一种VR游戏信息处理系统的制作方法

本发明专利申请是分案申请。原案的专利号是201811474995.x，申请日是2018年12月4日，发明名称是一种vr游戏信息处理系统及处理方法。

本发明涉及一种vr游戏装备，特别是涉及一种用于vr游戏的处理系统。

背景技术：

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(vr)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的vr应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

目前，vr技术尚处于刚刚发展的阶段，目前应用最广的就是头戴式vr眼镜。其主要应用于视频观看、游戏观看。其原理是通过在vr眼镜上配置一个陀螺仪，通过所述陀螺仪可获取头部的摆动信息，再控制vr眼镜显示一个与头部摆动幅度相配合的画面，从而让人有一种身临其境的感觉。

但是，上述陀螺仪是将头部摆动前和摆动后的差值进行计算，来切换画面，而游戏通常是通过手柄、键盘的直接输入而对于游戏角色进行控制。上述手柄、键盘的直接输入较快，而陀螺仪计算头部的摆动的差值需要先有一个结果再通过画面进行补偿，也就是说，仅仅凭借陀螺仪的信号来切换vr眼镜的视频切换回有一定的延迟，甚至让用户感觉一定晕眩感。这也就是vr目前普及度较低的原因之一。

因此，目前亟需一种能够降低vr眼镜的采集信号的延迟的一种vr游戏信息处理系统。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低vr眼镜的采集信号的一种vr游戏信息处理系统。

本发明一种vr游戏信息处理系统，包括

vr眼镜，其用于显示视频信息和通过陀螺仪采集用户的头部的第一摆动信息；

眼镜支撑架，其一端与所述vr眼镜的上端固定；

肩膀支撑架，其两端设有肩膀托；

头部摆动采集部，其配置在所述肩膀支撑架顶部，并以按钮式采集所述眼镜支撑架的摆动而输出第二摆动信息；

控制部，其在第一预设时间内以第二摆动信息而输出控制信息，并在第一预设时间外以第一摆动信息输出控制信息。

本发明一种vr游戏信息处理系统，其中所述头部摆动采集部包括弧形斜板、第一配重球、第一导杆、第一导套、第一连杆、第二连杆、滑动球、第一弹簧、第一支撑环、斜面指示环、压力传感器、第二弹簧，

所述弧形斜板与所述眼镜支撑架的顶部固定，所述弧形斜板为下凹的弧形，所述弧形斜板倾斜设置，所述弧形斜板上设有与其搭接的至少四个第一配重球，所述第一配重球与所述第一导杆的底部固定，所述第一导杆沿所述第一导套上下移动，所述第一导套与所述第一连杆的一端固定，所述第一连杆的另一端与所述第一支撑环的内圆周面固定，所述第一支撑环的外圆周面与所述肩膀支撑架固定，所述第一导杆的顶部与所述第二连杆的一端铰链连接，所述第二连杆的另一端与所述滑动球固定，所述第二连杆的中部与所述第一弹簧的一端固定，所述第一弹簧的另一端与所述第一导杆固定，所述滑动球与所述斜面指示环的上表面搭接，所述斜面指示环上表面为斜面，所述斜面指示环的下表面与所述第二弹簧的一端连接，第二弹簧的另一端与所述第一支撑环的上表面固定，所述第一支撑环的上表面与所述压力传感器固定，所述压力传感器用于检测所述斜面指示环的向下的压力；

其中，至少四组所述第一配重球、第一导杆、第一导套、第一连杆、第二连杆、滑动球、第一弹簧沿所述第一支撑环的周向均匀分布，至少四个压力传感器、第二弹簧沿所述第一支撑环的周向均匀分布；

其中，所述压力传感器与所述控制部连接，所述控制部与第一数据库连接，所述第一数据库基于每个压力传感器的压力值而判定用户的第二摆动信息。

本发明一种vr游戏信息处理系统，其中所述斜面指示环的下表面通过轴承与第二支撑环连接，所述第二支撑环的下表面与所述第二弹簧的一端固定，所述压力传感器用于检测所述第二支撑环的下表面的压力。

本发明一种vr游戏信息处理系统，其中所述弧形斜板由后上向前下倾斜设置，所述斜面指示环上表面为由后上向前下倾斜的斜面。

本发明一种vr游戏信息处理系统，其中所述第一弹簧的无压缩、拉伸状态均为所述第二连杆旋转至滑动球与所述斜面指示环的上表面搭接的状态。

本发明一种vr游戏信息处理系统，其中所述第一预设时间可为0.1s。

本发明一种vr游戏信息处理系统的处理方法，包括如下步骤：

在第一预设时间内以按键式的头部摆动采集部(300)采集用户的头部的第二摆动信息，并以此输出控制信息；

在第一预设时间外以陀螺仪采集用户的头部的第一摆动信息，并以此输出控制信息。

本发明一种vr游戏信息处理系统与现有技术不同之处在于本发明一种vr游戏信息处理系统通过上述控制部来将陀螺仪采集的第一摆动信息、头部摆动采集部采集的第二摆动信息合成为一个控制信息，以控制vr眼镜的视频图像的控制，从而避免控制部仅凭借第一摆动信息而输出控制信息造成的采集信息迟滞而造成的用户晕眩的现象。

下面结合附图对本发明的一种vr游戏信息处理系统作进一步说明。

附图说明

图1是一种vr游戏信息处理系统的右视图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的局部放大图；

图4是图2的局部放大图。

具体实施方式

如图1～4所示，参见图1、2，本发明一种vr游戏信息处理系统包括

vr眼镜100，其用于显示视频信息和通过陀螺仪采集用户的头部的第一摆动信息；

眼镜支撑架101，其一端与所述vr眼镜100的上端固定；

肩膀支撑架200，其两端设有肩膀托201；

头部摆动采集部300，其配置在所述肩膀支撑架200顶部，并以按钮式采集所述眼镜支撑架101的摆动而输出第二摆动信息；

控制部，其在第一预设时间内以第二摆动信息而输出控制信息，并在第一预设时间外以第一摆动信息输出控制信息。

本发明通过上述控制部来将陀螺仪采集的第一摆动信息、头部摆动采集部300采集的第二摆动信息合成为一个控制信息，以控制vr眼镜100的视频图像的控制，从而避免控制部仅凭借第一摆动信息而输出控制信息造成的采集信息迟滞而造成的用户晕眩的现象。

也就是说，首先，在本发明中先传输、采集都较为直接的按钮式采集来作为第一预设时间内的控制信息，其中按钮式采集相比于陀螺仪式采集具有可靠性高、响应速度快、响应延迟低的优势。但是所述按钮式采集的缺点也是有的，其具有无法准确地采集用户的摆动速度、幅度，因此，本发明将陀螺仪的第一摆动信息、按钮式的头部摆动采集部300来采集代表头部摆动的眼镜支撑架101的摆动幅度，从而更加低延迟地采集用户的头部摆动幅度。

其次，本发明通过上述肩膀支撑架200可将本发明准确地调整至与用户相匹配的角度，无需重新地将本发明对准和调校，以增加用户的上手速度，降低学习成本、降低调校成本。

再次，所述头部摆动采集部300采用的按钮式操作可与游戏手柄、键盘的按钮式操作相呼应，从而有着更好地延迟同步性，以避免用户的眩晕感。

其中，所述vr眼镜100的两端可均弹性带的两端固定，所述弹性带用于将所述vr眼镜100与用户的头部可拆卸式固定。此处为现有技术，此处不赘述。

其中，所述vr眼镜100与所述控制部连接，所述控制部用于基于所述控制信息的具体摆动情况而向所述vr眼镜100输出与所述摆动情况相应的视频图像。此处为现有技术，此处不赘述。

优选地，参见图3、4，所述头部摆动采集部300包括弧形斜板301、第一配重球302、第一导杆303、第一导套304、第一连杆305、第二连杆306、滑动球307、第一弹簧308、第一支撑环309、斜面指示环310、压力传感器311、第二弹簧312，

所述弧形斜板301与所述眼镜支撑架101的顶部固定，所述弧形斜板301为下凹的弧形，所述弧形斜板301倾斜设置，所述弧形斜板301上设有与其搭接的至少四个第一配重球302，所述第一配重球302与所述第一导杆303的底部固定，所述第一导杆303沿所述第一导套304上下移动，所述第一导套304与所述第一连杆305的一端固定，所述第一连杆305的另一端与所述第一支撑环309的内圆周面固定，所述第一支撑环309的外圆周面与所述肩膀支撑架200固定，所述第一导杆303的顶部与所述第二连杆306的一端铰链连接，所述第二连杆306的另一端与所述滑动球307固定，所述第二连杆306的中部与所述第一弹簧308的一端固定，所述第一弹簧308的另一端与所述第一导杆303固定，所述滑动球307与所述斜面指示环310的上表面搭接，所述斜面指示环310上表面为斜面，所述斜面指示环310的下表面与所述第二弹簧312的一端连接，第二弹簧312的另一端与所述第一支撑环309的上表面固定，所述第一支撑环309的上表面与所述压力传感器311固定，所述压力传感器311用于检测所述斜面指示环310的向下的压力；

其中，至少四组所述第一配重球302、第一导杆303、第一导套304、第一连杆305、第二连杆306、滑动球307、第一弹簧308沿所述第一支撑环309的周向均匀分布，至少四个压力传感器311、第二弹簧312沿所述第一支撑环309的周向均匀分布；

其中，所述压力传感器311与所述控制部连接，所述控制部与第一数据库连接，所述第一数据库基于每个压力传感器311的压力值而判定用户的第二摆动信息。

本发明通过上述按钮式的头部摆动采集部300来采集用户在第一预设阈值时间内的头部的扭动状态，从而可相对于纯陀螺仪测量有着更好的响应速度，从而避免用户的晕眩感。

具体地说，当用户的头部进行仰头、低头时，由于弧形斜板301倾斜设置，可使其中一部分的第一配重球302被顶起、一部分第一配重球302依靠于自身重力而下降，以致于所述滑动球307对于斜面指示环310的压力为前多后少、或前少后多，从而控制部基于第一数据库中具体的之前模拟过的每个压力传感器311的变化数值而判定用户的头部的俯仰方向，并以此输出第二摆动信息，例如，用户点头时，用户前方的压力传感器311的压力较大，而控制部以此输出用户在点头的第二摆动信息，从而用户在第一预设时间内的vr眼镜100的视频图像可为低头时的视频图像。当用户的头部进行转动时，由于弧形斜板301倾斜设置，可使其中一部分的第一配重球302被顶起、一部分第一配重球302依靠于自身重力而下降，以致于所述滑动球307对于斜面指示环310的压力为左多右少、或左少右多，从而控制部基于从而控制部基于第一数据库中具体的之前模拟过的每个压力传感器311的变化数值而判定用户的头部的旋转方向，并以此输出第二摆动信息，例如，用户向左旋转头部时，用户左侧的的压力传感器311的压力较大，而控制部以此输出用户在向左旋转的第二摆动信息，从而用户在第一预设时间内的vr眼镜100的视频图像可为向左旋转时的视频图像。当用户向左旋转并向前点头时，则需要通过第一数据库之间模拟过的至少四个压力传感器311的数值而判定用户的倾斜角度。例如，用户的前方的压力传感器311数值为2n，用户的左方的压力传感器311数值为1n，则第一数据库中与其匹配的用户的倾斜角度可为用户的头部低头旋转30度且向左旋转15°，控制部通过第一数据库的信息控制vr眼镜100在第一预设之间内控制视频移动。

其中所述第二弹簧312可直接与所述斜面指示环310的下端固定。

其中，所述第一导杆303穿过所述第一支撑环309、斜面指示环310的内圆周面。

其中，所述肩膀支撑架200可为两截式，其下端与所述肩膀托201固定，所述肩膀托201与用户的肩膀搭接，所述肩膀支撑架200的上端与所述第一支撑环309固定，从而配合眼镜支撑架101为整个头部摆动采集部300支撑和固定。

其中弧形斜板301可为一个圆筒中裁剪下来的截面为劣弧的倾斜设置的弧形板，从而准确地传递用户的旋转头部状态和头部俯仰状态。

优选地，所述斜面指示环310的下表面通过轴承与第二支撑环313连接，所述第二支撑环313的下表面与所述第二弹簧312的一端固定，所述压力传感器311用于检测所述第二支撑环313的下表面的压力。

本发明通过上述第二支撑环313可让用户的头部的旋转更为顺滑，阻力感更小，因为，压力传感器311的实际工作时间仅仅有一个第一预设时间之内的时间，其他时间还是依靠陀螺仪的检测，那么在第一预设时间，也就是一瞬间之内，依靠轴承连接的斜面指示环310依然可准确地将不同方向的压力传输至控制部，并与第一数据库进行对比，上述判定依然可有效地检测用户的头部的摆动情况。

优选地，所述弧形斜板301由后上向前下倾斜设置，所述斜面指示环310上表面为由后上向前下倾斜的斜面。

本发明通过相同倾斜方向的弧形斜板301、斜面指示环310可更好地捕捉用户的头部的旋转角度，从而为通过用户旋转而采集出的第一数据库建立一个方便的采集环境。

优选地，所述第一弹簧308的无压缩、拉伸状态均为所述第二连杆306旋转至滑动球307与所述斜面指示环310的上表面搭接的状态。

本发明通过上述方式可让用户的每个姿态变化传输至压力传感器311的变化更为线性。

其中，每个第一导杆303可为同样长度，而单纯依靠第二连杆306的摆动角度而使第一弹簧308无拉伸和压缩状态，当然，所述第一导杆303也可不同长度，从而让同样长度的第一弹簧308处于无拉伸和压缩状态。

优选地，所述第一预设时间可为0.1s。

其中，第一预设时间可为-∞，0.5，从而可在用户的常规反应时间内而输出一个进行能与用户肉眼感知的世界的速度相呼应的响应。

优选地，一种vr游戏信息处理系统的处理方法，包括如下步骤：

在第一预设时间内以按键式的头部摆动采集部300采集用户的头部的第二摆动信息，并以此输出控制信息；

在第一预设时间外以陀螺仪采集用户的头部的第一摆动信息，并以此输出控制信息。

本发明通过上述控制部来将陀螺仪采集的第一摆动信息、头部摆动采集部300采集的第二摆动信息合成为一个控制信息，以控制vr眼镜100的视频图像的控制，从而避免控制部仅凭借第一摆动信息而输出控制信息造成的采集信息迟滞而造成的用户晕眩的现象。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。