过捕捉3D眼镜上的固定采样点，计算人脸位置和角度，精确度高，稳定性好。

深度摄像头采集固定于所述3D眼镜上的采样点的位置信息，计算用户脸部及手柄的位置和角度，并控制3D投影仪的展示视角，实现用户视角跟踪；用户可通过交互手柄控制3D投影仪的投影内容，支持多人同时交互，满足教育培训、产品展示等场合需求。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式中一种带固定采样点的3D眼镜的结构示意图；

图2是本实用新型第二实施方式中一种便携式多人交互的虚拟现实系统的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，在本实用新型的各实施方式中，上、下、左、右是指3D眼镜佩戴于人体上时，相对于佩戴者本身的方向。

本实用新型第一实施方式涉及一种带固定采样点的3D眼镜。图1是该带固定采样点的3D眼镜的结构示意图。

附图标记：

11 3D镜片；12眼镜架；13眼镜腿；14采样球；15支撑杆；

具体地说，如图1所示，该带固定采样点的3D眼镜包括：3D镜片、支撑3D镜片的眼镜架和眼镜腿

还包括：4个采样球。

4个采样球分别通过支撑杆固定于眼镜架上。

其中，在眼镜架的左右两侧，各固定有一个采样球。

在眼镜架的上端，对应左右3D镜片位置的地方，各固定有一个采样球。

并且，固定于眼镜架上端的两个采样球中的一个位于眼镜架上端的上方，另一个位于眼镜架上端的前方。

在本实施方式中，提供了一种带固定采样点的3D眼镜，运用于3D投影视角跟踪技术，通过捕捉3D眼镜上的固定采样点，计算人脸位置和角度，精确度高，稳定性好。

进一步地，采样球的直径为12-13mm。支撑杆的长度为10-15mm。

优选地，采样球的直径为13mm，支撑杆的长度为15mm。

固定于眼镜架上端的两个采样球间的距离为90-100mm，优选为95mm。固定于眼镜架上端的两个采样球与相邻的固定在眼镜架左右两侧的采样球间的距离为45-55mm，优选为50mm。

需要说明的是，上述只是优选的实施方式，在本实用新型的其他某些实施方式中，采样球的大小、位置以及支撑杆的长度等数据均可以依据实际需要进行修改，而不以上述列举的数据为限。

综上所述，该带固定采样点的3D眼镜包括四个特制采样球、采样球支撑杆及3D眼镜主体，四个特制采样球经支撑杆固定于3D眼镜的眼镜架上。深度摄像头通过采集四个采样球的空间位置信息，经处理模块(处理模块为第三方软件)计算人脸位移，旋转等运动信息，输出控制信号实现3D投影内容展示视角的切换，达到第一视角跟踪的目的。

本实用新型第二实施方式涉及一种便携式多人交互的虚拟现实系统。图2是该便携式多人交互的虚拟现实系统的结构示意图。

附图标记：

1用户；2用户；3PC机；4 3D投影仪；5投影幕；6深度摄像头；7用户；8带固定采样点的3D眼镜；9交互手柄；10.普通3D眼镜；

具体地说，如图2所示，该便携式多人交互的虚拟现实系统包括：3D投影仪、深度摄像头、交互手柄和带固定采样点的3D眼镜。

如图1所示，带固定采样点的3D眼镜包括：3D镜片、支撑3D镜片的眼镜架、眼镜腿和4个采样球。

4个采样球分别通过支撑杆固定于眼镜架上。

其中，在眼镜架的左右两侧，各固定有一个采样球。

在眼镜架的上端，对应左右3D镜片位置的地方，各固定有一个采样球。

并且，固定于眼镜架上端的两个采样球中的一个位于眼镜架上端的上方，另一个位于眼镜架上端的前方。

进一步地，采样球的直径为12-13mm。支撑杆的长度为10-15mm。

优选地，采样球的直径为13mm，支撑杆的长度为15mm。

固定于眼镜架上端的两个采样球间的距离为90-100mm，优选为95mm。固定于眼镜架上端的两个采样球与相邻的固定在眼镜架左右两侧的采样球间的距离为45-55mm，优选为50mm。

需要说明的是，上述只是优选的实施方式，在本实用新型的其他某些实施方式中，采样球的大小、位置以及支撑杆的长度等数据均可以依据实际需要进行修改，而不以上述列举的数据为限。

3D投影仪与深度摄像头电连接。

深度摄像头与固定于3D眼镜上的4个采样球无线连接。

深度摄像头还与交互手柄无线连接。

交互手柄还与3D投影仪无线连接。

还包括：投影幕，用于显示3D投影仪的投影内容。

优选地，3D投影仪为超短焦3D投影仪。

深度摄像头采集固定于3D眼镜上的采样点的位置信息，计算用户脸部及手柄的位置和角度，并控制3D投影仪的展示视角，实现用户视角跟踪。用户可通过交互手柄控制3D投影仪的投影内容，支持多人同时交互，满足教育培训、产品展示等场合需求。

本实用新型公开了一种便携式多人交互的虚拟现实系统，该系统包括深度摄像头、PC机、超短焦3D投影仪、投影幕、带固定采样点的3D眼镜及交互手柄。动作捕捉模块利用深度摄像头采集固定于3D眼镜和交互手柄上的采样点的位置信息，经过中央处理器相应数据处理，计算人脸及手柄的位置和角度，控制3D投影仪的展示视角，实现用户视角跟踪，每个用户均可通过交互手柄控制3D投影设备的投影内容，实现投影物体的缩放、拖动、拆分和旋转；本实用新型利用3D投影及视角跟踪使展示内容更加丰富，动作捕捉技术使交互方式更加自然，系统各模块高度集成使设备便于携带和操作简单，支持多人同时交互，满足教育培训、产品展示等场合需求。

该便携式多人交互的虚拟现实系统高度集成，便携，操作简单，实现多人交互，动作捕捉运用于3D投影视角跟踪技术。

与现有技术相比，本实用新型主要有几下优点：

1、利用深度摄像头捕捉3D眼镜上的固定采样点，计算人脸位置和角度，精确度高，稳定性好；

2、通过人脸的位置和角度控制3D投影的视角切换，交互更加自然；

3、多视角显示信息量更大；

4、系统实现多人交互；

5、实现摄像头，投影设备，处理器高度集成，便携且使用简单。

第一实施方式是与本实施方式相对应的实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

需要说明的是，本实用新型各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本实用新型所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本实用新型的创新部分，本实用新型上述各设备实施方式并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。