一种可智能切换的采集IMU数据装置及智能设备的制作方法

一种可智能切换的采集imu数据装置及智能设备
技术领域
1.本实用新型涉及虚拟显示设备技术领域，尤其涉及一种可智能切换的采集imu数据装置及智能设备。


背景技术：

2.随着增强现实技术的普及，如增强现实(augmented reality，简称ar)智能眼镜、虚拟现实(virtual reality，简称vr)眼镜、虚拟现实头盔等虚拟显示设备或头戴设备的产品越来越多，将虚拟显示设备或头戴设备连接于智能手机，从而实现虚拟显示设备或头戴设备的显示的需求也越来越多。
3.在现有技术中，连接于手机的虚拟显示设备端，其imu(inertial measurement unit，惯性测量单元)/fisheye(鱼眼相机)数据从传感器模组通过usb直接传输到手机，并在手机上转换成3dof(degree of freedom，自由度)/6dof数据。但是虚拟显示设备的传感器模组基本上都是集成了imu和fisheye模组的功能，在3dof和6dof场景都同时开启了fisheye的功能，导致3dof场景增加了不必要的功耗开销。
4.为此，针对上述的技术问题还需进一步解决。


技术实现要素：

5.本实用新型目的是提供一种可智能切换的采集imu数据装置及智能设备，以解决现有技术中在3dof和6dof场景都开启鱼眼相机功能而导致3dof场景增加了不必要的功耗开销问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.第一方面，本实用新型提供一种可智能切换的采集imu数据装置，包括：
8.usb集线器，设置在虚拟显示设备内并与设置在所述虚拟显示设备上的第一usb接口电连接；
9.单片机模组，与所述usb集线器电连接；
10.桥接芯片模组，与所述usb集线器电连接；
11.位置数据获取模组，与所述桥接芯片模组通讯连接；
12.开关模组，可依据不同目标场景分别与所述单片机模组或所述桥接芯片模组电连接；
13.角度数据获取模组，与所述开关模组电连接。
14.优选地，当所述开关模组依据目标场景中的第一场景与所述桥接芯片模组电连接时：所述角度数据获取模组和开关模组以及所述桥接芯片模组之间形成第一数据传输路径。
15.优选地，所述角度数据获取模组为惯性测量单元。
16.优选地，当所述开关模组依据目标场景中的第一场景与所述桥接芯片模组电连接时：所述位置数据获取模组和所述桥接芯片模组之间形成第二数据传输路径。
17.优选地，所述位置数据获取模组为鱼眼相机。
18.优选地，当所述开关模组依据目标场景中的第二场景与所述单片机模组电连接时：所述单片机模组在系统软件上生成一个虚拟人机接口设备，所述角度数据获取模组和开关模组以及所述虚拟人机接口设备之间依次电连接，形成第三数据传输路径。
19.优选地，在所述目标场景中的所述第一场景中：所述第一数据传输路径和所述第二数据传输路径同时将采集到的数据信息通过所述第一usb接口传输至移动终端设备。
20.优选地，在所述目标场景中的所述第二场景中：切断所述第一数据传输路径和所述第二数据传输路径后，将所述第三数据传输路径的数据信息通过所述第一usb接口传输至移动终端设备。
21.优选地，所述第一场景为6dof场景；所述第二场景为3dof场景。
22.第二方面，本实用新型提供一种智能设备，包括本实用新型提第一方面提供的可智能切换的采集imu数据装置。
23.相较于现有技术，本实用新型第一方面提供的可智能切换的采集imu数据装置，开关模组依据不同目标场景分别与单片机模组或桥接芯片模组电连接，将角度数据获取模组采集到的数据信息通过单片机模组或桥接芯片模组进行传输。位置数据获取模组与桥接芯片模组电连接，将位置数据获取模组采集到的数据信息通过桥接芯片模组进行传输。单片机模组将角度数据获取模组采集到的数据信息通过usb集线器与虚拟显示设备上的第一usb接口电连接，或者，桥接芯片模组将角度数据获取模组和位置数据获取模组采集到的数据信息通过usb集线器与虚拟显示设备上的第一usb接口电连接。避免了在3dof和6dof场景都开启鱼眼相机功能而导致3dof场景增加了不必要的功耗开销。
24.本实用新型第二方面提供的增强现实智能设备的技术效果与本实用新型第一方面提供的可智能切换的采集imu数据装置具有相同或相似的技术效果。
附图说明
25.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
26.图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的可智能切换的采集imu数据装置的电路原理图；
27.图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的可智能切换的采集imu数据装置在第一场景时的电路原理图；
28.图3示出了本实用新型的一个示例性实施例的可智能切换的采集imu数据装置在第二场景时的电路原理图；
29.附图标号说明：
30.1、usb集线器；2、单片机模组；3、桥接芯片模组；4、位置数据获取模组；5、开关模组；6、角度数据获取模组、7、第一usb接口；8、第二usb接口。
具体实施方式
31.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公
开的示例性实施方式，然而应当理解，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能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
32.需要注意的是，除非另有说明，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
33.实施例1
34.为了解决现有技术存在的问题，请参阅图1至图3，本实用新型的实施例1提供了一种可智能切换的采集imu数据装置，包括：
35.usb集线器1，设置在虚拟显示设备内并与设置在虚拟显示设备上的第一usb接口7电连接；
36.单片机模组2，与usb集线器1电连接；
37.桥接芯片模组3，与usb集线器1电连接；
38.位置数据获取模组4，与桥接芯片模组3通讯连接；
39.开关模组5，可依据不同目标场景分别与单片机模组2或桥接芯片模组3电连接；
40.角度数据获取模组6，与开关模组5电连接。
41.本实用新型设计的可智能切换的采集imu数据装置，usb集线器1设于虚拟显示设备内，其中，虚拟显示设备可以为ar眼镜、vr眼镜或虚拟现实头盔等头戴智能设备。
42.第一usb接口为虚拟显示设备的对外接口，通过usb集线器1可以实现将单片机模组和桥接芯片模组分别与虚拟显示设备的对接接口电连接，而实现数据的传输，从而能够将数据信息传输至外部目标设备，如移动终端设备，或其他智能设备。
43.其中，位置数据获取模组采集的数据信息仅通过桥接芯片模组进行传输，角度数据获取模组采集的数据信息通过开关模组可以在不同的目标场景时分别通过桥接芯片模组或者单片机模组进行传输。
44.本实用新型涉及的可智能切换的采集imu数据装置，通过开关模组5可以依据不同目标场景进行数据传输路径的切换，开关模组5分别与单片机模组2或桥接芯片模组3电连接，将角度数据获取模组6采集到的数据信息通过单片机模组2或桥接芯片模组3进行传输；位置数据获取模组4与桥接芯片模组3电连接，将位置数据获取模组4采集到的数据信息通过桥接芯片模组3进行传输。单片机模组2将角度数据获取模组6采集到的数据信息通过usb集线器1与虚拟显示设备上的第一usb接口7电连接，或者，桥接芯片模组3将角度数据获取模组6和位置数据获取模组4采集到的数据信息通过usb集线器1与虚拟显示设备上的第一usb接口7电连接，从而实现在根据不同的目标场景仅传输角度数据获取模组6采集到的数据信息，或同时传输角度数据获取模组6和位置数据获取模组4采集到的数据信息，避免了在3dof和6dof场景都开启鱼眼相机功能而导致3dof场景增加了不必要的功耗开销。
45.具体地，请参阅图1，虚拟显示设备上的第一usb接口7用于与移动终端设备电连接，移动终端设备可以为智能手机、智能平板、智能电视或电脑等智能显示设备，移动终端设备上设有第二usb接口8，第一usb接口7与第二usb接口8通过插接实现电连接，从而可以进行数据的传输。
46.具体地，usb集线器1为usb接口扩展设备，包括一个输出端和多个输入端，且多个输入端可以同时使用，从而将不同的数据同时传输至移动终端设备。
47.作为本实用新型的优选实施例，usb集线器1的输出端与虚拟显示设备上的第一usb接口7电连接，usb集线器1的输入端为两个，分别与单片机模组2和桥接芯片模组3电连接，从而可以同时将单片机模组2和桥接芯片模组3传输的数据通过第一usb接口7传输至移动终端设备。
48.其中，usb集线器1的两个输入端可以分别为usb2.0接口和usb3.0接口，也可以均为usb2.0接口或均为usb3.0接口，usb集线器1的输出端可以为usb2.0接口或usb3.0接口。
49.同样，usb集线器1的输出端与第一usb接口7通过usb2.0接口或usb3.0接口实现电连接，第一usb接口7与第二usb接口8通过usb2.0接口或usb3.0接口实现电连接。
50.本实施例中，桥接芯片模组3与usb集线器1的输入端通过usb3.0接口电连接，单片机模组2与usb集线器1的输入端通过usb2.0接口电连接。
51.本实施例中，角度数据获取模组6为惯性测量单元(inertial measurement unit，简称imu)，用于获取物体三轴姿态角及三轴加速度的数据信息。位置数据获取模组4为鱼眼相机，用于获取鱼眼影像数据信息，惯性测量单元和鱼眼相机均为现有技术，具体原理不再赘述。
52.具体地，单片机模组2，即微控制单元(microcontroller unit，简称mcu，又称处理器)，微控制单元作为虚拟显示设备的处理器，用于接收传感器的采集数据，并通过usb集线器1向外传输。
53.本实施例中，单片机模组2通过开关模组5与角度数据获取模组6电连接，用于将角度数据获取模组6采集的数据信息传输至usb集线器1，再通过第一usb接口7传输至移动终端设备。
54.具体地，单片机模组2在系统软件上生成一个虚拟人机接口设备，虚拟人机接口设备的输入端与开关模组5电连接，虚拟人机接口设备的输出端与usb集线器1电连接，从而实现角度数据获取模组6采集的数据信息的传输。
55.具体地，桥接芯片模组3用于分别与角度数据获取模组6和位置数据获取模组4电连接，以接收角度数据获取模组6和位置数据获取模组4采集的数据信息，并通过usb集线器1向外输出。
56.本实施例中，桥接芯片模组3的输入端分别与位置数据获取模组4电连接、与角度数据获取模组6通过开关模组5电连接。
57.桥接芯片模组3采用3d桥接芯片，用于传输3d数据，本实施例中，3d桥接芯片可以为ov580 3d桥接芯片。在本实用新型的其他实施例中，3d桥接芯片也可以采用其他型号的芯片。
58.其中，桥接芯片模组3与位置数据获取模组4之间通过mipi/i2c/fsync/gpio接口实现电连接，桥接芯片模组3与开关模组5之间通过mipi/i2c接口实现电连接；单片机模组2与开关模组5之间通过spi/int接口实现电连接；且单片机模组2和位置数据获取模组4之间通过gpio接口实现电连接。
59.请参阅图1，本实施例中，开关模组5的输入端电连接于角度数据获取模组6，开关模组5包括两个输出端，分别电连接于单片机模组2和角度数据获取模组6，从而使开关模组5分别电连接于角度数据获取模组6和单片机模组2之间、角度数据获取模组6和桥接芯片模组3之间。
60.请参阅图2，当开关模组5依据目标场景中的第一场景与桥接芯片模组3电连接时：
61.角度数据获取模组6和开关模组5以及桥接芯片模组3之间形成第一数据传输路径。
62.当开关模组5依据目标场景中的第一场景与桥接芯片模组3电连接时：
63.位置数据获取模组4和桥接芯片模组3之间形成第二数据传输路径。
64.开关模组5具有第一连接状态和第二连接状态，当目标场景为第一场景时，请参阅图2，开关模组5切换为第一连接状态，开关模组5与桥接芯片模组3之间的电路导通，且开关模组5与单片机模组2之间的电路断开，此时，角度数据获取模组6通过开关模组5与桥接芯片模组3电连接，角度数据获取模组6和位置数据获取模组4采集的数据信息均通过桥接芯片模组3向外传输。
65.其中，在目标场景中的第一场景中：
66.第一数据传输路径和第二数据传输路径同时将采集到的数据信息通过第一usb接口7传输至移动终端设备。
67.即本实施例中，在目标场景为第一场景时，请参阅图2，开关模组5切换为第一连接状态，角度数据获取模组6向桥接芯片模组3传输数据，位置数据获取模组4向桥接芯片模组3传输数据，桥接芯片模组3将角度数据获取模组6和位置数据获取模组4采集的数据信息同时通过usb集线器1，并依次经过第一usb接口7和第二usb接口8向移动终端设备传输，其中，桥接芯片模组3、usb集线器1、第一usb接口7和第二usb接口8依次通过usb3.0接口电连接。
68.请参阅图3，当开关模组5依据目标场景中的第二场景与单片机模组2电连接时：
69.单片机模组2在系统软件上生成一个虚拟人机接口设备，角度数据获取模组6和开关模组5以及虚拟人机接口设备之间依次电连接，形成第三数据传输路径。
70.当目标场景为第二场景时，开关模组5切换为第二连接状态，开关模组5与单片机模组2之间的电路导通、开关模组5与桥接芯片模组3之间的电路断开，此时，角度数据获取模组6通过开关模组5与单片机模组2电连接，仅角度数据获取模组6采集的数据信息通过单片机模组2向外传输，而桥接芯片模组3不工作。
71.请参阅图3，在目标场景中的第二场景中：
72.切断第一数据传输路径和第二数据传输路径后，将第三数据传输路径的数据信息通过第一usb接口7传输至移动终端设备。
73.即本实施例中，在目标场景为第二场景时，开关模组5切换为第二连接状态，角度数据获取模组6采集的数据信息，通过开关模组5传输至单片机模组2，单片机模组2将该数据信息通过虚拟人机接口设备传递至usb集线器1，并依次经过第一usb接口7和第二usb接口8向移动终端设备传输，其中，虚拟人机接口设备、usb集线器1、第一usb接口7和第二usb接口8依次通过usb2.0接口电连接。
74.本实用新型涉及的可智能切换的采集imu数据装置，还包括供电模块，用于分别向桥接芯片模组3、单片机模组2、角度数据获取模组6和位置数据获取模组4等功能模块供电，其中，开关模组5分别电连接于单片机模组2的虚拟人机接口设备和桥接芯片模组3，开关模组5通过断开桥接芯片模组3的供电，而实现开关模组5与桥接芯片模组3之间的电路的断开，使位置数据获取模组4和桥接芯片模组3不工作，从而减少功耗。
75.本实施例中涉及的目标场景中，第一场景为6dof场景，第二场景为3dof场景。
76.本实用新型通过开关模组5切换连接状态，使虚拟显示设备在6dof场景时，使角度数据获取模组6和位置数据获取模组4采集的数据信息传输至桥接芯片模组3，桥接芯片模组3通过usb3.0接口将数据信息传输至usb集线器1、再依次经过第一usb接口7和第二usb接口8传输至移动终端设备，传输过程中的usb接口均为usb3.0接口；在3dof场景时，通过开关模组5断开桥接芯片模组3的供电，使角度数据获取模组6与单片机模组2之间电连接，从而使角度数据获取模组6采集的数据信息传输至单片机模组2，再通过单片机模组2的虚拟人机接口设备通过usb2.0接口传输至usb集线器1，再依次经过第一usb接口7和第二usb接口8传输至移动终端设备，传输过程中的usb接口均为usb2.0接口。
77.本实用新型可通过软件控制开关模组5的连接状态，从而实现数据传输路径的切换，在3dof场景时不开启位置数据获取模组4的数据传输，从而可以明显的减少功耗开销，节约虚拟显示设备的耗电量，增加使用时长。
78.实施例2
79.本实施例提供了一种智能设备，包括实施例1提供的可智能切换的采集imu数据装置。
80.本实施例涉及的智能设备为虚拟显示设备，该虚拟显示设备可以为ar眼镜、vr眼镜或虚拟现实头盔等头戴智能设备。该虚拟显示设备的使用场景包括为6dof场景的第一场景和为3dof场景的第二场景。
81.通过开关模组5切换连接状态，使虚拟显示设备在6dof场景时，使角度数据获取模组6和位置数据获取模组4采集的数据信息传输至桥接芯片模组3，再通过usb3.0接口传输至usb集线器1、再通过usb3.0接口依次经过第一usb接口7和第二usb接口8传输至移动终端设备；
82.在3dof场景时，通过开关模组5断开桥接芯片模组3的供电，使角度数据获取模组6与单片机模组2之间电连接，从而使角度数据获取模组6采集的数据信息传输至单片机模组2，再通过单片机模组2的虚拟人机接口设备通过usb2.0接口传输至usb集线器1，再通过usb2.0接口依次经过第一usb接口7和第二usb接口8传输至移动终端设备，通过软件控制开关模组5的连接状态，从而实现数据传输路径的切换，在3dof场景时不开启位置数据获取模组4的数据传输，从而可以明显的减少功耗开销，实现节约虚拟显示设备的耗电量，增加使用时长的目的。
83.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。