构建虚拟边界对象的方法和系统及其VR眼镜与流程

构建虚拟边界对象的方法和系统及其vr眼镜
技术领域
[0001]
本发明涉及vr头部显示设备领域，具体地，涉及构建虚拟边界对象的方法和系统及其vr眼镜，尤其是令vr眼镜佩戴者预先能够感知真实边界对象的技术方案。


背景技术：

[0002]
对于vr眼镜因与房间墙壁等发生碰撞的情况，专利文献cn110426852a公开了一种具有防碰撞作用的vr眼镜以及使用方法，其涉及vr眼镜技术领域，尤其为一种具有防碰撞作用的vr眼镜以及使用方法，包括vr眼镜主体、调温装置、防碰装置、调整装置和手机，所述vr眼镜主体的右端设置有调温装置，所述vr眼镜主体的一端面固定连接有调整装置，所述vr眼镜主体的一端面固定连接有防碰装置，本发明中，通过设置的缓冲板、控制器、第二弹簧和缓冲板，当本装置快要碰到物体时，可以实现对使用者的快速提醒，防止由于使用者过于投入造成本装置与物体发生碰撞，避免本装置的损坏，通过设置的把手、鼻托、限位布、调节块和手机，使用者可以根据自己鼻梁的宽度和高度调整鼻托之间的距离，保证使用者在使用的时候本装置不会出现晃动的现象，且提高了本装置佩戴的舒适性。
[0003]
该现有技术的不足之处是在碰撞发生之后才采取缓冲等保护措施。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种构建虚拟边界对象的方法和系统及其vr眼镜。
[0005]
根据本发明提供的一种构建虚拟边界对象的方法，包括：
[0006]
真实边界获取步骤：vr眼镜被佩戴者佩戴启动后获取佩戴者所处真实环境的真实边界对象；
[0007]
虚拟边界生成步骤：vr眼镜生成并展示与真实边界对象匹配的虚拟边界对象；
[0008]
真实位置检测步骤：根据佩戴者与虚拟边界对象空间关系获取佩戴者与真实边界对象空间关系。
[0009]
优选地，所述真实边界获取步骤包括：
[0010]
初始提示步骤：vr眼镜提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描佩戴者所处于的真实环境，并从真实环境中获得真实边界对象；
[0011]
移动提示步骤：vr眼镜提示佩戴者向距离最远的真实边界对象进行位置移动，直到佩戴者移动到距离最远的真实边界对象的预设安全距离位置处，然后依据提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描所得的佩戴者所处于的真实环境，修正所述真实边界对象；
[0012]
所述虚拟边界生成步骤包括：
[0013]
虚拟边界对象设定步骤：在虚拟环境中按照真实边界对象与佩戴者的真实距离位置生成与佩戴者距离位置一致的虚拟边界对象；或者，在虚拟环境中的位于真实边界对象与佩戴者之间真实空间对应的虚拟空间中一致的朝向上生成虚拟边界对象；
[0014]
虚拟环境生成展示步骤：生成虚拟环境，在虚拟环境中展示虚拟边界对象；或者，以虚拟边界对象的包络空间的边界为边界，生成虚拟环境，并在虚拟环境中展示虚拟边界对象；
[0015]
所述真实检测获得步骤包括：
[0016]
最小距离获取步骤：获取vr眼镜或者佩戴者身体部位随动设备中与虚拟边界对象的最小距离；
[0017]
距离判断步骤：判断最小距离是否大于安全距离阈值；若是，则继续获取实时的最小距离；若否，则vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，并展示实时的真实环境和真实边界对象；以此来向佩戴者提示佩戴者与真实边界对象空间关系是否安全。
[0018]
优选地，包括：
[0019]
外部展示步骤：根据佩戴者与虚拟边界对象之间距离的变化，令vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息动态变化；
[0020]
所述外部展示步骤包括：
[0021]
距离动态获取步骤：获取佩戴者与虚拟边界对象的最近距离，根据最近距离得到对应的安全等级，其中，最近距离越大则安全等级越高；
[0022]
外部距离展示步骤：根据安全等级变化vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息，以反映安全等级的变化。
[0023]
优选地，包括：
[0024]
虚拟触感产生步骤：令vr眼镜在虚拟边界对象处展示虚拟触摸对象；
[0025]
所述虚拟触感产生步骤包括：
[0026]
温度图像变化检测步骤：令vr眼镜采集佩戴者朝向方向处或视觉焦点处虚拟边界对象对应的真实边界对象的红外成像的图像中的温度变化区域；
[0027]
手部距离判断步骤：获取佩戴者手部随动设备与佩戴者朝向方向处或视觉焦点处的该虚拟边界对象之间的距离，若小于触感距离阈值，则认为佩戴者在触摸该真实边界对象，触发触感匹配步骤执行；
[0028]
触感匹配步骤：若佩戴者手部随动设备与红外成像的图像中的温度变化区域之间的距离小于匹配阈值，则认为温度变化区域的温度变化是由于佩戴者手部接触该真实边界对象导致的，将该虚拟边界对象在虚拟环境中按照真实边界对象的位置保持一致地展示，使得佩戴者在虚拟环境中的虚拟对手碰触到或脱离于虚拟边界对象时，佩戴者在真实环境中的真实手部分别相应地碰触到或脱离于真实边界对象。
[0029]
根据一种构建虚拟边界对象的系统，包括：
[0030]
真实边界获取模块：vr眼镜被佩戴者佩戴启动后获取佩戴者所处真实环境的真实边界对象；
[0031]
虚拟边界生成模块：vr眼镜生成并展示与真实边界对象匹配的虚拟边界对象；
[0032]
真实位置检测模块：根据佩戴者与虚拟边界对象空间关系获取佩戴者与真实边界对象空间关系。
[0033]
优选地，所述真实边界获取模块包括：
[0034]
初始提示模块：vr眼镜提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描佩戴者所处于的真实环境，并从真实环境中获得真实边界对象；
[0035]
移动提示模块：vr眼镜提示佩戴者向距离最远的真实边界对象进行位置移动，直到佩戴者移动到距离最远的真实边界对象的预设安全距离位置处，然后依据提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描所得的佩戴者所处于的真实环境，修正所述真实边界对象；
[0036]
所述虚拟边界生成模块包括：
[0037]
虚拟边界对象设定模块：在虚拟环境中按照真实边界对象与佩戴者的真实距离位置生成与佩戴者距离位置一致的虚拟边界对象；或者，在虚拟环境中的位于真实边界对象与佩戴者之间真实空间对应的虚拟空间中一致的朝向上生成虚拟边界对象；
[0038]
虚拟环境生成展示模块：生成虚拟环境，在虚拟环境中展示虚拟边界对象；或者，以虚拟边界对象的包络空间的边界为边界，生成虚拟环境，并在虚拟环境中展示虚拟边界对象；
[0039]
所述真实检测获得模块包括：
[0040]
最小距离获取模块：获取vr眼镜或者佩戴者身体部位随动设备中与虚拟边界对象的最小距离；
[0041]
距离判断模块：判断最小距离是否大于安全距离阈值；若是，则继续获取实时的最小距离；若否，则vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，并展示实时的真实环境和真实边界对象；以此来向佩戴者提示佩戴者与真实边界对象空间关系是否安全。
[0042]
优选地，包括：
[0043]
外部展示模块：根据佩戴者与虚拟边界对象之间距离的变化，令vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息动态变化；
[0044]
所述外部展示模块包括：
[0045]
距离动态获取模块：获取佩戴者与虚拟边界对象的最近距离，根据最近距离得到对应的安全等级，其中，最近距离越大则安全等级越高；
[0046]
外部距离展示模块：根据安全等级变化vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息，以反映安全等级的变化。
[0047]
优选地，包括：
[0048]
虚拟触感产生模块：令vr眼镜在虚拟边界对象处展示虚拟触摸对象；
[0049]
所述虚拟触感产生模块包括：
[0050]
温度图像变化检测模块：令vr眼镜采集佩戴者朝向方向处或视觉焦点处虚拟边界对象对应的真实边界对象的红外成像的图像中的温度变化区域；
[0051]
手部距离判断模块：获取佩戴者手部随动设备与佩戴者朝向方向处或视觉焦点处的该虚拟边界对象之间的距离，若小于触感距离阈值，则认为佩戴者在触摸该真实边界对象，触发触感匹配模块执行；
[0052]
触感匹配模块：若佩戴者手部随动设备与红外成像的图像中的温度变化区域之间的距离小于匹配阈值，则认为温度变化区域的温度变化是由于佩戴者手部接触该真实边界对象导致的，将该虚拟边界对象在虚拟环境中按照真实边界对象的位置保持一致地展示，使得佩戴者在虚拟环境中的虚拟对手碰触到或脱离于虚拟边界对象时，佩戴者在真实环境中的真实手部分别相应地碰触到或脱离于真实边界对象。
[0053]
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程
序被处理器执行时实现所述的构建虚拟边界对象的方法的步骤。
[0054]
根据本发明提供的一种vr眼镜，包括所述的构建虚拟边界对象的系统，或者包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质。
[0055]
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0056]
通过虚拟边界对象：
[0057]
1、本发明能够使得vr眼镜的佩戴者提前预知真实边界对象以避免发生碰撞
[0058]
2、提示旁观者vr眼镜是否能实现上述第1点的效果；
[0059]
3、为虚拟触摸提供模拟的触觉。
附图说明
[0060]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0061]
图1为本发明的步骤流程图。
具体实施方式
[0062]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0063]
根据本发明提供的一种构建虚拟边界对象的方法，包括：
[0064]
真实边界获取步骤：vr眼镜被佩戴者佩戴启动后获取佩戴者所处真实环境的真实边界对象；具体地，vr眼镜的外表面设置图像采集装置或者距离探测装置，例如图像采集装置为摄像头，距离探测装置为雷达或者激光测距仪，从而vr眼镜能够获取佩戴者所处真实环境的真实边界对象，本领域技术人员可以参照智能手机具有ar功能的app中通过智能手机摄像头采集平坦桌面，从而依照平坦桌面生成与平坦桌面一致的虚拟平面并在该虚拟平面上构建虚拟人物、物品、甚至场景的技术，实现对真实边界对象的获取。尤其是，真实边界对象为vr眼镜获取时佩戴者尚未到达的边界。例如，佩戴者所处真实环境是房间，佩戴者站在房间的中央，则所述真实边界对象为真实房间的真实墙壁、真实门板、真实窗户、真实天花板。真实地板由于是佩戴者站立的平面，即已到达，因此不作为真实边界对象。
[0065]
虚拟边界生成步骤：vr眼镜生成并展示与真实边界对象匹配的虚拟边界对象；具体地，vr眼镜生成虚拟边界对象，并展示虚拟边界对象，从而佩戴者能够看到虚拟边界对象。其中，虚拟边界对象与真实边界对象在尺寸、方位、形状等视觉效果上匹配，例如，作为虚拟环境的虚拟房间与真实环境的真实房间匹配，进一步地，虚拟房间中的虚拟墙壁、虚拟门板、虚拟窗户、虚拟天花板等虚拟边界对象分别匹配于真实房间中的真实墙壁、真实门板、真实窗户、真实天花板。即，虚拟边界对象是佩戴者在虚拟环境中能够观看到的用来表征真实环境中的真实边界对象的对象，例如虚拟环境中的前方有一面虚拟墙壁，则佩戴者能够预见到在真实环境中的前方相应有一面真实墙壁，因此，佩戴者在虚拟环境中只要不碰撞虚拟墙壁，就可以实现在真实环境中不碰撞真实墙壁，避免发生碰撞真实墙壁的危险，虽然在虚拟环境中由于是沉浸式的画面vr眼镜佩戴者无法观看到真实环境中的真实墙壁。
[0066]
真实位置检测步骤：根据佩戴者与虚拟边界对象空间关系获取佩戴者与真实边界对象空间关系；具体地，如果虚拟边界对象、真实边界对象与佩戴者的关系是一致的，例如真实墙壁和虚拟墙壁均在佩戴者前方1米处，则佩戴者过于靠近虚拟墙壁意味着获取到佩戴者过于靠近真实墙壁的危险。为了安全，虚拟边界对象相对于真实边界对象更加靠近佩戴者，进而即使佩戴者未按照安全要求而在虚拟环境中刚碰撞到虚拟墙壁，此时由于虚拟墙壁相对于真实墙壁靠近佩戴者，因此佩戴者此时并没有碰撞到真实墙壁，但也足以引起安全警惕，一旦虚拟墙壁被碰撞到则提示佩戴者不能继续越过虚拟墙壁而向真实墙壁继续靠近。所以，尤其是，佩戴者与虚拟边界对象空间关系、佩戴者与真实边界对象空间关系两者是一致的，或者佩戴者与虚拟边界对象空间关系指示佩戴者与真实边界对象发生碰撞的空间关系的可能性。
[0067]
外部展示步骤：根据佩戴者与虚拟边界对象之间距离的变化，令vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息动态变化；具体地，由于vr眼镜的双目显示屏只向佩戴者展示，而对于非佩戴者无法被观看到，当佩戴者为儿童时，需要有监护人作为非佩戴者在旁进行观察保护，虽然安全主要靠儿童自己避免碰撞到虚拟墙壁等虚拟边界对象，但监护人需要知道虚拟边界对象是否真的成功生成并展示给了儿童。所以，在vr眼镜的外表面设置显示设备，例如显示器，或者设置光源设备，例如led光源，当佩戴者与虚拟边界对象之间的距离变化得越来越近时，显示器的红色区域的面积越大，或者led光源的亮度越高，以此来表征佩戴者在虚拟环境中与虚拟边界对象之间距离的变化。若儿童已经过于接近真实墙壁，而红色区域的面积没有变大，或者led光源的亮度没有提高，则存在虚拟墙壁并没有生成并展示的可能性，有必要由监护人自己佩戴vr眼镜进行安全检查。
[0068]
虚拟触感产生步骤：令vr眼镜在虚拟边界对象处展示虚拟触摸对象；vr眼镜虽然能够提高视觉上的沉浸感，但是在触觉上一直欠缺实体感，现有技术是让vr眼镜的佩戴者穿戴传感手套，通过传感手套上的振动器来替代触觉，但是其真实感仍然是欠缺的，例如佩戴者在虚拟环境中抚摸虚拟房间的虚拟墙壁，如果仅仅传感手套进行振动，显然并不能模拟出真实抚摸墙壁的触感，仅仅是不同体感之间的替代，而非模拟。为解决这一问题，本发明令vr眼镜在虚拟边界对象处展示虚拟触摸对象，例如在虚拟墙壁处展示壁画、海报等虚拟触摸对象，佩戴者在虚拟环境中触摸虚拟海报时，由于虚拟海报所处的虚拟墙壁与真实墙壁的位置是一致的，因此佩戴者在真实环境中的动作是触摸真实墙壁，从而模拟出抚摸海报的触感，而非用振动等另一种明显不同的体感来替代。
[0069]
下面通过更多的优选例对本发明进行更为具体的说明。
[0070]
所述真实边界获取步骤包括：
[0071]
初始提示步骤：vr眼镜提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描佩戴者所处于的真实环境，并从真实环境中获得真实边界对象；具体地，佩戴者在空旷的真实房间中央佩戴上vr眼镜，vr眼镜语音提示佩戴者保持当前站立的初始位置不动，仅仅是扭转腰部与转动头部，环视整个真实房间，从而获取整个真实房间的全景图像作为真实环境，并从中获得真实房间的墙壁、天花板作为真实边界对象；其中，空旷的真实房间可以是指墙壁没有受到物品等遮挡的真实房间。
[0072]
移动提示步骤：vr眼镜提示佩戴者向距离最远的真实边界对象进行位置移动，直到佩戴者移动到距离最远的真实边界对象的预设安全距离位置处，然后依据提示佩戴者保
持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描所得的佩戴者所处于的真实环境，修正所述真实边界对象；例如，佩戴者初始时站在真实房间的一侧，环视时发现天花板安装有吊灯，吊灯的一侧的天花板可见，但是吊灯遮挡住了另一侧的天花板，vr眼镜提示佩戴者向真实房间的另一侧进行位置移动，直到佩戴者移动到距离最远的真实边界对象的预设安全距离位置处，其中，vr眼镜可以通过摄像机采集佩戴者头部前方的真实环境的影像并实时播放展示给佩戴者，因此佩戴者相当于是直接观看到前方的真实环境，也就能看到真实房间的另一侧的真实墙壁而不会碰撞到真实墙壁上，但是vr眼镜仍然可以通过数字图像处理识别测距或者激光测距等现有技术中的方式得到佩戴者与真实墙壁之间的距离，预设安全距离可以设置为1米，即vr眼镜指示佩戴者移动到距离另一侧真实墙壁1米处停下，然后依据提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描所得的佩戴者所处于的真实环境，来修正所述真实边界对象，即当佩戴者移动到吊灯的另一侧时，能够获得吊灯的另一侧的天花板的信息，来修正所述真实边界对象，得到完整的真实的天花板。
[0073]
所述虚拟边界生成步骤包括：
[0074]
虚拟边界对象设定步骤：在虚拟环境中按照真实边界对象与佩戴者的真实距离位置生成与佩戴者距离位置一致的虚拟边界对象，例如令虚拟墙壁与真实墙壁重合；或者，在虚拟环境中的位于真实边界对象与佩戴者之间真实空间对应的虚拟空间中一致的朝向上生成虚拟边界对象，例如在真实墙壁面向佩戴者的一面上离开距离生成虚拟墙壁，使得虚拟墙壁与真实墙壁之间存在间隙；
[0075]
虚拟环境生成展示步骤：生成虚拟环境，在虚拟环境中展示虚拟边界对象；或者，以虚拟边界对象的包络空间的边界为边界，生成虚拟环境，并在虚拟环境中展示虚拟边界对象；具体地，例如，各个虚拟边界对象构成一个宇宙空间站的太空舱体的四周墙壁与天花板，太空舱体的墙壁与天花板可以是半透明的虚拟的玻璃，而虚拟环境为宇宙空间，从而令佩戴者置身于宇宙的沉浸感，但与此同时又可以观察到虚拟的玻璃的存在，避免过于靠近玻璃而碰撞到真实墙壁。又例如，以虚拟边界对象的包络空间的边界为边界，生成虚拟环境，比如生成一个不透明的太空舱体，由于佩戴者收到真实墙壁等真实边界对象的限制阻挡而无法移动到与真实边界对象重合的虚拟边界对象的外部，因此虚拟环境在虚拟边界对象的外部的图像不必生成，以节省数字图像处理的计算资源，即按照真实边界对象确定需生成图像的范围，从而不对与真实边界对象重合的虚拟边界对象的外部的图像进行生成。
[0076]
所述真实检测获得步骤包括：
[0077]
最小距离获取步骤：获取vr眼镜或者佩戴者身体部位随动设备中与虚拟边界对象的最小距离；具体地，佩戴者身体部位随动设备可以是附着在佩戴者手腕上的智能手环或智能手表，或者vr控制手柄，甚至是佩戴者手持的智能手机等设备，佩戴者身体部位随动设备可以具有陀螺仪传感器、加速度传感器等传感器，还可以具有无线定位尤其是室内无线定位功能的器件，从而能够感知自身的空间位置与自身的姿态。vr眼镜也可以具有室内无线定位功能的器件，从而vr眼镜与随动设备之间的相对位置关系是可以得到的，vr眼镜与虚拟边界对象之间的相对位置关系也是可以得到的，进而能够得到随动设备与虚拟边界对象之间的相关位置关系，继而得到随动设备与虚拟边界对象之间的距离，当只有一个随动设备时，该距离记为最小距离，当有多个随动设备时，所述最小距离为最接近虚拟边界对象
的随动设备与虚拟边界对象之间的距离。
[0078]
距离判断步骤：判断最小距离是否大于安全距离阈值；若是，则继续获取实时的最小距离；若否，则vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，并展示实时的真实环境和真实边界对象；以此来向佩戴者提示佩戴者与真实边界对象空间关系是否安全。当最小距离小于等于安全距离阈值时，例如安全距离阈值为1米，最小距离小于等于1米时，vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，使得佩戴者脱离沉浸感，并且向佩戴者播放实时获取的前方的真实环境的影像，从而告警佩戴者存在碰撞到真实墙壁等真实边界对象的安全风险。
[0079]
所述外部展示步骤包括：
[0080]
距离动态获取步骤：获取佩戴者与虚拟边界对象的最近距离，根据最近距离得到对应的安全等级，其中，最近距离越大则安全等级越高；最近距离越小则安全等级越低；
[0081]
外部距离展示步骤：根据安全等级变化vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息，以反映安全等级的变化。例如安全等级较高时，显示设备显示绿色，或者光源设备出射绿色光线，安全等级较低时意味着佩戴者过于接近真实墙壁可能发生碰撞的危险，则显示设备显示红色，或者光源设备出射红色光线，使得作为旁观者的非佩戴者可以作为安全员知道虚拟边界对象是否已生成并展示给佩戴者。
[0082]
所述虚拟触感产生步骤包括：
[0083]
温度图像变化检测步骤：令vr眼镜采集佩戴者朝向方向处或视觉焦点处虚拟边界对象对应的真实边界对象的红外成像的图像中的温度变化区域；当佩戴者的手部温度较高，真实墙壁的温度较低时，真实墙壁被手部碰触受热后的区域在红外成像图像中发生变化；但是温度发生变化的区域不一定是佩戴者的手部的碰触，还可能是中央空调输出的空气引起的温度变化。
[0084]
手部距离判断步骤：获取佩戴者手部随动设备与佩戴者朝向方向处或视觉焦点处的该虚拟边界对象之间的距离，若小于触感距离阈值，则认为佩戴者在触摸该真实边界对象，触发触感匹配步骤执行；例如，触感距离阈值为3cm、2cm、1cm，也可以是0cm,也可以是-3cm、-2cm、-1cm，即手部随动设备穿过了虚拟边界对象。
[0085]
触感匹配步骤：若佩戴者手部随动设备与红外成像的图像中的温度变化区域之间的距离小于匹配阈值，则认为温度变化区域的温度变化是由于佩戴者手部接触该真实边界对象导致的，将该虚拟边界对象在虚拟环境中按照真实边界对象的位置保持一致地展示，使得佩戴者在虚拟环境中的虚拟对手碰触到或脱离于虚拟边界对象时，佩戴者在真实环境中的真实手部分别相应地碰触到或脱离于真实边界对象。具体地，佩戴者手部随动设备与红外成像的图像中的温度变化区域之间的距离可以是指随动设备与温度变化区域之间的最小距离，也可以是指随动设备与温度变化区域几何中心之间的距离，所述将该虚拟边界对象在虚拟环境中按照真实边界对象的位置保持一致地展示，即虚拟边界对象与真实边界对象重合，使得佩戴者触摸真实边界对象的触感能够模拟为触摸虚拟边界对象的触感。
[0086]
在一个优选例中，尤其是，在所述真实检测获得步骤中vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，并展示实时的真实环境和真实边界对象，以此来向佩戴者提示佩戴者与真实边界对象空间关系是否安全的过程中，虚拟边界对象虽然向佩戴者停止展示，即不可见，但是虚拟边界对象仍然保持生成状态，只是不可见而已，从而触感匹配步骤能够
被触发执行，进而虚拟边界对象重新被展示为佩戴者可见。
[0087]
与构建虚拟边界对象的方法相应地，本发明提供一种构建虚拟边界对象的系统。本领域技术人员可以将所述构建虚拟边界对象的方法作为所述构建虚拟边界对象的系统的实施例，即通过执行所述构建虚拟边界对象的方法的步骤流程实现所述构建虚拟边界对象的系统。
[0088]
所述构建虚拟边界对象的系统，包括：
[0089]
真实边界获取模块：vr眼镜被佩戴者佩戴启动后获取佩戴者所处真实环境的真实边界对象；
[0090]
虚拟边界生成模块：vr眼镜生成并展示与真实边界对象匹配的虚拟边界对象；
[0091]
真实位置检测模块：根据佩戴者与虚拟边界对象空间关系获取佩戴者与真实边界对象空间关系。
[0092]
优选地，所述真实边界获取模块包括：
[0093]
初始提示模块：vr眼镜提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描佩戴者所处于的真实环境，并从真实环境中获得真实边界对象；
[0094]
移动提示模块：vr眼镜提示佩戴者向距离最远的真实边界对象进行位置移动，直到佩戴者移动到距离最远的真实边界对象的预设安全距离位置处，然后依据提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描所得的佩戴者所处于的真实环境，修正所述真实边界对象；
[0095]
所述虚拟边界生成模块包括：
[0096]
虚拟边界对象设定模块：在虚拟环境中按照真实边界对象与佩戴者的真实距离位置生成与佩戴者距离位置一致的虚拟边界对象；或者，在虚拟环境中的位于真实边界对象与佩戴者之间真实空间对应的虚拟空间中一致的朝向上生成虚拟边界对象；
[0097]
虚拟环境生成展示模块：生成虚拟环境，在虚拟环境中展示虚拟边界对象；或者，以虚拟边界对象的包络空间的边界为边界，生成虚拟环境，并在虚拟环境中展示虚拟边界对象；
[0098]
所述真实检测获得模块包括：
[0099]
最小距离获取模块：获取vr眼镜或者佩戴者身体部位随动设备中与虚拟边界对象的最小距离；
[0100]
距离判断模块：判断最小距离是否大于安全距离阈值；若是，则继续获取实时的最小距离；若否，则vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，并展示实时的真实环境和真实边界对象；以此来向佩戴者提示佩戴者与真实边界对象空间关系是否安全。
[0101]
所述构建虚拟边界对象的系统包括：
[0102]
外部展示模块：根据佩戴者与虚拟边界对象之间距离的变化，令vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息动态变化；
[0103]
所述外部展示模块包括：
[0104]
距离动态获取模块：获取佩戴者与虚拟边界对象的最近距离，根据最近距离得到对应的安全等级，其中，最近距离越大则安全等级越高；
[0105]
外部距离展示模块：根据安全等级变化vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息，以反映安全等级的变化。
[0106]
所述构建虚拟边界对象的系统包括：
[0107]
虚拟触感产生模块：令vr眼镜在虚拟边界对象处展示虚拟触摸对象；
[0108]
所述虚拟触感产生模块包括：
[0109]
温度图像变化检测模块：令vr眼镜采集佩戴者朝向方向处或视觉焦点处虚拟边界对象对应的真实边界对象的红外成像的图像中的温度变化区域；
[0110]
手部距离判断模块：获取佩戴者手部随动设备与佩戴者朝向方向处或视觉焦点处的该虚拟边界对象之间的距离，若小于触感距离阈值，则认为佩戴者在触摸该真实边界对象，触发触感匹配模块执行；
[0111]
触感匹配模块：若佩戴者手部随动设备与红外成像的图像中的温度变化区域之间的距离小于匹配阈值，则认为温度变化区域的温度变化是由于佩戴者手部接触该真实边界对象导致的，将该虚拟边界对象在虚拟环境中按照真实边界对象的位置保持一致地展示，使得佩戴者在虚拟环境中的虚拟对手碰触到或脱离于虚拟边界对象时，佩戴者在真实环境中的真实手部分别相应地碰触到或脱离于真实边界对象。
[0112]
所述真实边界获取模块包括：
[0113]
初始提示模块：vr眼镜提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描佩戴者所处于的真实环境，并从真实环境中获得真实边界对象；具体地，佩戴者在空旷的真实房间中央佩戴上vr眼镜，vr眼镜语音提示佩戴者保持当前站立的初始位置不动，仅仅是扭转腰部与转动头部，环视整个真实房间，从而获取整个真实房间的全景图像作为真实环境，并从中获得真实房间的墙壁、天花板作为真实边界对象；其中，空旷的真实房间可以是指墙壁没有受到物品等遮挡的真实房间。
[0114]
移动提示模块：vr眼镜提示佩戴者向距离最远的真实边界对象进行位置移动，直到佩戴者移动到距离最远的真实边界对象的预设安全距离位置处，然后依据提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描所得的佩戴者所处于的真实环境，修正所述真实边界对象；例如，佩戴者初始时站在真实房间的一侧，环视时发现天花板安装有吊灯，吊灯的一侧的天花板可见，但是吊灯遮挡住了另一侧的天花板，vr眼镜提示佩戴者向真实房间的另一侧进行位置移动，直到佩戴者移动到距离最远的真实边界对象的预设安全距离位置处，其中，vr眼镜可以通过摄像机采集佩戴者头部前方的真实环境的影像并实时播放展示给佩戴者，因此佩戴者相当于是直接观看到前方的真实环境，也就能看到真实房间的另一侧的真实墙壁而不会碰撞到真实墙壁上，但是vr眼镜仍然可以通过数字图像处理识别测距或者激光测距等现有技术中的方式得到佩戴者与真实墙壁之间的距离，预设安全距离可以设置为1米，即vr眼镜指示佩戴者移动到距离另一侧真实墙壁1米处停下，然后依据提示佩戴者保持当前的初始位置不变的前提下转动头部朝向以覆盖扫描所得的佩戴者所处于的真实环境，来修正所述真实边界对象，即当佩戴者移动到吊灯的另一侧时，能够获得吊灯的另一侧的天花板的信息，来修正所述真实边界对象，得到完整的真实的天花板。
[0115]
所述虚拟边界生成模块包括：
[0116]
虚拟边界对象设定模块：在虚拟环境中按照真实边界对象与佩戴者的真实距离位置生成与佩戴者距离位置一致的虚拟边界对象，例如令虚拟墙壁与真实墙壁重合；或者，在虚拟环境中的位于真实边界对象与佩戴者之间真实空间对应的虚拟空间中一致的朝向上
生成虚拟边界对象，例如在真实墙壁面向佩戴者的一面上离开距离生成虚拟墙壁，使得虚拟墙壁与真实墙壁之间存在间隙；
[0117]
虚拟环境生成展示模块：生成虚拟环境，在虚拟环境中展示虚拟边界对象；或者，以虚拟边界对象的包络空间的边界为边界，生成虚拟环境，并在虚拟环境中展示虚拟边界对象；具体地，例如，各个虚拟边界对象构成一个宇宙空间站的太空舱体的四周墙壁与天花板，太空舱体的墙壁与天花板可以是半透明的虚拟的玻璃，而虚拟环境为宇宙空间，从而令佩戴者置身于宇宙的沉浸感，但与此同时又可以观察到虚拟的玻璃的存在，避免过于靠近玻璃而碰撞到真实墙壁。又例如，以虚拟边界对象的包络空间的边界为边界，生成虚拟环境，比如生成一个不透明的太空舱体，由于佩戴者收到真实墙壁等真实边界对象的限制阻挡而无法移动到与真实边界对象重合的虚拟边界对象的外部，因此虚拟环境在虚拟边界对象的外部的图像不必生成，以节省数字图像处理的计算资源，即按照真实边界对象确定需生成图像的范围，从而不对与真实边界对象重合的虚拟边界对象的外部的图像进行生成。
[0118]
所述真实检测获得模块包括：
[0119]
最小距离获取模块：获取vr眼镜或者佩戴者身体部位随动设备中与虚拟边界对象的最小距离；具体地，佩戴者身体部位随动设备可以是附着在佩戴者手腕上的智能手环或智能手表，或者vr控制手柄，甚至是佩戴者手持的智能手机等设备，佩戴者身体部位随动设备可以具有陀螺仪传感器、加速度传感器等传感器，还可以具有无线定位尤其是室内无线定位功能的器件，从而能够感知自身的空间位置与自身的姿态。vr眼镜也可以具有室内无线定位功能的器件，从而vr眼镜与随动设备之间的相对位置关系是可以得到的，vr眼镜与虚拟边界对象之间的相对位置关系也是可以得到的，进而能够得到随动设备与虚拟边界对象之间的相关位置关系，继而得到随动设备与虚拟边界对象之间的距离，当只有一个随动设备时，该距离记为最小距离，当有多个随动设备时，所述最小距离为最接近虚拟边界对象的随动设备与虚拟边界对象之间的距离。
[0120]
距离判断模块：判断最小距离是否大于安全距离阈值；若是，则继续获取实时的最小距离；若否，则vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，并展示实时的真实环境和真实边界对象；以此来向佩戴者提示佩戴者与真实边界对象空间关系是否安全。当最小距离小于等于安全距离阈值时，例如安全距离阈值为1米，最小距离小于等于1米时，vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，使得佩戴者脱离沉浸感，并且向佩戴者播放实时获取的前方的真实环境的影像，从而告警佩戴者存在碰撞到真实墙壁等真实边界对象的安全风险。
[0121]
所述外部展示模块包括：
[0122]
距离动态获取模块：获取佩戴者与虚拟边界对象的最近距离，根据最近距离得到对应的安全等级，其中，最近距离越大则安全等级越高；最近距离越小则安全等级越低；
[0123]
外部距离展示模块：根据安全等级变化vr眼镜外表面的显示设备或光源设备展示的信息，以反映安全等级的变化。例如安全等级较高时，显示设备显示绿色，或者光源设备出射绿色光线，安全等级较低时意味着佩戴者过于接近真实墙壁可能发生碰撞的危险，则显示设备显示红色，或者光源设备出射红色光线，使得作为旁观者的非佩戴者可以作为安全员知道虚拟边界对象是否已生成并展示给佩戴者。
[0124]
所述虚拟触感产生模块包括：
[0125]
温度图像变化检测模块：令vr眼镜采集佩戴者朝向方向处或视觉焦点处虚拟边界对象对应的真实边界对象的红外成像的图像中的温度变化区域；当佩戴者的手部温度较高，真实墙壁的温度较低时，真实墙壁被手部碰触受热后的区域在红外成像图像中发生变化；但是温度发生变化的区域不一定是佩戴者的手部的碰触，还可能是中央空调输出的空气引起的温度变化。
[0126]
手部距离判断模块：获取佩戴者手部随动设备与佩戴者朝向方向处或视觉焦点处的该虚拟边界对象之间的距离，若小于触感距离阈值，则认为佩戴者在触摸该真实边界对象，触发触感匹配模块执行；例如，触感距离阈值为3cm、2cm、1cm，也可以是0cm,也可以是-3cm、-2cm、-1cm，即手部随动设备穿过了虚拟边界对象。
[0127]
触感匹配模块：若佩戴者手部随动设备与红外成像的图像中的温度变化区域之间的距离小于匹配阈值，则认为温度变化区域的温度变化是由于佩戴者手部接触该真实边界对象导致的，将该虚拟边界对象在虚拟环境中按照真实边界对象的位置保持一致地展示，使得佩戴者在虚拟环境中的虚拟对手碰触到或脱离于虚拟边界对象时，佩戴者在真实环境中的真实手部分别相应地碰触到或脱离于真实边界对象。具体地，佩戴者手部随动设备与红外成像的图像中的温度变化区域之间的距离可以是指随动设备与温度变化区域之间的最小距离，也可以是指随动设备与温度变化区域几何中心之间的距离，所述将该虚拟边界对象在虚拟环境中按照真实边界对象的位置保持一致地展示，即虚拟边界对象与真实边界对象重合，使得佩戴者触摸真实边界对象的触感能够模拟为触摸虚拟边界对象的触感。
[0128]
在一个优选例中，尤其是，在所述真实检测获得模块中vr眼镜停止展示虚拟边界对象，停止展示虚拟环境，并展示实时的真实环境和真实边界对象，以此来向佩戴者提示佩戴者与真实边界对象空间关系是否安全的过程中，虚拟边界对象虽然向佩戴者停止展示，即不可见，但是虚拟边界对象仍然保持生成状态，只是不可见而已，从而触感匹配模块能够被触发执行，进而虚拟边界对象重新被展示为佩戴者可见。
[0129]
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的构建虚拟边界对象的方法的步骤。
[0130]
根据本发明提供的一种vr眼镜，包括所述的构建虚拟边界对象的系统，或者包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质。
[0131]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。