[发明专利]一种一体式混合现实头戴显示系统

说明书

本发明实施例提供了一种一体式混合现实头戴显示系统，包括头戴显示设备、手柄设备及上位机，其中，手柄设备中惯性测量单元测量手柄设备的手柄姿态信息并发送至上位机；按键单元获取用户的操作信息并发送至上位机；灯带用于显示灯带显示图像；头戴显示设备获取灯带显示图像，及头戴显示设备的显示数据信息并发送至上位机；上位机设置于头戴显示设备的内部，上位机根据手柄姿态信息、操作信息、灯带显示图像及显示数据信息生成混合现实图像，并将混合现实图像发送至头戴显示设备进行显示。实现了对虚拟图像及现实图像的混合显示，从而实现了用户对虚拟世界及现实场景的混合交互，提高了用户体验的真实感，并且体积小，便于携带，应用范围广。

技术领域

本发明涉及混合现实技术领域，具体涉及一种一体式混合现实头戴显示系统。

背景技术

混合现实、虚拟现实、增强现实技术是近年来出现的高新技术，其利用计算机图形学模拟产生一个三维空间的虚拟世界，让使用者可以实时、没有限制地与三维空间内的物体进行视觉、听觉等方面的交互。虚拟现实中用户与纯虚拟的世界进行交互，增强现实中用户可以利用虚拟内容对现实世界进行叠加增强，混合现实技术是虚拟现实、增强现实技术的进一步发展和融合，该技术通过在虚拟环境中引入数字化现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。

现有的头戴显示设备多为虚拟现实头戴显示设备，用户仅能与纯虚拟的世界进行交互，无法与现实场景进行结合，用户体验的真实感较差，而一体式混合现实头戴显示系统作为下一代混合现实交互的重要设备，其在数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用前景，该类系统目前仍处于发展初期，国内外尚未有成熟产品。

发明内容

本发明实施例提供了一种一体式混合现实头戴显示系统，以克服现有技术中的头戴显示设备多为虚拟现实头戴显示设备，用户仅能与纯虚拟的世界进行交互，无法与现实场景进行结合，用户体验的真实感较差的问题。

本发明实施例提供了一种一体式混合现实头戴显示系统，包括：头戴显示设备、手柄设备及上位机，其中，所述手柄设备包括：惯性测量单元、按键单元及灯带；所述惯性测量单元测量所述手柄设备的手柄姿态信息，并将所述手柄姿态信息发送至所述上位机；所述按键单元获取用户的操作信息，并将所述操作信息发送至所述上位机；所述灯带用于显示灯带显示图像；所述头戴显示设备获取所述灯带显示图像，并将所述灯带显示图像及所述头戴显示设备的显示数据信息发送至上位机；所述上位机设置于所述头戴显示设备的内部，所述上位机根据所述手柄姿态信息、操作信息、灯带显示图像及显示数据信息生成混合现实图像，并将所述混合现实图像发送至所述头戴显示设备进行显示。

可选地，所述手柄设备还包括：数据传输单元，所述数据传输单元获取所述手柄姿态信息及所述操作信息，并将所述手柄姿态信息及所述操作信息发送至所述上位机。

可选地，所述手柄设备还包括：灯带调节单元，所述灯带调节单元获取所述操作信息，并根据所述操作信息调节所述灯带显示图像。

可选地，所述显示数据信息包括：现实场景图像信息及运动信息；所述头戴显示设备包括：图像获取单元、传感器测量单元、通信单元及显示单元，其中，所述图像获取单元采集所述现实场景图像信息并获取所述灯带显示图像，并将所述灯带显示图像及所述现实场景图像信息通过所述通信单元发送至所述上位机；所述传感器测量单元测量所述头戴显示设备的运动信息，并将所述运动信息通过所述通信单元发送至所述上位机；所述显示单元显示所述上位机通过所述通信单元发送的所述混合现实图像。

可选地，所述头戴显示设备还包括：头戴固定装置，用户通过所述头戴固定装置将所述头戴显示设备固定于所述用户的头上。

可选地，所述显示单元包括：第一屏幕和第二屏幕，所述第一屏幕和所述第二屏幕分别与所述用户的左眼和右眼对应设置，同步显示所述混合现实图像。