[发明专利]一种虚拟现实头戴式显示设备、系统及其定位定姿方法

说明书

本发明公开一种虚拟现实头戴式显示设备，包括：虚拟现实头戴式显示设备本体；设置于所述虚拟现实头戴式显示设备本体外表面的至少四个红外光反射部件，用于将来自红外光源发射的红外光反射到图像采集单元，其中，所述至少四个红外光反射部件不在同一平面内。本发明能够精确实现对虚拟现实头戴式显示设备的空间定位，且成本低廉、安装便捷。

技术领域

本发明涉及虚拟现实及空间定位技术领域，特别是涉及一种虚拟现实头戴式显示设备、系统及其定位定姿方法。

背景技术

虚拟现实领域中，用于交互的空间定位系统在提供沉浸感上起到了至关重要的作用，也被普遍认为是虚拟现实头戴式显示设备中不可或缺的一项功能，目前应用于虚拟现实头戴式显示设备中的定位系统主要分为两种：

1、基于激光发射器的空间定位，依靠激光和光敏传感器来确定运动物体的位置，其原理为，使用两台以上的激光发射器，分别在X和Y两个方向进行扫描并发出红外光，在虚拟现实头戴式显示设备的机身上配备红外接收器多个枚，在同一姿态，同时超过定量的接收器接收到LIGHTHOUSE发出的红外光，通过各个接收器所接受到的红外光的线程以及角度的不同来标定头戴式显示设备的空间位置以及姿态，此类产品虽然定位精度高，但是由于LIGHTHOUSE的成本较高，且红外接收器造价较高，所以成本居高不下。

2、基于红外LED亮斑的空间定位，其工作原理为，在虚拟现实头戴式显示设备的机身上排列多个颗红外LED，通过外壳对LED进行透光处理，通过外置红外摄像头拍摄LED亮斑，从而解算虚拟现实头戴式显示设备的空间位置及其姿态，此类方案相较于方案一精度较低，但成本低廉，更易实现，缺点是LED的排布受结构及布线的限制太大，很难实现非常理想的LED分布于复杂外形的匹配设计。

发明内容

为解决上述技术问题之一，本发明第一方面提出一种虚拟现实头戴式显示设备，包括：

虚拟现实头戴式显示设备本体；

设置于所述虚拟现实头戴式显示设备本体外表面的至少四个红外光反射部件，用于将来自红外光源发射的红外光反射到图像采集单元，其中，所述至少四个红外光反射部件不在同一平面内。

可选地，所述红外光反射部件的材料包括微珠阵列反射膜。

可选地，所述红外光反射部件包括第一红外光反射部件以及第二红外光反射部件；其中，红外光经第一红外光反射部件与第二红外光反射部件反射后所形成的红外亮斑不同。

可选地，所述第一红外光反射部件比所述第二红外光反射部件反射表面积大。

可选地，所述第一红外光反射部件的反射表面积为所述第二红外光反射部件的反射表面积的两倍。

可选地，所述第一红外光反射部件与所述第二红外光反射部件的形状不同。

可选地，所述虚拟现实头戴式显示设备本体包括显示屏和连接显示屏的头带，其中

所述第一红外光反射部件包括设置于所述显示屏远离佩戴者人眼的表面中心处的第一红外光反射部件和设置于所述头带远离佩戴者人眼的表面上的第一红外光反射部件，以及

所述第二红外光反射部件包括设置于所述显示屏远离佩戴者人眼的表面中心处的第一红外光反射部件周边的多个第二红外光反射部件和设置于所述头带远离佩戴者人眼的远端表面上的第一红外光反射部件周边的第二红外光反射部件。

可选地，所述显示屏远离佩戴者人眼的表面中心处的第一红外光反射部件为1个；

所述第一红外光反射部件周边的多个第二红外光反射部件为10个，其中6个设置在靠近所述显示屏边缘的第一外围区域，围绕所述中心处的第一红外光反射部件设置，并且其余4个设置在比第一外围区域更靠近所述中心处的第一红外光反射部件的第二外围区域，围绕所述中心处的第一红外光反射部件设置；