VR智能头戴设备和VR图像显示系统技术方案

本发明专利技术属于虚拟现实技术领域，提供了一种VR智能头戴设备和基于移动终端的VR图像显示系统。所述设备包括显示屏和与所述显示屏相对设置的左右镜片，所述设备还包括：调节部件，与所述左右镜片连接，用于调节所述左右镜片之间的距离；信号转换单元，与所述调节部件连接，根据所述左右镜片之间的距离生成电压信号；瞳距存储单元，用于存储瞳距映射表，所述瞳距映射表用于存储用户瞳距与所述电压信号之间的映射关系；及图像生成单元，根据电压信号进行查表操作得出用户的瞳距，并依据该瞳距生成3D场景影像；通过本发明专利技术可解决现有技术中用户通过VR头戴设备所看到的3D场景影像与真实的3D场景影像存在偏差以及用户体验的真实感低的问题。

VR Intelligent Headwear Equipment and VR Image Display System

The invention belongs to the field of virtual reality technology, and provides a VR intelligent headwear device and a VR image display system based on mobile terminal. The device includes a display screen and left and right lenses relative to the display screen. The device also includes: an adjusting part connected with the left and right lenses for adjusting the distance between the left and right lenses; a signal conversion unit connected with the adjusting part for generating a voltage signal according to the distance between the left and right lenses; and a pupil distance storage unit for storing pupil distance mapping. Radiometer, the pupil distance mapping table is used to store the mapping relationship between the user's pupil distance and the voltage signal; and the image generating unit, which can obtain the user's pupil distance by looking up the table according to the voltage signal, and generate the 3D scene image according to the pupil distance; the invention can solve the problem of the existence of the 3D scene image and the real 3D scene image seen by the user through the VR headwearing device in the prior art. Deviation and low authenticity of user experience.

【技术实现步骤摘要】
VR智能头戴设备和VR图像显示系统
本专利技术属于虚拟现实
，尤其涉及一种VR智能头戴设备和基于移动终端的VR图像显示系统。
技术介绍
VR是虚拟现实的中文简称，其英文全称为VirtualReality，作为一种目前最先进的图像处理方法，VR可以根据现实中的外界环境创建和体验虚拟世界的仿真环境，为用户提供了一种结合视觉、听觉、触觉的感官模拟，使用户在观看图像或视频时如同身临其境一般，由于具有优良性能，VR技术已经普遍应用在的头戴设备中，相应的，VR智能头戴设备已经成为众多高科技企业关注热点，以目前最为先进的谷歌VR头戴设备为例，谷歌公司研发的VR头戴设备基于一个独立的操作系统，将现实中的影像数据存储在该头戴设备中，通过人工智能分析出最符合用户视觉需要的虚拟现实环境，该头戴设备还能够感知用户的言语与情感变化情况，提供了最为逼真的3D影像。然而，现有的VR头戴设备至少存在以下问题：现有的VR头戴设备中左右镜片不能移动，左右镜片中心点之间的距离被固定为固定的数值，当用户通过左右镜片观看3D场景影像时，会出现影像失真的现象；即使VR头戴设备能够获取用户的瞳距，并依据用户的瞳距调节左右镜片的距离，获取后的用户瞳距并没有参与到图形学计算中，用户通过该VR头戴设备所看到的3D场景影像与真实的3D场景存在偏差，观赏的真实感降低。
技术实现思路
本专利技术提供一种VR智能头戴设备和VR图像显示系统，旨在解决现有技术中，用户通过VR头戴设备所看到的3D场景影像与真实的3D场景存在偏差，用户体验的真实感降低的问题。本专利技术第一方面提供一种VR智能头戴设备，包括显示屏和与所述显示屏相对设置的左右镜片，所述设备还包括：调节部件，与所述左右镜片连接，用于调节所述左右镜片之间的距离；信号转换单元，与所述调节部件连接，根据所述左右镜片之间的距离生成电压信号；瞳距存储单元，与所述信号转换单元连接，用于存储瞳距映射表，所述瞳距映射表用于存储用户瞳距与所述电压信号之间的映射关系；及图像生成单元，与所述瞳距存储单元及所述显示屏相连接，根据所述电压信号，通过在所述瞳距映射表进行查表得出用户的瞳距，并依据该瞳距生成3D场景影像。进一步地，所述瞳距存储单元与所述图像生成单元为无线或者有线连接。进一步地，所述根据所述电压信号，通过在所述瞳距映射表进行查表得出用户的瞳距，包括：根据所述电压信号V，在所述瞳距映射表中进行查找得出与该电压信号V最接近的两个中间电压信号V1、V2，以及所述中间电压信号V1所对应的中间瞳距D1、所述中间电压信号V2所对应的中间瞳距D2；根据所述电压信号V得到用户的瞳距D，其中，上式中，V1≠V2。进一步地，所述依据该瞳距生成3D场景影像，包括：获取原始图像数据；根据所述原始图像数据生成透视投影矩阵、照相机矩阵、头朝向矩阵及物体模型；根据所述瞳距生成左眼偏移矩阵和右眼偏移矩阵；根据所述透视投影矩阵、照相机矩阵、头朝向矩阵、物体模型和左眼偏移矩阵生成左眼3D场景影像；根据所述透视投影矩阵、照相机矩阵、头朝向矩阵、物体模型和右眼偏移矩阵生成右眼3D场景影像。进一步地，所述瞳距存储单元为RAM或者ROM。进一步地，所述调节部件用于根据用户瞳距来调节所述信号转换单元的参数值，以得到与用户瞳距相匹配的电压信号。进一步地，所述调节部件为旋钮式调节器，所述调节器包括：螺纹方向相反的左螺母和右螺母，其中所述左螺母与所述左镜片固定连接，所述右螺母与所述右镜片固定连接；螺杆，其中所述螺杆第一端与所述左螺母咬合连接，所述螺杆第二端与右螺母咬合连接；旋钮，所述旋钮与所述螺杆通过啮合部件啮合连接；VR外壳，所述VR外壳与所述左镜片和所述右镜片连接；所述信号转换单元与所述VR外壳和螺母固定连接，其中所述螺母为所述左螺母或者所述右螺母。进一步地，所述啮合部件包括：套设于所述螺杆上的下齿轮；和与所述旋钮通过转轴连接的上齿轮，所述下齿轮和所述上齿轮相互啮合。进一步地，所述信号转换单元为传感器电路，所述电路包括：位移传感器，包括定片和动片，所述定片与所述VR外壳固定连接，所述动片与所述螺母固定连接；和A/D转换器，所述A/D转换器连接在所述位移传感器与直流电源之间，所述A/D转换器根据所述位移传感器的位移值生成电压信号。本专利技术第二方面提供一种基于移动终端的VR图像显示系统，所述系统包括移动终端以及如前所述的设备，所述移动终端存储着图像数据，所述移动终端上设有图像输出端口与如前所述设备的信号输入端口相连，并通过所述信号输入端口将存储的图像数据传输到所述设备进行显示。进一步地，所述移动终端为手机、平板电脑或笔记本电脑。本专利技术相对于现有技术的技术效果是：在上述VR智能头戴设备中，通过调节部件可实时调节左右镜片的距离，使左右镜片的距离与用户的瞳距匹配，并且根据用户的瞳距生成3D场景影像，增加了虚拟场景渲染的真实感、立体感，提高了该VR智能头戴设备的适应性；从而有效地解决了现有技术中，用户通过VR头戴设备所观看到的3D场景影像与真实的3D场景具有较大的偏差，用户真实体验感不佳的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种VR智能头戴设备的结构图；图2是本专利技术实施例提供的一种人体瞳距示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种人体瞳距与左右镜片不匹配时的示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种人体瞳距与左右镜片相匹配时的示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种旋钮调节器的结构图；图6是本专利技术实施例提供的一种啮合部件的组成结构图；图7是本专利技术实施例提供的一种传感器电路的结构图；图8是本专利技术实施例提供的一种依据瞳距生成3D场景影像的实现流程图；图9是本专利技术实施例提供的一种基于移动终端的VR图像显示系统的结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术实施例提供的本专利技术实施例提供的VR智能头戴设备的结构图，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下：如图1所示，该VR智能头戴设备10包括显示屏101和与所述显示屏101相对设置的左右镜片102，调节部件103、瞳距存储单元104、信号转换单元105、图像生成单元106。调节部件103与左右镜片102连接，调节部件103调节左右镜片102之间的距离；信号转换单元105与调节部件103连接，信号转换单元105根据左右镜片102之间的距离生成电压信号；瞳距存储单元104与信号转换单元105连接，瞳距存储单元104存储瞳距映射表，该瞳距映射表存储用户瞳距与电压信号之间的映射关系；图像生成单元106与瞳距存储单元104及显示屏101相连接，根据所述电压信号，通过在所述瞳距映射表进行查表得出用户的瞳距，并依据该瞳距生成3D场景影像。具体的，所述瞳距是指人体瞳孔之间的距离，如图2所示，图2示出了本专利技术实施例提供的瞳距示意图；人体拥有左眼球20和右眼球21，瞳孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VR智能头戴设备，包括显示屏和与所述显示屏相对设置的左右镜片，其特征在于，所述设备还包括：调节部件，与所述左右镜片连接，用于调节所述左右镜片之间的距离；信号转换单元，与所述调节部件连接，根据所述左右镜片之间的距离生成电压信号；瞳距存储单元，与所述信号转换单元连接，用于存储瞳距映射表，所述瞳距映射表用于存储用户瞳距与所述电压信号之间的映射关系；及图像生成单元，与所述瞳距存储单元及所述显示屏相连接，根据所述电压信号，通过在所述瞳距映射表进行查表得出用户的瞳距，并依据该瞳距生成3D场景影像。

【技术特征摘要】
1.一种VR智能头戴设备，包括显示屏和与所述显示屏相对设置的左右镜片，其特征在于，所述设备还包括：调节部件，与所述左右镜片连接，用于调节所述左右镜片之间的距离；信号转换单元，与所述调节部件连接，根据所述左右镜片之间的距离生成电压信号；瞳距存储单元，与所述信号转换单元连接，用于存储瞳距映射表，所述瞳距映射表用于存储用户瞳距与所述电压信号之间的映射关系；及图像生成单元，与所述瞳距存储单元及所述显示屏相连接，根据所述电压信号，通过在所述瞳距映射表进行查表得出用户的瞳距，并依据该瞳距生成3D场景影像。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述瞳距存储单元与所述图像生成单元为无线或者有线连接。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述根据所述电压信号，通过在所述瞳距映射表进行查表得出用户的瞳距，包括：根据所述电压信号V，在所述瞳距映射表中进行查找得出与该电压信号V最接近的两个中间电压信号V1、V2，以及所述中间电压信号V1所对应的中间瞳距D1、所述中间电压信号V2所对应的中间瞳距D2；根据所述电压信号V得到用户的瞳距D，其中，上式中，V1≠V2。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述依据该瞳距生成3D场景影像，包括：获取原始图像数据；根据所述原始图像数据生成透视投影矩阵、照相机矩阵、头朝向矩阵及物体模型；根据所述瞳距生成左眼偏移矩阵和右眼偏移矩阵；根据所述透视投影矩阵、照相机矩阵、头朝向矩阵、物体模型和左眼偏移矩阵生成左眼3D场景影像；根据所述透视投影矩阵、照相机矩阵、头朝向矩阵、物体模型和右眼偏移矩阵生成右眼3D场景影像。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述瞳距存...

【专利技术属性】
技术研发人员：白文科，吴海全，李耀伟，邱振青，王如军，曹磊，张恩勤，师瑞文，
申请(专利权)人：深圳市冠旭电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44