本发明属于虚拟现实技术领域，尤其是涉及一种用于虚拟现实的交互系统。
背景技术：
虚拟现实领域的飞速发展推动了3d头戴显示器、手势识别技术、动作捕捉技术、定位技术等相关技术的迅猛发展，而以上相关技术的实现方式也呈现出多种多样的形态。vr已经发展得相当真实，现在人们已经能通过该vr设备感受到身处异地的感觉，但他们只能在限定的区域里面走动，这是由他们所处的空间限制所导致的，同时，现在的vr设备已经能实现使用一个指定的控制器，通过点击按钮即可移动到需要的地点处。
但现有技术中，由于准确的数据传输需要依赖线缆，以及动作捕捉设备检测的范围有限，活动范围是比较大的问题，使用者只能在限定的范围内活动。同时，虚拟世界中的移动需要依靠使用者的真实移动或者利用动作控制器来实施，前者受限于活动范围，以及对于过远的距离人体无法持续运动下去；后者可以较为方便地实现距离移动，其不受活动范围限制，但是实体的体验感不足，仅能以类似按键形式来跳跃式进行移动。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种在不受距离束缚而同时在真实世界上具有体验感的交互系统。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种虚拟头戴式显示交互系统，包括一显示虚拟世界的虚拟头戴式显示设备、仿真代步装置以及至少一控制虚拟世界元素的追踪控制器，虚拟头戴式显示设备、追踪控制器与信息处理设备通讯连接；所述的追踪控制器可拆卸式固定于仿真代步装置上，且通过追踪控制器位置激活所述仿真代步装置，由仿真代步装置带动追踪控制器移动，实现由信息处理设备模拟控制虚拟世界中的模拟车辆。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的进一步描述，所述追踪控制器设有操作按钮，所述操作按钮生成控制指令并输入至信息处理设备中。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的进一步描述，所述模拟车辆远程控制一实体车辆，实体车辆与模拟车辆动作一致。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的实体车辆的进一步描述，所述的实体车辆设有摄像头、麦克风以及传感器，且传输信息至信息处理设备中。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的进一步描述，所述的信息处理设备置于仿真代步装置中。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的进一步描述，所述的追踪控制器为手机终端。
本发明的有益效果是：在传统的头戴式显示设备以及虚拟世界的控制器交互中，增加仿真代步装置，由仿真代步装置带动控制器摇动来代替人体的真实移动，在实现真实体验感的同时，也能够突破线缆长度或者追踪扫描装置检测范围的距离限制，从而令虚拟世界中的操作范围更大、更方便。同时，采用虚拟世界中的虚拟车辆状态与现实世界的一实体车辆状态相连接，利用虚拟车辆来同步控制实体车辆的移动，使远端的实体车辆能够真实反映于虚拟世界中，供进入虚拟世界的体验者使用，再利用仿真代步装置来控制虚拟车辆，达到通过虚拟世界远程控制实体物体的目的。该交互方式可以在长时间的操作当中，仍能有效保持用户在虚拟世界中的体验真实感受。
附图说明
图1为本发明的虚拟头戴式显示设备的结构示意图；
图2为本发明的仿真代步装置的结构示意图；
图3为本发明的追踪控制器的结构示意图；
图4为本发明的虚拟头戴式显示交互系统的真实世界活动示意图；
图5为本发明的真实世界与虚拟世界的交互活动示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1-5所示，一种虚拟头戴式显示交互系统，包括一显示虚拟世界的虚拟头戴式显示设备1、仿真代步装置2以及至少一控制虚拟世界元素的追踪控制器3。
该虚拟头戴式显示设备1用以显示虚拟世界内的元素以及在虚拟世界内显示表示所述的追踪控制器的元素。
所述的虚拟头戴式显示设备、追踪控制器分别与一信息处理设备通讯连接。该信息处理设备用以对多种与虚拟世界相关的多媒体元素来源进行处理，从而形成一个设定的虚拟世界，并且根据追踪控制器所处的多种状态信息（如追踪控制器的坐标信息、控制信息）而同步在虚拟世界中产生对应标示追踪控制器的元素。
所述的仿真代步装置2为一实体的代步装置，其可以以一支点为基础而产生前后、左右方向的摆动，该仿真代步装置用以在现实世界内进行动作的仿真操作，从而相应地将该真实动作在虚拟世界内模拟为指定动作，达到虚拟世界中的代步移动的仿真操作目的，在虚拟世界内，实现该代步移动的元素7可以为一虚拟车辆。该仿真代步装置的现实世界动作可设定为对应虚拟世界内的多种指定动作，如仿真代步装置的现实世界动作为前摇时，虚拟世界内的虚拟车辆指定动作为向前移动，仿真代步装置的现实世界动作为右摇时，虚拟世界内的虚拟车辆指定动作为向右转向移动，仿真代步装置的现实世界动作为左摆动，虚拟世界内的虚拟车辆指定动作为同步左转向，仿真代步装置的现实世界动作为组合式的情况下，例如向前摆动以及向右摆动时，虚拟车辆向右前方移动。
所述的追踪控制器3为一个与虚拟世界相接通，可在虚拟世界内进行位置定位以及控制命令的控制器，该追踪控制器可通过在现实世界中，在设定的活动区域5内放置追踪扫描装置4，实时由追踪扫描装置检测在该设定活动区域内的追踪控制器的坐标，或者直接通过追踪控制器内部发送坐标信息，从而投射追踪控制器的实时位置于虚拟世界内。由于现有交互设备均需要限定较小的范围内，因而无法解脱现实世界中的距离限制而在虚拟世界中移动较大的距离，而普通通过控制器点击移动的方式则缺少真实体验感，该仿真代步装置解决了以上问题，能实现虚拟世界中的任何位置的移动，同时具有实操感觉。
所述的追踪控制器3可拆卸式地与仿真代步装置相结合。优选地，仿真代步装置设置一操控把手，而在该操控把手旁设置固定座，用以放置所述的追踪控制器，当仿真代步装置实现一动作时，由于追踪控制器设置于操控把手处，其将跟随仿真代步装置而同步实现动作，追踪控制器的动作信号即可反馈到信息处理设备内进行处理，从而映射到对应虚拟世界内的模拟车辆，实现多种指定动作。在该步骤中，由于追踪控制器具有多种特性，除了激活虚拟世界中的移动状态外，还可能需要实现点击等多种使用状态，此实施方式通过判断追踪控制器所在的位置，来进行激活或者关闭所述仿真代步装置在虚拟世界中实现运动的功能。上述的位置判断是预先设置好的，其对应于仿真代步装置用以放置追踪控制器位置的坐标区域，当放置好追踪控制器后，仿真代步装置的模拟运动功能随即开启，当取出追踪控制器时，仿真代步装置的模拟运动功能随即关闭。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的进一步描述，所述追踪控制器3设有操作按钮31，所述操作按钮可生成多种控制指令并输入至信息处理设备中，通过该控制指令，可以在虚拟世界中执行相应操作，例如开门、按键、推动物体等等。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的进一步描述，所述模拟车辆7远程控制一实体车辆6，该实体车辆与模拟车辆动作一致。在该方案中，模拟车辆可以设置为其他类别的代步工具，其仅指代以该点为中心进行移动或操作的元素，而所述的实体车辆也可以为一其他类别的代步工具。该模拟车辆远程控制实体车辆，可以令使用者在特定的使用地点，通过仿真代步装置进行便携式的虚拟世界操作，同时在远处的任一需要的位置放置所述的实体车辆，由该虚拟世界的虚拟车辆直接连接并操控所述的实体车辆，如此则可实现操作者远程通过虚拟世界来操作一设定地点的实体车辆。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的实体车辆的进一步描述，所述的实体车辆设有摄像头、麦克风以及传感器，且传输信息至信息处理设备中。当实体车辆上设置了摄像头、麦克风以及传感器后，通过它们可以分别对实体车辆周围的真实画面、声音以及温湿度等环境信息远程传送到使用者的信息处理设备上，通过处理后映射到虚拟世界中，从而令使用者在远处就能实时获知实体车辆所处环境，更好地了解、反馈场景，进而实现其他相应有效的操作。该实体车辆可以为微型机器人，用在火灾现场、海洋深处、狭窄空间等人体无法直接进入的场景当中，或者放置在工作现场，用以远程观察工作的进度等等，能够非常有效地帮助使用者获知特定的信息。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的进一步描述，所述的信息处理设备优选地放置于仿真代步装置中，可以有效缩短实体操作端与信号处理端之间的距离，其一体化设置也可更便于同步使用以及携带。
作为对上述一种虚拟头戴式显示交互系统的进一步描述，所述的追踪控制器3可以为一手机终端。
本发明将虚拟世界中的虚拟车辆、现实世界的实体车辆以及操控者的仿真代步装置三者相接通连接，利用仿真代步装置来控制虚拟车辆，再利用虚拟车辆来同步控制实体车辆的移动，使远端的实体车辆能够真实反映于虚拟世界中，同时通过实体车辆采集周围环境信息，将现实反馈于虚拟世界中，使用者能通过虚拟世界实时远程了解现场环境，再通过虚拟世界远程控制实体物体。同时，引入仿真代步装置，在使用时能够摆脱现实世界中在位置扫描、信号传输过程中，与虚拟移动同步所产生的距离限制问题，该仿真代步装置可以在不消耗较多体力情况下，在虚拟世界中连续移动探索更为广阔的空间，更可通过与虚拟世界中的模拟车辆高度同步操作、状态一致性，而增强用户体验感。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。