一种基于红外光学动作捕捉的VR沉浸式穿戴系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于红外光学动作捕捉的VR沉浸式穿戴系统，包括：背负式计算机和沉浸式战术设备；所述沉浸式战术设备与所述背负式计算机通讯连接；所述沉浸式战术设备包括：穿戴式VR设备，用于反馈战术虚拟现场的图像信息、声音信息和振动信息；红外模拟设备，用于接收用户的动作；控制设备，分别与所述穿戴式VR设备和所述红外红外模拟设备电连接；本发明专利技术在虚拟环境中还原用户的全身姿态动作和手势，使用户沉浸式体验虚拟环境中的振动、声音和画面等内容。等内容。等内容。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外光学动作捕捉的VR沉浸式穿戴系统


[0001]本专利技术涉及分布式作战仿真和虚拟现实
，尤其涉及一种基于红外光学动作捕捉的VR沉浸式穿戴系统。

技术介绍

[0002]在传统计算机使用场景中，常用的输入设备一般为键盘、鼠标和麦克风，输出设备一般为显示器、音响，随着虚拟现实技术的发展，为提高用户在虚拟场景中的沉浸式体验，对用户与虚拟场景的交互方式提出了新的需求。例如以下五种交互设备：
[0003]一、通过VR眼镜输出虚拟场景画面，利用VR眼镜左右两个镜片分别渲染两个画面，两个画面叠加后使用户拥有置身于虚拟场景的沉浸式体验。
[0004]二、通过基于红外光学动作捕捉系统采集用户的全身姿态动作(比如下蹲、卧倒、匍匐、跳、踢、抛、投、击打等)并还原到虚拟场景中，使用户的真实移动可1:1映射到使其他用户通过虚拟场景真实、准确地观察被采集用户的姿态动作，也可使用户通过身体动作拟真地与虚拟场景中的物体交互，比如拉拽、推动等；
[0005]三、通过动作捕捉手套采集用户的手势，比如单手表示数字一到十，基本还原用户的常见手部动作，满足用户与虚拟场景的交互需求，例如抓取、点击等；
[0006]四、通过穿戴受力反馈震动模块，使用户感受到前胸、后背、两侧手臂、两侧大腿的震动，以提高相应身体部位在虚拟场景中受伤、被触碰等情形时的沉浸感；
[0007]五、通过立体声耳机与语音通话控制器进行音频信息交互，立体声耳机可使用户感受到声音的方向和距离，使用户对虚拟场景的感受更加真切，使用语音通话控制器可切换语音频道、触发语音输入；
[0008]六、通过拟真的手雷触发器增强投掷装备交互的沉浸感。
[0009]故目前不能满足用户的动作交互、视觉、听觉和触觉等全方位的沉浸式体验。
[0010]因此，有必要研究一种基于红外光学动作捕捉的VR沉浸式穿戴系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于红外光学动作捕捉的VR沉浸式穿戴系统，在虚拟环境中还原用户的全身姿态动作和手势，使用户沉浸式体验虚拟环境中的振动、声音和画面等内容。
[0012]一方面，本专利技术提供一种基于红外光学动作捕捉的VR沉浸式穿戴系统，包括：
[0013]背负式计算机和沉浸式战术设备；
[0014]所述沉浸式战术设备与所述背负式计算机通讯连接；
[0015]所述沉浸式战术设备包括：
[0016]穿戴式VR设备，用于反馈战术虚拟现场的图像信息、声音信息和振动信息；
[0017]红外模拟设备，用于接收用户的动作；
[0018]控制设备，分别与所述穿戴式VR设备和所述红外红外模拟设备电连接；
[0019]所述控制设备通过所述穿戴式VR设备实时反馈战术虚拟现场的图像信息、声音信息和振动信息，当进入交互环节时，通过所述红外模拟设备接收用户的动作，将所述动作反馈给所述背负式计算机；所述背负式计算机基于所述动作确定所述穿戴式VR设备需反馈给用户的图像信息、声音信息和振动信息，并生成穿戴式VR设备的控制信息；所述背负式计算机将所述控制信息发送至所述控制设备；所述控制设备对所述穿戴式VR设备执行所述控制信息。
[0020]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述穿戴式VR设备包括：
[0021]战术背心主体，包覆于胸前和背后，用于实时反馈战术虚拟现场的振动信息；
[0022]VR头盔，佩戴在头部，用于实时反馈战术虚拟现场的图像信息和声音信息；
[0023]VR手套，佩戴在手部，用于实时反馈战术虚拟现场的振动信息。
[0024]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述穿戴式VR设备还包括：
[0025]动作捕捉鞋套，通过勾面魔术贴搭载红外模拟设备，所述动作捕捉鞋套固定在脚腕上；
[0026]绑带式动作捕捉战术护肘，内层为布料和海绵材质，外层为塑料材质的定型硬质板，红外模拟设备固定在硬质板上，所述绑带式动作捕捉战术护肘固定在肘关节处；
[0027]搭扣式动作捕捉战术护膝，内层为布料和海绵材质，外层为塑料材质的定型硬质板，红外模拟设备固定在硬质板上，所述搭扣式动作捕捉战术护膝固定在膝关节处。
[0028]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述战术背心上装载受力反馈震动模块、手雷触发器和手枪触发器，同时还设计有背负式计算机固定位和背负式计算机电池的挂包，所述语音通话控制器连接VR头盔，所述反馈震动模块、手雷触发器和手枪触发器均与控制设备连接，所述背负式计算机固定位用于放置背负式计算机，所述背负式计算机电池的挂包用于放置背负式计算机的电池。
[0029]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述VR头盔包括头盔本体、VR眼镜和语音装备，所述VR眼镜设置在头盔本体正前方，所述语音装备固定在VR眼镜上，所述VR眼镜用于反馈战术虚拟现场的图像信息，所述语音装备用于反馈战术虚拟现场的声音信息。
[0030]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述红外模拟设备由若干红外反光球组成，其中全身姿态动作由战术背心上的至少11红外反光球、左右战术护肘上的至少4个红外反光球、左右护膝上的至少4个红外感光球、左右动作捕捉鞋套上的至少8个红外反光球和头上的至少5个红外反光球作为标记点采集，通过虚拟现实主系统运算后还原到背负式计算机和虚拟现实主系统的虚拟现实场景。
[0031]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制设备包括但不限于微处理器。
[0032]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述受力反馈震动模块用于通过振动反馈虚拟现实场景中的中弹和触碰情形。
[0033]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述沉浸式
战术设备还包括语音通话控制器，所述语音通话控制器设置在VR眼镜上，所述语音通话控制器包括语音输入单元和语音输出单元，用于输入和输出通讯信息,所述语音输出单元和语音装备连接。
[0034]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述背负式计算机的接口均为航空插口，用于数据稳定通畅和保证供电稳定不断流；所述背负式计算机在机体四个角均设计有橡胶材质的包角。
[0035]与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：
[0036]本专利技术解决了在背负式计算机的虚拟现实场景中科学合理地还原穿戴人员的全身姿态动作、手势，感受场景中的振动反馈，收发语音信息，以及携带随身仿真手枪和手雷触发器，并清晰流畅地将虚拟场景输出到VR眼镜中，使用户获得动作交互、视觉、听觉和触觉等全方位的沉浸式体验。
[0037]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于红外光学动作捕捉的VR沉浸式穿戴系统，其特征在于，包括：背负式计算机和沉浸式战术设备；所述沉浸式战术设备与所述背负式计算机通讯连接；所述沉浸式战术设备包括：穿戴式VR设备，用于反馈战术虚拟现场的图像信息、声音信息和振动信息；红外模拟设备，用于接收用户的动作；控制设备，分别与所述穿戴式VR设备和所述红外红外模拟设备电连接；所述控制设备通过所述穿戴式VR设备实时反馈战术虚拟现场的图像信息、声音信息和振动信息，当进入交互环节时，通过所述红外模拟设备接收用户的动作，将所述动作反馈给所述背负式计算机；所述背负式计算机基于所述动作确定所述穿戴式VR设备需反馈给用户的图像信息、声音信息和振动信息，并生成穿戴式VR设备的控制信息；所述背负式计算机将所述控制信息发送至所述控制设备；所述控制设备对所述穿戴式VR设备执行所述控制信息。2.如权利要求1所述的VR沉浸式穿戴系统，其特征在于，所述穿戴式VR设备包括：战术背心主体，包覆于胸前和背后，用于实时反馈战术虚拟现场的振动信息；VR头盔，佩戴在头部，用于实时反馈战术虚拟现场的图像信息和声音信息；VR手套，佩戴在手部，用于实时反馈战术虚拟现场的振动信息。3.如权利要求2所述的VR沉浸式穿戴系统，其特征在于，所述穿戴式VR设备还包括：动作捕捉鞋套，通过勾面魔术贴搭载红外模拟设备，所述动作捕捉鞋套固定在脚腕上；绑带式动作捕捉战术护肘，内层为布料和海绵材质，外层为塑料材质的定型硬质板，红外模拟设备固定在硬质板上，所述绑带式动作捕捉战术护肘固定在肘关节处；搭扣式动作捕捉战术护膝，内层为布料和海绵材质，外层为塑料材质的定型硬质板，红外模拟设备固定在硬质板上，所述搭扣式动作捕捉战术护膝固定在膝关节处。4.如权利要求3所述的VR沉浸式穿戴系统，其特征在于，所述战术背心上设有受...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁苹键，胡正东，秦应心，翁庆龙，汤望，王进勇，余灵，李知君，张军，李豪华，
申请(专利权)人：北京晶品特装科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：