CN112748807A - 头戴式虚拟现实设备 - Google Patents

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CN112748807A CN202110039750.XA CN202110039750A CN112748807A CN 112748807 A CN112748807 A CN 112748807A CN 202110039750 A CN202110039750 A CN 202110039750A CN 112748807 A CN112748807 A CN 112748807A
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胡铸鑫
何涛
李美琴
金新元
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Wenzhou University of Technology
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Wenzhou University Oujiang College
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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Abstract

本发明公开了头戴式虚拟现实设备，涉及虚拟现实设备技术领域。包括外壳和软垫，所述外壳的后侧设置有软垫，所述外壳上表面设置有按键控制设备，所述外壳的上表面前缘设置有状态指示灯，所述外壳的前端固定安装有前置广角摄像头，所述外壳的左右两端设置有侧向摄像头；通过设置激光测距仪测取设备与所处环境中的地面、墙壁等阻碍物距离，对虚拟现实设备的位置进行测定，同时根据距离变化量比对计时器数据获取速度数据，判定使用者是否会发生碰撞或摔倒，出现异常状态时，通过环视取像设备获取外部环境图像并模拟人眼视野，覆盖虚拟影像，使使用者可以立刻获得环境信息，并作出应急反应，提高虚拟现实设备的安全性。

Description

头戴式虚拟现实设备
技术领域
本发明涉及虚拟现实设备技术领域，具体为头戴式虚拟现实设备。
背景技术
虚拟现实技术又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感，随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。
现有技术中，虚拟现实设备通过佩戴在人体面部，遮断正常视野后通过双眼分别观测独立图像形成虚拟影像，在使用过程中，使用者无法观察外部环境，可能会发生磕碰、摔倒等突发问题影响使用者安全。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了头戴式虚拟现实设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：头戴式虚拟现实设备，包括外壳和软垫，所述外壳的后侧设置有软垫；
所述外壳上表面设置有按键控制设备，所述外壳的上表面前缘设置有状态指示灯，所述外壳的前端固定安装有前置广角摄像头，所述外壳的左右两端设置有侧向摄像头，所述外壳的内部设置有控制机箱，所述外壳的内部固定安装有独立成像器，所述独立成像器的末端设施有镜筒，所述外壳的下表面设置有激光测距仪；
所述软垫的前端固定连接有插桶，所述插桶的前缘开设有卡槽，所述插桶的内部开设有插槽，所述软垫的两侧固定连接有绑带。
作为本发明的优选技术方案，所述头戴式虚拟现实设备基于控制器设置，所述控制器的输入端电连接有计时器、测距设备和按键控制设备。
作为本发明的优选技术方案，所述控制器的输出端电连接有环视取像设备、蜂鸣器、状态指示灯和虚拟现实成像设备，所述控制器与数据库双向电连接。
作为本发明的优选技术方案，所述按键控制设备、控制器、状态指示灯和虚拟现实成像设备共同组成头戴式虚拟现实设备的工作设备。
作为本发明的优选技术方案，所述虚拟现实成像设备由两个独立成像器及镜筒共同组成。
作为本发明的优选技术方案，所述控制器、计时器、测距设备、按键控制设备、环视取像设备、蜂鸣器和状态指示灯共同组成应急设备。
作为本发明的优选技术方案，所述控制器、计时器和蜂鸣器均设置在控制机箱内，所述测距设备由激光测距仪组成，所述环视取像设备有前置广角摄像头和侧向摄像头共同组成。
作为本发明的优选技术方案，所述激光测距仪设置有三个，三个激光测距仪呈品字形结构排列在外壳下表面，且三个激光测距仪分别向前方和两侧倾斜。
与现有技术相比，本发明提供了头戴式虚拟现实设备，具备以下有益效果：
该头戴式虚拟现实设备，通过设置激光测距仪测取设备与所处环境中的地面、墙壁等阻碍物距离，对虚拟现实设备的位置进行测定，同时根据距离变化量比对计时器数据获取速度数据，判定使用者是否会发生碰撞或摔倒，出现异常状态时，通过环视取像设备获取外部环境图像并模拟人眼视野，覆盖虚拟影像，使使用者可以立刻获得环境信息，并作出应急反应，提高虚拟现实设备的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提出的头戴式虚拟现实设备的结构示意图；
图2为本发明提出的头戴式虚拟现实设备的俯剖视图；
图3为本发明提出的头戴式虚拟现实设备的仰视图；
图4为本发明提出的头戴式虚拟现实设备的系统框图；
图5为本发明提出的头戴式虚拟现实设备的工作设备框图；
图6为本发明提出的头戴式虚拟现实设备的应急设备框图。
图中：1、外壳；11、按键控制设备；12、状态指示灯；13、前置广角摄像头；14、侧向摄像头；15、控制机箱；16、独立成像器；17、镜筒；18、激光测距仪；2、软垫；21、插桶；22、卡槽；23、插槽；24、绑带；101、控制器；102、计时器；103、测距设备；104、环视取像设备；105、蜂鸣器；106、虚拟现实成像设备；107、数据库。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参阅图1-6，头戴式虚拟现实设备，包括外壳1和软垫2，所述外壳1的后侧设置有软垫2，所述外壳1上表面设置有按键控制设备11，所述外壳1的上表面前缘设置有状态指示灯12，所述外壳1的前端固定安装有前置广角摄像头13，所述外壳1的左右两端设置有侧向摄像头14，所述外壳1的内部设置有控制机箱15，所述外壳1的内部固定安装有独立成像器16，所述独立成像器16的末端设施有镜筒17，所述外壳1的下表面设置有激光测距仪18；
所述软垫2的前端固定连接有插桶21，所述插桶21的前缘开设有卡槽22，所述插桶21的内部开设有插槽23，所述软垫2的两侧固定连接有绑带24。
作为本实施例的具体技术方案，所述头戴式虚拟现实设备基于控制器101设置，所述控制器101的输入端电连接有计时器102、测距设备103和按键控制设备11，所述控制器101的输出端电连接有环视取像设备104、蜂鸣器105、状态指示灯12和虚拟现实成像设备106，所述控制器101与数据库107双向电连接。
本实施方案中，通过计时器102、测距设备103和按键控制设备11向控制器101发出控制参数，控制器101对控制指令做出处理，形成控制指令，通过控制指令控制环视取像设备104、蜂鸣器105、状态指示灯12和虚拟现实成像设备106运行，同时控制参数及控制指令发送至数据库107内，进行新旧数据比对，本实施方案中的控制器101、计时器102、测距设备103、按键控制设备11、环视取像设备104、蜂鸣器105、状态指示灯12、虚拟现实成像设备106及数据库107均为现有成熟技术，此处不再赘述。
作为本实施例的具体技术方案，所述按键控制设备11、控制器101、状态指示灯12和虚拟现实成像设备106共同组成头戴式虚拟现实设备的工作设备，所述虚拟现实成像设备106由两个独立成像器16及镜筒17共同组成。
本实施方案中，按键控制设备11作为基础的外部控制指令输入设备，对控制器101发出使用者的控制要求，通过控制器101将使用者的控制要求转化为电信号控制指令控制虚拟现实成像设备106工作，独立成像器16生成影像，并通过镜筒17反馈出来，使用者通过镜筒17获取影像，完成虚拟现实设备的基本功能，而状态指示灯12通过亮起的灯光颜色反馈设备的工作状态。
作为本实施例的具体技术方案，所述控制器101、计时器102、测距设备103、按键控制设备11、环视取像设备104、蜂鸣器105和状态指示灯12共同组成应急设备，所述控制器101、计时器102和蜂鸣器105均设置在控制机箱15内，所述测距设备103由激光测距仪18组成，所述环视取像设备104有前置广角摄像头13和侧向摄像头14共同组成。
本实施方案中，激光测距仪18对设备与使用场景中的地面、墙壁的阻碍物距离进行检测，并通过比对计时器102的时间数据获取设备移动速度速度，并与数据库107内储存的过往数据进行对比，当比对发生较大误差，或者与障碍物距离过进时，发出应急指令，通过控制器101启动环视取像设备104和蜂鸣器105，发出警报的同时，利用前置广角摄像头13和侧向摄像头14获取正面及侧面影像，通过集成模拟人眼视线范围，覆盖虚拟现实影像，时使用者不取下设备即可恢复视野，做出相应的应急动作。
作为本实施例的具体技术方案，所述激光测距仪18设置有三个，三个激光测距仪18呈品字形结构排列在外壳1下表面，且三个激光测距仪18分别向前方和两侧倾斜。
本实施方案中，三个激光测距仪18向前方和两侧倾斜，通过向各自对应的方向照射，形成三点定位结构，从而获得虚拟成像设备的位置，以此判定使用者的安全状态。
在使用时，将软垫2贴合在面部，通过绑带24捆绑在头部完成固定，利用按键控制设备11开启设备，启动独立成像器16，生成虚拟现实影像，当使用者移动，与周围物体过近或发生绊倒等意外时，激光测距仪18测得数据相较数据库107内过往数据发生异常，启动应急程序，发出警报音，并将通过环视取像设备104获取外部环境影像覆盖虚拟影像，帮助使用者做出应急反应。
综上所述，该头戴式虚拟现实设备，通过设置激光测距仪18测取设备与所处环境中的地面、墙壁等阻碍物距离，对虚拟现实设备的位置进行测定，同时根据距离变化量比对计时器102数据获取速度数据，判定使用者是否会发生碰撞或摔倒，出现异常状态时，通过环视取像设备104获取外部环境图像并模拟人眼视野，覆盖虚拟影像，使使用者可以立刻获得环境信息，并作出应急反应，提高虚拟现实设备的安全性。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.头戴式虚拟现实设备，包括外壳(1)和软垫(2)，其特征在于：所述外壳(1)的后侧设置有软垫(2)；
所述外壳(1)上表面设置有按键控制设备(11)，所述外壳(1)的上表面前缘设置有状态指示灯(12)，所述外壳(1)的前端固定安装有前置广角摄像头(13)，所述外壳(1)的左右两端设置有侧向摄像头(14)，所述外壳(1)的内部设置有控制机箱(15)，所述外壳(1)的内部固定安装有独立成像器(16)，所述独立成像器(16)的末端设施有镜筒(17)，所述外壳(1)的下表面设置有激光测距仪(18)；
所述软垫(2)的前端固定连接有插桶(21)，所述插桶(21)的前缘开设有卡槽(22)，所述插桶(21)的内部开设有插槽(23)，所述软垫(2)的两侧固定连接有绑带(24)。
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：所述头戴式虚拟现实设备基于控制器(101)设置，所述控制器(101)的输入端电连接有计时器(102)、测距设备(103)和按键控制设备(11)。
3.根据权利要求2所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于：所述控制器(101)的输出端电连接有环视取像设备(104)、蜂鸣器(105)、状态指示灯(12)和虚拟现实成像设备(106)，所述控制器(101)与数据库(107)双向电连接。
4.根据权利要求1所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于：所述按键控制设备(11)、控制器(101)、状态指示灯(12)和虚拟现实成像设备(106)共同组成头戴式虚拟现实设备的工作设备。
5.根据权利要求4所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于：所述虚拟现实成像设备(106)由两个独立成像器(16)及镜筒(17)共同组成。
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：所述控制器(101)、计时器(102)、测距设备(103)、按键控制设备(11)、环视取像设备(104)、蜂鸣器(105)和状态指示灯(12)共同组成应急设备。
7.根据权利要求6所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于：所述控制器(101)、计时器(102)和蜂鸣器(105)均设置在控制机箱(15)内，所述测距设备(103)由激光测距仪(18)组成。
8.根据权利要求6所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于：所述环视取像设备(104)有前置广角摄像头(13)和侧向摄像头(14)共同组成。
9.根据权利要求1所述的头戴式虚拟现实设备，其特征在于：所述激光测距仪(18)设置有三个，三个激光测距仪(18)呈品字形结构排列在外壳(1)下表面，且三个激光测距仪(18)分别向前方和两侧倾斜。
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