[发明专利]虚拟现实手持组件及其制作方法、虚拟现实交互系统

说明书

本发明提供了一种虚拟现实手持组件及其制作方法、虚拟现实交互系统；所述虚拟现实组件分别与头戴式显示器、以及设有红外扫描定位装置的电脑终端通信连接，且所述组件包括：用于与虚拟3D世界中的场景进行交互的剑型手持设备和盾型手持设备；所述剑型手持设备和盾型手持设备上均设有一个单片机和与所述单片机连接的多个红外传感器，其中，所述红外传感器用于接收红外扫描定位装置发射的红外光线。本发明提高了虚拟现实交互的精确性及运行可靠性，提高了虚拟现实交互的动作识别效率，提高了用户体验，并在实现了亚毫米级精度的基础上降低了制作成本。

技术领域

本发明涉及虚拟现实交互技术领域，具体涉及一种虚拟现实手持组件及其制作方法、虚拟现实交互系统。

背景技术

虚拟现实技术是利用计算机模拟产生一个逼真的三维空间虚拟世界，通过头戴式显示器的方式，将虚拟世界的影像展现在人眼前的一项技术。这项技术涉及计算机图形学，微机电传感器学，显示技术，计算机仿真技术等；而沉浸感是这项技术的一个重要评判标准，如果只能在虚拟世界中观看而不能和其中的物体发生真实的交互，则会使沉浸感大打折扣，所以可以精确定位并且符合人机交互设计的交互设备是高端虚拟现实技术中十分重要的一环。

虚拟现实交互设备可以感知自身在三维空间中的位置，并以数字化的方式呈现在虚拟现实头戴式显示器中，以此来实现虚拟空间中的人机交互。现有的虚拟现实交互-设备主要分为两类：可三自由度定位和可六自由度定位的交互设备。其中的六自由度定位的交互设备有多种技术方案，包括可见光定位，红外光学定位，同步定位与地图构建技术，激光扫描定位等。

目前，红外光学定位包括主动式红外光学定位和被动式红外光学定位，主动式红外光学定位是指在交互设备上布置有相对位置固定的红外LED灯组并由红外摄像头实时进行拍摄，通过透视结果计算出设备的旋转和位移。被动式红外光学定位原理类似，只是交互设备上并不安装红外LED发光元件，而是红外反光标记点，利用红外发光装置照射在标记点上从而使红外摄像头拍摄的图像可以明显的区分出标记点和周围环境。使用多台红外摄像机拍摄到的图像进行融合处理，得到精确可靠的目标物空间位置。红外光学定位可定位的范围大，精度高，但是系统成本十分高昂，标定和调试困难；同时，同步定位与地图构建技术的测量方法计算量大，对计算设备性能要求高，校准和标定的过程复杂，成本高且很难做到满足虚拟现实要求的低延迟。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种虚拟现实手持组件及其制作方法、虚拟现实交互系统；提高了虚拟现实交互的精确性及运行可靠性，提高了虚拟现实交互的动作识别效率，提高了用户体验，并在实现了亚毫米级精度的基础上降低了制作成本。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种虚拟现实手持组件，所述组件分别与头戴式显示器、以及设有红外扫描定位装置的电脑终端通信连接，且所述组件包括：用于与虚拟3D世界中的场景进行交互的剑型手持设备和盾型手持设备；

所述剑型手持设备和盾型手持设备上均设有一个单片机和与所述单片机连接的多个红外传感器，其中，所述红外传感器用于接收红外扫描定位装置发射的红外光线。

进一步地，所述剑型手持设备包括依次连接的剑刃、剑身及剑柄，且所述剑身的壳体上设有多个圆孔；

相应的，各个所述红外传感器分别设置在所述剑身内部的、与各所述圆孔对应的位置上，使得所述红外扫描定位装置扫过所述红外传感器时，所述红外传感器产生光脉冲信号，并将所述光脉冲信号转化为高电平数字信号形式的传感数据后发送至所述剑型手持设备内部的单片机。

进一步地，所述盾型手持设备包括盾型外壳和设置在所述盾型外壳背部的把手，且所述盾型外壳的壳体上设有多个圆孔；