一种基于超声波定位的人机交互系统及VR设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于超声波定位的人机交互系统及VR设备。该人机交互系统包括交互设备和VR设备，所述交互设备包括超声波发射器，所述VR设备包括至少三个超声波接收器、处理器和显示屏；其中超声波发射器，用于发射超声波定位信号；至少三个超声波接收器不在同一直线上，用于分别接收超声波定位信号；处理器，用于基于所述至少三个超声波接收器分别接收到的超声波定位信号，计算出所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标，并将相对位置坐标在所述显示屏上进行映射。该人机交互系统采用超声波进行定位交互，技术成熟可靠，且能耗低，不受环境光线强度、温度、湿度以及雾天、雨天等恶劣天气的影响。

A human-computer interaction system and VR equipment based on ultrasonic positioning

The utility model discloses a human-computer interaction system and VR equipment based on ultrasonic positioning. The human-computer interaction system comprises an interactive device and a VR device, the interactive device comprises an ultrasonic transmitter, the VR device comprises at least three ultrasonic receivers, a processor and a display screen; wherein, the ultrasonic transmitter is used for transmitting the ultrasonic positioning signal; at least three ultrasonic receivers are not on the same straight line, which are used for receiving the ultrasonic positioning signal respectively; the processor is used for receiving the ultrasonic positioning signal Based on the ultrasonic positioning signals received by at least three ultrasonic receivers, the relative position coordinates between the interactive device and the VR device are calculated, and the relative position coordinates are mapped on the display screen. The human-computer interaction system uses ultrasound for positioning interaction. The technology is mature and reliable, and the energy consumption is low.

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波定位的人机交互系统及VR设备
本技术涉及人机交互定位技术，尤其涉及一种基于超声波定位的人机交互系统及VR设备。
技术介绍
随着计算机技术的飞速发展，嵌入设备、便携设备的广泛应用，虚拟现实、大型投影仪、交互设备的使用，都需要有更直观、简便的人机交互定位方式。VR眼镜、VR头盔等VR设备通过将显示屏上显示的内容放大后投射到使用者的视网膜上，使得使用者具有观看大屏幕图像的视觉效果。由于VR设备的显示屏就在使用者的眼前，VR设备无法像手机等智能终端一样通过触摸屏来进行人机交互，而其他人机交互方式由于技术不成熟或者蓝牙/WIFI等连接方式能耗高、受环境影响大等原因，应用局限性很大。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本技术提供一种基于超声波定位的人机交互系统，采用超声波进行定位交互，技术成熟可靠，且能耗低，不受环境光线强度、温度、湿度以及雾天、雨天等恶劣天气的影响。本技术还提供一种基于超声波定位的VR设备。本技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种基于超声波定位的人机交互系统，包括交互设备和VR设备，所述交互设备包括超声波发射器，所述VR设备包括至少三个超声波接收器、处理器和显示屏；其中超声波发射器，用于发射超声波定位信号；至少三个超声波接收器不在同一直线上，用于分别接收超声波定位信号；处理器，用于基于所述至少三个超声波接收器分别接收到的超声波定位信号，计算出所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标，并将相对位置坐标在所述显示屏上进行映射。进一步地，所述VR设备还包括滤波电路，所述滤波电路连接于所述处理器和所述至少三个超声波接收器之间。进一步地，所述超声波接收器的数量有四个，四个超声波接收器不在同一平面上。进一步地，四个超声波接收器构成一正四面体。进一步地，所述VR设备为VR头盔或VR眼镜。一种基于超声波定位的VR设备，与一交互设备通过超声波连接，包括至少三个超声波接收器、处理器和显示屏，其中至少三个超声波接收器不在同一直线上，用于分别接收所述交互设备发射的超声波定位信号；处理器，用于基于所述至少三个超声波接收器分别接收到的超声波定位信号，计算出所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标，并将相对位置坐标在所述显示屏上进行映射。进一步地，还包括滤波电路，所述滤波电路连接于所述处理器和所述至少三个超声波接收器之间。进一步地，所述超声波接收器的数量有四个，四个超声波接收器不在同一平面上。进一步地，四个超声波接收器构成一正四面体。进一步地，所述VR设备为VR头盔或VR眼镜。本技术具有如下有益效果：该人机交互系统采用超声波对所述交互设备和VR设备之间的相对空间位置进行定位，所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标在所述显示屏上进行映射，使得所述交互设备起到了类似于电脑鼠标的作用来与所述VR设备进行交互，超声波定位技术成熟可靠，且能耗低，不受环境光线强度、温度、湿度以及雾天、雨天等恶劣天气的影响。附图说明图1为本技术提供的人机交互系统的原理架构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的说明。如图1所示，一种基于超声波定位的人机交互系统，包括交互设备和VR设备，所述交互设备包括超声波发射器，所述VR设备包括至少三个超声波接收器、处理器和显示屏；其中超声波发射器，用于发射超声波定位信号；至少三个超声波接收器不在同一直线上，用于分别接收超声波定位信号；处理器，用于基于所述至少三个超声波接收器分别接收到的超声波定位信号，计算出所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标，并将相对位置坐标在所述显示屏上进行映射。超声波定位原理：所述超声波发射器不断或间歇性向周围空间发射超声波定位信号，所述超声波定位信号中加载有发射时间T1和识别标识，所述超声波接收器在接收到所述超声波定位信号后记录下接收时间T2，所述处理器对所述超声波定位信号中的识别标识进行识别以排出其他声源的干扰，然后计算出所述交互设备与所述VR设备之间的距离D=（T2-T1）*V，V为超声波在空气中的传播速度；而所述VR设备上具有的至少三个超声波接收器不在同一直线上，所述处理器可通过三点定位原理以确定所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标。该人机交互系统采用超声波对所述交互设备和VR设备之间的相对空间位置进行定位，所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标在所述显示屏上进行映射，使得所述交互设备起到了类似于电脑鼠标的作用来与所述VR设备进行交互，超声波定位技术成熟可靠，且能耗低，不受环境光线强度、温度、湿度以及雾天、雨天等恶劣天气的影响。所述交互设备可以为戒指、手环或手表等可穿戴设备，当然，所述交互设备不一定需要戴在使用者的手上，也可以握在使用者的手里，或者设于使用者身体的其他部位上，视具体需求而定。所述VR设备可以但不限于为VR头盔或VR眼镜等。其中，所述VR设备还包括滤波电路，所述滤波电路连接于所述处理器和所述至少三个超声波接收器之间；所述滤波电路用于滤除检测杂波，以对所述超声波发射器发射的超声波定位信号进行滤波检波。优选地，所述超声波接收器的数量有四个，分别设置于所述VR设备表面的各自固定位置上，四个超声波接收器不在同一平面上，构成一正四面体。其中，所述交互设备包括电池组件和微控器，所述电池组件优选采用充电电池，带USB快充接口，用于为所述交互设备提供电能；所述微控器用于控制所述超声波发射器，连接于所述电池组件和所述超声波发射器之间。所述VR设备还包括电源组件和存储器，所述电源组件优选采用220V市电，用于为所述VR设备提供电能；所述存储器可以为Flash存储器或ram存储器，用于储存所述超声波定位信号的接收时间T1和接收时间T2以及所述交互设备的相对位置坐标。所述处理器连接于所述电源组件与各个超声波接收器、滤波电路和存储器之间。以上所述实施例仅表达了本技术的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声波定位的人机交互系统，其特征在于，包括交互设备和VR设备，所述交互设备包括超声波发射器，所述VR设备包括至少三个超声波接收器、处理器和显示屏；其中/n超声波发射器，用于发射超声波定位信号；/n至少三个超声波接收器不在同一直线上，用于分别接收超声波定位信号；/n处理器，用于基于所述至少三个超声波接收器分别接收到的超声波定位信号，计算出所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标，并将相对位置坐标在所述显示屏上进行映射。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波定位的人机交互系统，其特征在于，包括交互设备和VR设备，所述交互设备包括超声波发射器，所述VR设备包括至少三个超声波接收器、处理器和显示屏；其中
超声波发射器，用于发射超声波定位信号；
至少三个超声波接收器不在同一直线上，用于分别接收超声波定位信号；
处理器，用于基于所述至少三个超声波接收器分别接收到的超声波定位信号，计算出所述交互设备与所述VR设备之间的相对位置坐标，并将相对位置坐标在所述显示屏上进行映射。


2.根据权利要求1所述的基于超声波定位的人机交互系统，其特征在于所述VR设备还包括滤波电路，所述滤波电路连接于所述处理器和所述至少三个超声波接收器之间。


3.根据权利要求1或2所述的基于超声波定位的人机交互系统，其特征在于，所述超声波接收器的数量有四个，四个超声波接收器不在同一平面上。


4.根据权利要求3所述的基于超声波定位的人机交互系统，其特征在于，四个超声波接收器构成一正四面体。


5.根据权利要求1或2所述的基于超声波定位的人机交互系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学军，周峰，刘译文，
申请(专利权)人：深圳市星火电子工程公司，
类型：新型
国别省市：广东;44