交互设备的制作方法

本申请涉及交互技术领域，特别涉及一种交互设备。

背景技术：

随着科技的发展，机器智能化及信息智能化日益普及，通过机器视觉或者虚拟视觉等图像采集装置来识别用户影像以实现人机交互的技术越来越重要。增强现实技术(augmentedreality，ar)借助计算机图形技术和可视化技术构建现实环境中不存在的虚拟内容，并通过图像识别定位技术将虚拟内容准确地融合到真实环境中，借助显示设备将虚拟内容与真实环境融为一体，并显示给使用者真实的感观体验。

因此，目前人们对如何便捷地操控虚拟内容投入了很大的研究精力，并研发出用于控制虚拟对象的交互设备。目前的增强现实交互设备，多数为手柄式控制器，控制方式较为单一，操控较为复杂。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种能够易于操控及交互的交互设备。

本申请实施例提供一种交互设备，所述交互设备包括基板和控制面板，所述控制面板叠置于所述基板上，所述控制面板具有触控区域和显示区域，所述触控区域用于接收用户的操控动作，所述显示区域上设置有标记物。

其中，在一些实施方式中，显示区域叠置于基板，触控区域叠置于显示区域背离基板的一侧，标记物设置于显示区域与触控区域之间。

其中，在一些实施方式中，触控区域为透明触摸屏。

其中，在一些实施方式中，显示区域与触控区域并列设置。

其中，在一些实施方式中，还包括滤光层，滤光层叠置于标记物背离基板的一侧。

其中，在一些实施方式中，控制面板还设有压力区，压力区设有压力传感器。

其中，在一些实施方式中，触控区域包括触摸屏；或/及，触控区域包括按键。

其中，在一些实施方式中，显示区域为显示屏，标记物位显示屏通电后显示的预定符号或图形；

其中，在一些实施方式中，标记物位设置于显示区域的实体图案。

本申请实施例所提供交互设备中，集成地设置有触控区域和显示区域，触控区域用于接收用户的操控动作，显示区域上设置有标记物，相对于传统的手柄式的遥控器，本申请的平板状且设置有触控区和标记物的交互装置，其更易于用户握持以及操作，能够提高用户进行人机交互的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中增强现实系统的示意图；

图2为一个实施例中交互设备的结构框图；

图3为一个实施例中交互设备的标记物的示意图；

图4为一个实施例中交互设备的应用场景图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，示出了本申请实施例提供的一种增强现实系统10，包括：终端设备300和交互设备400。在本申请实施例中，交互设备400设有标记物450。在使用时，标记物450可以设置于终端设备300的视野范围内，以使终端设备300可以采集标记物450的图像，并对标记物450进行识别。

在本申请实施例中，终端设备300可以是头戴显示装置，也可以是手机、平板等移动设备。终端设备300为头戴显示装置时，头戴显示装置可以为一体式头戴显示装置。终端设备300也可以是与外接式头戴显示装置连接的手机等智能终端，即终端设备300可作为头戴显示装置的处理和存储设备，插入或者接入外接式头戴显示装置，在头戴显示装置中对虚拟内容进行显示功能。

请同时参阅2，在本申请实施例中，终端设备300基于头戴显示装置形成，其包括图像采集装置301及显示装置303。其中，图像采集装置301与显示装置303可以共同形成头戴显示装置。具体而言，显示装置303包括控制中心3031、显示器(图中未示)以及光学模组3033，光学模组3033包括透反镜片，控制中心3031用于向显示器发送虚拟内容的图像，显示器对虚拟内容的图像进行显示，并投射到光学模组3033，使用户通过光学模组3033能够观察到虚拟内容。用户通过光学模组3033看到虚拟内容的同时，能够透过光学模组3033观察到前方的环境，因而，用户眼睛所获得的图像为虚拟内容与前方环境叠加后的增强现实叠加场景。图像采集装置301电连接于显示装置303，图像采集装置301还用于获取其视场范围内的环境信息。

交互设备400用于供用户手持并操作，标记物450集成于交互设备400中。标记物450可以放置于终端设备300的图像采集装置301的视野范围内，即图像采集装置301可以采集到标记物450的图像，并对图像中的标记物450进行识别，获取标记物450相对终端设备的位置及姿态信息，以对交互设备400进行定位追踪，从而可显示构建的虚拟内容。

标记物450可以是包括至少一个具有一定形状的子标记物的标记图像。当然，具体的标记物450在本申请实施例中并不作为限定，标记物仅需要标记物450能被终端设备300识别即可。

在一个实施例中，当标记物450位于终端设备300的图像采集装置的视野范围内时，图像采集装置301能够采集到标记物450的图像，根据所采集的包含有标记物450上所分布的至少一个子标记物，能够确定该标记物450的类型等参数信息，根据该参数信息能够获取标记物450与终端设备300之间的相对位置关系及旋转关系等信息，从而显示虚拟内容，如图1所示的台灯300，即为对应标记物450所显示的虚拟内容，用户能够观察到虚拟内容叠加显示在现实空间的增强现实场景。

请参阅图2，在一个实施例中，提供一种交互设备400，交互设备400包括基板410、控制面板430以及标记物450，控制面板430设置于基板410上，标记物450集成于控制面板430中。在本实施方式中，交互设备400大致为平板结构。

在一个实施例中，基板410可以为板状结构，也可以为壳体结构，其用于承载控制面板430。

控制面板430叠置于基板410的一侧，其用于接收用户的操控动作。控制面板430包括触控区域431以及连接于触控区域431的显示区域433。

触控区域431用于接收用户的操控动作。进一步地，在一些实施方式中，触控区域431可以包括触摸屏，通过检测触摸屏的触摸状态，若判断按触摸屏产生触摸信号，则认为触控区域431接收到操控动作。或/及，在一些实施方式中，触控区域431包括按键，通过检测按键的按压状态，若判断按键产生压力信号，则认为触控区域431接收到操控动作。在另一些实施方式中，触控区域431可以为多个，多个触控区域431包括触摸屏、按键中的至少一个。

在一些实施方式中，显示区域433可为能够通电的显示面板，其可以用于显示人机交互信息，此时，标记物430可以为通电后显示的预定符号或图形图案。在其他的一些实施方式中，显示区域433还可以为实体承载件或者仅作为投影板使用，其可以用于设置、或/及装设、或/及显示标记物450。

标记物450为集成于控制面板430的平面标记物，其可以为预定符号或图案。标记物450用于由终端设备300识别后，用以确定交互设备400与终端设备300之间的相对空间位置关系。在本实施方式中，标记物450为设置于显示面板430的实体结构。在其他的一些实施方式中，当显示区域433为能够通电的显示面板时，标记物430还可以为通电后显示的预定符号或图形。

可以理解的是，标记物450显示出的具体图案不受限制，其可以为任意供终端设备300的图像采集装置301获取的图案。例如，标记物450的具体图案可以为以下任意图案中的一种或多种的组合：圆形，三角形、矩形、椭圆形、波浪线、直线、曲线等等，并不局限于本说明书所描述。可以理解的是，在其他的一些实施方式中，标记物450可以为其他类型的图案，而使标记物450能够较为有效地以被图像采集装置301识别。例如，标记物450的具体图案可以为在图像采集装置301能够分辨的几何图形(如圆形，三角形、矩形、椭圆形、波浪线、直线、曲线等等)、预定图案(如动物头像、常用示意符号例如交通标志等)或者其他的图案以形成标记物，并不局限于本说明书所描述。同样可以理解的是，在其他的一些实施方式中，标记物450可以为条形码、二维码等识别码。

请参阅图3，在一个实施例中，标记物450内包括多个子标记物451，而每个子标记物451由一个或多个特征点4511构成，标记物450的轮廓为矩形，当然，标记物的形状也可以是其他形状，在此不做限定，图3中，矩形的白色区域以及该白色区域内的多个子标记物构成一个标记物。

在一些实施方式中，交互设备400还包括滤光层470，滤光层470叠置于标记物450背离基板410的一侧。

滤光层102用于过滤除终端设备300的照明装置射向标记物450的光线之外的光线，避免标记物450在反射光线时受到环境光线的影响，从而使得标记物450更容易被识别。在一些实施方式中，滤光层470的滤光性能可以根据实际需要设置。例如，当标记物450进入图像采集装置301的视场中以被识别时，为了提高识别效率，图像采集装置301通常借助辅助光源进行辅助采集图像，例如，采用红外光源进行辅助时，滤光层470则用于过滤除红外光以外的光(如可见光、紫外光等)，使除红外光以外的光无法穿过滤光层470而红外光可穿过并抵达标记物450。当辅助光源将红外光投射至标记物450，滤光层470会过滤除红外光以外的环境光，使仅有红外光到达标记物450并被标记物450反射至近红外的图像采集装置中，从而能够降低环境光线对识别过程的影响。

在一些实施方式中，控制面板430还可以包括压力区(图中未标出)，压力区设有压力传感器，压力传感器用于感测外界压力，使交互设备400根据外界压力生成对应的控制指令。压力区可以设置在控制面板430的部分区域，也可以完全覆盖控制面板430的表面，还可以与上述的触控区域431或/及显示区域433重叠或者并列或者间隔设置。

在一些实施例中，触控区域431与显示区域433可为并列设置，标记物450叠置于显示区域433上。在其他的实施方式中，触控区域431与显示区域433可以为重叠设置，例如，触控区域431为透明触控屏，其叠置于显示区域433上，标记物450设置于触控区域431与显示区域433之间，如此，能够进一步减小交互设备400的体积，提高其便携性。值得注意的是，在本说明书提供的实施例中，在不冲突的情况下，上述的实施例之间可以相互结合，各实施例的特征之间也可以相互结合，并不以实施例为限定。

请参阅图4，示出了本申请实施例中提供的交互设备的一种应用场景，用户佩戴终端设备300，并手持交互设备400，终端设备300通过图像采集装置301采集包含设置在交互设备400上的标记物450的图像，识别该图像中的标记物450，得到标记物450相对终端设备300的位置及姿态信息。终端设备300可获取交互设备400上的显示区域与标记物450的位置关系，并根据该位置关系及标记物450相对终端设备300的位置及姿态信息计算得到虚拟内容在虚拟空间中的渲染坐标，可基于该渲染坐标对虚拟内容进行渲染，并显示虚拟内容。用户通过终端设备300的光学模组3033，可看到显示的虚拟内容(即图4中的台灯)叠加在交互设备400的显示区域上，用户可同时通过交互设备400的触控区域控制虚拟内容的显示，例如，对虚拟内容进行放大、缩小、移动、旋转等，但不限于此。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。