[发明专利]一种无载波通信虚拟现实场景定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实和增强现实技术，具体涉及一种无载波通信虚拟现实场景定位系统。

背景技术

虚拟现实(VR)或增强现实(AR)技术(本发明统称为VR技术)，就是通过计算机技术以及各类传感器技术在特定范围内产生出在视觉、听觉、触觉的虚拟环境或在真实环境上进行叠加效果叠加。

在VR系统中，很多应用场景会涉及到室内空间定位，利用室内空间定位技术可以实现真实世界与虚拟世界的更好互动。但是，目前现有的室内空间定位技术主要是在人体上布置反光点，通过在场景外围布置多个摄像头采集这些反光点的图像，然后通过图像处理的方法确定空间位置关系。这种定位方式需要架设多个摄像头，成本高并且布置繁琐，同时人体在活动过程中会出现反光点被遮挡等情况而影响定位，准确性不高。

另外，在人佩戴VR设备时，特别是进行游戏时，对实际空间的感知力较差，时常出现头晕问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无载波通信虚拟现实场景定位系统，解决现有的VR眼镜存在定位系统复杂，成本较高，使用时空间方向感知较差的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种无载波通信虚拟现实场景定位系统，包括VR眼镜，所述VR眼镜的正面为矩形，在VR眼镜的正面、顶面、底面以及两个相对的侧面均设置有一个定位探头，所述顶面、底面以及两个相对的侧面的定位探头的中心点位于同一平面且关于正面的定位探头的中心点成中心对称，每个定位探头的中心轴线均与其所在VR眼镜的端面垂直，且定位探头的探测面均背离VR眼镜；每个定位探头均包括图像采集头和超声波探头，所述图像采集头和超声波探头均与VR眼镜内的虚拟现实处理系统连接。进一步的，本发明设计了一种定位系统，在VR眼镜的基础上安装定位探头，分别位于VR眼镜的正面、左侧面、右侧面、顶面和底面，每个定位探头包括图像采集头和超声波探头，这样定位探头可实现在室内同时对5个面的图像进行探测。定位的原理是：在虚拟现实系统中，需要通过定位跟踪人体在真实世界中的活动轨迹，使得虚拟世界中的人体模型也按照这个轨迹移动，来实现在虚拟现实系统中的空间定位，达到真实世界中的人体和虚拟世界中的人体模型同步；本发明利用图像采集头采集室内各个方向的图像信息、超声波探头探测人体正对相对各个墙面之间的距离，由于室内空间大小是一定的，随着人体的移动，图像信息在虚拟现实处理系统中就表现为焦距的放大或缩小，超声波距离信息就表现为人相对墙面的距离的缩短或延长，以此实现虚拟现实系统中的空间定位。相比现有技术中在人体上布置反光点的方式，本发明结构更加简单，需要的图像采集探头的数量较少，安装成本较低。超声波探头可探测人与每个墙面之间的距离信息，并由虚拟现实处理系统对距离信息进行处理，然后传递给VR眼镜佩戴者，使人在使用过程中仍可以保持对所在空间的认知，分清室内各个方向，可有效避免空间方向感知较差导致头晕的问题。

在图像采集头与虚拟现实处理系统之间还设置有初始化图像采集处理模块和连续图像处理模块，其中：

初始化图像采集处理模块：接收图像采集头传输的图像信息，发送图像信息以及图像与图像所对应的实物之间的空间比例数值关系到虚拟现实处理系统；

连续图像处理模块：接收图像采集头传输的图像信息，经过处理后发送人体位移信息到虚拟现实处理系统。进一步的，初始化图像采集处理模块采用初始化图像参照图案或激光测距仪，通过图像采集头采集图像并获取图像采集头采集的图像与图像所对应的实物之间的空间比例数值关系；连续图像处理模块通过在人体移动过程中对连续采集得到的图像进行图像处理，计算得到图像采集头在其轴向方向的移动和在垂直于轴向的平面的移动距离和方向，获得人体的位移，由此实现虚拟现实系统中的空间定位。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种无载波通信虚拟现实场景定位系统，在VR眼镜的正面、左侧面、右侧面、顶面和底面安装定位探头，每个定位探头包括图像采集头和超声波探头，以此实现在室内同时对5个面的图像以及人与墙面之间的距离进行探测，使人在使用过程中仍可以保持对所在空间的认知，分清室内各个方向，可有效避免空间方向感知较差导致头晕的问题，并且整个系统结构简单，成本较低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明定位探头在VR眼镜上的安装示意图；

图2为本发明电子控制结构示意图。