虚拟现实系统技术方案

本发明专利技术公开了一种虚拟现实系统，包括可穿戴虚拟现实设备，设备包括头戴式设备、动作捕捉设备以及一体化背包。头戴式设备包括头戴式显示器，用于显示虚拟场景，动作捕捉设备包括多个适于布置在用户身体上多个部位动作捕捉感应器，用于分别感应用户身体上多个部位的动作，一体化背包包括：分别与动作捕捉设备和头戴式显示器连接的处理器，用于接收动作捕捉设备获取的现实动作信息，并基于现实动作信息和预设的虚拟场景实现虚拟现实效果，并将相应的虚拟现实图像发送至头戴式显示器；至少一个收纳空间，用于收纳动作捕捉设备。本发明专利技术的虚拟现实系统中设计成可供用户穿戴的形式，用户佩戴本发明专利技术的虚拟现实系统即可进行完整的虚拟现实体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实
，具体地说，涉及一种虚拟现实系统。
技术介绍
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。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态。随着不同部分的实现技术方案、组合方式不同，用户体验及效果也差异很大。市面上大部分产品都是基于某一种技术或针对虚拟现实相关某一部分的产品。例如单独的头戴显示器、只利用光识别技术的动作捕捉设备、只基于惯性传感器的动作捕捉设备、基于激光的室内定位系统等等。这种分散化的虚拟现实设备一方面比较占用空间，另一方面又限制了用户体验时的活动范围。因此，需要一种可以方便用户进行完整虚拟现实体验的虚拟现实系统。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种虚拟现实系统，其可以让用户方便地进行虚拟现实体验。根据本专利技术的一个方面，公开了一种虚拟现实系统，包括可穿戴虚拟现实设备，可穿戴虚拟现实设备包括头戴式设备、动作捕捉设备以及一体化背包，头戴式设备包括头戴式显示器，用于显示虚拟场景，动作捕捉设备包括多个动作捕捉感应器，多个动作捕捉感应器适于布置在用户身体上多个部位，用于分别感应用户身体上多个部位的动作，一体化背包包括:处理器，处理器分别与动作捕捉设备和头戴式显示器连接，用于接收动作捕捉设备获取的现实动作信息，并基于现实动作信息和预设的虚拟场景实现虚拟现实效果，并将相应的虚拟现实图像发送至头戴式显示器；至少一个收纳空间，用于收纳动作捕捉设备。由此，本专利技术的虚拟现实系统通过一个带有处理器的一体化背包将头戴式设备和布置在用户身上多个部位的动作捕捉设备连接在一起。其中，处理器可以作为虚拟现实系统的处理中枢，可以接收并处理虚拟现实系统中各个模块的数据，并将处理后的数据整合到虚拟场景中，实现虚拟现实系统中各个模块的接入整合。另外，一体化背包中的收纳空间还可以用来存放动作捕捉设备。由此，用户穿戴本专利技术的设备即可进行虚拟现实体验，方便快捷，可以提升用户的体验。另外，体验结束后，还可以将用户佩戴的动作捕捉设备收纳在设备中的收纳空间内。这样，既可以用来收纳动作捕捉设备，以防遗失，还可以起到节省虚拟现实系统占用空间的效果。优选地，一体化背包可以包括四个收纳空间，分别位于一体化背包上与用户的四肢相对应的四个角落处，每个收纳空间可以用于收纳与其对应的肢体上的动作捕捉设备。这样，用户在穿戴时，只需要打开与肢体部位对应的收纳空间即可。例如，用户在穿戴左腿上的动作捕捉设备时，只需要从与左腿对应的收纳空间(即左下部的收纳空间)中选取动作捕捉设备，由于一个腿上不同部位佩戴的动作捕捉设备大小差别较大，因此，通过辨认动作捕捉设备的大小既可以进行佩戴。优选地，每个收纳空间还可以包括一个插槽，插槽连接到处理器，并且插槽适于与其对应的肢体上的动作捕捉设备的传输线的插头插入。由此，通过插槽可以将处理器与动作捕捉设备连接起来，可以实现处理器和动作捕捉设备之间的数据传输。优选地，连接到一个插槽的一根传输线可以将与该插槽对应的肢体上的所有动作捕捉设备串接在一起。这样，同一肢体部位的所有动作捕捉设备可以通过一根传输线以插接在插槽上的方式与处理器连接，一方面可以简化线路，另一方面，用户使用时，拉出一条传输线即可将一个肢体部位的所有动作捕捉设备拉出，可以方便用户佩戴。优选地，头戴式设备还可以包括手势识别镜头，用于识别用户的手部图像信息。手势识别镜头可以与处理器连接，这样，通过手势识别镜头可以获取用户的手部图像信息可以由处理器进行处理，然后发送给头戴式显示器，由头戴式显示器将其显示在虚拟场景中。从而可以将用户的手部动作用于虚拟场景相结合，进一步提升用户与虚拟场景的交互体验。优选地，本专利技术的虚拟现实系统还可以包括:激光定位基站，固定设置在空间中预定位置处，用于以预定的扫射频率向空间中扫射定位光束，定位光束的截面为直线段；多个定位光束接收器，固定在头戴式设备和/或一体化背包的外表面，可以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，处理器可以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和/或一体化背包的位置。由此，可以在头戴式设备或/和一体化背包上设置多个定位光束接收器，以获取用户的位置信息，使得处理器可以将用户在现实中的位置信息显示在虚拟场景中，实现用户与虚拟场景之间良好地交互。优选地，激光定位基站可以包括:第一扫射光源，以一定的扫射周期绕轴旋转，并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。优选地，激光定位基站还可以包括:第二扫射光源，以与第一扫射光源相同的扫射周期绕轴旋转，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。优选地，第一定位光束的截面可以垂直于水平面。优选地，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所述激光定位基站的方向。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和/或一体化背包的位置。优选地，本专利技术的虚拟现实系统还可以包括多个激光定位基站。优选地，可以有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。综上，本专利技术的虚拟现实系统设计成可供用户穿戴的形式，使得用户佩戴本专利技术的虚拟现实系统即可进行完整的虚拟现实体验。【附图说明】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。图1示出了基于本专利技术的虚拟现实系统的结构的示意性方框图。图2示出了在人体上布置动作捕捉设备的一种可行方式的示意图。图3示出了用户佩戴本专利技术的虚拟现实系统的可穿戴设备时的状态示意图。图4示出了本专利技术的一体化背包的一种结构示意图。图5示出了本专利技术的另一种实施例的虚拟现实系统可以具有的结构的示意性方框图。图6示出了用户的手部可能出现的姿态示意图。图7示出了本专利技术实施例的带有定位装置的虚拟现实系统的结构示意图。图中标号的具体含义为:1、可穿戴虚拟现实设备，2、动作捕捉设备，3、一体化背包，4、头戴式设备，2-1至2-N为动作捕捉感应器，3-1、处理器，3-2、收纳空间，3-2-1、插槽，3_5、肩带，4_1、头戴式显示器，4-2、手势识别镜头，4-3、定位光束接收器，5、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟现实系统，包括可穿戴虚拟现实设备，所述可穿戴虚拟现实设备包括头戴式设备、动作捕捉设备以及一体化背包，所述头戴式设备包括头戴式显示器，用于显示虚拟场景，所述动作捕捉设备包括多个动作捕捉感应器，所述多个动作捕捉感应器适于布置在用户身体上多个部位，用于分别感应用户身体上所述多个部位的动作，所述一体化背包包括：处理器，所述处理器分别与所述动作捕捉设备和所述头戴式显示器连接，用于接收所述动作捕捉设备获取的现实动作信息，并基于所述现实动作信息和预设的虚拟场景实现虚拟现实效果，并将相应的虚拟现实图像发送至所述头戴式显示器；至少一个收纳空间，用于收纳所述动作捕捉设备。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭成，王岱维，
申请(专利权)人：北京国承万通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11