头戴式虚拟现实设备及虚拟现实系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及虚拟现实技术领域，具体地说，涉及一种头戴式虚拟现实设备及虚拟现实系统。
【背景技术】
[0002]虚拟现实(Virtual Reality，简称虚拟现实)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术(我国著名科学家钱学森翻译)。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。
[0003]虚拟现实领域的飞速发展推动了 3D头戴显示器、手势识别技术、动作捕捉技术、室内定位技术等相关技术的迅猛发展。而以上相关技术的实现方式也呈现出多种多样的形
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[0004]随着虚拟现实领域的日益繁荣，目前的头戴显示器的样式也逐渐丰富起来。但是，现有的头戴显示器大多主要用于承载虚拟现实内容的显示功能，即用以为用户呈现三维虚拟场景，功能比较单一，不能实现用户与虚拟场景之间的良好互动。
[0005]因此，需要一种可以提高用户与虚拟现实互动体验的头戴式虚拟现实设备。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的一个技术问题是提供一种头戴式虚拟现实设备，其不仅可以为用户呈现三维虚拟场景，还可以实现用户与虚拟现实场景之间的互动，提升用户的体验。
[0007]根据本发明的一个方面，公开了一种头戴式虚拟现实设备，包括:壳体；头戴式显示器，位于壳体内，用于显示三维虚拟场景；多个定位光束接收器，镶嵌在壳体外表面，用于接收激光定位基站以预定的扫射周期扫射的定位光束，多个定位光束接收器之间的相对空间位置关系固定；处理器，位于壳体内，用于根据四个定位光束接收器分别接收到定位光束的时间、扫射周期、相对空间位置关系以及定位光束发射装置的预定位置，确定头戴式虚拟现实设备的位置。
[0008]由此，本发明的头戴式虚拟现实设备在为用户呈现三维虚拟图像的同时，还可以确定用户的位置信息。因此，本发明的头戴式虚拟现实设备还可以将用户的位置信息显示在虚拟场景中，可以实现用户与虚拟现实场景之间的交互。
[0009]优选地，壳体的外表面可以具有多个不同朝向的面，多个定位光束接收器镶嵌在多个面上，以接收来自不同方向的定位光束，使得在定位光束的一个扫射周期内至少四个定位光束接收器能够接收到定位光束。
[0010]由此，本发明的头戴式虚拟现实设备可以接收不同方向的定位光束，可以避免由于遮挡导致不能定位的情况的发生。
[0011]优选地，本发明的头戴式虚拟现实设备还可以包括:成像装置，镶嵌在壳体外表面，用于拍摄人体手部图像，以便识别手部姿态信息。
[0012]由此，本发明的头戴式虚拟现实设备还可以识别用户的手部信息，基于头戴式虚拟现实设备中的处理器就可以将识别到的手部信息显示在虚拟场景中，进一步提升用户与虚拟现实场景之间的交互程度。
[0013]优选地，上述成像装置可以是基于飞光时间原理的深度摄像头，用于获得人体手部深度信息。
[0014]优选地，本发明的头戴式虚拟现实设备还可以包括:惯性传感器，用于感测头戴式虚拟现实设备的运动信息和/或方向信息。
[0015]根据本发明的另一个方面，还公开了一种虚拟现实系统，系统包括:上文所述的头戴式虚拟现实设备和激光定位基站，激光定位基站固定设置在空间中预定位置处，用于以预定的扫射周期向空间中扫射定位光束，定位光束的截面为直线段。
[0016]优选地，激光定位基站可以包括:第一扫射光源，以扫射周期绕轴旋转，向空间扫射第一定位光束；传感器，固定设置在第一扫射光源附近，响应于感测到第一定位光束，发出启动信号；面光源，连接到传感器，响应于接收到启动信号，发射平面光脉冲。
[0017]优选地，虚拟现实系统，还可以包括:第二扫射光源，以扫射周期绕轴旋转，向空间扫射第二定位光束，第二定位光束的截面相对于第一定位光束的截面倾斜，并且第二扫射光源的中心到转轴的半径和第一扫射光源的中心到转轴的半径之间具有预定夹角。
[0018]优选地，第一定位光束的截面可以垂直于水平面。
[0019]优选地，头戴式虚拟现实设备的处理器可以根据定位光束接收器接收到平面光脉冲的时间、接收到第一定位光束的时间以及接收到第二定位光束的时间，确定定位光束接收器相对于激光定位基站的方向。
[0020]优选地，处理器可以根据在一个扫射周期内既接收到第一定位光束又接收到第二定位光束的多个定位光束接收器相对于激光定位基站的方向和多个定位光束接收器之间的相对位置关系，确定头戴式虚拟现实设备的位置。
[0021]优选地，本发明的虚拟现实系统还可以包括多个上文中所述的激光定位基站。
[0022]优选地，可以将两个激光定位基站设置在空间中水平面上一条对角线上两端的高处。
[0023]综上，本发明的头戴式虚拟现实设备不仅可以为用户呈现三维虚拟场景，还可以用于确定用户的位置信息和用户的手部姿态信息，并可以将用户的位置信息和手部姿态信息显示在虚拟场景中，以实现用户与虚拟场景之间的互动，提升用户的虚拟现实体验。
【附图说明】
[0024]通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0025]图1示意性地示出了根据本发明的虚拟现实系统。
[0026]图2示出了根据本发明的虚拟现实系统还可以具有的结构的示意性方框图。
[0027]图3示出了基于本发明的头戴式虚拟现实设备的虚拟现实系统的示意图。
[0028]图中标号的具体含义为:
[0029]1、壳体，1-1、头戴式显示器，1-2、处理器，1-3、定位光束接收器，1-4、成像装置，1-5、惯性传感器，4、头戴式虚拟现实设备，8、激光定位基站，8-1、第一扫射光源，8-2、传感器，8-3、面光源，8-4、第二扫射光源，8-6、旋转装置。
【具体实施方式】
[0030]下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0031]图1示意性地示出了根据本发明的虚拟现实系统。
[0032]如图1所示，本发明的头戴式虚拟现实设备包括壳体I。壳体I内设有头戴式显示器1-1和处理器1-2，头戴式显示器1-1和处理器1-2的位置可以任意设置。
[0033]壳体I可以设计成适于佩戴在用户头部的样式。头戴式显示器1-1可以显示虚拟场景，比如可以是三维虚拟场景。
[0034]在壳体I的外表面还镶嵌有多个定位光束接收器1-3，多个定位光束接收器1-3之间的相对空间位置关系固定。
[0035]多个定位光束接收器1-3可以用来接收激光定位基站以预定的扫射周期扫射的定位光束。
[0036]处理器1-2可以分别与头戴式显示器1-1和多个定位光束接收器1-3连接，以使得处理器1-2可以分别与头戴式显示器1-1和多个定位光束接收器1-3进行数据传输。其中，可以以有线的方式实现处理器1-2与头戴式显示器1-1和多个定位光束接收器1-3之间的数据传输，也可以以无线的方式实现处理器1-2与头戴式显示器1-1和多个定位光束接收器1-3之间的数据传输。
[0037]由此，处理器1-2就可以根据多个定位光束接