[实用新型]基于混合现实的互动式仿生机器鱼系统

说明书

本实用新型公开了一种基于混合现实的互动式仿生机器鱼系统包括仿生机器鱼、无线手柄和混合现实头戴式显示设备，融合了仿生机器鱼总体设计技术、仿生控制技术、多传感器融合技术、图像处理技术等。打破了仿生机器鱼的应用环境苛刻的限制，并且在一定程度上也节省了水资源。仿生机器鱼在空气中动作，结合虚拟环境空间的合理布置，让用户操控仿生机器鱼实现如同在水下的前进、转弯、上浮和下潜等多种仿生动作，为传统的机器人相关产品带来了新的变革。

技术领域

本实用新型涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种基于混合现实的互动式仿生机器鱼系统。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)是近年来发展起来的新兴技术，它借助于光电技术、交互技术、多传感技术和计算机图像与多媒体技术，将计算机生成的虚拟环境与用户周围的真实场景相融合，使用户从感官效果上确信虚拟环境是其周围真实场景的组成部分，从而增强和扩展用户对周围环境的感知能力。而混合现实(Mixed Reality，MR)则是介于虚拟场景和真实场景之间的一种形态，包含了增强现实与虚拟现实。

仿生机器鱼作为一个水下高技术仪器设备的集成体，在军事、民用、科研等领域体现出广阔的应用前景和巨大的潜在价值。目前，国内外的科研机构研制出的多种水下仿生机器鱼已经可以模拟水下生物的启动、转弯等多种运动模式，但是在推进速度、推进效率等方面难以与生物媲美。因此，现阶段仿生机器鱼的相关技术研究大多数都集中在推进机理、机构设计与优化、运动控制、水下仿生材料等方面。

以混合现实技术为仿生机器鱼提供虚拟交互环境，混合现实技术主要用于示教系统中，用于指导操作人员对某些设备进行操作和学习，而仿生机器鱼专利多是在机械、控制、性能等专注于本体设计方面，将两者相结合从而形成一个特有互动系统的技术方案尚未发现。本实用新型基于上述两项技术，创新的将两者结合应用，。

发明内容

基于现有技术的不足，本实用新型提供一种基于混合现实的互动式仿生机器鱼系统，本实用新型可应用于学校、游乐场、科技馆等场所。

本实用新型所采用的技术方案是基于混合现实的互动式仿生机器鱼系统，包括仿生机器鱼、无线手柄和混合现实头戴式显示设备，所述的仿生机器鱼通过底端支架固定于桌面，仿生机器鱼的嘴部和胸鳍和腰部和尾鳍均可运动，所述的无线手柄用于对仿生机器鱼的无线控制，通过手柄摇杆与按键可分别控制仿生机器鱼的可动关节，所述的混合现实头戴式显示设备包括计算机主机、全息投影系统和视觉传感器和惯性传感器，所述的全息投影系统和视觉传感器和惯性传感器与计算机主机采用有线连接进行数据通信。

进一步地，所述的视觉传感器采集仿生机器鱼位姿信息，传输给计算机主机中央处理系统计算出仿生机器鱼及周围环境的三维模型，生成图像信息，并控制全息投影系统透过全息透视镜在仿生机器鱼四周投影出一个区域，该区域包括虚拟动画和控制菜单。

进一步地，所述的无线手柄通过手柄按键来选择虚拟菜单选项。

进一步地，所述的仿生机器鱼底部设置有电源开关和指示灯。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将仿生机器鱼与混合现实技术相结合，打破了仿生机器鱼的应用环境苛刻的限制，并且在一定程度上也节省了水资源。仿生机器鱼在空气中动作，结合虚拟环境空间的合理布置，让用户操控仿生机器鱼实现如同在水下的前进、转弯、上浮和下潜等多种仿生动作，为传统的机器人相关产品带来了新的变革。

附图说明

图1为本实用新型仿生机器鱼主视图。

图2为本实用新型仿生机器鱼仰视图。

图3为本实用新型无线手柄示意图。

图4为本实用新型操作演示示意图。