CN108347415A - 一种基于虚拟现实系统的无线通信方法及设备 - Google Patents

一种基于虚拟现实系统的无线通信方法及设备 Download PDF

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孙庆安
陈朝阳
何风行
刘超
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Abstract

本发明公开一种基于虚拟现实系统的无线通信方法及设备，该方法包括：穿戴式设备接收激光扫描基站发送的激光信号；所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，所述穿戴式设备对应的时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片且一个穿戴式设备至少对应一个时间片，用以解决现有技术中虚拟现实系统的多个穿戴式设备与头盔通信发生冲突的问题。

Description

一种基于虚拟现实系统的无线通信方法及设备
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于虚拟现实系统的无线通信方法及设备。
背景技术
在虚拟现实中，为了增加真实感，往往需要加入空间定位技术，使得使用虚拟现实设备的用户能够在虚拟世界里自由移动，虚拟世界中的场景会随着人的位置变化而改变，让体验者完全沉浸在该环境中。激光定位技术由于其定位精度高，并且能够同时对多用户定位，在虚拟现实系统中备受青睐。
目前虚拟现实定位方案中，一般会用两个手柄来模拟人的双手，让用户的双手能够在虚拟世界中自由运动和操作。一般这两个手柄都会在同时收到定位信号后通过无线通信的方式和头盔进行数据通信，目前为了节约成本和减小体积，在头盔中一般只会放置一个接收模块，这样就造成两个手柄同时与头盔进行通信时会发生冲突，进而造成头盔无法正确接收两个手柄发送的数据。
发明内容
本发明实施例提供一种基于虚拟现实系统的无线通信方法及设备，用以解决现有技术中虚拟现实系统的多个穿戴式设备与头盔通信发生冲突的问题。
本发明方法包括一种基于虚拟现实系统的无线通信方法，该方法包括：穿戴式设备接收激光扫描基站发送的激光信号；
所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，所述穿戴式设备对应的时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片且一个穿戴式设备至少对应一个时间片。
基于同样的发明构思，本发明实施例进一步地提供一种基于虚拟现实系统的穿戴式设备，该穿戴式设备包括：
接收单元，用于接收激光扫描基站发送的激光信号；
发送单元，用于在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，所述穿戴式设备对应的时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片且一个穿戴式设备至少对应一个时间片。
本发明实施例中虚拟现实系统中有多个穿戴式设备，例如手柄或者脚环等，这些穿戴式设备会同时接收到激光扫描基站发送的激光信号，然后在对应的时间片上向虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，因为时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片，所以各个穿戴式设备在向头盔发送数据包时不会发生冲突。所以说，这样既可以保证各个穿戴式设备可以与头盔之间保持位置同步，又能够保证各个穿戴式设备可以与头盔之间进行通信且不发生冲突。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于虚拟现实系统的无线通信方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种时间分时方法示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于虚拟现实系统的穿戴式设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于虚拟现实系统的无线通信方法流程示意图，具体地实现方法包括：
步骤S101，穿戴式设备接收激光扫描基站发送的激光信号。
步骤S102，所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，所述穿戴式设备对应的时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片且一个穿戴式设备至少对应一个时间片。
在执行步骤S101之前，预先对激光信号的周期时间间隔进行划分，划分成若干时间片，假设说有N个穿戴式设备，则可以将周期时间间隔划分为N个时间片，为了避免某个穿戴式设备在一个时间片上发送的数据包被丢包，则可以将周期时间间隔等分地划分2N个时间片或者3N个时间片，规定后面连续N个时间片分别对应的穿戴式设备与前N个时间片分别对应的穿戴式设备排序相同。也就是说，时间片的设定配置规则是指将激光信号的每个周期时间间隔分为M个时间片，所述M个时间片按序依次分配给N个穿戴式设备，所述穿戴式设备对应的下一时间片为间隔N个时间片之后的时间片。
如图2所示，假设说，虚拟现实系统中有两个手柄，两个手柄同时接收到激光扫描基站发射的激光信号后，左手手柄利用周期时间间隔内的第一时间片t1发送左手手柄的数据包，右手手柄则利用周期时间间隔内的第二时间片t2发送右手手柄的数据包，如果判断需要重发，则左手手柄利用周期时间间隔内的第三时间片t3发送左手手柄的数据包，依次类推。需要说明的是，t1、t2、t3时间片的时长可以相同，也可以不同。
具体地，所述穿戴式设备的FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)检测到所述穿戴式设备的光敏器件接收到所述激光信号；
所述FPGA通知所述穿戴式设备的MCU(Microcontroller Unit，单片机)启动定时器，所述定时器的时长等于所述穿戴式设备对应的时间片的时长；
所述穿戴式设备的MCU在定时器时间到达前，向所述虚拟现实系统的头盔发送所述第一数据包。
仍然以图2进行说明，假设时间片的时长相同，且均为t，本发明实施例使用激光扫描基站严格同步2个手柄和VR头盔进行分时通信，即虚拟现实系统中包括：基站，左右手柄(含光敏器件)和头盔。基站由于自身定位需要会按固定周期时间间隔T发送用于同步的激光信号，手柄光敏器件会在同一时刻收到这个激光。左手手柄上的FPGA在检测到光敏器件收到激光后通知MCU，MCU立即开始收发数据并启动定时器，然后间隔2t时间再重发数据；右手手柄上的FPGA在检测到光敏器件收到闪烁光后通知MCU，MCU启动定时器，在间隔2t的时间后重发数据。每个手柄和头盔的每次通信都固定限制在时间t内，所有数据收发必须在时间t内完成，未完成将自动取消。
其中，重发数据包的机制有两种，一种是穿戴式设备默认自主地在时间周期间隔T内的对应的时间片上向头盔发送三次相同的数据包，然后头盔判断如果是同一个穿戴式设备发送的同一个序号的数据包，则用最后接收的数据包覆盖之前的数据包，或者丢弃收到的重复的数据包。接续上例，具体地，步骤a1，激光扫描基站定时发送用于定位的激光；步骤b1，两个手柄上的光敏器件同时收到激光；步骤c1，左手手柄上的FPGA检测到光敏器件收到闪烁光后通知MCU，MCU启动定时器，并立即进入步骤e1；步骤d1，右手手柄上的FPGA检测到光敏器件收到闪烁光后通知MCU，MCU启动定时器，并在T时间后进入步骤e1；步骤e1，MCU立即发送数据，然后每间隔2t时间再次发送数据(一共发送3次)；步骤f1，头盔上的无线接收装置一直处于接收状态，当发现收到来自同一手柄的同一数据包时，则将其丢弃。
为了控制穿戴式设备重发的次数，所述穿戴式设备若未收到所述确认数据包，则所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包之前，还包括：
所述穿戴式设备判断已发送所述第一数据包的次数是否超过设定阈值，
若未超过，则所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包；
若超过，则所述穿戴式设备停止发送所述第一数据包。
也就是说，左手手柄在对应的时间片上重新发送数据包之前，会先判断发送该数据包的次数是否超过三次，若未超过，则继续重发该数据包，若发现超过，则停止发送该数据包，该数据包可以在下一周期时间间隔的时间片上再次发送，之所以这样做，就是为了降低数据包的丢包率，同时又能够尽可能充分利用时间片，保证手柄和头盔通信的实时性。
另外一种机制则是，头盔收到穿戴式设备发送的数据包之后，向该穿戴式设备发送确认数据包，继而穿戴式设备如果收到该确认数据包，则停止发送，若没有收到，则重新发送该数据包。具体地，所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包之后，还包括：
所述穿戴式设备判断是否在所述穿戴式设备对应的时间片上接收到所述头盔发送的第二数据包；
所述穿戴式设备若未收到所述第二数据包，则所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包；
所述穿戴式设备若收到所述第二数据包，则停止在所述周期时间间隔内向所述头盔发送所述第一数据包。
例如说，步骤a2，激光扫描基站定时发送用于定位的激光；步骤b2，两个手柄上的光敏器件同时收到激光；步骤c2，手柄1上的FPGA检测到光敏器件收到闪烁光后通知MCU，MCU启动定时器，并立即进入步骤e2；步骤d2，手柄2上的FPGA检测到光敏器件收到激光后通知MCU，MCU启动定时器，并进入步骤e2；步骤e2，MCU立即发送数据，并在发送完后转换成接收状态，等待接收头盔端返回确认包，如果在t时间内收到头盔确认包，则关闭定时器，否则转换成发送状态，时隔2t时间后再次重复步骤e2(重复次数最多3次)；步骤f2，头盔上收到手柄的数据包后立即发回一个确认包，发送完后再次转换到接收状态。
进一步地，头盔向穿戴式设备发送的确认数据包还可以携带部分数据，即手柄和头盔互相收发数据，比如说，步骤a3，激光扫描基站定时发送用于定位的激光；步骤b3，两个手柄上的光敏器件同时收到激光；步骤c3，左手手柄上的FPGA检测到光敏器件收到闪烁光后通知MCU，MCU启动定时器，并立即进入步骤e3；步骤d3，左手手柄2上的FPGA检测到光敏器件收到闪烁光后通知MCU，MCU启动定时器，并在T时间后进入步骤e3；步骤e3，MCU立即发送数据，并在发送完后转换成接收状态，等待接收头盔端返回确认包(包含额外的数据)，如果在t时间内收到头盔确认包(手柄可根据需要是否再回复一个确认包)，则关闭定时器，否则转换成发送状态，时隔2t时间后再次重复步骤e3(重发次数最多3次)；步骤f3，头盔上收到手柄的数据包后，如果是普通包，则将确认标志和需要额外发送的数据一起打包发送回手柄，发送完后再次转换到接收状态，如果是确认包，则继续处于接收状态。这样，手柄和头盔的通信就更加实时，还可以降低保证手柄和头盔之间的丢包率。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种穿戴式设备，该设备可执行上述方法实施例。本发明实施例提供的设备如图3所示，包括：接收单元301、发送单元302，其中：
接收单元301，用于接收激光扫描基站发送的激光信号；
发送单元302，用于在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，所述穿戴式设备对应的时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片且一个穿戴式设备至少对应一个时间片。
进一步地，还包括：判断单元303，用于判断是否在所述穿戴式设备对应的时间片上接收到所述头盔发送的第二数据包。
进一步地，若所述判断单元303若未收到所述第二数据包，则所述发送单元302，还用于在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包；
若所述判断单元303收到所述第二数据包，则所述发送单元302，还用于停止在所述周期时间间隔内向所述头盔发送所述第一数据包。
进一步地，所述判断单元303还用于：判断已发送所述第一数据包的次数是否超过设定阈值，
若所述判断单元303的判断结果为未超过，则所述发送单元302用于在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包；
若所述判断单元303的判断结果为超过，则发送单元302用于停止发送所述第一数据包。
进一步地，还包括：确定单元304，用于按照时间片的设定配置规则，确定所述穿戴式设备对应的下一时间片，所述时间片的设定配置规则是指将激光信号的每个周期时间间隔分为M个时间片，所述M个时间片按序依次分配给N个穿戴式设备，所述穿戴式设备对应的下一时间片为间隔N个时间片之后的时间片。
进一步地，所述发送单元302具有用于：所述发送单元302中的FPGA检测到所述穿戴式设备的光敏器件接收到所述激光信号；
所述发送单元302中的所述FPGA通知所述发送单元302中的MCU启动定时器，所述定时器的时长等于所述穿戴式设备对应的时间片的时长；
所述发送单元302中的MCU在定时器时间到达前，向所述虚拟现实系统的头盔发送所述第一数据包。
综上所述，本发明实施例中虚拟现实系统中有多个穿戴式设备，例如手柄或者脚环等，这些穿戴式设备会同时接收到激光扫描基站发送的激光信号，然后在对应的时间片上向虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，因为时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片，所以各个穿戴式设备在向头盔发送数据包时不会发生冲突。所以说，这样既可以保证各个穿戴式设备可以与头盔之间保持位置同步，又能够保证各个穿戴式设备可以与头盔之间进行通信且不发生冲突。同时，穿戴式设备和头盔之间的重传机制可以降低相互之间的丢包率。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实系统的无线通信方法，其特征在于，该方法包括：
穿戴式设备接收激光扫描基站发送的激光信号；
所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，所述穿戴式设备对应的时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片且一个穿戴式设备至少对应一个时间片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包之后，还包括：
所述穿戴式设备判断是否在所述穿戴式设备对应的时间片上接收到所述头盔发送的第二数据包；
所述穿戴式设备若未收到所述第二数据包，则所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包；
所述穿戴式设备若收到所述第二数据包，则停止在所述周期时间段内向所述头盔发送所述第一数据包。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述穿戴式设备若未收到所述确认数据包，则所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包之前，还包括：
所述穿戴式设备判断已发送所述第一数据包的次数是否超过设定阈值，
若未超过，则所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包；
若超过，则所述穿戴式设备停止发送所述第一数据包。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包之前，还包括：
所述穿戴式设备按照时间片的设定配置规则，确定所述穿戴式设备对应的下一时间片，所述时间片的设定配置规则是指将激光信号的每个周期时间间隔分为M个时间片，所述M个时间片按序依次分配给N个穿戴式设备，所述穿戴式设备对应的下一时间片为间隔N个时间片之后的时间片。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述穿戴式设备在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，包括：
所述穿戴式设备的现场可编程门阵列FPGA检测到所述穿戴式设备的光敏器件接收到所述激光信号；
所述FPGA通知所述穿戴式设备的单片机MCU启动定时器，所述定时器的时长等于所述穿戴式设备对应的时间片的时长；
所述穿戴式设备的单片机MCU在定时器时间到达前，向所述虚拟现实系统的头盔发送所述第一数据包。
6.一种基于虚拟现实系统的穿戴式设备，其特征在于，该穿戴式设备包括：
接收单元，用于接收激光扫描基站发送的激光信号；
发送单元，用于在所述穿戴式设备对应的时间片上向所述虚拟现实系统的头盔发送第一数据包，所述穿戴式设备对应的时间片是预先通过划分激光信号的周期时间间隔得到的，不同的穿戴式设备对应不同的时间片且一个穿戴式设备至少对应一个时间片。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：
判断单元，用于判断是否在所述穿戴式设备对应的时间片上接收到所述头盔发送的第二数据包；
若所述判断单元若未收到所述第二数据包，则所述发送单元，还用于在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包；
若所述判断单元收到所述第二数据包，则所述发送单元，还用于停止在所述周期时间间隔内向所述头盔发送所述第一数据包。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述判断单元还用于：判断已发送所述第一数据包的次数是否超过设定阈值，
若所述判断单元的判断结果为未超过，则所述发送单元用于在所述穿戴式设备对应的下一时间片上重新发送所述第一数据包；
若所述判断单元的判断结果为超过，则发送单元用于停止发送所述第一数据包。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括：
确定单元，用于按照时间片的设定配置规则，确定所述穿戴式设备对应的下一时间片，所述时间片的设定配置规则是指将激光信号的每个周期时间间隔分为M个时间片，所述M个时间片按序依次分配给N个穿戴式设备，所述穿戴式设备对应的下一时间片为间隔N个时间片之后的时间片。
10.如权利要求6至9任一项所述的设备，其特征在于，所述发送单元具有用于：
所述发送单元中的FPGA检测到所述穿戴式设备的光敏器件接收到所述激光信号；
所述发送单元中的所述FPGA通知所述发送单元中的MCU启动定时器，所述定时器的时长等于所述穿戴式设备对应的时间片的时长；
所述发送单元中的MCU在定时器时间到达前，向所述虚拟现实系统的头盔发送所述第一数据包。
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