CN106507083A - 一种无线通信装置、虚拟现实光球及虚拟现实系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信装置、虚拟现实光球及虚拟现实系统，该无线通信装置包括微控制器，以及分别连接到微控制器的硬件接口、第一无线芯片和第二无线芯片；第一无线芯片用于无线连接第一类无线设备；第二无线芯片用于无线连接第二类无线设备；硬件接口用于连接虚拟现实头盔的扩展接口；微控制器将第一无线芯片和第二无线芯片接收到的数据通过硬件接口发送给虚拟现实头盔，使原本只能播放音视频的功能单一的虚拟现实头盔能够兼容无线手柄控制器、无线摄像设备等无线扩展设备，解决了虚拟现实头盔与无线配件的通信问题，丰富了虚拟现实产品的应用场景。

Description

一种无线通信装置、虚拟现实光球及虚拟现实系统

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种无线通信装置、虚拟现实光球及虚拟现实系统。

背景技术

随着虚拟现实产品的发展，其使用场景也在不断变化，针对虚拟现实头盔的扩展设备如无线手柄控制器、无线摄像设备等也逐渐加入到虚拟现实应用场景中。目前，大多数的虚拟现实头盔只具备播放音视频的功能，无法兼容无线手柄控制器、无线摄像设备等无线扩展设备，在很大程度上限制了虚拟现实产品的发展。

发明内容

为了能够使只具备播放音视频功能的虚拟现实头盔能够兼容无线手柄控制器、无线摄像设备等无线扩展设备，本发明提供了一种无线通信装置、虚拟现实光球及虚拟现实系统。

依据本发明的一个方面，本发明提供了一种无线通信装置，包括微控制器、硬件接口、第一无线芯片和第二无线芯片，所述硬件接口、第一无线芯片和第二无线芯片分别连接到所述微控制器；

所述第一无线芯片用于无线连接第一类无线设备；所述第二无线芯片用于无线连接第二类无线设备；

所述硬件接口用于连接虚拟现实头盔的扩展接口；

所述微控制器将所述第一无线芯片和所述第二无线芯片接收到的数据通过所述硬件接口发送给所述虚拟现实头盔。

其中，所述微控制器通过IIC总线或SPI总线与所述第一无线芯片和所述第二无线芯片进行通信；

所述微控制器通过GPIO口控制所述第一无线芯片作为主设备与第一类无线设备进行配对连接，控制所述第二无线芯片作为主设备与第二类无线设备进行配对连接。

其中，所述第一无线芯片和第二无线芯片通过两个IO口相互连接，采用全双工方式实现同步。

其中，所述第一无线芯片和第二无线芯片通过一个IO口相互连接，采用半双工方式实现同步。

其中，所述第一类无线设备为无线摄像设备，所述第二类无线设备为无线手柄控制器。

其中，所述第一无线芯片无线连接4个无线摄像设备，所述第二无线芯片无线连接2个无线手柄控制器。

其中，所述虚拟现实头盔的扩展接口为USB插座，所述无线通信装置的硬件接口为USB插头，通过将USB插头插入USB插座的方式，将所述无线通信装置固定在所述虚拟现实头盔的壳体外部。

依据本发明的另一方面，本发明提供了一种虚拟现实光球，包括：微控制器、分别与微控制器相连的硬件接口、第一无线芯片、第二无线芯片、可见光源和红外光源，所述可见光源和红外光源分别连接到所述微控制器的定时器接口；

所述硬件接口用于连接虚拟现实头盔的扩展接口，并将所述虚拟现实光球固定在虚拟现实头盔的壳体外部；

所述第一无线芯片用于无线连接若干无线摄像设备，所述第二无线芯片用于无线连接若干无线手柄控制器；

所述微控制器通过定时器接口分别向所述可见光源和红外光源发送电平信号，控制所述可见光源和红外光源的亮度变化；

所述可见光源和红外光源用于被所述无线摄像设备捕获，以获取所述虚拟现实光球的位置信息；

所述微控制器获取所述无线摄像设备通过所述第一无线芯片发送的位置信息，获取所述无线手柄控制器通过所述第二无线芯片发送的控制命令信息，将所述位置信息和所述控制命令信息通过所述硬件接口发送给所述虚拟现实头盔。

其中，所述虚拟现实头盔的扩展接口为USB插座，所述无线通信装置的硬件接口为USB插头。

依据本发明的又一方面，本发明提供了一种虚拟现实系统，包括虚拟现实头盔、2个无线手柄控制器、以及环绕所述虚拟现实头盔所在空间布置的4个无线摄像设备和权利要求9所述的虚拟现实光球，每个无线手柄控制器上设置有可见光源和红外光源；

所述虚拟现实光球通过其上的硬件接口连接所述虚拟现实头盔的扩展接口，并将所述虚拟现实光球固定在所述虚拟现实头盔的壳体外部；以及通过其内的第一无线芯片无线连接所述4个无线摄像设备，通过其内的第二无线芯片无线连接所述2个无线手柄控制器；

所述无线摄像设备通过所述虚拟现实光球内的可见光源和红外光源捕获所述虚拟现实头盔的位置信息，通过所述无线手柄控制器上设置的可见光源和红外光源捕获所述无线手柄控制器的位置信息；以及将捕获的所述虚拟现实头盔和所述无线手柄控制器的位置信息通过所述第一无线芯片发送给所述虚拟现实光球的微控制器；

所述无线手柄控制器将控制命令信息通过所述第二无线芯片发送给所述虚拟现实光球的微控制器；

所述虚拟现实光球的微控制器将所述虚拟现实头盔和所述无线手柄控制器的位置信息以及所述控制命令信息通过所述硬件接口发送给所述虚拟现实头盔；

所述虚拟现实头盔对接收到的位置信息和控制命令信息进行处理，实时显示虚拟现实场景图像。

本发明实施例的有益效果是：通过在虚拟现实头盔的扩展接口上连接无线通信装置，利用无线通信装置中的两个无线芯片分别连接两类无线设备，将接收到的数据通过扩展接口发送给虚拟现实头盔，使原本只能播放音视频的功能单一的虚拟现实头盔能够兼容无线手柄控制器、无线摄像设备等无线扩展设备，解决了虚拟现实头盔与无线配件的通信问题，丰富了虚拟现实产品的应用场景；在进一步的优选实施例中，通过将第一无线芯片通过两个IO口连接到第二无线芯片，采用全双工方式同步；或将第一无线芯片通过一个IO口连接到第二无线芯片，采用半双工方式同步，实现了两个无线芯片的可靠同步，便于实现需要连接到两个无线芯片的无线设备进行同步交互的应用场景；在用户周围布置4个无线摄像设备可以有效避免设置在虚拟现实头盔和手柄控制器上的红外光源和可见光源被遮挡，使定位更准确，并且不会超过数据传输带宽和延时限制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种无线通信装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种虚拟现实光球的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种虚拟现实系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的设计构思是：针对目前大多数的虚拟现实头盔只具备播放音视频功能的状况，本发明利用微控制器和无线通信芯片实现一种外置的无线通信装置，通过硬件接口连接到虚拟现实头盔上，无线通信芯片与无线扩展设备相连，负责虚拟现实头盔与无线扩展设备之间的数据收发，从而使得原本仅能够播放音视频的虚拟现实头盔可以与无线手柄控制器、无线摄像设备等无线扩展设备进行通信，丰富了虚拟现实产品的应用场景。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种无线通信装置的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的无线通信装置包括微控制器110以及分别与微控制器110相连的硬件接口120、第一无线芯片130和第二无线芯片140。由于使用单一的无线芯片连接过多的无线扩展设备会导致通信带宽和延时无法满足需要，因此本发明实施例提供的无线通信装置采用两个无线芯片分别连接两类不同的无线扩展设备。

第一无线芯片130用于无线连接第一类无线设备，第二无线芯片140用于无线连接第二类无线设备，硬件接口120用于连接虚拟现实头盔的扩展接口。微控制器110将第一无线芯片130和第二无线芯片140接收到的数据通过硬件接口120发送给虚拟现实头盔。

微控制器通过IIC总线或SPI总线与第一无线芯片和第二无线芯片进行通信，即第一无线芯片和第二无线芯片分别通过IIC总线或SPI总线将接收到的数据发送给微控制器110，再通过硬件接口120发送给虚拟现实头盔。微控制器110通过GPIO口开启第一无线芯片130和第二无线芯片140配对功能，控制第一无线芯片130作为主设备与第一类无线设备进行配对连接，控制第二无线芯片140作为主设备与第二类无线设备进行配对连接。同一个无线芯片连接同一类的无线扩展设备便于配对连接。

优选的，第一类无线设备为无线摄像设备，第二类无线设备为无线手柄控制器。无线摄像设备采集虚拟现实头盔和无线手柄控制器的位置信息，通过第一无线芯片130发送给虚拟现实头盔，手柄控制器将用户的控制命令通过第二无线芯片140发送给虚拟现实头盔。

在本发明的一个优选实施例中，第一无线芯片130与第二无线芯片140之间有直接的电连接，用于实现两个无线芯片的同步工作，具体的连接方式可以为：第一无线芯片130和第二无线芯片140通过两个IO口相互连接，采用全双工方式实现同步；或者，第一无线芯片130和第二无线芯片140通过一个IO口相互连接，采用半双工方式实现同步。通过同步第一无线芯片130与第二无线芯片140，第一类无线设备与第二类无线设备可以视作连接到一个无线芯片上，便于实现需要第一类无线设备与第二类无线设备进行同步交互的应用场景。例如，当第一类无线设备为无线摄像设备，第二类无线设备为2个无线手柄控制器时，无线摄像设备的采集频率需要与2个无线手柄控制器上的红外灯的明灭频率保持一致，才可以对这2个无线手柄控制器进行区分，此时必须将无线摄像设备与无线手柄控制器的时钟进行同步。

在本发明的另一个优选实施例中，第一无线芯片130无线连接4个无线摄像设备，第二无线芯片140无线连接2个无线手柄控制器。用户双手各持一个无线手柄控制器、头戴虚拟现实头盔，在用户的四周布置4个无线摄像设备，摄像设备按照一定的频率采集图像，根据设置在虚拟现实头盔和手柄控制器上的红外光源和可见光源获取位置信息，实现对用户的定位以及对用户双手运动轨迹的追踪。获取虚拟现实头盔和手柄控制器的位置信息至少需要两个无线摄像设备，在用户周围布置4个无线摄像设备可以有效避免设置在虚拟现实头盔和手柄控制器上的红外光源和可见光源被遮挡，使定位更准确，并且第一无线芯片130可以满足4个无线摄像设备对数据传输延时和带宽的需求。

在本发明的又一个优选实施例中，虚拟现实头盔的扩展接口为USB插座，本实施例提供的无线通信装置的硬件接口为相匹配的USB插头，通过将USB插头插入USB插座的方式，可以将无线通信装置固定在虚拟现实头盔的壳体外部。

图2为本发明实施例提供的一种虚拟现实光球的结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供的虚拟现实光球包括：微控制器210、分别与微控制器210相连的硬件接口220、第一无线芯片230、第二无线芯片240、可见光源250和红外光源260，可见光源250和红外光源260分别连接到微控制器210的定时器接口。

虚拟现实光球通过硬件接口220连接虚拟现实头盔的扩展接口，并固定在虚拟现实头盔的壳体外部。第一无线芯片230无线连接若干无线摄像设备，第二无线芯片240无线连接若干无线手柄控制器。微控制器210通过定时器接口分别向可见光源250和红外光源260发送电平信号，控制可见光源250和红外光源260的亮度变化。无线摄像设备捕获可见光源250和红外光源260以获取虚拟现实光球的位置信息。

微控制器210通过第一无线芯片230获取无线摄像设备发送的位置信息，通过第二无线芯片240获取无线手柄控制器发送的控制命令信息，并通过硬件接口220将位置信息和控制命令信息发送给虚拟现实头盔。

优选的，虚拟现实头盔的扩展接口为USB插座，本发明实施例提供的无线通信装置的硬件接口为USB插头。

本发明实施例提供的虚拟现实光球可以通过USB接口方便地插到虚拟现实头盔上，提供红外光源和可见光源给无线摄像设备以定位虚拟现实头盔的位置，内置的两个无线芯片分别配对连接无线手柄控制器和无线摄像设备，解决了虚拟现实头盔与无线配件的通信问题，丰富了虚拟现实产品的应用场景。

图3为本发明实施例提供的一种虚拟现实系统的结构示意图。如图3所示，本发明提供的虚拟现实系统包括虚拟现实头盔310、2个无线手柄控制器320、以及环绕虚拟现实头盔所在空间布置的4个无线摄像设备330和虚拟现实光球340，每个无线手柄控制器320上设置有可见光源和红外光源。

虚拟现实光球340通过其上的硬件接口连接虚拟现实头盔310的扩展接口，并固定在虚拟现实头盔310的壳体外部。虚拟现实光球340的微控制器通过GPIO开启第一无线芯片和第二无线芯片的配对功能，控制第一无线芯片与各无线摄像设备330配对连接，控制第二无线芯片与各无线手柄控制器320配对连接。虚拟现实光球340的微控制器通过SPI或I2C总线与第一无线芯片和第二无线芯片进行通信。

无线摄像设备330通过虚拟现实光球340的可见光源和红外光源捕获虚拟现实头盔310的位置信息，通过无线手柄控制器320上设置的可见光源和红外光源捕获无线手柄控制器320的位置信息，然后将获取的虚拟现实头盔310和无线手柄控制器320的位置信息通过第一无线芯片发送给虚拟现实光球340的微控制器，从而实现对用户的定位以及对用户左右手运动轨迹的追踪。无线手柄控制器320将控制命令信息通过第二无线芯片发送给虚拟现实光球340的微控制器。

虚拟现实光球340的微控制器将虚拟现实头盔310和无线手柄控制器320的位置信息以及控制命令信息通过硬件接口发送给虚拟现实头盔310，虚拟现实头盔310对接收到的位置信息和控制命令信息进行处理，实时显示虚拟现实场景图像。

本发明实施例提供的虚拟现实系统中，当用户仅使用虚拟现实头盔播放音视频时，可以不安装虚拟现实光球；当用户需要进一步扩展虚拟现实头盔的功能时，可以将虚拟现实头盔通过硬件接口连接并固定在虚拟现实头盔上，一方面无线摄像设备可以通过虚拟现实光球中的红外光源和可见光源获取虚拟现实头盔的位置信息，另一方面通过两个无线芯片分别配对连接无线手柄控制器和无线摄像设备，解决了虚拟现实头盔与无线配件的通信问题，丰富了虚拟现实产品的应用场景。虚拟现实光球可以通过USB等接口即插即用，适用范围广，并且使用方便。

综上所述，本发明提供的一种无线通信装置、虚拟现实光球及虚拟现实系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、通过在虚拟现实头盔的扩展接口上连接无线通信装置，利用无线通信装置中的两个无线芯片分别连接两类无线设备，将接收到的数据通过扩展接口发送给虚拟现实头盔，使原本只能播放音视频的功能单一的虚拟现实头盔能够兼容无线手柄控制器、无线摄像设备等无线扩展设备，解决了虚拟现实头盔与无线配件的通信问题，丰富了虚拟现实产品的应用场景。

2、通过将第一无线芯片通过两个IO口连接到第二无线芯片，采用全双工方式同步；或将第一无线芯片通过一个IO口连接到第二无线芯片，采用半双工方式同步，实现了两个无线芯片的可靠同步，便于实现需要连接到两个无线芯片的无线设备进行同步交互的应用场景。

3、在用户周围布置4个无线摄像设备可以有效避免设置在虚拟现实头盔和手柄控制器上的红外光源和可见光源被遮挡，使定位更准确，并且不会超过数据传输带宽和延时限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线通信装置，其特征在于，包括微控制器、硬件接口、第一无线芯片和第二无线芯片，所述硬件接口、第一无线芯片和第二无线芯片分别连接到所述微控制器；

所述第一无线芯片用于无线连接第一类无线设备；所述第二无线芯片用于无线连接第二类无线设备；

所述硬件接口用于连接虚拟现实头盔的扩展接口；

所述微控制器将所述第一无线芯片和所述第二无线芯片接收到的数据通过所述硬件接口发送给所述虚拟现实头盔。

2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述微控制器通过IIC总线或SPI总线与所述第一无线芯片和所述第二无线芯片进行通信；

所述微控制器通过GPIO口控制所述第一无线芯片作为主设备与第一类无线设备进行配对连接，控制所述第二无线芯片作为主设备与第二类无线设备进行配对连接。

3.如权利要求2所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一无线芯片和第二无线芯片通过两个IO口相互连接，采用全双工方式实现同步。

4.如权利要求2所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一无线芯片和第二无线芯片通过一个IO口相互连接，采用半双工方式实现同步。

5.如权利要求3或4所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一类无线设备为无线摄像设备，所述第二类无线设备为无线手柄控制器。

6.如权利要求5所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一无线芯片无线连接4个无线摄像设备，所述第二无线芯片无线连接2个无线手柄控制器。

7.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述虚拟现实头盔的扩展接口为USB插座，所述无线通信装置的硬件接口为USB插头，通过将USB插头插入USB插座的方式，将所述无线通信装置固定在所述虚拟现实头盔的壳体外部。

8.一种虚拟现实光球，其特征在于，包括：微控制器、分别与微控制器相连的硬件接口、第一无线芯片、第二无线芯片、可见光源和红外光源，所述可见光源和红外光源分别连接到所述微控制器的定时器接口；

所述硬件接口用于连接虚拟现实头盔的扩展接口，并将所述虚拟现实光球固定在虚拟现实头盔的壳体外部；

所述第一无线芯片用于无线连接若干无线摄像设备，所述第二无线芯片用于无线连接若干无线手柄控制器；

所述微控制器通过定时器接口分别向所述可见光源和红外光源发送电平信号，控制所述可见光源和红外光源的亮度变化；

所述可见光源和红外光源用于被所述无线摄像设备捕获，以获取所述虚拟现实光球的位置信息；

所述微控制器获取所述无线摄像设备通过所述第一无线芯片发送的位置信息，获取所述无线手柄控制器通过所述第二无线芯片发送的控制命令信息，将所述位置信息和所述控制命令信息通过所述硬件接口发送给所述虚拟现实头盔。

9.如权利要求8所述的虚拟现实光球，其特征在于，所述虚拟现实头盔的扩展接口为USB插座，所述无线通信装置的硬件接口为USB插头。

10.一种虚拟现实系统，其特征在于，包括虚拟现实头盔、2个无线手柄控制器、以及环绕所述虚拟现实头盔所在空间布置的4个无线摄像设备和权利要求9所述的虚拟现实光球，每个无线手柄控制器上设置有可见光源和红外光源；

所述虚拟现实光球通过其上的硬件接口连接所述虚拟现实头盔的扩展接口，并将所述虚拟现实光球固定在所述虚拟现实头盔的壳体外部；以及通过其内的第一无线芯片无线连接所述4个无线摄像设备，通过其内的第二无线芯片无线连接所述2个无线手柄控制器；

所述无线摄像设备通过所述虚拟现实光球内的可见光源和红外光源捕获所述虚拟现实头盔的位置信息，通过所述无线手柄控制器上设置的可见光源和红外光源捕获所述无线手柄控制器的位置信息；以及将捕获的所述虚拟现实头盔和所述无线手柄控制器的位置信息通过所述第一无线芯片发送给所述虚拟现实光球的微控制器；

所述无线手柄控制器将控制命令信息通过所述第二无线芯片发送给所述虚拟现实光球的微控制器；

所述虚拟现实光球的微控制器将所述虚拟现实头盔和所述无线手柄控制器的位置信息以及所述控制命令信息通过所述硬件接口发送给所述虚拟现实头盔；

所述虚拟现实头盔对接收到的位置信息和控制命令信息进行处理，实时显示虚拟现实场景图像。