CN105867626A - 头戴式虚拟现实设备及其控制方法、虚拟现实系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种头戴式虚拟现实设备及其控制方法、虚拟现实系统，涉及虚拟现实技术领域，为解决现有的头戴式虚拟现实设备的使用便利性较差的问题。所述头戴式虚拟现实设备包括显示单元、图像采集单元和图像处理单元，显示单元用于显示虚拟现实信息；图像采集单元采集用户的手势图像信息；图像处理单元分别与显示单元和图像采集单元连接，将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。所述头戴式虚拟现实设备通过用户的手势即可实现对显示单元显示的虚拟现实信息进行操作，无需通过信息处理设备对显示单元显示的虚拟现实信息操作，改善头戴式虚拟现实设备的使用便利性。

Description

头戴式虚拟现实设备及其控制方法、虚拟现实系统

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种头戴式虚拟现实设备及其控制方法、虚拟现实系统。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是近年来出现的图形图像领域的高新技术，也称灵境技术(我国著名科学家钱学森翻译)。虚拟现实是利用电脑等信息处理设备模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让用户如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。

目前，现有的头戴式虚拟现实设备通常通过通讯接口与信息处理设备(例如智能手机、平板电脑等)连接，用于接收和显示信息处理设备处理后的虚拟现实信息，即头戴式虚拟现实设备充当显示设备。用户利用现有的头戴式虚拟现实设备观看虚拟现实信息，当需要对虚拟现实信息进行操作时，通常需要在信息处理设备上进行操作，例如，用户使用虚拟现实设备观看视频时，若需要使视频暂停播放，则需要在信息处理设备上进行暂停操作，以实现视频的暂停播放，导致头戴式虚拟现实设备的使用便利性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种头戴式虚拟现实设备及其控制方法、虚拟现实系统，用于解决现有的头戴式虚拟现实设备的使用便利性较差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一方面提供一种头戴式虚拟现实设备，包括显示单元、图像采集单元和图像处理单元，其中，

所述显示单元用于显示虚拟现实信息；

所述图像采集单元采集用户的手势图像信息；

所述图像处理单元分别与所述显示单元和所述图像采集单元连接，所述图像处理单元将手势图像信息与所述显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。

基于上述头戴式虚拟现实设备的技术方案，本发明的另一方面提供一种虚拟现实系统，所述虚拟现实系统包括：如上述技术方案所述的头戴式虚拟现实设备，与所述头戴式虚拟现实设备配合使用的信息处理设备，以及分别与所述头戴式虚拟现实设备和所述信息处理设备连接的云端存储器。

基于上述头戴式虚拟现实设备的技术方案，本发明的又一方面提供一种头戴式虚拟现实设备的控制方法，应用于如上述技术方案所述的头戴式虚拟现实设备，包括：

通过图像采集单元采集用户的手势图像信息；

通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。

当使用本发明提供的头戴式虚拟现实设备时，当需要对显示单元当前显示的当前虚拟现实信息进行操作时，用户做出手势，通过图像采集单元采集用户的手势图像信息，并将手势图像信息传输给图像处理单元，图像处理单元接收手势图像信息，并对手势图像信息进行处理，将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令，实现对显示单元当前显示的当前虚拟现实信息进行操作。因此，在本发明提供的头戴式虚拟现实设备中，通过用户的手势即可实现对显示单元显示的虚拟现实信息进行操作，无需通过信息处理设备对显示单元显示的虚拟现实信息操作，从而方便了头戴式虚拟现实设备的使用和操作，改善了头戴式虚拟现实设备的使用便利性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备的模块构成图；

图2为本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备的控制方法的流程图。

附图标记：

1-显示单元， 2-图像采集单元，

21-手势采集摄像头， 22-实景采集摄像头，

3-图像处理单元， 31-图像转换模块，

32-图像复合模块， 4-地理信息采集单元，

5-信息发送单元， 6-本地存储单元，

7-身份识别单元， 71-指纹采集区。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备及其控制方法、虚拟现实系统，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备包括：显示单元1、图像采集单元2和图像处理单元3，其中，显示单元1用于显示虚拟现实信息；图像采集单元2采集用户的手势图像信息；图像处理单元3分别与显示单元1和图像采集单元2连接，图像处理单元3将手势图像信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。

值得指出的是，头戴式虚拟现实设备可以是虚拟现实眼镜或者虚拟现实头盔，在本发明实施例中，以虚拟现实眼镜为例进行详细说明。

举例来说，请继续参阅图1和图2，头戴式虚拟现实设备为虚拟现实眼镜，虚拟现实眼镜包括两个镜框和分别设置在两个镜框内的两个显示单元1，两个显示单元1分别对应用户的左右两个眼睛，显示单元1可以显示虚拟现实信息；虚拟现实眼镜还包括图像采集单元2和图像处理单元3，图像采集单元2可以采集用户的手势图像信息，例如，图像采集单元2可以包括手势采集摄像头，手势采集摄像头采集用户的手势图像信息；图像处理单元3分别与显示单元1和图像采集单元2连接，图像处理单元3接收图像采集单元2所采集的手势图像信息，并将该手势图像信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行操作的操作指令，以对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行操作。

例如，当用户正在利用虚拟现实眼镜观看电影、电视剧等视频时，即显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息为视频，需要暂停播放视频时，用户做出手势，图像采集单元2则采集用户的手势图像信息，并将该手势图像信息输送至图像处理单元3，图像处理单元3接收手势图像信息，并将手势图像信息与显示单元1上显示的视频复合叠加，使虚拟现实眼镜暂停播放视频，实现对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行操作。

或者，当用户正在利用虚拟现实眼镜查看文字、图片等图形信息时，即显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息为图形信息，需要关闭当前图形信息时，用户做出手势，图像采集单元2则采集用户的手势图像信息，并将该手势图像信息输送至图像处理单元3，图像处理单元3接收手势图像信息，并将手势图像信息与显示单元1上显示的视频复合叠加，关闭显示单元1当前显示的图形信息，实现对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行操作。

由上述可知，当使用本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备时，当需要对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行操作时，用户做出手势，通过图像采集单元2采集用户的手势图像信息，并将手势图像信息传输给图像处理单元3，图像处理单元3接收手势图像信息，并对手势图像信息进行处理，将手势图像信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令，实现对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行操作。因此，在本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备中，通过用户的手势即可实现对显示单元1显示的虚拟现实信息进行操作，无需通过信息处理设备对显示单元1显示的虚拟现实信息操作，从而方便了头戴式虚拟现实设备的使用和操作，改善了头戴式虚拟现实设备的使用便利性。

另外，在本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备中，通过用户的手势即可实现对显示单元1显示的虚拟现实信息进行操作，而无需通过信息处理设备对显示单元1显示的虚拟现实信息操作，因此，当用户将头戴式虚拟现实设备带离信息处理设备时，例如，用户携带头戴式虚拟现实设备到卧室，而信息处理设备位于客厅，此时，用户不必回到信息处理设备所处的位置，以对头戴式虚拟现实设备的显示单元1显示的虚拟现实信息进行操作，改善了头戴式虚拟现实设备的适用性。

值得一提的是，上述实施例提供的头戴式虚拟现实设备中，用户做出手势时，可以是模拟对触摸显示屏进行操作时的场景，例如，当需要对显示单元1显示的虚拟现实信息进行操作时，用户抬起手，手势采集摄像头21采集到用户的手抬起的手势图像信息，并将手抬起的手势图像信息传输至图像处理单元3，图像处理单元3对手抬起的手势图像信息进行处理，并将手抬起的手势图像信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，显示单元1显示指针和操作指令按钮，其中，操作指令按钮可以根据显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息的类型有选择性的显示，例如，显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息为视频时，操作指令按钮可以包括关闭、暂停、前进、后退、删除等按钮，显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息为文字、图片等图形信息时，操作指令按钮可以包括关闭、上一条、下一条、保存、删除等按钮，需要说明的是，在实际应用中，无论显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息的类型为哪一类型，操作指令按钮还可以包括切换的按钮，以实现多个虚拟现实信息之间的切换。

显示单元1显示指针和操作指令按钮之后，用户可伸出一个手指头，并移动手指头，此时，图像采集单元2采集用户的手指头移动的手势图像信息，图像处理单元3对手指头移动的手势图像信息进行处理，并将手指头移动的手势图像信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，以对指针进行操作，使指针移动至用户所需要对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令按钮；指针移动至对应的操作指令按钮后，用户可以做出握拳的手势，手势采集摄像头21采集握拳的手势图像信息，图像处理单元3对握拳的手势图像信息进行处理，并将握拳的手势图像信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，以表示选中对应的操作指令按钮，实现对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行相应的操作。

用户做出手势时，还可以是直接通过手势对显示单元1所显示的虚拟现实信息进行操作，举例来说，可以在图像处理单元3中预存各种手势对应的操作指令，例如，手掌变握拳，对应的操作指令为关闭；右手的一个手指顶住左手的掌心，对应的操作指令为暂停；双拳相背移动，对应的操作指令为删除；双拳相向移动，对应的操作指令为保存；手掌向下移动，对应的操作指令为下一个；手掌向上移动，对应的操作指令为上一个；手掌平行转圈，对应的操作指令为切换；当使用头戴式虚拟现实设备时，用户做出与用户需要对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令对应的手势，图像采集单元2采集到用户的手势图像信息，并将该手势图像信息传输至图像处理单元3，图像处理单元3对该手势图像信息进行处理，并将该手势图像信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，实现对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行相应的操作。

在上述实施例中，图像处理单元3将手势图像信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加时，可以直接将图像采集单元2采集的手势图像信息与当前虚拟现实信息复合叠加，也可以先对图像采集单元2采集的手势图像信息进行处理，例如，将图像采集单元2采集的手势图像信息转换为可在显示单元1上显示的手势虚拟现实信息，手势虚拟现实信息反映图像采集单元2采集的手势图像信息，然后将手势虚拟现实信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。

在本发明实施例中，图像处理单元3先对图像采集单元2采集的手势图像信息处理，然后将手势图像信息与当前虚拟现实信息复合叠加，具体地，请继续参阅图1，图像处理单元3包括图像转换模块31和图像复合模块32，其中，图像转换模块31与图像采集单元2连接，图像转换模块31将手势图像信息转换为反映该手势图像信息的手势虚拟现实信息；图像复合模块32分别与图像转换模块31和显示单元1连接，图像复合模块32将手势虚拟现实信息与当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。具体实施时，图像采集单元2采集用户的手势图像信息，并将手势图像信息传输给图像转换模块31，图像转换模块31接收图像采集单元2采集的手势图像信息，并将手势图像信息转换为可在显示单元1显示、且反映该手势图像信息的手势虚拟现实信息，例如，图像转换模块31对手势图像信息的比例、分辨率等进行转换，将手势图像信息转换为手势虚拟现实信息，手势虚拟现实信息可在显示单元1显示，且反映对应的手势图像信息；然后，图像转换单元31将手势虚拟现实信息传输至图像复合模块32，图像复合模块32接收手势虚拟现实信息，并将手势虚拟现实信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，并将复合叠加后的手势虚拟现实信息和当前虚拟现实信息传输至显示单元1，显示单元1显示复合叠加后的手势虚拟现实信息和当前虚拟现实信息，实现对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行相应的操作。

在本发明实施例中，请继续参阅图2，图像采集单元2包括采集用户的手势图像信息的手势采集摄像头21，手势采集摄像头21设置在头戴式虚拟现实设备的鼻梁上，手势采集摄像头21朝向头戴式虚拟现实设备的下方，且手势采集摄像头21的镜头光轴与水平面之间的夹角为30°～60°。举例来说，头戴式虚拟现实设备为虚拟现实眼镜，虚拟现实眼镜包括两个镜框和连接两个镜框的鼻梁，手势采集摄像头21设置在鼻梁上，手势采集摄像头21朝向虚拟现实眼镜的下方，且手势采集摄像头21的镜头光轴与水平面之间的夹角为30°～60°。如此设计，当使用时，用户抬起手时，手势采集摄像头21即可采集到用户的手势图像信息，方便了手势采集摄像头21采集用户的手势图像信息，同时，用户在做手势时，不用刻意在手势采集摄像头21前做出手势，而只需抬起手做出手势即可，方便用户的操作。

上述实施例中，手势采集摄像头21朝向头戴式虚拟现实设备的下方，且手势采集摄像头21的镜头光轴与水平面之间的夹角为30°～60°，例如，手势采集摄像头21的镜头光轴与水平面之间的夹角可以为30°，或者，为45°，或者，为60°。在本发明实施例中，手势采集摄像头21的镜头光轴与水平面之间的夹角优选为45°。

请继续参阅图1和图2，在本发明实施例中，图像采集单元2还包括采集用户当前所处的真实场景的实景采集摄像头22，实景采集摄像头22与图像处理单元3连接，图像处理单元3将实景采集摄像头22所采集的真实场景转换为反映该真实场景的实景虚拟现实信息，实景虚拟现实信息可在显示单元1显示。具体实施时，头戴式虚拟现实设备为虚拟现实眼镜，虚拟现实眼镜包括两个镜框、两个镜腿和连接两个镜框的鼻梁，实景采集摄像头22可以设置在镜框上，或者，设置在镜腿上，或者，设置在鼻梁上，且实景采集摄像头22与图像处理单元3的图像转换模块31连接。当使用时，实景采集摄像头22采集用户当前所处的真实场景，例如，卧室或客厅，并将真实场景传输至图像转换模块31，图像转换模块31对真实场景进行处理，例如，调整真实场景的比例、分辨率等，将真实场景转换为可在显示单元1显示、反映真实场景的实景虚拟现实信息，图像转换模块31将实景虚拟现实信息传输至图像复合模块32，然后经图像复合模块32传输至显示单元1，显示单元1显示反映真实场景的实景虚拟现实信息。需要说明的是，在实际应用中，图像转换模块31也可以直接与显示单元1连接，图像转换模块31直接将反映真实场景的实景虚拟现实信息传输至显示单元1，显示单元1显示反映真实场景的实景虚拟现实信息。

用户利用上述头戴式虚拟现实设备观看视频、文字、图片等虚拟现实信息，当感觉视觉疲劳时，用户可以做出手势，将显示单元1上显示的视频、文字、图片等虚拟现实信息切换为反映真实场景的实景虚拟现实信息，也就是说，使用户观看的场景为用户当前所处的真实场景，以调整视觉，缓解视觉疲劳。

另外，当用户编辑文字、图片等虚拟现实信息时，如“牛奶已买好，放在冰箱里了”、“今天有雷阵雨，出门别忘带伞”、“快递已发，单据在第二个抽屉里”等，用户可以在虚拟现实信息中添加相应的真实场景，例如，用户编辑“牛奶已买好，放在冰箱里了”的虚拟现实信息时，用户可以利用实景采集摄像头22采集冰箱或者放置在冰箱内的牛奶的图片，并将实景采集摄像头22采集的冰箱或放置在冰箱内的牛奶的图片添加到对应的虚拟现实信息中；用户编辑“今天有雷阵雨，出门别忘带伞”的虚拟现实信息时，用户可以利用实景采集摄像头22采集伞的图片，并将实景采集摄像头22采集的伞的图片添加到对应的虚拟现实信息中；用户编辑“快递已发，单据在第二个抽屉里”的虚拟现实信息时，用户可以利用实景采集摄像头22采集抽屉或放置在抽屉内的单据的图片，并将实景采集摄像头22采集的抽屉或放置在抽屉内的单据的图片添加到虚拟现实信息中，当用户再次打开之前编辑的虚拟现实信息时，用户便可同时看到虚拟现实信息中的文字和编辑该虚拟现实信息时所处的真实场景，提高用户的体验乐趣。

值得一提的是，用户在虚拟现实信息中添加相应的真实场景后，还可以设置虚拟现实信息的查看位置，例如，用户在客厅的沙发上编辑的虚拟现实信息，用户可以将该虚拟现实信息的查看位置设置为客厅沙发，当用户再次查看该虚拟现实信息时，用户必须位于客厅沙发时，才能查看该虚拟现实信息的详细内容。

本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备还包括采集用户当前所处的地理位置的地理信息采集单元4，地理信息采集单元4与图像处理单元3连接，图像处理单元3将地理信息采集单元4采集的地理位置转换为反应该地理位置的位置虚拟现实信息，并将位置虚拟现实信息与当前虚拟现实信息复合叠加。具体实施时，地理信息采集单元4可以包括设置头戴式虚拟现实设备上的三维加速度仪和三维陀螺仪，三维加速度仪和三维陀螺仪分别与图像处理单元3的图像转换模块31连接，通过三维加速度仪和三维陀螺仪获取用户当前所处的地理位置，如用户当前所处的经度和纬度，并将用户当前所处的地理位置传输至图像转换模块31，图像转换模块31将地理位置转换为位置虚拟现实信息，位置虚拟现实信息反映对应的地理位置，并可在显示单元1上显示；然后，图像转换模块31将位置虚拟现实信息传输至图像复合模块32，图像复合模块32将位置虚拟现实信息与显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，即在用户正在操作的虚拟现实信息中添加用户当前所处的地理位置的信息，以方便用户通过地理位置来对虚拟现实信息进行分类。

在实际应用中，当不需要在显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息中添加用户当前所处的地理位置时，图像复合模块32则无需将位置虚拟现实信息与当前虚拟现实信息复合叠加，此时，用户可以根据需要选择是否使显示单元1显示用户当前所处的地理位置。

请继续参阅图1，本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备还包括信息发送单元5和本地存储单元6，信息发送单元5分别与显示单元1和本地存储单元6连接；图像处理单元3将手势图像信息与当前虚拟现实信息复合叠加，生成对虚拟现实信息进行操作的操作指令后，形成重置虚拟现实信息，信息发送单元5将重置虚拟现实信息发送至本地存储单元6，本地存储单元6存储重置虚拟现实信息。举例来说，用户通过手势对显示单元1当前显示的当前虚拟现实信息进行操作后，获得重置虚拟现实信息，例如，用户在文字、图片等虚拟现实信息中补充了内容，或者，用户编辑了如“周二晚会在香格里拉酒店举行”的虚拟现实信息，或者，用户在反映用户当前所处的真实场景的实景虚拟现实信息中补充了内容，形成重置虚拟现实信息，信息发送单元5将重置虚拟现实信息发送至本地存储单元6，本地存储单元6将重置虚拟现实信息存储起来，以方便用户提取和查看。

请继续参阅图1，本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备还包括身份识别单元7，身份识别单元7分别与图像采集单元2、图像处理单元3和显示单元1连接，身份识别单元7识别用户信息，激活图像采集单元2、图像处理单元3和显示单元1。具体实施时，用户在使用本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备之前，向头戴式虚拟现实设备的身份识别单元7输入用户信息，身份识别单元7识别用户信息后，分别向图像采集单元2、图像处理单元3和显示单元1发送激活的指令，以激活图像采集单元2、图像处理单元3和显示单元1。身份识别单元7的设置，可以防止他人随意使用头戴式虚拟现实设备，防止他人通过头戴式虚拟现实设备盗取存储在虚拟现实系统中的虚拟现实信息，防止用户的隐私泄露。

另外，当上述头戴式虚拟现实设备的使用者有多个时，身份识别单元7的设置，可以使每个用户仅能进入与该用户对应的使用平台中，即每个用户只能查看授权给该用户的虚拟现实信息，而不能查看授权给其它用户的虚拟现实信息，例如，上述头戴式虚拟现实设备的使用者包括用户A、用户B和用户C，用户A、用户B和用户C分别对应一个使用平台，用户A在其使用平台上可查看授权给用户A的虚拟现实信息，但不能查看授权给用户B和用户C的虚拟现实信息，用户B在其使用平台上可查看授权给用户B的虚拟现实信息，但不能查看授权给用户A和用户C的虚拟现实信息，用户C在其使用平台上可查看授权给用户C的虚拟现实信息，但不能查看授权给用户A和用户B的虚拟现实信息，防止用户的隐私泄露。

再者，用户使用上述头戴式虚拟现实设备时，可以对操作后的虚拟现实信息进行权限设置，例如，上述头戴式虚拟现实设备的使用者包括用户A、用户B和用户C，用户A在编辑“周二晚会在香格里拉酒店举行”的虚拟现实信息时，用户A希望用户B可以看到，而用户C不能看到，则用户A可以通过手势选择可查看该虚拟现实信息的用户名单，当用户B使用该头戴式虚拟现实设备时，则可查看相应的虚拟现实信息，而用户C使用该头戴式虚拟现实设备时，则不可查看相应的虚拟现实信息，当然，如果用户在操作虚拟现实信息，未对虚拟现实信息进行权限设置时，则使用该头戴式虚拟现实设备的所有用户均可查看相应的虚拟现实信息。因此，身份识别单元7的设置，可以提高虚拟现实信息传递的保密性和安全性，提高具有多用户的头戴式虚拟现实设备的安全性。

上述实施例中，身份识别单元7可以采用指纹识别的方式识别用户信息，具体地，请继续参阅图2，身份识别单元7包括指纹采集区71和指纹匹配模块，指纹采集区71设置在头戴式虚拟现实设备上，例如，头戴式虚拟现实设备为虚拟现实眼镜，虚拟现实眼镜包括两个镜框、两个镜腿以及连接两个镜框的鼻梁，指纹采集区71可以设置在其中一个镜腿上，或者，在两个镜腿上分别设置指纹采集区71，具体可以根据需要进行设定，以适应不同用户的操作习惯，方便不同用户的使用，提高头戴式虚拟现实设备的适用性；指纹匹配模块分别与指纹采集区71、手势采集摄像头21、实景采集摄像头22、图像转换模块31、图像复合模块32和显示单元1连接，指纹匹配模块中预先存储有指纹信息库。使用时，用户开启头戴式虚拟现实设备，并将手指头放置在指纹采集区71处，指纹采集区71则采集用户的指纹信息，并将指纹信息传输至指纹匹配模块，指纹匹配模块则将指纹采集区71所采集的用户的指纹信息与指纹信息库中的指纹信息进行比对和匹配，以确认用户信息，并激活图像采集单元2的手势采集摄像头21和实景采集摄像头22、图像处理单元3的图像转换模块31和图像复合模块32、显示单元1。

身份识别单元7还可以采用虹膜识别的方式识别用户信息，具体地，身份识别单元7包括虹膜扫描仪和虹膜匹配模块，虹膜扫描仪可以设置在头戴式虚拟现实设备与用户的眼睛对应的区域，例如，头戴式虚拟现实设备为虚拟现实眼镜，虚拟现实眼镜包括两个镜框、两个镜腿以及连接两个镜框的鼻梁，虹膜扫描仪可以设置在其中一个镜框上，或者，在两个镜框上分别设置虹膜扫描仪；虹膜匹配模块分别与虹膜扫描仪、手势采集摄像头21、实景采集摄像头22、图像转换模块31、图像复合模块32和显示单元1连接，虹膜匹配模块中预先存储有虹膜信息库。使用时，用户将头戴式虚拟现实设备戴在头上，并开启头戴式虚拟现实设备，虹膜扫描仪则开始扫描用户的虹膜信息，并将虹膜信息传输至虹膜匹配模块，虹膜匹配模块则将虹膜扫描仪所扫描的用户的虹膜信息与虹膜信息库中的虹膜信息进行比对和匹配，以确认用户信息，并激活图像采集单元2的手势采集摄像头21和实景采集摄像头22、图像处理单元3的图像转换模块31和图像复合模块32、显示单元1。

本发明实施例还提供一种虚拟现实系统，包括：如上述实施例所述的头戴式虚拟现实设备，与头戴式虚拟现实设备配合使用的信息处理设备，以及分别与头戴式虚拟现实设备和信息处理设备连接的云端存储器。

当使用上述虚拟现实系统时，用户可以通过信息处理设备对在头戴式虚拟现实设备上所显示的虚拟现实信息进行操作，也可以通过手势对在头戴式虚拟现实设备上所显示的虚拟现实信息进行操作。用户对虚拟现实信息操作后生成的重置虚拟现实信息，可以存储在头戴式虚拟现实设备的本地存储单元中，也可以存储在虚拟现实系统中的云端存储器中。

所述虚拟现实系统与上述头戴式虚拟现实设备相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

请参阅图3，本发明实施例还提供一种头戴式虚拟现实设备的控制方法，应用于上述实施例所述的头戴式虚拟现实设备，包括：

步骤10、通过图像采集单元采集用户的手势图像信息；

步骤20、通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于设备实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见设备实施例的部分说明即可。

请参阅图3，图像采集单元包括实景采集摄像头时，在通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

步骤30、通过实景采集摄像头采集用户当前所处的真实场景；

步骤40、通过图像处理单元将真实场景转换为反映该真实场景的实景虚拟现实信息；

步骤50、通过显示单元显示实景虚拟现实信息。

当用户查看文字、图片、视频等虚拟现实信息，感觉视觉疲劳时，即显示单元当前显示的当前虚拟现实信息为文字、图片、视频等虚拟现实信息，用户感觉视觉疲劳时，用户做出手势，通过图像采集单元采集用户的手势图像信息，并通过图像处理单元将手势图像信息与当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令，将显示单元显示的当前虚拟现实信息切换为实景虚拟现实信息，此时，通过实景采集摄像头采集用户当前所处的真实场景，然后，通过图像处理单元对实景采集摄像头采集的真实场景进行处理，将实景采集摄像头采集的真实场景转换为反映该真实场景的实景虚拟现实信息，并通过显示单元显示实景虚拟现实信息，实现将显示单元显示的文字、图片、视频等当前虚拟现实信息切换为反映用户所处的真实场景的实景虚拟现实信息，以使用户所观看的场景为用户当前所处的真实场景，进而缓解视觉疲劳。

当用户需要继续查看文字、图片、视频等虚拟现实信息时，用户可以通过手势来实现显示单元显示的虚拟现实信息的切换，此时，显示单元当前显示的当前虚拟现实信息为实景虚拟现实信息，用户通过手势对实景虚拟现实信息进行操作，以使显示单元停止显示实景虚拟现实信息，并使显示单元显示文字、图片、视频等虚拟现实信息。

请继续参阅图3，头戴式虚拟现实设备包括信息发送单元和本地存储单元，在通过图像处理单元，将手势图像信息与显示单元显示的虚拟现实信息复合叠加，生成对虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

步骤60、形成重置虚拟现实信息；

步骤70、通过信息发送单元将重置虚拟现实信息发送至本地存储单元；

步骤80、本地存储单元存储重置虚拟现实信息。

请继续参阅图3，头戴式虚拟现实设备包括地理信息采集单元，在通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

步骤60a、通过地理信息采集单元采集用户当前所处的地理位置；

步骤60b、通过图像处理单元将地理位置转换为反映该地理位置的位置虚拟现实信息，并将位置虚拟现实信息与当前虚拟现实信息复合叠加，在当前虚拟现实信息中添加用户当前所处的地理位置。

请继续参阅图3，在通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

步骤60c、对当前虚拟现实信息进行权限设置。

在上述实施例中，在实际应用中，步骤60a和步骤60b表示在当前虚拟现实信息中添加用户当前所处的地理位置，在当前虚拟现实信息中添加用户当前所处的地理位置的步骤(步骤60a和步骤6ab)可以在步骤60之前进行，也可以在步骤60之后进行；步骤60c表示对当前虚拟现实信息进行权限设置，对当前虚拟现实信息进行权限设置的步骤(步骤60c)可以在步骤60之前进行，也可以在步骤60之后进行，而且，在当前虚拟现实信息中添加用户当前所处的地理位置的步骤(步骤60a和步骤6ab)可以在对当前虚拟现实信息进行权限设置的步骤(步骤60c)之前，也可以在对当前虚拟现实信息进行权限设置的步骤(步骤60c)之后。

请继续参阅图3，头戴式虚拟现实设备包括身份识别单元，在通过图像采集单元采集用户的手势图像信息之前，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

步骤10a、通过身份识别单元识别用户信息；

步骤10b、激活图像采集单元、图像处理单元和显示单元。

为了方便对本发明实施例提供的头戴式虚拟现实设备的控制方法的理解，下面以头戴式虚拟现实设备为虚拟现实眼镜为例，对头戴式虚拟现实设备的控制方法进行整体描述。

用户使用虚拟现实眼镜时，可以先戴上虚拟现实眼镜，然后开启虚拟现实眼镜的电源，虚拟现实眼镜的身份识别单元则识别用户信息，并激活手势采集摄像头、实景采集摄像头、图像转换模块、图像复合模块和显示单元；用户可根据需要选择查看的虚拟现实信息，例如，用户可以查阅文字、图片等图形信息，如看小说、看新闻、阅览照片等，或者，用户可以观看电影、电视剧等视频，或者，用户可以观看反映真实场景的实景虚拟现实信息；用户根据需要，通过手势对显示单元当前显示的当前虚拟现实信息进行操作，具体地，手势采集摄像头采集用户的手势图像信息，并将手势图像信息传输至图像转换模块，手势图像信息经图像转换模块转换后，生成可在显示单元显示、反映对应的手势图像信息的手势虚拟现实信息，手势虚拟现实信息被传输至图像复合模块，图像复合模块将手势虚拟现实信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令，操作指令可以包括关闭、删除、切换、存储等；生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，通过地理信息采集单元采集用户当前所处的地理位置，通过图像转换模块将用户当前所处的地理位置转换为反映该地理位置的位置虚拟现实信息，并通过图像复合模块将位置虚拟现实信息与当前虚拟现实信息复合叠加，形成重置虚拟现实信息，并对重置虚拟现实信息进行权限设置；重置虚拟现实信息则经信息发送单元发送至本地存储单元，以将重置虚拟现实信息存储在本地存储单元中，需要说明的是，信息发送单元还可以将重置虚拟现实信息发送至虚拟现实系统中的云端存储器，以将重置虚拟现实信息存储在云端存储器中。

用户利用头戴式虚拟现实设备查看文字、图片、视频等虚拟现实信息，当感觉视觉疲劳时，用户可以通过手势将显示单元现实的文字、图片、视频等虚拟现实信息切换为反映真实场景的虚拟现实信息，以缓解视觉疲劳。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种头戴式虚拟现实设备，其特征在于，包括显示单元、图像采集单元和图像处理单元，其中，

所述显示单元用于显示虚拟现实信息；

所述图像采集单元采集用户的手势图像信息；

所述图像处理单元分别与所述显示单元和所述图像采集单元连接，所述图像处理单元将手势图像信息与所述显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。

2.根据权利要求1所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于，所述图像处理单元包括图像转换模块和图像复合模块，其中，

所述图像转换模块与所述图像采集单元连接，所述图像转换模块将手势图像信息转换为反映该手势图像信息的手势虚拟现实信息；

所述图像复合模块分别与所述图像转换模块和所述显示单元连接，所述图像复合模块将手势虚拟现实信息与当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。

3.根据权利要求1所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于，所述图像采集单元包括采集用户的手势图像信息的手势采集摄像头，所述手势采集摄像头设置在所述头戴式虚拟现实设备的鼻梁上，所述手势采集摄像头朝向所述头戴式虚拟现实设备的下方，且所述手势采集摄像头的镜头光轴与水平面之间的夹角为30°～60°。

4.根据权利要求3所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于，所述手势采集摄像头的镜头光轴与水平面之间的夹角为45°。

5.根据权利要求1所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于，所述图像采集单元还包括采集用户当前所处的真实场景的实景采集摄像头，所述实景采集摄像头与所述图像处理单元连接，所述图像处理单元将所述实景采集摄像头所采集的真实场景转换为反映该真实场景的实景虚拟现实信息，实景虚拟现实信息可在所述显示单元显示。

6.根据权利要求1所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于，所述头戴式虚拟现实设备还包括采集用户当前所处的地理位置的地理信息采集单元，所述地理信息采集单元与所述图像处理单元连接，所述图像处理单元将所述地理信息采集单元采集的地理位置转换为反映该地理位置的位置虚拟现实信息，并将位置虚拟现实信息与当前虚拟现实信息复合叠加，在当前虚拟现实信息中添加用户当前所处的地理位置。

7.根据权利要求1所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于，所述头戴式虚拟现实设备还包括信息发送单元和本地存储单元，所述信息发送单元分别与所述显示单元和所述本地存储单元连接；

所述图像处理单元将手势图像信息与当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令后，形成重置虚拟现实信息，所述信息发送单元将重置虚拟现实信息发送至所述本地存储单元，所述本地存储单元存储重置虚拟现实信息。

8.根据权利要求1-7任一所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于，所述头戴式虚拟现实设备还包括身份识别单元，所述身份识别单元分别与所述图像采集单元、所述图像处理单元和所述显示单元连接；所述身份识别单元识别用户信息，然后激活所述图像采集单元、所述图像处理单元和所述显示单元。

9.一种虚拟现实系统，其特征在于，所述虚拟现实系统包括：如权利要求1-8任一所述的头戴式虚拟现实设备，与所述头戴式虚拟现实设备配合使用的信息处理设备，以及分别与所述头戴式虚拟现实设备和所述信息处理设备连接的云端存储器。

10.一种头戴式虚拟现实设备的控制方法，应用于如权利要求1-9任一所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于，包括：

通过图像采集单元采集用户的手势图像信息；

通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令。

11.根据权利要求10所述的头戴式虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述图像采集单元包括实景采集摄像头，在所述通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

通过所述实景采集摄像头采集用户当前所处的真实场景；

通过所述图像处理单元将真实场景转换为反映该真实场景的实景虚拟现实信息；

通过所述显示单元显示实景虚拟现实信息。

12.根据权利要求10所述的头戴式虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述头戴式虚拟现实设备包括信息发送单元和本地存储单元，在所述通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

形成重置虚拟现实信息；

通过所述信息发送单元将重置虚拟现实信息发送至所述本地存储单元；

所述本地存储单元存储重置虚拟现实信息。

13.根据权利要求10所述的头戴式虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述头戴式虚拟现实设备包括地理信息采集单元，在所述通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

通过所述地理信息采集单元采集用户当前所处的地理位置；

通过所述图像处理单元将地理位置转换为反映该地理位置的位置虚拟现实信息，并将位置虚拟现实信息与当前虚拟现实信息复合叠加，在当前虚拟现实信息中添加用户当前所处的地理位置。

14.根据权利要求10所述的头戴式虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，在所述通过图像处理单元将手势图像信息与显示单元当前显示的当前虚拟现实信息复合叠加，生成对当前虚拟现实信息进行操作的操作指令之后，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

对当前虚拟现实信息进行权限设置。

15.根据权利要求10所述的头戴式虚拟现实设备的控制方法，其特征在于，所述头戴式虚拟现实设备包括身份识别单元，在所述通过图像采集单元采集用户的手势图像信息之前，所述头戴式虚拟现实设备的控制方法还包括：

通过所述身份识别单元识别用户信息；

激活所述图像采集单元、所述图像处理单元和所述显示单元。