CN106267813A - 一种用于虚拟现实控制的交互手柄 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出了一种用于虚拟现实控制的交互手柄，包括壳体和设置在所述壳体内部的控制系统。所述虚拟现实包括虚拟角色和虚拟场景。所述控制系统包括处理器、存储器和至少一按钮。所述壳体设有供所述按钮穿设的通孔。所述存储器用于存储至少一执行指令。所述处理器用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述虚拟角色执行一所述执行指令，或控制调节所述虚拟场景的视角。该用于虚拟现实控制的交互手柄采用较少按钮，实现对虚拟角色和虚拟场景视角多自由度的控制，操作方便，促使虚拟现实达到真正意义上的沉浸式体验的效果。

Description

一种用于虚拟现实控制的交互手柄

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体而言，涉及一种用于虚拟现实控制的交互手柄。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称“VR”)是近年来出现的高新技术，其原理是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，向使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。而交互控制领域是虚拟现实技术的重要应用方向之一，也为虚拟现实技术的快速发展起了巨大的需求牵引作用。

交互手柄作为交互控制不可或缺的硬件设备，为实现交互控制提供了强有力的支撑，但现有交互手柄在虚拟现实下的第三人称游戏中，对角色的控制及对镜头的控制较为繁琐，且基本继承自传统桌面游戏。通常，用户控制交互手柄的上下左右映射为虚拟角色的前后左右移动以及虚拟场景的视角转换，这样虚拟角色的移动方向不能准确控制，而且自由度受限，传统交互手柄仅支持两自由度。另外，用户使用键盘和鼠标代替交互手柄进行虚拟角色和虚拟场景的控制，该种方式得益于按键数量足够充分，使得自由度可以完全满足，但每个按键之间缺乏逻辑联系，操作均为二值型(开/关两种状态)，需要生硬记忆，不够直观，这样不仅增加了游戏实现复杂度，而且不能给使用者带来流畅的使用体验，让使用者不能很好得融入到游戏场景中，用户体验不好。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种可以实现多自由度控制的用于虚拟现实控制的交互手柄。

有鉴于此，本发明实施例提出了一种用于虚拟现实控制的交互手柄，包括壳体和设置在所述壳体内部的控制系统。所述虚拟现实包括虚拟角色和虚拟场景。所述控制系统包括处理器、存储器和至少一按钮。所述壳体设有供所述按钮穿设的通孔。

所述存储器，用于存储至少一执行指令。

所述处理器，用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述虚拟角色执行一所述执行指令，或控制改变所述虚拟场景的视角。

进一步地，所述控制系统还包括无线控制模块，所述执行指令包括奔跑指令、跳跃指令和视角调节指令。

所述无线控制模块，用于生成及发送一控制信号至虚拟现实终端。

所述处理器，还用于控制所述虚拟角色执行与所述控制信号对应的奔跑指令或跳跃指令，或控制执行与所述控制信号对应的视角调节指令调节所述虚拟场景的视角。

进一步地，所述控制系统还包括运动传感器。

所述处理器，还用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述运动传感器获取所述交互手柄的空间信息，生成与所述空间信息一致的至少一射线，及控制所述无线控制模块生成及发送角色移动控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色沿所述射线朝所述射线与所述虚拟场景交汇点方向奔跑。

所述处理器，还用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述无线控制模块生成及发送角色跳跃控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色跳跃。

进一步地，所述控制系统还包括运动传感器。

所述处理器，还用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述运动传感器获取所述交互手柄的移动轨迹，控制所述无线控制模块生成及发送视角转换控制信号至所述虚拟现实终端，根据所述交互手柄的移动轨迹控制调节所述虚拟场景的视角。

进一步地，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述控制系统包括设置在所述第一壳体内部的角色控制系统，及设置在所述第二壳体内部的视角调节系统。

进一步地，所述角色控制系统包括第一处理器、第一存储器、第一按钮和第二按钮。所述第一壳体设有供所述第一按钮和第二按钮穿设的通孔。

所述第一存储器，用于存储奔跑指令和跳跃指令。

所述第一处理器，用于响应用户对所述第一按钮的按压操作，控制所述虚拟角色执行所述奔跑指令，及响应用户对所述第二按钮的按压操作，控制所述虚拟角色执行所述跳跃指令。

进一步地，所述视角调节系统包括第二处理器、第二存储器和第三按钮。所述第二壳体设有供所述第三按钮穿设的通孔。

所述第二存储器，用于存储视角调节指令。

所述第二处理器，用于响应用户对所述第三按钮的按压操作，控制执行所述视角调节指令调节所述虚拟场景的视角。

进一步地，所述角色控制系统还包括第一无线控制模块。

所述第一无线控制模块，用于生成及发送一控制信号至虚拟现实终端。

所述第一处理器，还用于控制所述虚拟角色执行与所述控制信号对应的奔跑指令或跳跃指令。

进一步地，所述角色控制系统还包括第一运动传感器。

所述第一处理器，还用于响应用户对所述第一按钮的按压操作，控制所述第一运动传感器获取所述第一壳体的空间信息，生成与所述空间信息一致的至少一射线，及控制所述第一无线控制模块生成及发送角色移动控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色沿所述射线朝所述射线与所述虚拟场景交汇点方向奔跑。

所述第一处理器，还用于响应用户对所述第二按钮的按压操作，控制所述第一无线控制模块生成及发送角色跳跃控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色跳跃。

进一步地，所述视角调节系统还包括第二无线控制模块和第二运动传感器，所述执行指令包括视角转换指令。

所述第二处理器，还用于响应用户对所述第三按钮的按压操作，控制所述第二运动传感器获取所述第二壳体的移动轨迹，控制所述第二无线控制模块生成及发送视角转换控制信号至所述虚拟现实终端，根据所述第二壳体的移动轨迹控制调节所述虚拟场景的视角。

本发明实施例提供的一种用于虚拟现实控制的交互手柄，采用较少按钮，实现对虚拟角色和虚拟场景视角多自由度的控制，操作方便，促使虚拟现实达到真正意义上的沉浸式体验的效果，使得用户可以更加顺畅的体验虚拟现实游戏。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的用于虚拟现实控制的交互手柄的第一结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的用于虚拟现实控制的交互手柄的控制系统的模块示意图；

图3示出了本发明实施例提供的用于虚拟现实控制的交互手柄的第二结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的用于虚拟现实控制的交互手柄的角色控制系统的模块示意图；

图5示出了本发明实施例提供的用于虚拟现实控制的交互手柄的视角调节系统的模块示意图。

主要元件符号说明：

100-交互手柄；10-壳体；11-第一壳体；12-第二壳体；20-控制系统；21-角色控制系统；22-视角调节系统；301、302、303-按钮；31-第一按钮；32-第二按钮；33-第三按钮；40-处理器；41-第一处理器；42-第二处理器；50-存储器；51-第一存储器；52-第二存储器；60-无线控制模块；61-第一无线控制模块；62-第二无线控制模块；70-运动传感器；71-第一运动传感器；72-第二运动传感器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对用于虚拟现实控制的交互手柄进行更清楚、完整地描述。附图中给出了用于虚拟现实控制的交互手柄的优选实施例。用于虚拟现实控制的交互手柄可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

图1和图2示出了本发明实施例提供的用于虚拟现实控制的交互手柄的结构示意图。

请一并参阅图1和图2所示，本发明实施例提出了一种用于虚拟现实控制的交互手柄100，包括壳体10和设置在壳体10内部的控制系统20。

壳体10具有中空腔体，控制系统20设置在所述中空腔体内。壳体10可以是平滑柱体结构等，壳体10的结构这里不做限制。

本实施例中，控制系统20包括按钮301，按钮302、按钮303、处理器40和存储器50。

壳体10设有分别供按钮301，按钮302和按钮303穿设的通孔。优选地，按钮301，按钮302和按钮303设置在壳体10中部，即用户握持部位，便于用户操控。按钮301，按钮302和按钮303可以是弹性按键等。

存储器50用于存储至少一执行指令。

具体地，本实施例中，所述执行指令包括奔跑指令、跳跃指令和视角调节指令。所述虚拟现实包括虚拟角色和虚拟场景。处理器60响应用户对按钮301，按钮302或按钮303的按压操作，控制所述虚拟角色执行一所述执行指令，或控制调节所述虚拟场景的视角。

本实施例中，控制系统20还包括无线控制模块60和运动传感器70。

无线控制模块60用于生成及发送一控制信号至虚拟现实终端。

具体地，对应于所述执行指令，所述控制信号包括角色移动控制信号、角色跳跃控制信号和视角转换控制信号。处理器40控制所述虚拟角色执行与所述控制信号对应的执行指令，或控制调节所述虚拟场景视角。

运动传感器70用于获取交互手柄100的空间信息。

具体地，处理器40响应用户对按钮301的按压操作，控制运动传感器70获取交互手柄100的空间信息，生成与交互手柄100的空间信息一致的至少一射线。本实施例中，虚拟现实终端显示所述射线。所述射线方向从交互手柄100射向所述虚拟场景。交互手柄100的空间位置即为所述射线的起点，所述射线方向由交互手柄100的空间角度旋转固定角度获得，通过移动和旋转交互手柄100改变所述射线的起点和方向。处理器40控制无线控制模块60生成及发送角色移动控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色执行奔跑指令，即控制所述虚拟角色沿所述射线朝所述射线与所述虚拟场景交汇点方向奔跑。当处理器40检测到按钮301弹起时，处理器40控制所述虚拟角色静止。

进一步地，处理器40响应用户对按钮302的按压操作，控制无线控制模块60生成及发送角色跳跃控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色执行跳跃指令，即控制所述虚拟角色跳跃。

进一步地，处理器40响应用户对按钮303的按压操作，控制运动传感器70获取交互手柄100的三自由度空间移动轨迹，控制无线控制模块60生成及发送视角转换控制信号至所述虚拟现实终端，控制执行视角调节指令信号调节所述虚拟场景的视角。本实施例中，移动交互手柄100沿某一自由度(如X轴)调节所述虚拟场景的视角角度，沿另外二自由度(如Y轴和Z轴)调节所述虚拟场景的视角位置。根据交互手柄100的移动轨迹控制改变所述虚拟场景的显示视角，从而实现对虚拟场景显示视角多自由度的控制，最大程度上满足用户对虚拟场景显示视角的自由控制。

实施例2

图3、图4和图5分别示出了本发明实施例提供的用于虚拟现实控制的交互手柄的结构示意图。

请一并参阅图3、图4和图5所示，本发明实施例提出了一种用于虚拟现实控制的交互手柄100，包括第一壳体11，第二壳体12，以及设置在第一壳体11内部的角色控制系统21和设置在第二壳体12内部的视角调节系统22。

所述虚拟现实包括虚拟角色和虚拟场景。事实上，本实施例提供的交互手柄100包括具有虚拟角色控制功能的一手柄和具有虚拟场景显示视角控制的一手柄，这样更加符合多数用户对交互手柄100的操控习惯，使得用户可以更加自如的控制虚拟角色和虚拟场景显示视角。本实施例中，两手柄在结构上相同，当然两手柄的结构也可以不同，根据用户需求选择。

第一壳体11和第二壳体12可以是平滑柱体结构等，第一壳体11和第二壳体12的结构这里不做限制。

本实施例中，角色控制系统21包括第一处理器41、第一存储器51、第一按钮31和第二按钮32。第一壳体11设有供第一按钮31和第二按钮32穿设的通孔。

第一存储器51用于存储奔跑指令和跳跃指令。

本实施例中，角色控制系统21还包括第一无线控制模块61和第一运动传感器71。

第一无线控制模块61用于生成及发送一控制信号至虚拟现实终端。

具体地，对应于所述奔跑指令和所述跳跃指令，所述控制信号包括角色移动控制信号和角色跳跃控制信号。处理器40控制所述虚拟角色执行与所述控制信号对应的奔跑指令或跳跃指令。

第一运动传感器71用于获取第一壳体11的空间信息。

具体地，第一处理器41响应用户对第一按钮31的按压操作，控制第一运动传感器71获取第一壳体11的空间信息，生成与所述空间信息一致的至少一射线。虚拟现实终端显示所述射线。所述射线方向从交互手柄100射向所述虚拟场景。交互手柄100的空间位置即为所述射线的起点，交互手柄100指向所述射线方向，所述射线方向由交互手柄100的空间角度旋转固定角度获得，通过移动和旋转交互手柄100改变所述射线的起点和方向。进一步地，第一处理器41控制第一无线控制模块61生成及发送角色移动控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色执行奔跑指令，即控制所述虚拟角色沿所述射线朝所述射线与所述虚拟场景交汇点方向奔跑。当处理器40检测到第一按钮31弹起时，处理器40控制所述虚拟角色静止。

进一步地，第一处理器41响应用户对第二按钮32的按压操作，控制所述第一无线控制模块61生成及发送角色跳跃控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色执行跳跃指令，即控制所述虚拟角色跳跃。

本实施例中，视角调节系统22包括第二处理器42、第二存储器52和第三按钮33。第二壳体12设有供第三按钮33穿设的通孔。

第二存储器52用于存储视角调节指令。

本实施例中，视角调节系统22还包括第二无线控制模块62和第二运动传感器72。第二无线控制模块62用于生成及发送视角转换控制信号至虚拟现实终端。第二运动传感器72用于获取第二壳体12的移动轨迹。

具体地，第二处理器42响应用户对第三按钮33的按压操作，控制所述第二运动传感器72获取第二壳体12的移动轨迹，控制第二无线控制模块62生成及发送视角转换控制信号至所述虚拟现实终端，控制执行视角调节指令调节所述虚拟场景的视角，本实施例中，移动交互手柄100沿某一自由度(如X轴)调节所述虚拟场景的视角角度，沿另外二自由度(如Y轴和Z轴)调节所述虚拟场景的视角位置。根据第二壳体12的移动轨迹控制所述虚拟场景改变显示角度，从而实现对虚拟场景显示角度多自由度的控制，最大程度上满足用户对虚拟场景显示角度的自由控制。

本发明实施例提供的一种用于虚拟现实控制的交互手柄，采用较少按钮，实现对虚拟角色和虚拟场景视角多自由度的控制，操作方便，促使虚拟现实达到真正意义上的沉浸式体验的效果，使得用户可以更加顺畅的体验虚拟现实游戏。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于虚拟现实控制的交互手柄，包括壳体和设置在所述壳体内部的控制系统，所述虚拟现实包括虚拟角色和虚拟场景，其特征在于，所述控制系统包括处理器、存储器和至少一按钮，所述壳体设有供所述按钮穿设的通孔，

所述存储器，用于存储至少一执行指令；

所述处理器，用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述虚拟角色执行一所述执行指令，或控制改变所述虚拟场景的视角。

2.根据权利要求1所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，所述控制系统还包括无线控制模块，所述执行指令包括奔跑指令、跳跃指令和视角调节指令，

所述无线控制模块，用于生成及发送一控制信号至虚拟现实终端；

所述处理器，还用于控制所述虚拟角色执行与所述控制信号对应的奔跑指令或跳跃指令，或控制执行与所述控制信号对应的视角调节指令调节所述虚拟场景的视角。

3.根据权利要求2所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，所述控制系统还包括运动传感器，

所述处理器，还用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述运动传感器获取所述交互手柄的空间信息，生成与所述空间信息一致的至少一射线，及控制所述无线控制模块生成及发送角色移动控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色沿所述射线朝所述射线与所述虚拟场景交汇点方向奔跑。

4.根据权利要求2所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，所述处理器，还用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述无线控制模块生成及发送角色跳跃控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色跳跃。

5.根据权利要求2所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，所述控制系统还包括运动传感器，

所述处理器，还用于响应用户对一所述按钮的按压操作，控制所述运动传感器获取所述交互手柄的移动轨迹，控制所述无线控制模块生成及发送视角转换控制信号至所述虚拟现实终端，根据所述交互手柄的移动轨迹控制调节所述虚拟场景的视角。

6.根据权利要求1所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述控制系统包括设置在所述第一壳体内部的角色控制系统，及设置在所述第二壳体内部的视角调节系统，

所述角色控制系统包括第一处理器、第一存储器、第一按钮和第二按钮；所述第一壳体设有供所述第一按钮和第二按钮穿设的通孔；

所述第一存储器，用于存储奔跑指令和跳跃指令；

所述第一处理器，用于响应用户对所述第一按钮的按压操作，控制所述虚拟角色执行所述奔跑指令，及响应用户对所述第二按钮的按压操作，控制所述虚拟角色执行所述跳跃指令；

所述视角调节系统包括第二处理器、第二存储器和第三按钮；所述第二壳体设有供所述第三按钮穿设的通孔；

所述第二存储器，用于存储视角调节指令；

所述第二处理器，用于响应用户对所述第三按钮的按压操作，控制执行所述视角调节指令调节所述虚拟场景的视角。

7.根据权利要求6所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，所述角色控制系统还包括第一无线控制模块，

所述第一无线控制模块，用于生成及发送一控制信号至虚拟现实终端；

所述第一处理器，还用于控制所述虚拟角色执行与所述控制信号对应的奔跑指令或跳跃指令。

8.根据权利要求7所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，所述角色控制系统还包括第一运动传感器，

所述第一处理器，还用于响应用户对所述第一按钮的按压操作，控制所述第一运动传感器获取所述第一壳体的空间信息，生成与所述空间信息一致的至少一射线，及控制所述第一无线控制模块生成及发送角色移动控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色沿所述射线朝所述射线与虚拟场景交汇点方向奔跑。

9.根据权利要求7所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，

所述第一处理器，还用于响应用户对所述第二按钮的按压操作，控制所述第一无线控制模块生成及发送角色跳跃控制信号至所述虚拟现实终端，控制所述虚拟角色跳跃。

10.根据权利要求6所述的用于虚拟现实控制的交互手柄，其特征在于，所述视角调节系统还包括第二无线控制模块和第二运动传感器，所述执行指令包括视角转换指令，

所述第二处理器，还用于响应用户对所述第三按钮的按压操作，控制所述第二运动传感器获取所述第二壳体的移动轨迹，控制所述第二无线控制模块生成及发送视角转换控制信号至所述虚拟现实终端，根据所述第二壳体的移动轨迹控制调节所述虚拟场景的视角。