虚拟物体感应装置的制作方法

本实用新型涉及增强现实(AR)技术领域，特别是涉及一种虚拟物体在现实世界中的交互设备。

背景技术：

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR),是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应虚拟图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟的物体实时地叠加在现实世界中并进行互动。从用户的角度来说，现实世界被事先准备好的计算机模型(虚拟模型)所增强，这种增强可以包括视觉信息、声音、味道、触觉等。通过现实世界触发的信号，增强现实系统能够使用户与通过虚拟模型增强后的世界进行交互沟通。

目前在增强现实技术应用中，虚拟物体主要以可视化的方式被感应和呈现在使用者的显示器中，如通过识别摄像头捕捉的特定图象特征来激活和显示相对应的虚拟物体。然而，在很多情况下需要用户感知增强现实场景下当前环境中的虚拟物体时，使用摄像头+显示器的模式却带来很多不便，甚至危险，例如在驾车行驶过程中操作手机，或步行时专注手机屏幕而忽略周围环境的危险等。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种虚拟物体感应装置，以实现通过位置识别来感知周围虚拟物体的信息，并通过发出声音，灯光或振动的方式来提醒用户，降低与虚拟物体交互时对摄像头和显示器设备的依赖。

其涉及的主要技术方案为：通过一种可感知当前地理位置信息的虚拟物体感应装置，通过识别使用者身份信息和位置信息匹配，过滤出当前预设阈值范围内的可感应虚拟物体，通过不同频率的声音、灯光、或振动提示使用者所感应到的虚拟物体特征，并发送指令给所连接的智能终端启动激活预先安装的预置应用。

其进一步的技术方案为，一种虚拟物体感应装置，至少包括感应装置主体外壳和设置于感应装置主体内部的电路板，其特征在于，所述感应装置主体外壳设置有功能按键，所述电路板上设有功能按键控制电路、信息提示元件、定位元件、存储元件、数据处理元件和数据传输元件，与电路板电性连接，一供电模块为所述电路板提供电能。

进一步的，所述功能按键至少包括控制电源开关的电源键，和支持与预先安装有与虚拟物体感应装置相对应的预置应用的智能终端交互的功能快捷键，通过功能按键控制电路与 数据处理元件电性连接，用于触发控制命令。

进一步的，所述定位元件为GPS定位、GPRS定位和WiFi定位中之一或者组合，或者包括GPS定位、GPRS定位和WiFi定位中之一或者组合的集成电子元件。用于获取虚拟物体感应装置当前所处位置的地理位置信息。

进一步的，所述数据处理元件为中央处理器、单片机和数字信号处理器中之一或者包括中央处理器、单片机和数字信号处理器中之一的电路板。用于处理数据和生成控制指令，例如处理定位元件获取的地理位置数据，使用者的身份识别数据，存储元件中的增强现实世界模型数据，和智能终端的通信数据，以及生成信息提示元件控制指令，智能终端连接和通信指令，与智能终端上预先安装的预置应用交互指令。

进一步的，所述信息提示元件通过所述电路板与数据处理元件电性连接。所述信息提示元件为声音发生元件、发光元件、振动元件中之一或组合，并与所述电路板电性连接。当数据处理元件将当前地理位置信息和身份识别信息过滤出虚拟物体后，根据虚拟物体的特征模型生成相应的信息提示元件控制指令，并发送给信息提示元件，从而控制信息提示元件产生声音、灯光或振动的效果。

进一步的，所述数据传输元件为蓝牙通信模块、射频2.4G通信模块、WiFi无线通信模块中之一或者包括蓝牙通信模块、射频2.4G通信模块、WiFi无线通信模块中之一的电路板。虚拟物体感应装置可通过数据传输元件与具有相对应数据通信功能、预先安装有与虚拟物体感应装置相对应的预置应用的智能终端通信连接。

进一步的，所述存储元件为内嵌式闪存存储器eMMC卡,SD卡、TF卡中之一或者组合，或者包括内嵌式闪存存储器eMMC卡，SD卡、TF卡之一或组合的集成存储元件。用于存储增强现实世界模型数据和使用者身份识别信息数据，以支持根据获取的地理位置信息过滤出当前现实环境预设阈值范围内的可感应虚拟物体。

进一步的，所述充电接口设置在所述感应装置主体外壳表面上，所述充电接口通过所述充电电路与所述供电模块电性连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和积极效果：虚拟物体感应装置根据当前位置信息识别感应增强现实中的虚拟物体，可以降低使用者在增强现实场景中对智能终端上的显示设备和摄像头的依赖，减少了智能终端的电能消耗，同时通过功能快捷键的设置辅助增强现实场景中的交互操作。在提高使用者用户体验的同时，降低了使用者在某些环境中使用增强现实应用的风险，如驾驶，攀爬等需要视觉和肢体运动高度密集的活动中。扩展了增强现实应用的使用场景。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种虚拟物体感应装置的主体结构示意图。

图2为本实用新型实施例一提供的一种虚拟物体感应装置的侧面结构示意图。

图3为本实用新型实施例一提供的一种虚拟物体感应装置的横截面结构示意图。

图4为本实用新型实施例二提供的一种虚拟物体感应装置的主体结构示意图。

图5为本实用新型实施例三提供的一种虚拟物体感应装置的主体结构示意图。

图6为本实用新型实施例四提供的一种虚拟物体感应装置的侧面结构示意图。

图7为本实用新型实施例四提供的一种虚拟物体感应装置的横截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型实施例的实现过程进行详细说明。需要注意的是，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一

图1和图2分别为本实用新型实施例一提供的虚拟物体感应装置的整体和侧面结构示意图，图3为本实用新型实施例一提供的虚拟物体感应装置的横截面结构示意图。如图所示，本实用新型提供一种虚拟物体感应装置，包括虚拟物体感应装置主体外壳1，功能快捷键2，信息提示Led灯3，电路板4，功能按键控制电路5、信息提示元件6、定位元件7、存储元件8、数据处理元件9，数据传输元件10，充电电路11，供电模块12，电源键13，充电接口14。各电子元件和电路与电路板4电性连接。

本实施例中供电模块12是充电电池，为电路板4上电性连接的各电子元件提供电能，通过充电接口14及其连接的充电电路11为供电模块12进行充电。

优选的，电源键13通过功能按键控制电路5产生电路开关闭合控制命令控制供电模块12是否为电路板上连接的各电子元件进行供电。用于控制虚拟物体感应装置的开启与关闭。

优选的，数据处理元件9通过预置程序控制数据传输元件10与具有相对应无线通信功能、预先安装有与虚拟物体感应装置相对应的预置应用的智能终端进行通信连接和数据传输。例如结合智能终端设置通过蓝牙设备配对连接指令，WiFi连接设置指令等进行连接。

优选的，定位元件7通过GPS定位、GPRS定位和WiFi定位中之一或者组合，或者包括GPS定位、GPRS定位和WiFi定位中之一或者组合的集成电子元件实时获取当前的地 理位置信息，并将获取的地理位置信息发送给数据处理元件9。

优选的，存储元件8存储了增强现实世界模型和当前使用者的身份识别信息，在虚拟物体感应装置与预先安装有与虚拟物体感应装置相对应的预置应用的智能终端连接时，可通过智能终端上的预置应用更新增强现实世界模型数据和使用者的身份识别信息，其中增强现实世界模型数据包括虚拟物体的模型信息和状态信息，使用者的身份识别信息包括了使用者在后台系统注册获得的唯一识别ID信息和对虚拟物体感应装置的配置信息，例如功能快捷键2的设置信息和对感应范围设置的阈值信息。

优选的，功能快捷键2所触发的控制指令通过智能终端上的预置应用进行设置，例如设置针对虚拟物体的对话，拾取，攻击等操作。

优选的，数据处理元件9根据获取的地理位置信息、增强现实世界模型数据和使用者的身份识别信息，过滤出当前可感知的虚拟物体集合。并根据每个虚拟物体的特征信息，例如位置，大小，亲密程度，优先级等生成相应的信息提示控制指令，并将指令发送给信息提示元件6。同时，根据用户设置，在感知到设置的虚拟物体时，产生数据传输元件10的控制指令，自动激活所连接的智能终端上的预置应用，辅助功能快捷键2所设置的快捷功能，进行实时的增强现实场景交互。

优选的，信息提示元件6根据信息提示控制指令，执行相应虚拟物体信息的提示指令，例如，本实施例中，根据虚拟物体相对于当前获取的地理位置的方位和距离信息，点亮相应方位的信息提示Led灯3，并通过亮灯数体现相对距离信息，如远少近多；或通过亮灯数体现该方位虚拟物体的数量信息；或通过亮灯数体现该方位虚拟物体的亲密程度等。

实施例二

在实施例一的基础上，进一步，如图4所示，使用扬声器15来代替信息提示Led灯3，本领域技术人员理解，可通过设计不同频率的声音和强度来体现不同的虚拟物体特征信息。例如通过数据处理元件9产生信息提示元件6的控制指令，用高频率体现近距离，低频率体现远距离；或高频率高强度体现高优先级，反之体现低优先级等。

实施例三

在实施例一和实施例二的基础上，进一步，如图5所示，结合使用信息提示Led灯3和扬声器15来进行信息提示，本领域技术人员理解，可通过结合信息提示Led灯和扬声器的不同控制指令，产生复杂的信息提示信息，如亮灯数多且闪烁，而声音频率低且强度弱时体现近距离的亲密度高的虚拟物体；亮灯数多且闪烁，而声音频率高且强度强时体现近距离的高危险虚拟物体等。

实施例四

在实施例一或实施例二或实施例三的基础上，进一步，如图6和图7所示，本领域技术人员理解，可通过在虚拟物体感应装置的供电模块12中采用非充电电池来替换充电电池、充电接口14及其连接的充电电路11的设计，来降低成本和复杂度。