[发明专利]一种双重交互控制的头戴式显示设备

说明书

技术领域

本发明属于虚拟现实和计算机视觉技术领域，具体涉及一种双重交互控制的头戴式显示设备。

背景技术

现有虚拟现实技术一般采用如：头盔、手套、手柄或遥控器等辅助设备，在使用过程中，一般通过头盔检测头部运动或语音指令，通过手套检测手势或手部动作实现，或通过手柄或遥控器对虚拟角色进行控制从而实现交互操作。然而，头盔、手套等辅助设备在使用过程中其使用场景相对固定，其交互过程往往具有较强的使用针对性，并且其相对应的交互系统和方法也比较复杂，成本较高。而手柄等辅助设备虽然成本较低，但在使用过程中往往存在交互准确性和效率较低的情况。其中有一部分采用了物理按键的方式进行选择确认，有的采用触摸按键的方式进行选择确认，但是采用触摸或者物理按键的方式需要使用者一直将手臂悬空，长时间操作会导致用户疲劳；有一部分采用陀螺仪的方式通过转动头部进行选择，采用头动的方式需要用户不断移动头部进行选择，体验性较差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双重交互控制的头戴式显示设备，可以通过用户的视线和手控相结合进行交互的操作控制，实时的知道用户的实现方向，并且可以通过眼睛的运动来操作头戴式显示设备，并且通过多个处理模块间的协作，提高系统的性能，进而提高系统的反映速度，降低延迟，提高用户的使用体验。存储模块中的加密和解密模块能够保护用户的隐私和数据的安全。

本发明中头戴式显示设备是指：虚拟现实设备（VR）、增强现实设备（AR）和混合现实设备（MR）。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种双重交互控制的头戴式显示设备，包含：显示模块、通信模块、交互模块、电源模块、壳体和处理模块，其特征在于：所述交互模块包含眼控模块和手控模块，所述眼控模块包含摄像头模块和红外光源；所述手控模块包括位移检测模块和动作输入模块。

其中所述显示模块用于向用户提供视觉信息，显示模块为显示屏和/或投影装置；通信模块用于设备间、设备和基站间以及设备和服务器端的通信，通信模块包含蓝牙单元、WiFi单元、GSM单元、GPRS单元、CDMA单元、TDMA单元、ZigBee单元、Z-Wave单元、Infrared(IR)单元、RFID单元、NFC单元、WiGig单元中一种或几种。

电源模块用于给上述显示模块、通信模块、交互模块和处理模块供电，壳体用于支撑和固定上述部分或全部模块。

所述手控模块还包括手控载体，所述手控载体为指环状；所述位移检测模块，设于所述手控载体，用于检测所述手控载体的位移信息；所述动作输入模块，设于所述手控载体，用于检测作用于所述手控载体的动作信息；手控处理单元，设于所述手控载体且与所述位移检测模块以及动作输入模块通信连接，用于对所述位移信息以及动作信息转换为操作信息；信号输出模块，设于所述手控载体且与所述手控处理单元连接，用于发送所述操作信息；信号接收模块，设于一虚拟现实系统，用于与所述信号输出模块通信连接以接收所述信号输出模块发送的所述操作信息。

所述头戴式显示设备还包括：映射模块，设于所述头戴式显示设备的虚拟现实系统内，用于将虚拟控制器在虚拟交互平面上的动作映射至虚拟现实场景中对应的可交互对象。

所述摄像头采集图像数据，所述第一处理单元连接所述摄像头模块和第二处理单元，第一处理单元对摄像头模块传来数据进行处理，将处理结果传给第二处理单元。

所述第一处理单元包含：ARM、X86、X64、FPGA、DSP、MCU、MPU、ASIC、GPU中一种或几种。

所述红外光源直接连接电源模块或者所述红外光源连接第一处理单元和/或第二处理单元。

所述第二处理单元将第一处理单元的处理结果进行处理，同时第二处理单元还连接显示模块、通信模块、电源模块。

所述第二处理单元包含：所述第二处理单元包含ARM、X86、X64、GPU、DSP中一种或几种。

所述第一处理单元与第二处理单元同时工作，即第一处理单元将图像数据处理后的结果传给第二处理单元，第二处理单元对该结果进行处理，并根据程序执行其他操作，与此同时第一处理单元继续处理下一帧的图像数据，直到接收到停止或暂停指令。