一种水下虚拟现实穿戴系统的制作方法

本发明创造涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种水下虚拟现实穿戴系统 。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，人们都期望通过各种方式来更好的体验大自然，潜水既是其中一种。然而，大部分潜水胜地都是远离城市的海岛等地，对于大部分人而言，如果要体验潜水，则需要长途奔波到旅游景点才能实现，而现有的潜水景点众多，如果要逐一体验这些不同景点的不同潜水景象，则需要到不同的地点进行潜水，这明显成本高昂，不利于大众普及。

另一方面，随着虚拟现实技术的发展，越来越多的开发机构期望采用虚拟现实技术来使人们方便地获得潜水体验，但是，目前大部分潜水虚拟现实技术仍然在非真实水下场景下来实现的，其浮力体验等也是利用了机械装置来模拟的，这明显无法真实的还原在水下的负压等等多种复杂感受。因此，要实现最优的潜水虚拟现实体验，最好还是让体验者真实的潜入水中，并在水中播放虚拟现实影像，由虚拟现实影像结合真实的水下感受，来使体验者获得充满真实感的潜水虚拟现实体验。

现有的虚拟现实的显示装置设置在潜水池的内壁，体验者进入水下后从池壁观察虚拟图像，这种方式由于体验者体验者观察到的影像会较大幅度的收到现实中的光照、水里环境等因素的影响，且由于体验者听水下扩音器放出的声音常常受到自身游动产生的声音干扰，体验效果差；再者，采用该技术，同一潜水池中所有的体验者都只能体验到同一虚拟影像，体验者难以根据个性需要来获得个性化的潜水体验。

技术实现要素：

本发明创造的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种让体验者有较好的水下虚拟现实体验的水下虚拟现实穿戴系统。

发明思路：发明人观察到，在现有的潜水过程中，为了确保体验者的安全，体验者一般都会在头上佩戴一些防护设备，如潜水镜或者潜水头盔等等，而防护设备都具有供体验者观察周围环境的透明的观察视窗。因此，发明人想到，只要将虚拟现实装置与防护装置结合，使得在潜水前体验者能够通过观察视窗观察周围环境，从而实现安全下潜，待下潜完成后，在让虚拟显示装置的显示模块将观察视窗切换为用户显示虚拟图像的显示视窗，这样体验者观察到的虚拟景象就不会受现实中的光照、水里环境等因素的影响，且通过在防护装置安装全封密的耳机，直接将声音送入耳中而不再通过水进行传播，从而不受干扰体验者游动时产生的声音。

本发明创造的目的通过以下技术方案实现：

提供一种水下虚拟现实穿戴系统 ，包括防护主体和耳鼓耳机，所述防护主体和耳鼓耳机通信连接，所述防护主体设置有虚拟现实装置，所述虚拟现实装置包括显示模块、定位模块和陀螺仪模块，所述虚拟现实装置根据所述定位模块的定位信号和陀螺仪模块的陀螺仪信号来调整显示内容，所述耳鼓耳机与所述虚拟显示装置信号同步。

其中，所述耳鼓耳机和防护主体通过通信线缆连接。

其中，所述防护主体是潜水头盔或者潜水镜，所述防护主体设置有观察视窗，虚拟现实装置启动时，所述显示模块将所述观察视窗替换为用于显示虚拟影像的虚拟显示视窗。

其中，所述防护主体是潜水镜，所述显示模块与所述潜水镜铰接，所述显示模块可被翻动至覆盖所述观察视窗并朝向人眼投影。

其中，所述显示模块包括的边缘设置有锁扣件，所述显示模块被翻动至覆盖所述观察视窗时，所述锁扣能够锁紧显示模块和潜水镜。

其中，所述防护主体是潜水镜，所述潜水镜设置有滑轨，所述显示模块固定于所述滑轨并能够沿所述滑轨滑动至覆盖所述观察视窗。

其中，所述防护主体是潜水头盔，所述显示模块设置于潜水头盔内部，并设置有可供佩戴的佩戴件。

其中，所述防护主体是潜水头盔，所述潜水头盔的观察视窗由变色玻璃制成，显示装置成像时，将所述观察视窗由透明变为非透明，并将待成像的图像投影至所述变色玻璃上。

其中，所述防护主体设置有通讯接口，所述虚拟现实装置与所述通讯接口通讯连接。

其中，还包括水深检测装置，所述虚拟现实装置根据所述水深检测装置检测到的水深信号调整显示内容。

本发明创造的有益效果：本发明创造将虚拟现实装置和潜水用的防护装置结合到一起，

并在防护装置中设置虚拟现实装置和耳鼓耳机，通过虚拟显示装置的显示模块直接将虚拟景象投射到体验者眼中，通过耳鼓耳机将声音直接传播至体验者耳中，从而避免投影和声音的传播经过水这一环节，以屏蔽现实中的光照、水里环境等因素的影响，同时通过耳鼓耳机与虚拟显示装置信号同步，实现更好地虚拟效果。与现有技术相比，本发明创造既能利用水中失重的好处，又避免了由在水环境所产生的影响，水下虚拟现实体验较好。

附图说明

利用附图对本发明创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明创造实施例1的使用示意图。

图2为本发明创造实施例1的结构示意图。

图3为本发明创造实施例2的结构示意图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明创造作进一步描述。

实施例1

本发明创造的一种水下虚拟现实穿戴系统，如图1和2所示，包括潜水镜和耳鼓耳机5，潜水镜和耳鼓耳机5通信连接，其中潜水镜上设有供人眼观察外界的透明视窗1，透明视窗1采用高韧性透明塑料制成，其中塑料的位置对应人眼位置进行设置。透明视窗1上方有由显示模块21、定位模块和陀螺仪模块组合而成的虚拟现实装置2，虚拟现实装置2与设于潜水镜上的通讯接口通讯连接，显示模块21、定位模块和陀螺仪模块通过通讯接口与设于岸上/水池边的控制中心进行有线数据通信，具体地，定位模块和陀螺仪模块分别将数据发送到设于潜水镜中的转发芯片中，转发芯片将数据处理后再转发至控制中心，控制中心根据接收到的数据实时改变传输内容并传输至显示模块21。

其中，与透明视窗1铰接的显示模块21是由显示屏和设于显示屏表面的光学器件构成，光学器件将显示屏的显示图像传递至人眼，从而在人眼中形成3D图像。另外显示模块21的边缘设置有锁扣件3，显示模块21被翻动至覆盖透明视窗1后，操作锁扣件3将显示模块21和潜水镜锁紧固定。

定位模块由GPRS感应器构成，GPRS感应器将位置数据传输给控制中心。本装置还设有位于潜水镜外壁的水深检测装置，水深检测装置包括压力传感器4，压力传感器4的输入端连接控制中心输入端。穿戴本装置进行水下游动时，GPRS感应器实时定位体验者的水平位置（下文简称定位信号）并发给控制中心，陀螺仪模块实时检测体验者的头部倾斜情况（下文简称陀螺仪信号）并发给控制中心，同时压力传感器4实时检测收到的水下压力（下文简称水深信号）并发给控制中心。控制中心根据水深信号计算出体验者的潜水深度后，根据潜水深度、定位信号和陀螺仪信号的不同实时调整显示模块21的显示内容。

本装置还设有耳鼓耳机5，该耳鼓耳机5设于潜水镜与体验者的人耳中间，耳鼓耳机5通过通信线缆与潜水镜上的通讯接口电连接，并通过通讯接口与设于岸上/水池边的控制中心进行有线数据通信。在体验者水下游动的过程中，控制中心将音频信号通过耳鼓耳机5播放出来。

体验过程中，体验者在潜水前先将显示模块21上翻，此时体验者通过透明视窗1能够观察到现实中的场景，从而使得体验者能够自主的安全下潜；待体验者安全的下潜到预定的位置和深度后，体验者不在需要观察现实中的图像，而是需要体验虚拟图像时，则将显示模块下翻，显示模块21即遮挡住透明视窗并将控制中心传输过来的虚拟图像朝向人眼投影以在人眼中形成图像，体验者也就无法观察到现实中的场景，取而代之的是观察到显示模块21中的虚拟图像，同时耳鼓耳机5对与虚拟图像同步传输的音频信号进行播放，体验者也就能够在不受显示场景的干扰下充分的体验虚拟的图像和声音，并且结合真实的水下感受，从而获得更加真实的水下体验。

本装置在潜水镜外壁上还设有与控制中心电连接的紧急呼救装置6，体验者在紧急情况下按下紧急呼救装置6以向控制中心发送呼救信息。此外，潜水镜与体验者的太阳穴之间还设有与控制中心电连接的心律监测装置，该心律监测装置实时监测体验者的心律，在心律异常时自动发送呼救信息。

本装置在水池上方还设有横向走道和纵向走道，横向走道和纵向走道将水池分割成多个潜水区，每个潜水区上方设置有一个牵引缆，牵引缆中有通信线缆，具体地，通信线缆外面包裹牵引缆。牵引缆与设于潜水服上面的接口环连接，牵引缆里面的通信线缆则通过接口环与潜水镜的通讯接口可插拔地电连接，从而实现通讯接口与控制中心的数据通信。岸上/水池边设有牵引机，牵引机与牵引缆连接，在控制中心在接收到呼救信息后，控制中心控制牵引机拉起牵引缆从而将体验者拉出水面。控制中心还与云端连接，从而方便客户在云端选择或者上传体验的视频、查看体验过程中的数据。

实施例2

参考图3，在实施例1的基础上，将显示模块21翻动的方式改为滑动，具体地，在潜水镜的透明视窗1外表面上设置滑轨，显示模块21安装于滑轨的一端，显示模块21能够被推动使其沿滑轨滑动至覆盖所述透明视窗1从而阻断透明视窗1的图像进入人眼视线，显示模块21还朝向人眼投影以在人眼中形成图像。

实施例3

本发明创造的一种水下虚拟现实穿戴系统，包括潜水头盔和耳鼓耳机5，潜水头盔和耳鼓耳机5通信连接，潜水头盔上设有供人眼观察外界的透明视窗1，透明视窗1采用高韧性变色玻璃制成，其中变色玻璃的位置对应人眼位置进行设置。潜水头盔内部设有由显示模块21、定位模块和陀螺仪模块组合而成的虚拟现实装置2，虚拟现实装置2与设于潜水头盔上的通讯接口通讯连接，显示模块21、定位模块和陀螺仪模块通过通讯接口与设于岸上/水池边的控制中心进行有线数据通信，具体地，具体地，定位模块和陀螺仪模块分别将数据发送到设于潜水头盔中的转发芯片中，转发芯片将数据处理后再转发至控制中心，控制中心根据接收到的数据实时改变传输内容并传输至显示模块21。其中，定位模块由GPRS感应器构成，GPRS感应器将位置数据传输给控制中心。本装置还设有位于潜水头盔外壁的水深检测装置，水深检测装置包括压力传感器4，压力传感器4的输入端连接控制中心输入端。

本装置还设有耳鼓耳机5，该耳鼓耳机5设于潜水头盔与体验者的人耳中间，耳鼓耳机5通过通信线缆与潜水头盔上的通讯接口电连接,并通过通讯接口与设于岸上/水池边的控制中心进行有线数据通信。在体验者水下游动的过程中，控制中心将音频信号通过耳鼓耳机5播放出来。

体验者在潜水体验前，变色玻璃仍然处于透明状态，体验者可以良好的观察现实场景，从而能够自主、安全地进行下潜，当下潜到足够的深度时，启动显示模块21，显示模块21发出激发光以使透明视窗1由透明状态变为非透明状态，这样体验者就不再观察到现实中的图像，不会受现实中的光源影响，并且显示模块21将控制中心传输过来的虚拟图像投影至变色玻璃上，从而在使体验者获得虚拟的图像,同时耳鼓耳机5对与虚拟图像同步传输的音频信号进行播放。并且，GPRS感应器实时定位体验者的水平位置（下文简称定位信号）并发给控制中心，陀螺仪模块实时检测体验者的头部倾斜情况（下文简称陀螺仪信号）并发给控制中心，同时压力传感器4实时检测收到的水下压力（下文简称水深信号）并发给控制中心。控制中心根据水深信号计算出体验者的潜水深度后，根据潜水深度、定位信号和陀螺仪信号的不同实时调整显示模块21的投影内容。与现有技术相比，本发明创造既能利用水中失重的好处，又避免了由在水环境所产生的影响，水下虚拟现实体验较好。

本装置在潜水头盔外壁上还设有与控制中心电连接的紧急呼救装置6，体验者在紧急情况下按下紧急呼救装置6以向控制中心发送呼救信息。此外，潜水头盔还设有紧贴体验者的太阳穴并与控制中心电连接的心律监测装置，该心律监测装置实时监测体验者的心律，在心律异常时自动发送呼救信息。

本装置在水池上方还设有横向走道和纵向走道，横向走道和纵向走道将水池分割成多个潜水区，每个潜水区上方设置有一个牵引缆，牵引缆中有通信线缆，通信线缆中有供氧管道，具体地，供氧管道外面包裹通信线缆，通信线缆外面包裹牵引缆。牵引缆与设于潜水服上面的接口环连接，牵引缆里面的通信线缆则通过接口环与潜水头盔的通讯接口可插拔地电连接，从而实现通讯接口与控制中心的数据通信，供氧管道伸入到潜水头盔内部，给潜水头盔内部供氧。岸上/水池边设有牵引机，牵引机与牵引缆连接，在控制中心在接收到呼救信息后，控制中心控制牵引机拉起牵引缆从而将体验者拉出水面。控制中心还与云端连接，从而方便客户在云端选择或者上传体验的视频、查看体验过程中的数据。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。