[发明专利]基于虚拟现实技术的空间定位定姿系统及其方法

权利要求书

1.一种基于虚拟现实VR技术的空间定位定姿系统，包括VR头盔，其特征在于，还包括两个基站、两只VR手柄以及一台计算机；所述两只VR手柄与VR头盔之间，基站与VR头盔之间，以及所述头盔与所述计算机之间均通过蓝牙模块进行无线通信。

2.根据权利要求1所述基于VR技术的空间定位定姿系统，其特征在于，所述基站还包括X轴电机驱动控制电路、Y轴电机驱动控制电路、激光器驱动控制电路、LED驱动控制电路、光敏传感器接收调理电路以及蓝牙通信模块；

所述X轴、Y轴电机驱动控制电路，分别用于驱动步进电机沿着X轴及Y轴在一定角度范围内执行周期性往复式的扫描动作；

所述激光器驱动电路，用于驱动激光器发射激光扫描信号，以形成用于被测载体的姿态和位置测量的激光扫描场；

LED驱动控制电路，控制LED按照固定周期闪烁发光，与被测载体上安装的LED光敏传感器结合，用于触发被测载体启动计时、计算姿态和位置解算需要的时间参数；

光敏传感器接收调理电路，用于调理激光信号与LED信号，并将其转化为适合下一环节测控单元接口的信号格式，还用于实现基站之间的通信功能并完成参考坐标系的建立；

蓝牙通信模块，用于实现所述基站与VR头盔之间的无线通信功能。

3.根据权利要求1所述基于VR技术的空间定位定姿系统，其特征在于，所述VR头盔，还包括左眼屏幕显示电路、右眼屏幕显示电路、高清视频处理电路、光敏传感器接收调理电路、USB通信电路以及蓝牙通信模块；其中：

左、右眼屏幕显示电路，分别用于驱动左、右OLED屏幕的点亮和正常画面显示；

高清视频处理电路，用于接收和处理从所述计算机通过HDMI线传输过来的视频信号；

光敏传感器接收调理电路，用于调理激光信号与LED信号，并将其转化为适合下一环节测控单元接口的信号格式；

USB通信电路，用于所述计算机与VR头盔之间的控制信号的通信传输；

蓝牙通信模块，用于实现所述VR手柄与VR头盔、所述VR头盔与所述基站之间的无线通信功能。

4.根据权利要求1所述基于VR技术的空间定位定姿系统，其特征在于，所述VR手柄，还包括按键处理电路、触摸面板处理电路、光敏传感器接收调理电路以及蓝牙通信模块；其中：

所述按键处理电路，用于接收和解码VR手柄上的键位控制信号输入；

触摸面板处理电路，用于接收和解码VR手柄上的触摸板的控制信号输入；

光敏传感器接收调理电路，用于调理激光信号与LED信号，并将其转化为适合下一环节测控单元接口的信号格式；以及在所述VR手柄中的作用是用于实现对VR手柄的姿态和位置测量；

蓝牙通信模块，用于实现所述VR手柄与VR头盔之间的无线通信功能。

5.根据权利要求1所述基于VR技术的空间定位定姿系统，其特征在于，所述计算机为支持图形处理的主机。

6.一种基于虚拟现实VR技术的空间定位定姿方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、LED阵列发出光信号，头盔上的光敏传感器接收到光信号后，头盔中的单片机开始计时；

B、当LED闪光第一预设时长后，X轴的激光扫描器开始扫描，头盔上的光敏传感器被扫到时，记录当前的计时时刻；

C、当LED闪光第二预设时长后，Y轴的激光扫描器开始扫描，头盔上的光敏传感器被扫到时，记录当前的计时时刻；

D、依据扫描电机的转速、光敏传感器计时的时间间隔计算出角度，该角度为光敏传感器在扫描坐标系下的X轴和Y轴偏角；

E、依据光敏传感器在头盔上的位置是确定的，依据多个传感器的位置差即可确定头盔的位置和姿态。

7.根据权利要求6所述基于VR技术的空间定位定姿方法，其特征在于，所述的第一预设时长等于第二预设时长。

8.根据权利要求6所述基于VR技术的空间定位定姿方法，其特征在于，步骤D所述光敏传感器在扫描坐标系下的X轴和Y轴偏角为电机转速×时间间隔。