CN204855942U - 无线远程传输的头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线远程传输的头戴式显示设备，包括图像采集装置、图像处理模块以及无线远程传输模块，所述图像采集装置，用于实时获取真实现场的全方位全景图像；所述图像处理模块，与所述图像采集装置相连，用于对所述全方位全景图像进行处理，构建与所述真实现场相匹配的三维虚拟现实场景，并将所述全方位全景图像与所述三维虚拟现实场景进行图像融合；所述无线远程传输模块，与所述图像处理模块相连，用于实现所述融合图像的无线远程传输。本实用新型提出的无线远程传输的头戴式显示设备，视野广、获取的信息量大；监测环境时不用瞄准目标，即可获得场景的实时图像、安放位置自由。

Description

无线远程传输的头戴式显示设备

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及无线远程传输的头戴式显示设备。

背景技术

目前，在一些需要进行现场安全监测装置领域，人们采用了带摄像发射装置的头盔，使得在一些特殊行业，如银行系统、消防、防汛防灾、生产施工及安全保卫现场，现场工作人员带上具有摄像发射装置的头盔后，随着工作人员进入现场以及在现场内的位置变化，具有摄像发射装置的头盔就能进行与工作人员正面视角一样的跟踪摄像，并将所拍摄的图像发送给监控中心。但是，现场采集的现场视频信息不是很丰富，有时，监控中心不能快速根据采集的图像得到准备的判断和决策，由此，如何在事故现场获取更丰富的视频信息，是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种无线远程传输的头戴式显示设备，旨在事故现场获取更丰富的视频信息。

为实现上述目的，本实用新型提供一种无线远程传输的头戴式显示设备，所述无线远程传输的头戴式显示设备包括图像采集装置、图像处理模块以及无线远程传输模块，其中：

所述图像采集装置，用于实时获取真实现场的全方位全景图像；

所述图像处理模块，与所述图像采集装置相连，用于对所述全方位全景图像进行处理，构建与所述真实现场相匹配的三维虚拟现实场景，并将所述全方位全景图像与所述三维虚拟现实场景进行图像融合；

所述无线远程传输模块，与所述图像处理模块相连，用于实现所述融合图像的无线远程传输。

优选地，所述图像采集装置包括全方位视觉传感器，

所述全方位视觉传感器，用于实时采集真实现场的全方位全景图像。

优选地，所述全方位视觉传感器包括摄像机、第一次折反射镜面、第二次折反射镜面以及广角镜头，所述摄像机配置在所述第一次折反射镜面的后面，所述摄像机的镜头安置在所述第一次折反射镜面的视点处，所述第一次折反射镜面的中间设置有与所述摄像机的镜头相对应的第一通孔，所述摄像机通过所述第一通孔可拍摄到所述第一次折反射镜面前面的视频信息；在所述第一次折反射镜面的前面配置所述第二次折反射镜面，所述第二次折反射镜面的中间配置有第二通孔，在所述第二通孔上嵌入所述广角镜头；在所述第一次折反射镜侧前方的真实现场经由所述第一次折反射镜面的第一次折反射和所述第二次折反射镜面的第二次折反射后，通过所述第一通孔在所述摄像机的成像面上成像；而在所述第一次折反射镜面正前方且被所述第二次折反射镜面所遮挡住的真实现场通过所述广角镜头在所述广角镜头与所述第一次折反射镜面之间成像后生成成像点，所述成像点通过所述第一通孔在所述摄像机的成像面上成像。

优选地，所述无线远程传输的头戴式显示设备还包括显示系统和光学系统，

所述显示系统，与所述图像处理模块和所述无线远程传输模块相连，用于显示所述图像处理模块处理后的所述融合图像或是所述无线远程传输模块接收的视频图像；

所述光学系统，与所述显示系统位于同一光轴上，用于对所述显示的图像进行放大。

优选地，所述光学系统包括第一光学透镜和第二光学透镜，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜均为凸透镜且并排设置。

优选地，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜均为平凸透镜，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜朝向所述显示系统的一面为凸面，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜背离所述显示系统的一面为平面。

本实用新型提出的无线远程传输的头戴式显示设备，包括图像采集装置、图像处理模块以及无线远程传输模块，所述图像采集装置，用于实时获取真实现场的全方位全景图像；所述图像处理模块，与所述图像采集装置相连，用于对所述全方位全景图像进行处理，构建与所述真实现场相匹配的三维虚拟现实场景，并将所述全方位全景图像与所述三维虚拟现实场景进行图像融合；所述无线远程传输模块，与所述图像处理模块相连，用于实现所述融合图像的无线远程传输。本实用新型提出的无线远程传输的头戴式显示设备，视野广、获取的信息量大；监测环境时不用瞄准目标，即可获得场景的实时图像、安放位置自由。

附图说明

图1为本实用新型无线远程传输的头戴式显示设备一实施例的结构示意图；

图2为图1中所述图像采集装置一实施例的结构示意图；

图3为图1中所述图像采集装置侧前方真实现场成像原理图；

图4为图1中所述图像采集装置真实现场正前方成像原理图；

图5为本实用新型无线远程传输的头戴式显示设备一实施例的功能模块连接示意图。

标注说明:

10、外壳；20、绑带；30、图像采集装置；40、显示系统；50、光学系统；60、图像处理模块；70、无线远程传输模块；51、第一光学透镜；52、第二光学透镜；11、摄像机；12、第一次折反射镜面；13、第二次折反射镜面；14、广角镜头；15、保护罩；16、第一通孔；17、第二通孔；18、成像点；19、镜头。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图5所示，本实用新型第一实施例提出一种无线远程传输的头戴式显示设备，所述无线远程传输的头戴式显示设备包括外壳10、固定所述外壳10的绑带20、图像采集装置30、图像处理模块60以及无线远程传输模块70，其中：

所述图像采集装置30，用于实时获取真实现场的全方位全景图像；

所述图像处理模块60，与所述图像采集装置30相连，用于对所述全方位全景图像进行处理，构建与所述真实现场相匹配的三维虚拟现实场景，并将所述全方位全景图像与所述三维虚拟现实场景进行图像融合；

所述无线远程传输模块70，与所述图像处理模块60相连，用于实现所述融合图像的无线远程传输。

本实施例提出的无线远程传输的头戴式显示设备，通过图像采集装置获取360度视频全景信息，视野广、获取的信息量大；监测环境时不用瞄准目标，即可获得场景的实时图像、安放位置自由。

如图2、图3和图4所示，所述图像采集装置30采用ODVS(Omni-DirectionalVisionSensors，全方位视觉传感器)，在本实施例中，所述ODVS包括摄像机11、第一次折反射镜面12、第二次折反射镜面13、广角镜头14以及保护罩，所述摄像机11配置在所述第一次折反射镜面12的后面，所述摄像机11的镜头19安置在所述第一次折反射镜面12的视点处，所述第一次折反射镜面12的中间设置有与所述摄像机11的镜头19相对应的第一通孔16，所述摄像机11通过所述第一通孔16可拍摄到所述第一次折反射镜面12前面的视频信息；在所述第一次折反射镜面12的前面配置所述第二次折反射镜面13，所述第二次折反射镜面13的中间配置有第二通孔17，在所述第二通孔17上嵌入所述广角镜头14；在所述第一次折反射镜面12侧前方的真实现场经由所述第一次折反射镜面12的第一次折反射和所述第二次折反射镜面13的第二次折反射后，通过所述第一通孔16在所述摄像机11的成像面上成像；而在所述第一次折反射镜面12正前方且被所述第二次折反射镜面12所遮挡住的真实现场通过所述广角镜头14在所述广角镜头14与所述第一次折反射镜面12之间成像，并生成成像点18，所述成像点18通过所述第一通孔16在所述摄像机11的成像面上成像。

进一步参见图3，本实施例提供的无死角的ODVS，能实时感知半球面以上的所有真实现场的物点，将摄像机11配置在双曲面镜(第一次折反射镜面12和第二次折反射镜面12)的后面，摄像机11的镜头19安置在第一次折反射镜面的视点处，在所述第一次折反射镜面12侧前方真实现场的一个光源点P的入射光V1在第一次折反射镜面12上进行反射，反射光V2反射到第二次折反射镜面13上再进行反射，反射光V3进入摄像机11的镜头19，在摄像机11的成像面上成像。

进一步参见图4，本实施例提供的无死角的ODVS，从ODVS的视点来看，由于被第二次折反射镜面13后面所遮挡的视频信息是不可见的，为了获取第二次折反射镜面13后面的视频信息，本实施例在第二次折反射镜面13的中心部位开设了第二通孔17，在第二通孔17内嵌入了一个广角镜头14，广角镜头14与摄像机11的镜头19组合成一个组合镜头，广角镜头14配置在第一次折反射镜面12的前方和第二次折反射镜面13上，摄像机11的镜头19、广角镜头、第一次折反射镜面12和第二次折反射镜面13的中心轴配置在同一轴心线上。通过第一次折反射镜面12上的第一通孔16在广角镜头14与摄像机11的镜头19之间成像并生成成像点18，成像点18通过摄像机11的镜头19在视点处成像。

本实施例提出的无线远程传输的头戴式显示设备，通过ODVS获取360度全方位立体视频图像，并采用二次折反射成像技术，实现小型化和微型化。

进一步参见图1，所述光学系统50包括第一光学透镜51和第二光学透镜52，所述第一光学透镜51和所述第二光学透镜52均为凸透镜、且并排设置在所述外壳10内。

本实施例提出的头戴式虚拟现实设备，利用无线传输模块将接收的终端发送过来的与虚拟现实场景相配合的音视频信号中的视频信号在显示系统中进行左右分屏图像显示，并且左右分屏的图像经由光学系统的第一光学透镜和第二光学透镜的放大后分别投射到对应的左右眼上，在人眼的前方生成虚拟的三维立体图像，增加临场沉浸感。

进一步参见图1，所述凸透镜为平凸透镜，朝向所述显示系统40的一面为凸面；背离所述显示系统40的一面为平面。

本实施例提出的头戴式虚拟现实设备，光学透镜采用平凸透镜，从而满足了用户大视角观测的要求，其视场角可达到100度，与人眼水平最大可视角度—120度基本接近。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种无线远程传输的头戴式显示设备，其特征在于，所述无线远程传输的头戴式显示设备包括图像采集装置、图像处理模块以及无线远程传输模块，其中：

所述图像采集装置，用于实时获取真实现场的全方位全景图像；

所述图像处理模块，与所述图像采集装置相连，用于对所述全方位全景图像进行处理，构建与所述真实现场相匹配的三维虚拟现实场景，并将所述全方位全景图像与所述三维虚拟现实场景进行图像融合；

所述无线远程传输模块，与所述图像处理模块相连，用于实现所述融合图像的无线远程传输。

2.如权利要求1所述的无线远程传输的头戴式显示设备，其特征在于，所述图像采集装置包括全方位视觉传感器，

所述全方位视觉传感器，用于实时采集真实现场的全方位全景图像。

3.如权利要求2所述的无线远程传输的头戴式显示设备，其特征在于，所述全方位视觉传感器包括摄像机、第一次折反射镜面、第二次折反射镜面以及广角镜头，所述摄像机配置在所述第一次折反射镜面的后面，所述摄像机的镜头安置在所述第一次折反射镜面的视点处，所述第一次折反射镜面的中间设置有与所述摄像机的镜头相对应的第一通孔，所述摄像机通过所述第一通孔可拍摄到所述第一次折反射镜面前面的视频信息；在所述第一次折反射镜面的前面配置所述第二次折反射镜面，所述第二次折反射镜面的中间配置有第二通孔，在所述第二通孔上嵌入所述广角镜头；在所述第一次折反射镜面侧前方的真实现场经由所述第一次折反射镜面的第一次折反射和所述第二次折反射镜面的第二次折反射后，通过所述第一通孔在所述摄像机的成像面上成像；而在所述第一次折反射镜面正前方且被所述第二次折反射镜面所遮挡住的真实现场通过所述广角镜头在所述广角镜头与所述第一次折反射镜面之间成像后生成成像点，所述成像点通过所述第一通孔在所述摄像机的成像面上成像。

4.如权利要求1所述的无线远程传输的头戴式显示设备，其特征在于，所述无线远程传输的头戴式显示设备还包括显示系统和光学系统，

所述显示系统，与所述图像处理模块和所述无线远程传输模块相连，用于显示所述图像处理模块处理后的所述融合图像或是所述无线远程传输模块接收的视频图像；

所述光学系统，与所述显示系统位于同一光轴上，用于对所述显示的图像进行放大。

5.如权利要求4所述的无线远程传输的头戴式显示设备，其特征在于，所述光学系统包括第一光学透镜和第二光学透镜，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜均为凸透镜且并排设置。

6.如权利要求5所述的无线远程传输的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜均为平凸透镜，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜朝向所述显示系统的一面为凸面，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜背离所述显示系统的一面为平面。