[发明专利]基于混合虚拟现实的可穿戴便携计算机及教学平台

说明书

本发明提供一种基于混合虚拟现实的可穿戴便携计算机。该可穿戴便携计算机包括背包计算机、头戴显示器、腿部传感器、脚部传感器和无线传感手柄；所述头戴显示器和所述无线传感手柄均与所述背包计算机通信连接；所述背包计算机为采用背包形式携带的计算机，在所述背包内部设置有电池、计算机主机和冷却设备；所述电池为所述计算机主机和所述冷却设备供电；所述计算机主机上设置有设备互联接口；所述头戴显示器连接至设备互联接口，用于为用户及周围观察者提供混合现实视觉；所述腿部传感器、脚部传感器和无线传感手柄连接至设备互联接口。本发明对外围设备的兼容性和拓展性较好，并且可应用于教学场景。

技术领域

本发明涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种基于混合虚拟现实的可穿戴便携计算机及教学平台。

背景技术

随着屏幕显示技术的发展，越来越多的显示技术可供选择，最近出现的半透明LED显示技术以及便携式投影技术丰富了显示设备的实现形式，也为相关应用奠定了基础。然而，目前常见的AR 及游戏设备主要有掌上游戏机、手机、平板电脑、可穿戴设备等，仍是通过传统随身显示器与用户进行交互，具有一定的局限性，例如，头部显示器需要占据用户视野，干扰用户观察真实世界，可穿戴计算机无法快速的进行使用场景切换；便携头部显示器与AR、手机及游戏设备连接不兼容；便携头部显示器的功能拓展性较差；现有部分透明面板不能调节透明度，在特定场景使用下效果不佳；尚无相关可穿戴设备及混合现实应用用于课堂教学等场景。

发明内容

针对现有可穿戴设备在与用户进行交互时所存在的兼容性差、拓展性差的问题，本发明提供一种基于混合虚拟现实的可穿戴便携计算机及教学平台，通过可调透明屏幕及头戴便携式投影设备显示画面，配合头戴设备的相关传感器，为可穿戴设备提供人机交互接口，用户使用无线体感手柄与背包计算机实现交互，以此实现混合现实的应用，并借此硬件平台实现了一种基于混合现实的教学平台。

一方面，本发明提供一种基于混合虚拟现实的可穿戴便携计算机，包括背包计算机、头戴显示器、腿部传感器、脚部传感器和无线传感手柄；所述头戴显示器和所述无线传感手柄均与所述背包计算机通信连接；

所述背包计算机为采用背包形式携带的计算机，在所述背包内部设置有电池、计算机主机和冷却设备；所述电池为所述计算机主机和所述冷却设备供电；所述计算机主机上设置有设备互联接口；

所述头戴显示器连接至设备互联接口，用于为用户及周围观察者提供混合现实视觉；

所述腿部传感器、脚部传感器和无线传感手柄连接至设备互联接口，所述无线传感手柄用于与背包计算机进行交互；所述腿部传感器、脚部传感器用于采集对应部位的运动姿势、运动状态，以供计算机主机根据运动姿势、运动状态控制计算机。

进一步地，在所述背包内部还设置有电源接口，所述电源接口用于接入外部电源，通过所述外部电源为所述电池供电。

进一步地，所述头戴显示器包括头盔，以及均挂接在USB总线上的视觉交互单元、声音交互单元、传感器单元和电源单元；

所述视觉交互单元包括可调透明屏幕组件和投影显示组件，所述可调透明屏幕组件和所述投影显示组件通过电缆或背板连接至设备互联接口；

所述声音交互单元包括音频输入模块、音频输出模块、麦克风阵列、耳机接口和无线音频接口；所述麦克风阵列包括语音麦克风和环境麦克风；所述音频输入模块，用于处理麦克风阵列采集的声音信息并将处理后的数据通过设备互联接口传送至背包计算机；所述音频输出模块，用于对从视频流音频接口接收到的音频信号进行解码后传输至耳机接口和/或无线音频接口；

所述传感器单元包括GPS模块、姿态传感器、运动传感器、环境传感器、佩戴传感器、生物传感器和摄像头；

所述电源单元包括用于接入外部电源的供电接口。

进一步地，所述可调透明屏幕组件包括显示组件、显示组件固定器和光学组件；所述显示组件和所述光学组件通过显示组件固定器连接至头盔；

所述光学组件，用于调整显示组件至观察者的光路；