一种无线传输虚拟现实定位数据的方法和系统与流程

本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种无线传输虚拟现实定位数据的方法和系统。

背景技术：

虚拟现实系统对定位数据的传输延时有很高的要求，为了满足延时的要求，现有的虚拟现实系统通常采用有线的方式传输定位数据，不但安装困难，而且用户在使用虚拟现实系统时活动范围小、使用不便，甚至在使用过程中可能会因踩线发生危险。目前的无线传输方案不能满足虚拟现实系统对定位数据传输延时的高要求。

技术实现要素：

为了能够以无线的方式低延时传输虚拟现实定位数据，既满足虚拟现实系统对定位数据传输延时的高要求，又使用户不受线材束缚，可以灵活使用虚拟现实系统，提高用户体验，本发明提供了一种无线传输虚拟现实定位数据的方法和系统。

依据本发明的一个方面，本发明提供了一种无线传输虚拟现实定位数据的方法，包括：

在虚拟现实头盔上设置无线通信模块；

环绕所述虚拟现实头盔所在空间布置若干个无线摄像设备，将每个无线摄像设备分别无线连接到所述无线通信模块；

控制所述无线通信模块按预定时间间隔采用同样的频段依次向每个无线摄像设备发送相同的周期性方波信号；

控制每个无线摄像设备在接收到的所述方波信号的上升沿和下降沿对应的时刻，向所述无线通信模块发送定位数据；

控制所述无线通信模块在所述方波信号的下一个上升沿或者下降沿对应的时刻，将接收到的所有无线摄像设备的定位数据发送给所述虚拟现实头盔。

其中，所述无线通信模块无线连接4个无线摄像设备。

其中，所述方波信号的周期为6毫秒，高电平持续时间为3毫秒。

其中，所述预定时间间隔为250微秒。

依据本发明的另一方面，本发明提供了一种无线传输虚拟现实定位数据的系统，包括设置在虚拟现实头盔上的无线通信模块，以及环绕所述虚拟现实头盔所在空间布置的若干个无线摄像设备；

每个无线摄像设备分别无线连接到所述无线通信模块，所述无线通信模块按预定时间间隔采用同样的频段依次向每个无线摄像设备发送相同的周期性方波信号；

每个无线摄像设备在接收到的所述方波信号的上升沿和下降沿对应的时刻，向所述无线通信模块发送定位数据；

所述无线通信模块在所述方波信号的下一个上升沿或者下降沿对应的时刻，将接收到的所有无线摄像设备的定位数据发送给所述虚拟现实头盔。

其中，所述无线通信模块无线连接4个无线摄像设备。

其中，所述方波信号的周期为6毫秒，高电平持续时间为3毫秒。

其中，所述预定时间间隔为250微秒。

本发明实施例的有益效果是：通过将各无线摄像设备分别无线连接到虚拟现实头盔上的无线通信模块，按预定时间间隔采用同样的频段依次向每个无线摄像设备发送相同的周期性方波信号，每个无线摄像设备在接收到的方波信号的上升沿和下降沿对应的时刻发送定位数据，无线通信模块在方波信号的下一个上升沿或者下降沿对应的时刻，将接收到的定位数据发送给虚拟现实头盔。相比于频分多址技术，每个无线摄像设备在传输数据时都是采用整个信道通信，不用将整个信道拆分为多个具有较窄带宽的独立子信道，也就不需要浪费某些频段用来间隔子信道。在某一个无线摄像设备暂时不传输数据的时间段，其他的无线摄像设备可以利用该信道传输数据，因此带宽的利用率更高。相比于跳频技术，不需要校对传输的数据包，也不会因为频繁的跳频而增大数据传输延时，因此数据传输的延时更短，充分地利用了无线通信模块的带宽，有效降低了数据的传输延时，以无线的方式实现了虚拟现实定位数据的低延时传输，既满足了虚拟现实系统对定位数据传输延时的高要求，又使用户不受线材束缚，可以灵活使用虚拟现实系统，提高了用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种无线传输虚拟现实定位数据的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种无线传输虚拟现实定位数据的方法中各无线摄像设备传输数据的时序图；

图3为本发明实施例提供的一种无线传输虚拟现实定位数据的系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的设计构思是：在虚拟现实头盔上设置无线通信模块，无线连接各无线摄像设备，将无线摄像设备的频段分成等长的时间片，各无线摄像设备依次在一个时间片中与无线通信模块进行通信，从而以无线的方式实现虚拟现实定位数据的低延时传输。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种无线传输虚拟现实定位数据的方法的流程图；图2为本发明实施例提供的一种无线传输虚拟现实定位数据的方法中各无线摄像设备传输数据的时序图。结合图1与图2，本发明实施例提供的无线传输虚拟现实定位数据的方法包括：

步骤S110：在虚拟现实头盔上设置无线通信模块。

由于目前很多虚拟现实头盔仅具备播放音视频的功能，不能兼容无线摄像设备、无线手柄控制器等功能扩展设备，因此在步骤S110中，在虚拟现实头盔上设置无线通信模块，利用无线通信模块与无线摄像设备配对连接，再将从无线摄像设备接收到的数据发送给虚拟现实头盔，解决了虚拟现实头盔与无线摄像设备的通信问题，并且采用无线的方式连接，用户可以灵活使用虚拟现实系统，不受线材束缚，提高了用户体验。

步骤S120：环绕虚拟现实头盔所在空间布置若干个无线摄像设备，将每个无线摄像设备分别无线连接到无线通信模块。

想要获取虚拟现实头盔的位置信息，至少需要两个无线摄像设备。环绕虚拟现实头盔所在空间布置多个无线设备可以使用户在运动时至少有两个或以上的无线摄像设备可以同时捕捉到虚拟现实头盔，保证定位的准确性，但是受到无线通信模块带宽的限制以及数据传输延时的限制，不能设置过多的无线摄像设备，因此在本发明的优选实施例中，共设置4个无线摄像设备，各无线摄像设备处于同一高度，分别位于正方形的4个顶点。

步骤S130：控制无线通信模块按预定时间间隔采用同样的频段依次向每个无线摄像设备发送相同的周期性方波信号。

目前wifi等无线通信方案通常采用频分多址技术，将可用的频率带宽拆分为具有较窄带宽的子信道，每个子信道独立于其他的子信道。为了避免相邻子信道之间相互干扰，相邻的子信道必须间隔一定的频段，用于间隔子信道的频段不能用来传输数据，造成了带宽的浪费；并且，当某一个设备暂时不传输数据时，该设备连接的子信道处于空闲状态，而其他的设备无法利用这一空闲的信道，因此这种方式带宽的利用率不高。蓝牙等无线通信方案通常采用跳频技术，按照特定的序列依次在多个频点上发送数据，可以有效降低外部干扰和多径衰落。在跳频技术中，每一个传输的数据包都会被校对，如果被破坏，这个数据包将不再被使用，随后使用下一个频点再传输该数据包，因此采用跳频技术传输速度较慢，并且频繁的跳频会增大数据传输延时。

因此，为了既能充分利用带宽，又能满足虚拟现实系统对定位数据传输延时的需求，在步骤S130中，将无线通信模块的信道分成等长的时间片，按照一定的次序分别与各个无线摄像设备通信。相比于频分多址技术，步骤S130中每个设备在传输数据时都是采用整个信道通信，不用将整个信道拆分为多个具有较窄带宽的独立子信道，也就不需要浪费某些频段用来间隔子信道。在某一个无线摄像设备暂时不传输数据的时间段，其他的无线摄像设备可以利用该信道传输数据，因此带宽的利用率更高。相比于跳频技术，步骤S130不需要校对传输的数据包，也不会因为频繁的跳频而增大数据传输延时，因此数据传输的延时更短。

步骤S140：控制每个无线摄像设备在接收到的方波信号的上升沿和下降沿对应的时刻，向无线通信模块发送定位数据。

由于每一个无线摄像设备都连接到无线通信模块的同一个信道上，若是有两个或以上的无线摄像设备同时发送数据会发生干扰，因此需要控制各无线摄像模块按照一定的顺序分别发送数据，一个发送完毕另一个开始发送，保证相邻的无线摄像设备之间不会相互干扰。

通过控制无线通信模块按预定时间间隔采用同样的频段依次向每个无线摄像设备发送相同的周期性方波信号，每个无线摄像设备在接收到的方波信号的上升沿和下降沿对应的时刻，向无线通信模块发送定位数据，可以控制相邻的两个无线摄像设备开始发送数据的时间间隔，调整该间隔使其大于一个无线摄像设备发送数据所需要的时间，可以防止相邻无线摄像设备之间产生干扰。

例如在图2中，四个无线摄像设备依次在方波的第一个上升沿发送数据资料1的一部分，控制相邻无线摄像设备接收到方波上升沿的时间间隔相同，都是t1；由于每一个无线摄像设备发送的数据量相同，所以每一次发送数据所需的时间也相同，是t2；当t1>t2时，一个无线摄像设备开始发送数据时，前一个无线摄像设备已经发送完毕，因此相互之间不会产生干扰。

步骤S150：控制无线通信模块在方波信号的下一个上升沿或者下降沿对应的时刻，将接收到的所有无线摄像设备的定位数据发送给虚拟现实头盔。

仍然如在图2所示，四个无线摄像设备依次在接收到方波的第一个上升沿时发送数据资料1的一部分，无线通信模块接收到数据后将其存入寄存器，四个无线摄像设备发送的数据组成完整的数据资料1。当无线通信模块发送方波的第二个上升沿时，四个无线摄像设备发送的数据资料1已经存入寄存器，因此可以在无线通信模块发送方波的第二个上升沿对应的时刻，将寄存器中存储的完整的数据资料1传输给虚拟现实头盔。事实上，也可以在无线通信模块发送方波的第一个下降沿时，将之前接收到的定位数据发送给虚拟现实头盔，但是，无线通信模块发送方波的第一个下降沿对应的时刻与第四个无线摄像设备开始发送数据的时刻(即第四个无线摄像设备接收到方波的第一上升沿对应的时刻)相距过近，此时很难保证无线通信模块已经完成所有数据的接收和写入操作，发送给虚拟现实头盔的数据很有可能是不完整的，这种方式对系统的误差要求更高，技术难度更大。因此本发明优选实施例采用在无线通信模块发送方波的第二个上升沿对应的时刻，将各无线摄像设备在接收到方波的第一个上升沿对应的时刻发送的定位数据发送给虚拟现实头盔。

优选的，方波信号的周期为6毫秒，高电平持续时间为3毫秒，由于在上升沿和下降沿都传输数据，因此数据传输的频率可以达到333Hz。某一时刻，无线通信模块向各无线摄像设备发送方波的上升沿(或下降沿)，第一无线摄像设备最先接收到该上升沿(或下降沿)并开始发送数据，然后其他无线摄像设备按照先后顺序依次发送数据，当无线通信模块向各无线摄像设备发送方波的下一个上升沿(或下降沿)时，四个无线摄像设备发送的定位数据被发送给虚拟现实头盔，无线通信模块发送两个上升沿(或下降沿)的时间间隔刚好为方波信号的一个周期，为6ms；而数据从开始发送(即第一无线摄像设备开始发送)到虚拟现实头盔接收到该数据(即控制无线通信模块将接收到的所有无线摄像设备的定位数据发送给虚拟现实头盔)的时间间隔小于无线通信模块发送两个上升沿(或下降沿)的时间间隔，因此数据传输延时小于6ms。

仍如图2所示，在方波的一个周期内，例如在第一无线摄像设备的方波的第一个周期内，四个无线摄像设备各发送了两次数据，因此在一个周期6ms内至少要包含8个相等的时间段用于各无线摄像设备发送数据，也就是说一个无线摄像设备发送一次数据的时间必须小于方波周期的八分之一，小于为750毫秒。优选实施例中，一个无线摄像设备一次发送16个字节的定位数据，将四个无线摄像设备接收到方波的同一个上升沿的时间间隔控制为250微秒，在250微秒内一个无线摄像设备可以完成发送16个字节的定位数据，第四无线摄像设备与第一无线摄像设备接收到方波的同一个上升沿间隔750微秒，与第一无线摄像设备接收到方波的下一个下降沿间隔2250微秒，第四无线摄像设备可以在不影响第一无线摄像设备下一次发送数据的情况下完成数据发送。在本优选实施例中，整个系统的数据传输频率可以达到333Hz，延时小于6ms，完全可以满足虚拟现实系统对定位数据的传输延时的高要求。

图3为本发明实施例提供的一种无线传输虚拟现实定位数据的系统的结构示意图。如图3所示，本发明提供的无线传输虚拟现实定位数据的系统包括设置在虚拟现实头盔310上的无线通信模块320，以及环绕虚拟现实头盔320所在空间布置的若干个无线摄像设备330。在优选实施例中，共设置4个无线摄像设备，各无线摄像设备处于同一高度，分别位于正方形的4个顶点，使用户在运动时至少有两个或以上的无线摄像设备可以同时捕捉到虚拟现实头盔，保证定位的准确性。

每个无线摄像设备330分别无线连接到无线通信模块320，无线通信模块320按预定时间间隔采用同样的频段依次向每个无线摄像设备330发送相同的周期性方波信号。由于频分多址会造成带宽的浪费，跳频数据传输速度较慢会增大数据传输延时，因此本发明采用分时的方式进行无线通信模块与各无线摄像设备的通信，相比于频分多址技术，每个无线摄像设备330在传输数据时都是采用整个信道通信，不用将整个信道拆分为多个具有较窄带宽的独立子信道，也就不需要浪费某些频段用来间隔子信道。在某一个无线摄像设备330暂时不传输数据的时间段，其他的无线摄像设备330可以利用该信道传输数据，因此带宽的利用率更高。相比于跳频技术，不需要校对传输的数据包，也不会因为频繁的跳频而增大数据传输延时，因此数据传输的延时更短。

每个无线摄像设备330在接收到的方波信号的上升沿和下降沿对应的时刻，向无线通信模块320发送定位数据。通过控制相邻的两个无线摄像设备接收到方波信号的时间间隔，可以使其大于一个无线摄像设备发送数据所需要的时间，防止相邻无线摄像设备之间产生干扰。

在方波信号的下一个上升沿对应的时刻，或者方波信号的下一个下降沿对应的时刻，各无线摄像设备已经完成一个数据资料的发送，此时无线通信模块320将接收到的所有无线摄像设备330的完整的一个数据资料发送给虚拟现实头盔310。

在本发明的优选实施例中，无线摄像设备在接收到方波信号上升沿发送的数据，无线通信模块在发送方波信号的下一个上升沿对应的时刻发送给虚拟现实头盔；无线摄像设备在接收到方波信号下降沿发送的数据，无线通信模块在发送方波信号的下一个下降沿对应的时刻发送给虚拟现实头盔。

事实上，也可以采用这种方式：无线摄像设备在接收到方波信号上升沿发送的数据，无线通信模块在发送方波信号的下一个下降沿对应的时刻发送给虚拟现实头盔；无线摄像设备在接收到方波信号下降沿发送的数据，无线通信模块在发送方波信号的下一个上升沿对应的时刻发送给虚拟现实头盔，这种方式中第四个无线摄像设备开始发送数据的时刻与无线通信模块向虚拟现实头盔发送数据的时间相距更近，此时很难保证无线通信模块已经完成所有数据的接收和写入操作，发送给虚拟现实头盔的数据很有可能是不完整的，因此这种方式对系统的误差要求更高，技术难度更大。

在优选实施例中，方波信号的周期为6毫秒，高电平持续时间为3毫秒，在上升沿和下降沿都传输数据，数据传输的频率可以达到333Hz。方波信号的周期为6ms，从第一个无线摄像设备发送一个数据资料到无线通信模块接收该数据资料的时间小于方波信号的一个周期，数据传输延时小于6ms，完全可以满足虚拟现实系统对定位数据的传输延时的高要求。一个无线摄像设备一次发送16个字节的定位数据，因此将四个无线摄像设备接收到方波的同一个上升沿的时间间隔控制为250微秒，在250微秒内一个无线摄像设备可以完成发送16个字节的定位数据，并且该间隔可以不会超出方波信号的周期。

综上所述，本发明提供的一种无线传输虚拟现实定位数据的方法和系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：

通过将各无线摄像设备分别无线连接到虚拟现实头盔上的无线通信模块，按预定时间间隔采用同样的频段依次向每个无线摄像设备发送相同的周期性方波信号，每个无线摄像设备在接收到的方波信号的上升沿和下降沿对应的时刻发送定位数据，无线通信模块在方波信号的下一个上升沿或者下降沿对应的时刻，将接收到的定位数据发送给虚拟现实头盔。相比于频分多址技术，每个无线摄像设备330在传输数据时都是采用整个信道通信，不用将整个信道拆分为多个具有较窄带宽的独立子信道，也就不需要浪费某些频段用来间隔子信道。在某一个无线摄像设备330暂时不传输数据的时间段，其他的无线摄像设备330可以利用该信道传输数据，因此带宽的利用率更高。相比于跳频技术，不需要校对传输的数据包，也不会因为频繁的跳频而增大数据传输延时，因此数据传输的延时更短，充分地利用了无线通信模块的带宽，有效降低了数据的传输延时，以无线的方式实现了虚拟现实定位数据的低延时传输，既满足了虚拟现实系统对定位数据传输延时的高要求，又使用户不受线材束缚，可以灵活使用虚拟现实系统，提高了用户体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非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作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。