一种具有空间定位功能的VR头盔的制作方法

文档序号:14481105阅读:264来源:国知局

本实用新型涉及虚拟现实的技术领域,尤其是一种具有空间定位功能的VR头盔。



背景技术:

VR(Virtual Reality)虚拟现实,其主要用于创建和虚拟现实环境的仿真系统,其利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸在该环境中,VR头盔是一种利用头戴式显示器将人们对外界的视觉、听觉封闭,引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉,并能通过语音、手势等方式进行交互,在使用VR头盔时,用户可任意转动,现有的VR头盔虽能确定用户的与障碍物的距离,但是不能确定用户当前的朝向问题,无法进行很好的定位。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本实用新型提供一种具有空间定位功能的VR头盔。

本实用新型的技术方案为:一种具有空间定位功能的VR头盔,包括VR头盔本体、基座、以及设置在基座上的中央处理器、九轴传感器、空间扫描机构,所述的基座设置在VR 头盔本体正前端上;

所述的九轴传感器与中央处理器通讯连接,并且与中央处理器一体化设置,所述的九轴传感器用于检测VR头盔本体当前位置的朝向,检测偏航角和俯仰角;

所述的空间扫描机构包括一盒体式框架、激光发射器、激光探测器、横向扫描马达、纵向扫描马达、以及支架,

所述的激光发射器、激光探测器设置在盒体式框架的左侧面内壁上,所述的激光发射器、激光探测器均与中央处理器通讯连接,从而通过中央处理器控制激光发射器发射激光,并控制激光探测器接收反射回来的激光,从而测量障碍物与用户之间的距离;

所述的横向扫描马达设置在盒体式框架的底端,并且所述的横向扫描马达的转动轴垂直朝上,该转动轴上端设置有一用于反射激光的六棱镜,所述的激光发射器发射的激光通过六棱镜的不同面反射到障碍物的不同位置上,所述的横向扫描马达与中央处理器通讯连接,从而通过中央处理器控制横向扫描马达的旋转,从而带动六棱镜旋转,从而通过六棱镜使得激光反射到障碍物的不同位置,并通过激光探测器接收障碍物反射回来的激光,从而实现障碍物的横向扫描;

所述的支架一端固定在基座上,另一端通过滑块分别与设置在盒体式框架左侧面与右侧面上的滑槽滑动连接,盒体式框架通过滑槽可在支架上上下滑动;

所述的纵向扫描马达设置在基座上,并且所述的纵向扫描马达的旋转轴上端设置有一传动齿轮,所述的传动齿轮与设置在盒体式框架弧形后侧面上的若干齿条相齿合,所述的纵向扫描马达与中央处理器通讯连接,从而通过中央处理器控制纵向扫描马达在设定范围内旋转,从而通过传动齿轮驱动盒体式框架在竖直方向上沿着滑槽上下来回移动,从而实现激光发射器对障碍物的纵向扫描。

通过横向扫描马达、纵向扫描马达的相互配合,带动空间扫描机构在横向和纵向上对障碍物进行反复的扫描,从而整体对障碍物进行整体扫描,并通过采集障碍物与VR头盔本体的距离完成活动空间的立体建模,从而得到障碍物的整体轮廓;并且中央处理器通过读取九轴传感器数据,进行VR头盔本体当前位置姿态数据动态计算,获取当前位置上的朝向参数、相对初始位置的偏航角信息和俯仰角参数、从而得到VR头盔本体所处位置的水平高度等参数,实现虚拟空间的定位。

所述的盒体式框架前侧面上设置有一开口,激光通过该开口照射到障碍物上,并反射回激光探测器。

所述的VR头盔本体上还设置有无线通讯模块,中央处理器通过无线通信模块实现把VR 头盔本体的数据传输至PC端。

本实用新型的有益效果为:设计合理,结构简单、实用性强,通过横向扫描马达、纵向扫描马达的相互配合,带动空间扫描机构在横向和纵向上对障碍物进行反复的扫描,从而整体对障碍物进行整体扫描,并通过采集障碍物与VR头盔本体的距离完成活动空间的立体建模,从而得到障碍物的整体轮廓;并且中央处理器通过读取九轴传感器数据,进行VR头盔本体当前位置姿态数据动态计算,获取当前位置上的朝向参数、相对初始位置的偏航角信息和俯仰角参数、从而得到VR头盔本体所处位置的水平高度等参数,实现虚拟空间的定位,具有精度高、稳定性好,抗干扰能力强的优点,可广泛使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图,

图2为本实用新型空间扫描机构的结构示意图;

图3为本实用新型的框架图;

图中,1-VR头盔本体,2-基座,3-九轴传感器,4-空间扫描机构,41-盒体式框架,42- 激光发射器,43-激光探测器,43-横向扫描马达,44-六棱镜,46-纵向扫描马达,47-传动齿轮,48-齿条,49-支架,50-滑槽,51-滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明:

如图1所示,一种具有空间定位功能的VR头盔,包括VR头盔本体1、基座2、以及设置在基座2上的中央处理器、九轴传感器3、空间扫描机构4,所述的基座2设置在VR头盔本体1正前端上;

所述的九轴传感器3与中央处理器通讯连接,并且与中央处理器一体化设置,所述的九轴传感器3用于检测VR头盔本体1当前位置的朝向,检测偏航角和俯仰角;

所述的空间扫描机构4包括一盒体式框架41、激光发射器42、激光探测器43、横向扫描马达44和纵向扫描马达46、支架49,

所述的激光发射器42、激光探测器43设置在盒体式框架41的左侧面内壁上,所述的激光发射器42、激光探测器43均与中央处理器通讯连接,从而通过中央处理器控制激光发射器42发射激光,并控制激光探测器43接收反射回来的激光,从而测量障碍物与用户之间的距离;

所述的横向扫描马达44设置在盒体式框架41的底端,并且所述的横向扫描马达44的转动轴垂直朝上,该转动轴上端设置有一六棱镜45,所述的激光发射器42发射的激光通过六棱镜45实现反射至障碍物上,所述的横向扫描马达44与中央处理器通讯连接,从而通过中央处理器控制横向扫描马达44的旋转,从而带动六棱镜45旋转,从而通过六棱镜45使得激光反射到不同的位置,并通过激光探测器43接收障碍物反射回来的激光,从而实现障碍物的横向扫描;

所述的支架49一端固定在基座2上,另一端通过滑块51分别与设置在盒体式框架41左侧面与右侧面上的滑槽50滑动连接,盒体式框架41通过滑槽50可在支架49上上下滑动;

所述的纵向扫描马达46设置在基座2上,并且所述的纵向扫描马达46的旋转轴上端设置有一传动齿轮47,所述的传动齿轮47与设置在盒体式框架41弧形后侧面上的若干齿条48 相齿合,所述的纵向扫描马达46与中央处理器通讯连接,通过控制纵向扫描马达46,驱动传动齿轮47,从而控制盒体式框架41在竖直方向上沿着滑槽50上下来回移动,从而实现激光发射器对障碍物的纵向扫描。

通过横向扫描马达44、纵向扫描马达46的相互配合,带动空间扫描机构在横向和纵向对障碍物进行反复的扫描,并通过障碍物与用户的距离完成活动空间的立体建模,从而得到障碍物的整体轮廓;并且中央处理器通过读取九轴传感器3数据获取VR头盔本体1当前位置姿态数据动态计算,从而获取当前位置上的朝向参数、相对初始位置的偏航角信息和俯仰角参数、从而得到VR头盔本体1所处位置的水平高度等参数,实现虚拟空间的定位。

所述盒体式框架41的前侧面上设置有一开口,激光通过该开口照射到障碍物上,并反射回激光探测器。

所述的VR头盔本体1上还设置有无线通讯模块,中央处理器通过无线通信模块实现把 VR头盔本体1的数据传输至PC端。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

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