CN114976595A - 一种智能天线系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及头戴终端通信技术领域，尤其涉及一种智能天线系统。包括至少一个智能天线模块；其中，虚拟现实设备的头戴式设备和/或手柄上设有智能天线模块，且头戴式设备上设有6DoF模块，6DoF模块用于获取头戴式设备和手柄的状态信息，且头戴式设备上的智能天线模块和/或手柄上的智能天线模块根据所述状态信息，切换在头戴式设备和/或手柄上的智能天线模块的天线状态。提供了一种可以自由选择天线的天线状态的智能天线系统，提升了传输效果。

Description

一种智能天线系统
技术领域
本发明涉及头戴终端通信技术领域，尤其涉及一种智能天线系统。
背景技术
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种虚拟环境，是一种多源信息融合、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中，目前的虚拟现实(Virtual Reality)技术是通过视觉、听觉、触觉等方面的数字信息来生成一体化的虚拟环境，从而具有沉浸式、交互性、多感知性的特点，其中，沉浸式是VR技术最具有优势的特点，能够使用户在虚拟的环境中获得真实感受。目前的虚拟现实技术包括头戴式设备和手柄，头戴式设备其主要的目的是将虚拟环境呈现在用于眼前，使用户能够沉浸于虚拟环境中，手柄的主要目的是控制虚拟环境中的角色/人物/物品的移动，或者是对虚拟现实设备和头戴式设备的控制，因此该虚拟现实设备是需要进行通信才能进行控制和操作，而在目前的头戴式设备和手柄一般采用全向天线，其全向天线的增益一般较低，且其方向图仍存在多个发射和接收信号的死角，另外，由于头戴式设备的手柄的通信主要是2.4G频段传输，在这个频段同时会存在有蓝牙、FI-FI等干扰信号，因此，全向天线接收到的干扰信号也比较强，整个天线系统的抗干扰能力较弱。
综上所述，本发明实际解决的技术问题是，如何提供一种可以自由选择天线的天线状态，从而提升传输效果的智能天线系统。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种智能天线系统，提供了一种可以自由选择天线的天线状态的智能天线系统，提升了传输效果。
本发明公开了一种智能天线系统，包括至少一个智能天线模块；其中，虚拟现实设备的头戴式设备和/或手柄上设有智能天线模块，且头戴式设备上设有6DoF模块，6DoF模块用于获取头戴式设备和手柄的状态信息，且头戴式设备上的智能天线模块和/或手柄上的智能天线模块根据状态信息，切换在头戴式设备和/或手柄上的智能天线模块的天线状态。
优选地，状态信息至少包括手柄的位置和/或姿态。
优选地，获取手柄的状态信息的方式至少包括惯性传感器。
优选地，当头戴式设备上设有智能天线模块，手柄上不设置智能天线模块时，6DoF模块获取手柄的状态信息，在头戴式设备上的智能天线模块根据状态信息切换智能天线模块的天线状态，使天线的波束的最大辐射方向朝向手柄。
优选地，当手柄上设置智能天线模块，头戴式设备上不设置智能天线模块时，在头戴式设备上的6DoF模块获取手柄的状态信息，且在手柄上的智能天线模块根据状态信息逆推头戴式设备相对于手柄的位置信息，在手柄上的智能天线模块，根据位置信息切换在手柄上的智能天线模块的天线状态，使天线的波束的最大辐射方向朝向头戴式设备。
优选地，当头戴式设备和手柄上分别设有智能天线模块时，在头戴式设备上的6DoF模块获手柄的状态信息，且在头戴式设备上的智能天线模块根据状态信息切换在头戴式设备和手柄上的智能天线模块的天线的波束的最大辐射方向，且使在头戴式设备上的智能天线模块的波束的最大辐射方向朝向手柄，并使在手柄上的智能天线模块的波束的最大辐射方向朝向头戴式设备。
优选地，头戴式设备上的智能天线模块根据状态信息，切换在头戴式设备和/或手柄上的智能天线模块的天线状态的天线状态包括天线的波束和天线的方向图。
优选地，切换智能天线模块的天线的波速通过相控阵列实现。
优选地，切换智能天线模块的天线的方向图通过切换不同的馈电点和接地点实现。
优选地，当存在干扰时，将智能天线模块的天线的波束的凹点对准干扰源，从而抑制干扰源的干扰。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，本发明的有益效果在于提供了一种可以自由选择天线的天线状态的智能天线系统，提升了传输效果，头戴式设备和手柄可单独配备或者同时配备智能天线系统，当头戴式设备和手柄同时配备时效果最佳，可以通过头戴式设备的6DoF模块获取手柄的精确位置及其姿态，从而选择智能天线系统切换不同的波束，波束的切换方式之一是选择最大的天线的波束对着头戴式设备或手柄，使接收到的信号最强，可以结合自动增益控制，降低其放射功率以降低功耗。
附图说明
图1为本发明一种智能天线系统的示意图。
附图标记：
100为头戴式设备、200为在头戴式设备正前方的手柄、300为在头戴式设备正下方的手柄、101位在头戴式设备上的智能天线模块、201为在头戴式设备正前方的手柄上的智能天线模块、301为在头戴式设备的正下方的手柄上智能天线模块、102为第一波束、103为第二波束、104为第三波束、105为第四波束、202为第五波束、203为第六波束、204为第七波束、205为第八波束、305为第九波束、304为第十波束、303为第十一波束、302为第十二波束。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
参阅图1所示，本实施例提供一种智能天线系统，该智能天线系统应用于虚拟现实设备，该智能天线系统至少包括一个智能天线模块，在虚拟现实设备的头戴式设备100和/或手柄(此处表示为图1中任意一个手柄或两个手柄，因此未对其标注，且在以下未明确描述是其中的某一个手柄时，均以此解释)上分别设有至少一个智能天线模块，且头戴式设备100上设有6DoF模块，该6DoF模块用于获取手柄的状态信息，该状态信息至少包括手柄的位置和/或姿态，以供头戴式设备100判断手柄相对于头戴式设备100的位置和/或姿态，从而以供头戴式设备100上的智能天线模块和/或手柄上的智能天线模块根据由6DoF模块获取的状态信息切换在头戴式设备100和/或手柄上的智能天线模块的天线状态。需要说明的是，在头戴式设备100上的6DoF模块获取手柄的状态信息的方式至少包括但不限定于惯性传感器、摄像头等方式实现，例如，也可以是惯性传感器、超声波，以及惯性传感器+电磁定位的方式。
需要说明的是，当头戴式设备100上设有智能天线模块，手柄上不设置智能天线模块时，在头戴式设备100上的6DoF模块将会获取手柄的状态信息，而在头戴式设备100上的智能天线模块将会根据由在头戴式设备100上的6DoF模块获取的手柄的状态信息切换在头戴式设备100上的智能天线模块的天线状态，使天线的波束的最大辐射方向朝向手柄。需要说明的是，在头戴式设备100上可以设置多个智能天线模块。
需要说明的是，当手柄上设置智能天线模块，头戴式设备100上不设置智能天线模块时，在头戴式设备100上的6DoF模块获取手柄的状态信息，且在手柄上的智能天线模块将会根据状态信息逆推处头戴式设备100相对于手柄的位置信息，在手柄上的智能天线模块，根据位置信息切换在手柄上的智能天线模块的天线状态，使天线的波束的最大辐射方向朝向头戴式设备100。
需要说明的是，当头戴式设备100和手柄上分别设有智能天线模块时，在头戴式设备100上的6DoF模块获取手柄的状态信息，且在头戴式设备100上的智能天线模块根据状态信息切换在头戴式设备100和手柄上的智能天线模块的天线的波束的最大辐射方向，且使在头戴式设备100上的智能天线模块的波束的最大辐射方向朝向手柄，并使在手柄上的智能天线模块的波束的最大辐射方向朝向头戴式设备100，使分别在头戴式设备100和手柄上的智能天线模块的波束的最大辐射分别相对指向。
需要说明的是，头戴式设备100上的智能天线模块根据状态信息，切换在头戴式设备100和/或手柄上的智能天线模块的天线状态的包括天线的波束和天线的方向图，需要说明的是，切换智能天线模块的天线的波束通过相控阵列实现，切换智能天线模块的天线的方向图通过切换不同的馈电点和接地点实现。
需要说明的是，当存在干扰时，将智能天线模块的天线的波束的凹点对准干扰源，从而抑制干扰源的干扰。
参阅图1所示，头戴式设备100上安装有智能天线模块101，该智能天线模块101可以切换天线的波束或者不同的天线的方向图，一般切换波束通过相控阵列实现，而不同的天线的方向图则通过切换不同的天线的馈电点或接地点实现，一般虚拟现实设备都会有两个手柄，因此同样在两个手柄上分别也设有智能天线模块，以下，将以在头戴式设备100上的智能天线模块101为例，该智能天线模块101至少应有两个以上的波束，为了更加清楚的描述，本实施例将以四个波束来进行描述，如图1所示，在头戴式设备100上的智能天线模块101的波束分别包括第一波束102、第二波束103、第三波束104、第四波束105，且如图1所示，在头戴式设备100正前方的手柄200的智能天线模块201的波束也包括第五波束202、第六波束203、第七波束204、第八波束205，在头戴式设备100正下方的手柄300上的智能天线模块301的波束包括第九波束305、第十波束304、第十一波束303、第十二波束302。当头戴式设备100通过6DoF模块获知任意至少一个手柄的状态信息，然后在头戴式设备100上的6Dof模块将会判断该状态信息与第一波束102、第二波束103、第三波束104、第四波束105的最优覆盖范围的关系，从而选择最优的一个波束，例如图1所示，当头戴式设备100与在头戴式设备100正前方的手柄200通信时，头戴式设备100上的智能天线模块101就会选择第一波束102，同时头戴式设备100通过无线传输通知在头戴式设备100正前方的手柄200选择第七波束204进行通信，当头戴式设备100切换与在头戴式设备100的正下方的手柄300进行通信时，在头戴式设备100上的智能天线模块101将会从新选择最优的波束，如图1中的在头戴式设备100上的智能天线模块101的第四波束105和在头戴式设备100正下方的手柄300上的智能天线模块301的第十一波束303进行通信。此外，当手柄或者头戴式设备100进行移动时，分别在头戴式设备100上的智能天线模块以及两个手柄上的智能天线模块，都会实时根据6DoF模块获取的最新状态信息判断并从新选择相互的波束，其流程包括，头戴式设备通过IMU等传感器结合6DoF模块获取手柄的状态信息，而后在头戴式设备上的智能天线模块基于状态信息结合预设的天线波束特征快速选择头戴式设备或者手柄的天线波束或状态，最后，控制头戴式设备上的智能天线的方向朝向手柄同时通过无线通信控制手柄上的智能天线模块朝向头戴式设备，从而获得最佳的信号或者信噪比。
需要说明的是，当存在干扰时，波束的选着将按照接收到的信噪比来选着波束，其实现的方式是将波束的凹点对准干扰源，将波束的正向对准需要通信的设备。
需要说明的是，头戴式设备100和两个手柄上均可单独配备智能天线模块，其原理参阅上述实施例。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种智能天线系统，应用于虚拟现实设备，其特征在于，包括至少一个智能天线模块；其中，
所述虚拟现实设备的头戴式设备和/或手柄上设有所述智能天线模块，且所述头戴式设备上设有6DoF模块，所述6DoF模块用于获取所述头戴式设备和手柄的状态信息，且所述头戴式设备上的所述智能天线模块和/或手柄上的所述智能天线模块根据所述状态信息，切换在所述头戴式设备和/或手柄上的所述智能天线模块的天线状态。
2.根据权利要求1所述的智能天线系统，其特征在于，所述状态信息至少包括手柄的位置和/或姿态。
3.根据权利要求1所述的智能天线系统，其特征在于，获取所述手柄的状态信息的方式至少包括惯性传感器。
4.根据权利要求1所述的智能天线系统，其特征在于，当所述头戴式设备上设有所述智能天线模块，所述手柄上不设置所述智能天线模块时，所述6DoF模块获取所述手柄的状态信息，在所述头戴式设备上的智能天线模块根据所述状态信息切换所述智能天线模块的天线状态，使所述天线的波束的最大辐射方向朝向所述手柄。
5.根据权利要求1所述的智能天线系统，其特征在于，当所述手柄上设置智能天线模块，所述头戴式设备上不设置所述智能天线模块时，在所述头戴式设备上的6DoF模块获取手柄的状态信息，且在所述手柄上的所述智能天线模块将会根据所述状态信息逆推所述头戴式设备相对于所述手柄的位置信息，在所述手柄上的智能天线模块，根据所述位置信息切换在所述手柄上的所述智能天线模块的天线状态，使天线的波束的最大辐射方向朝向所述头戴式设备。
6.根据权利要求1所述的智能天线系统，其特征在于，当所述头戴式设备和所述手柄上分别设有所述智能天线模块时，在所述头戴式设备上的所述6DoF模块获取所述手柄的状态信息，且在所述头戴式设备上的智能天线模块根据所述状态信息切换在头戴式设备和手柄上的智能天线模块的天线的波束的最大辐射方向，且使在所述头戴式设备上的智能天线模块的波束的最大辐射方向朝向所述手柄，并使在所述手柄上的智能天线模块的波束的最大辐射方向朝向所述头戴式设备。
7.根据权利要求1所述的智能天线系统，其特征在于，所述头戴式设备上的所述智能天线模块根据所述状态信息，切换在所述头戴式设备和/或手柄上的所述智能天线模块的天线状态的所述天线状态包括天线的波束和天线的方向图。
8.根据权利要求6所述的智能天线系统，其特征在于，切换所述智能天线模块的天线的波速通过相控阵列实现。
9.根据权利要求6所述的智能天线系统，其特征在于，切换所述智能天线模块的天线的方向图通过切换不同的馈电点和接地点实现。
10.根据权利要求6所述的智能天线系统，其特征在于，当存在干扰时，将智能天线模块的天线的波束的凹点对准干扰源，从而抑制干扰源的干扰。
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