[发明专利]一种虚拟现实系统

说明书

本发明公开一种虚拟现实系统。本发明的虚拟现实系统包括：头戴显示设备、输入设备和定位模组，头戴显示设备上集成有中央处理器和与所述中央处理器连接的镜头模组和无线连接模块；镜头模组包括双目鱼眼镜头、红外镜头和TOF镜头，所述定位模组包括集成在头戴显示设备上的第一惯性测量单元和电磁接收器、集成在输入设备上的第二惯性测量单元和电磁发射器；中央处理器，用于与双目鱼眼镜头、红外镜头、TOF镜头、无线连接模块、第一惯性测量单元和电磁接收器进行数据交互并进行指令控制，实现对所述头戴显示设备的6自由度空间定位，对输入设备的6自由度空间定位、实现所述虚拟现实系统的避障功能、手势识别功能、眼球追踪功能和无线传输功能。

技术领域

本发明涉及一种虚拟现实系统。

背景技术

虚拟现实技术，是利用计算机技术将视觉、听觉、触觉等多种信息融合重建，从而生成人机交互式的虚拟场景。用户能够通过虚拟现实(virtual reality，VR)设备所展示的实时动态的三维立体图像，获得身临其境的沉浸式体验。

现有的移动端VR一体机设计中，大部分系统都是支持头部6自由度(即6DoF)和手部3DoF功能，即使有些头戴设备支持手部的6DoF功能，主要也是基于光学解决方案、超声波解决方案实现的，这些方案存在视场角(fieldangle，FOV)等功能的限制，不能很好的适配全景PC游戏的需求。

目前，移动端Inside-out解决方案中，游戏内容是一个瓶颈问题，大部分6DoF的游戏基于PC设计，现有满足PC游戏的6DoF功能的移动端都是有线解决方案，即采用有线方式与PC端连接。这种有线解决方案一是使用不方便，二是移动距离受到很多限制，三是基于外部相机或者光塔设计，成本高。

由此，迫切需要一种满足PC游戏需求，支持Inside-out的头部6DoF和手部6DoF的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种虚拟现实系统。

本发明提供了一种虚拟现实系统，包括：头戴显示设备、输入设备和定位模组，所述头戴显示设备上集成有中央处理器和与所述中央处理器连接的镜头模组和无线连接模块；

所述镜头模组包括双目鱼眼镜头、红外镜头和TOF镜头，所述定位模组包括集成在所述头戴显示设备上的第一惯性测量单元、集成在所述头戴显示设备上的电磁接收器、集成在所述输入设备上的第二惯性测量单元和集成在所述输入设备上的电磁发射器；

所述中央处理器，还分别与所述第一惯性测量单元和电磁接收器连接，用于与所述双目鱼眼镜头、红外镜头、TOF镜头、无线连接模块、第一惯性测量单元和电磁接收器进行数据交互并进行指令控制，实现对所述头戴显示设备的6自由度空间定位，对所述输入设备的6自由度空间定位、实现所述虚拟现实系统的避障功能、手势识别功能、眼球追踪功能和无线传输功能。

本发明至少取得以下技术效果：

1、本发明通过两个FishEye Camera和IMU1可以实现虚拟现实系统空间位置和空间姿态的追踪，通过输入设备，实现360度全景范围内的高精度追踪；本发明过二者的结合可以实现房间规模(Roomscale)级别的位置跟踪，并且非常适用于Roomscale的游戏场景。

2、本发明通过无线连接模块进行高吞吐量、低延时无线数据的导入，可以将虚拟现实系统应用到PC游戏平台，结合头部与手部6DoF实现方式的优势，可以实现一个低延时、高精度、无需添加外设电池等实用方便的HMD一体机。

3、本发明还通过引入TOF镜头可以实现高精度平面和障碍物检测，能够更好的发挥虚拟现实系统Roomscale的使用优势，也可以用于手势检测，进一步增加虚拟现实系统的交互方式，而且通过IR Camera实现眼球追踪功能即可以实现软件瞳距调整，注释点渲染提高系统帧率，带来更好的Roomscale体验。

附图说明