用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统技术方案

技术编号:14926584 阅读:145 留言:0更新日期:2017-03-30 18:27
本实用新型专利技术提出了一种用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,包括:加速度‑角度‑地磁传感装置安装于头戴式设备上,用于感知用户的头部动作,生成头部动作感知信号;控制单元接收来自加速度‑角度‑地磁传感装置的头部动作感知信号并进行分析处理,获取用户的头部动作轨迹,生成多路PWM控制信号;显示单元根据多路PWM控制信号输出控制发光强度的明暗变化和警示变化,用以表征用户的头部动作轨迹;电源模块向加速度‑角度‑地磁传感装置和控制单元供电。本实用新型专利技术利用加速度‑角度‑地磁传感装置感知用户头部的动作,并由控制单元分析出用户的头部动作轨迹,由安装于头戴式设备上的LED显示灯对轨迹进行显示和警示。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及虚拟现实设备
,特别涉及一种用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统。
技术介绍
VR(VirtualReality,虚拟现实)头戴式设备技术的发展已日趋成熟,但现有的VR头戴式设备大都是为用户提供虚拟现实交互场景,提供视频影像等交互,这种交互通常由用户操作APP或通过眼部动作实现。现有技术尚未实现对用户的头部动作的分析及对头部动作轨迹的定位,即这部分分析工作尚处于空白阶段。
技术实现思路
本技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此,本技术的目的在于提出一种用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,利用加速度-角度-地磁传感装置感知用户头部的动作,并由控制单元分析出用户的头部动作轨迹,由安装于头戴式设备上的LED显示灯对轨迹进行显示和警示。为了实现上述目的,本技术的实施例提供一种用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,包括:用于感知用户的头部动作的加速度-角度-地磁传感装置,所述加速度-角度-地磁传感装置安装于头戴式设备上;用于生成多路PWM控制信号控制单元,所述控制单元与所述加速度-角度-地磁传感装置相连;用于根据所述多路PWM控制信号控制发光强度的显示单元,所述显示单元与所述控制单元相连,且所述显示单元安装于头戴式设备的正面四周边缘或中部;用于供电的电源模块,所述电源模块与所述加速度-角度-地磁传感装置和所述控制单元相连。进一步,所述加速度-角度-地磁传感装置通过I2C总线与所述控制单元相连,采用两组三轴加速度传感器。进一步,所述控制单元采用单片机。进一步,所述显示单元为多个LED显示灯。进一步,所述电源模块采用3.3V低压差线性稳压器和充电芯片,其中,所述充电芯片与USB接口和锂电池相连以接收供电,所述充电芯片进一步与所述3.3V低压差线性稳压器相连。进一步,还包括第一晶振模块和第二晶振模块,其中,第一晶振模块与所述加速度-角度-地磁传感装置相连,所述第二晶振模块与所述控制单元相连。进一步,所述加速度-角度-地磁传感装置采用三轴加速度传感器或六轴加速度传感器。根据本技术实施例的用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,通过在VR头戴式设备上设置本技术的警示系统,利用加速度-角度-地磁传感装置感知用户头部的动作,并由控制单元分析出用户的头部动作轨迹,由安装于头戴式设备上的LED显示灯对轨迹进行显示和警示,实现利用头戴式设备对用户头部动作轨迹的检测,以由于后续用户与虚拟现实场景的交互。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1为根据本技术实施例的用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统的结构图;图2为根据本技术实施例的三轴加速度传感器模块的示意图;图3为根据本技术实施例的采集数据阵列图;图4为根据本技术实施例的加速度-角度-地磁传感装置、单片机、电源模块的连接电路图;图5为根据本技术实施例的用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统的主视图;图6为根据本技术实施例的用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统的侧视图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。如图1所示,本技术实施例的用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,包括:加速度-角度-地磁传感装置1、控制单元2、显示单元3和电源模块4。具体地,加速度-角度-地磁传感装置1安装于头戴式设备上,用于感知用户的头部动作,生成头部动作感知信号。其中,加速度-角度-地磁传感装置1可以采用三轴加速度传感器或六轴加速度传感器。举例来说,加速度-角度-地磁传感装置1可以采用型号为MPU9150的三轴加速度传感器。需要说明的是,上述仅是出于示例的目的,而不是为了限制本专利技术。在本技术中,只要能够实现感知用户的头部动作的传感器装置均属于本专利技术的保护范围。控制单元2与加速度-角度-地磁传感装置1进行通信,接收来自加速度-角度-地磁传感装置的头部动作感知信号并进行分析处理,获取用户的头部动作轨迹,生成多路PWM控制信号。在本技术的一个实施例中,加速度-角度-地磁传感装置1通过I2C总线与控制单元2进行通信。优选的,控制单元2采用单片机。其中,单片机可以采用型号为MSP430单片机。具体地,控制单元2通过内部的寄存器获取加速度-角度-地磁传感装置的头部动作感知信号,并产生相应的信号变化,控制单元通过信号通信读取寄存器的代码可以得知当前加速度-角度-地磁传感装置1的状态,进而提供给控制单元2内的控制芯片分析处理以获取用户的头部动作轨迹。实现识别头部动作的功能。在本技术中,第一晶振模块和第二晶振模块。其中,第一晶振模块与加速度-角度-地磁传感装置1相连,第二晶振模块与控制单元2相连。控制单元2根据头部动作感知信号,定位出用户的头部移动位置点和趋势,进而根据上述移动位置点和趋势生成头部动作轨迹。在获取用户头部动作轨迹的基础上,即可根据该用户头部动作轨迹实现用户与虚拟现实场景的交互。下面对定位出头部动作轨迹的过程进行说明。具体地,参考图2,利用三轴加速度传感器通过采集物理加速度产生的空间矢量的变化,准确测量头部动作轨迹的运动状态的变化,其测量三个坐标轴上的分量的变化,并在预先不知道物体初始运动方向的状态下,通过三轴加速度传感器模块检测X、Y和Z轴三个方向上的加速度信号。三轴加速度传感器采用压阻式、压电式和电容式等工作原理,产生的加速度正比于电阻、电压和电容的变化,通过相应的放大和滤波电路进行数据采集,内部的寄存器会发生变化,而控制单元2通过I2C通信接口读取寄存器内容,就可以得知头盔的位置移动。在本技术的实施例中,采用两组3轴加速度传感器,来采集三维空间的发生的任何移动,其相应算法逻辑结构说明如下:1)α组为3轴加速度传感器,可以感知头部运动轨迹在X,Y,Z3个轴上的位移变化,即图3中的XAccel,YAccel,ZAccel。2)β组为3轴加速度-角度-地磁传感装置传感器,可以感知头部运动轨迹在X,Y,Z3个轴上的旋转变化,即图3中的XGyro,YGyro,ZGyro。3)采集上述2组数据,用于还原头部运动轨迹的空间位移,无论是位置变化还是角度变化。4)参考图5,该两组信号由模数转换器ADC进行模拟-数字转换后,得到对应的数字信号,并写入对应的寄存器。通过读取芯片的寄存器数据,并分析其数据变化对应的运动变化,则可知道当前芯片处于的运动状态。显示单元3与控制单元2相连,根据多路PWM控制信号输出控制发光强度的明暗变化和警示变化,用以表征用户的头部动作轨迹。在本技术的一个实施例中,显示单元2为多个LED显示灯。参考图5所示,控制单元2(主控芯片)输出N个PWM控制信号,从而对显示单元的LED阵列中的N个LED显示灯的发光强度进行控制。其中,LED警示光源可以设置于头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,其特征在于,包括:用于感知用户的头部动作的加速度‑角度‑地磁传感装置,所述加速度‑角度‑地磁传感装置安装于头戴式设备上;用于生成多路PWM控制信号控制单元,所述控制单元与所述加速度‑角度‑地磁传感装置相连;用于根据所述多路PWM控制信号控制发光强度的显示单元,所述显示单元与所述控制单元相连,且所述显示单元安装于头戴式设备的正面四周边缘或中部;用于供电的电源模块,所述电源模块与所述加速度‑角度‑地磁传感装置和所述控制单元相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,其特征在于,包括:用于感知用户的头部动作的加速度-角度-地磁传感装置,所述加速度-角度-地磁传感装置安装于头戴式设备上;用于生成多路PWM控制信号控制单元,所述控制单元与所述加速度-角度-地磁传感装置相连;用于根据所述多路PWM控制信号控制发光强度的显示单元,所述显示单元与所述控制单元相连,且所述显示单元安装于头戴式设备的正面四周边缘或中部;用于供电的电源模块,所述电源模块与所述加速度-角度-地磁传感装置和所述控制单元相连。2.如权利要求1所述的用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,其特征在于,所述加速度-角度-地磁传感装置通过I2C总线与所述控制单元相连,采用两组三轴加速度传感器。3.如权利要求1所述的用于虚拟现实头戴式设备头部动作轨迹的警示系统,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜晶张弦钟谨徽
申请(专利权)人:幻视互动北京科技有限公司
类型:新型
国别省市:北京;11

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