一种头戴式虚拟现实设备及包括该设备的虚拟现实系统的制作方法_2

文档序号:8302001阅读:来源:国知局
摄像头采集的内容进行双目化处理。并且上述图像采集器包括但不限于相机、摄像机设备等,还可以是制作图像内容的软件工具。
[0031]虚拟现实引擎是独立的高性能计算存储平台,其运行针对虚拟现实体验的操作系统,为显示系统提供虚拟现实内容。
[0032]本实施例虚拟现实引擎包括虚拟现实核心电路板118,该核心电路板118集成有:电源管理模块121、核心处理器模块122、无线通讯模块123、惯性姿态测量模块124、音频解码模块125、高速显示接口 126、用以放置存储卡的外部接口 103、用以连接与其兼容的外部设备的外部接口 104和外部接口 105、按键106、按键107、按键108、按键109、外部音频输出接口 110、虚拟现实引擎状态指示灯119和电池接口 127。
[0033]该电源管理模块121为整个系统提供电能,集成有多路开关电源和线性稳压电源,可通过电池或者外部电源为其供电。电池通过电池接口 127与电源管理模块121连接;外部电源通过外部接口 105与电源管理模块121连接,外部接口 105采用USB2.0标准,所有满足该标准的并达到供电能力供电电源都可以给虚拟现实核心电路板118供电。
[0034]优选该电源管理模块121还配置有电源管理系统,该电源管理系统能自动识别外部供电电源是电池还是通过外部接口 105供电。针对电池供电,电源管理系统会实时的检测电池的状态,如温度、电流、剩余电量等参数,根据检测的数据开启或关闭部分器件,以控制虚拟现实引擎的运行情况,达到节省电池电能、兼顾性能和耗电量的作用。如当电源管理系统检测到电池剩余电量不足20%时,电源管理模块121会把这一信息传输给核心处理器模块122,由该模块降低显示器101的亮度,以达到节省电能的目的;当电源管理系统检测到电池的温度过高,电源管理系统会自动切断输入到输出的连接,虚拟现实核心电路板118会停止工作。针对电源管理模块121通过外部接口 105由外部设备对其进行充电时,电源管理系统会实时检测电池状态,如温度、电流、剩余电量等参数,以兼顾安全性和充电速度。
[0035]核心处理器模块122的中央处理器包括4个基于ARM CORTEX A15的核心和4个基于ARM CORTEX A7的核心。为达到性能和耗电的平衡,该核心处理器模块122可以根据当前系统的任务数量和任务类型来决定需要开启的核心处理器种类和数量。如当核心处理器模块122需要处理高清影视播放任务时,4个A15核心会全部开启,用来完成视频解码等工作,而只开启2个A7核心用来处理简单的控制和任务调度工作,该组成的模块特别适合于需要电池供电的虚拟现实设备。
[0036]该核心处理器模块122集成有I个满足USB2.0OTG标准的接口控制器,该控制器与外部接口 105连接,在满足USB2.0OTG标准的USB SLAVE外部设备与外部接口 105连接后,可以控制电源管理模块121给该外部设备供电并与其进行通讯;在满足USB2.0标准的USB HOST外部设备与外部接口 105连接后,可以控制USB HOST外部设备对虚拟现实核心电路板118的电池进行充电并与核心处理器模块122进行数据通讯。
[0037]该核心处理器模块122集成有I个满足USB2.0HOST标准的接口控制器,该控制器与外部接口 104连接,在满足USB2.0标准的USB SLAVE外部设备与外部接口 104连接后,可以控制电源管理模块121给该外部设备供电并与其进行通讯。与外部接口 104兼容的外部设备如有线/无线手柄控制器,存储器等。
[0038]该核心处理器模块122集成有I个TF卡控制器,其控制外部接口 103与TF卡进行数据通讯。该TF卡为内部存储器,用以存储虚拟现实内容和其他数据。
[0039]该核心处理器模块122集成有I2S接口控制器,其与音频解码模块125连接,用来进行音频数据的通讯处理。音频解码模块125内部还集成了功率放大器件,能将核心处理器模块122发送的数字信息转换成模拟的音频信号,再通过外部音频输出接口 110输出到与其连接的外部发声设备上,如耳机。
[0040]该核心处理器模块122集成有I个MIPI DSI高速显示接口控制器,其与高速显示接口 126连接,用来进行视频数据的通讯处理。虚拟现实核心电路板118通过高速显示接口 126与显示器101连接,高速显示接口 126采用最新的MIPI DSI接口技术,可以稳定的以60帧的速率显示2560x1440的图像画面。
[0041]该核心处理器模块122集成有SPI串行总线接口,该接口与无线通讯模块123连接,用来与其进行数据通讯。无线通讯模块123通过无线传输的方式接收外部的数据,其内部集成了 WIFI通讯模块和蓝牙通讯模块,WIFI的工作频率为2.4-2.4835GHz,蓝牙工作频率为2.4-2.45GHz,两个模块以时分复用的方式共用一个集成的贴片式天线,通过无线通讯模块123内部的开关进行切换。优选WIFI模块通过无线的方式连接互联网;蓝牙模块一对一的与其他蓝牙设备进行连接,如蓝牙耳机。
[0042]该核心处理器模块122集成有I2C串行总线接口,该接口与惯性姿态测量模块124连接,用来与其进行数据通讯。惯性姿态测量模块124由三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和三轴地磁传感器其中的一个或多个组成,用以检测虚拟现实核心电路板118的转动。当用户带上本设备时,头部的转动与虚拟现实核心电路板118的转动同步,通过惯性姿态测量模块124即可检测头部的转动。虽然在技术上,三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器所测量的数据通过数学算法都可以转换成所需的欧拉角或四元数数据,从而能唯一的确定被测物体的姿态,该被测物体指用户的头部。但是目前加速度传感器的瞬时误差较大,陀螺仪传感器有由时间决定的积累误差,时间越长,误差越大,该误差会造成测量姿态的偏移。所以最优实施例为使用三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和三轴地磁传感器共同组成惯性姿态测量模块124,通过优化的融合算法,可以精确的测量头戴式虚拟现实设备三轴的角速度变化,得出准确的低延迟的姿态数据。当把该设备戴在头上使用时,就可以通过惯性姿态测量模块124检测头部的运动。
[0043]该核心处理器模块122还集成有若干输入/输出接口,其与按键106至109连接,用来接收按键信号,并进行相应处理。
[0044]虚拟现实引擎状态指示灯119也与一输入/输出接口连接,可为一个RGB三色灯,能同时显示一种颜色或多种颜色的组合,如可以预先设定为:当核心处理器模块122正常工作时,绿色灯亮;当电池电量低于20%时,红色灯亮;当电池充电时,绿色灯闪烁;当电池充满时,蓝色灯亮。
[0045]虚拟现实引擎配置的按键106和按键107可控制音量的升高和降低;按键108可控制虚拟现实引擎的开/关机和显示系统的开/关;按键109可控制虚拟现实引擎操作系统的部分功能,如可控制虚拟现实引擎的操作系统返回主界面。
[0046]参照附图5所示,交互设备包括无线手柄111和无线接收器112。
[0047]无线接收器112连接虚拟现实引擎的外部接口 104或外部接口 105,通过无线的方式与无线手柄111进行一对一的连接。本实施例中无线接收器112中设有接收器核心电路板129,接收器核心电路板129包括无线收发模块和USB连接器,无线收发模块集成有无线收发器和USB控制器。若USB接口为Micro USB型号时,可与外部接口 105连接;若USB接口为USB A型号时,与外部接口 104连接。该无线接收器112的无线收发器被配置成接收模式,通过与无线手柄111的无线收发器进行对码,一对一的进行单向数据传输。无线接收器112将收到的数据信号通过外部接口 105或外部接口 104传输到虚拟现实核心电路板118,用以响应无线手柄111的控制信息。
[0048]无线手柄111包括无线手柄核心电路板128、摇杆113、手柄状态指示灯120以及各种按键。其中,摇杆113用以提供连续的方向控制,按键114和按键115分别用以控制音量的升高和降低,按键116用以控制手柄的开和关,按键117用来控制虚拟现实引擎的部分功能,如可控制虚拟现实引擎的操作系统返回主界面。
[0049]无线手柄核心电路板128包括无线收发模块和电池。该无线收发模块集成有精简单片机系
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