CN206058115U - 基于空间定位的虚拟现实交互系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于空间定位的虚拟现实交互系统，包括空间定位系统、头显系统、虚拟应用系统和中控系统；中控系统分别连接至空间定位系统、头显系统和虚拟应用系统；空间定位系统包括四个固定基站、可移动定位标签和测距模块，测距模块计算出可移动定位标签的空间位置；中控系统将空间位置映射到虚拟应用系统中，使虚拟应用系统中的相应角色在虚拟应用场景中的位置随着可移动定位标签的空间位置的变化而变化；同时，中控系统将虚拟应用系统中的相应角色所处的虚拟场景显示在头显系统上。本实用新型采用超宽带定位技术对用户进行大空间实时定位，空间面积可达500m2，定位精度可达5cm以内，可实现多人稳定同时在线，交互性好，用户体验效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于空间定位的虚拟现实交互系统。
背景技术
目前，虚拟现实（VR）技术方兴未艾，各种应用系统层出不穷，已在大型游戏、线下体验店、样板房展示、企业产品展示和模拟现场等领域得到越来越广泛的应用。然而，现有的虚拟现实应用系统由于定位精度低，导致交互性差，用户体验效果欠缺，影响大范围推广。
发明内容
本实用新型的目的是解决目前虚拟现实应用系统由于定位精度低，导致交互性差，用户体验效果不好的技术问题。
为实现以上实用新型目的，本实用新型提供一种基于空间定位的虚拟现实交互系统，包括空间定位系统、头显系统、虚拟应用系统和中控系统；所述中控系统分别连接至所述空间定位系统、头显系统和虚拟应用系统；
所述空间定位系统包括四个固定基站、可移动定位标签和测距模块，所述四个固定基站分别固定设于场地的四个角落，所述可移动定位标签粘贴在所述头显系统上，所述可移动定位标签分别无线连接至所述四个固定基站。
进一步地，还包括收银系统，所述虚拟应用系统通过所述收银系统连接至所述中控系统。
进一步地，所述虚拟应用系统为游戏系统，所述游戏系统连接有若干游戏外设。
进一步地，所述头显系统与所述可移动定位标签的数量均为两个或两个以上，所述头显系统与所述可移动定位标签一一对应，并由所述中控系统选择激活其中的部分或全部。
进一步地，所述可移动定位标签中内置有三轴加速度传感器，和/或温度传感器，和/或湿度传感器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用基于超宽带（UWB）定位技术的可移动定位标签配合四个基站对用户进行大空间实时定位，空间面积可达500m2，定位精度可达5cm以内，优化后可达0.5-1cm，可实现多人稳定同时在线，交互性好，用户体验效果好。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的原理框图；
图2是本实用新型另一个实施例的原理框图。
图中，空间定位系统1；第一固定基站101；第二固定基站102；第三固定基站103；第四固定基站104；定位标签105；测距模块106；中控系统2；头显系统3；虚拟应用系统4；收银系统5。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型的基于空间定位的虚拟现实交互系统，包括空间定位系统1、头显系统3、虚拟应用系统4和中控系统2；中控系统2分别连接至空间定位系统1、头显系统3和虚拟应用系统4；
空间定位系统1包括第一固定基站101、第二固定基站102、第三固定基站103、第四固定基站104、可移动定位标签105和测距模块106，四个固定基站分别固定设于场地的四个角落，可移动定位标签105粘贴在头显系统3上，当穿戴头显系统3的用户在场地中移动时，中控系统2控制可移动定位标签105分别向四个固定基站101、102、103和104发送无线超宽带脉冲信号，各固定基站101、102、103和104收到超宽带脉冲信号的同时在中控系统2控制的控制下向测距模块106发送当前时间，测距模块106据此计算出可移动定位标签105的空间位置；
中控系统2将可移动定位标签105的空间位置映射到虚拟应用系统4中，使虚拟应用系统4中的相应角色在虚拟应用场景中的位置随着可移动定位标签105的空间位置的变化而变化，实现真实中移动和虚拟场景中移动同步的效果；同时，中控系统2将虚拟应用系统4中的相应角色所处的虚拟场景显示在头显系统3上，头显系统3与中控系统2之间通过无线通讯方式传送数据；
四个固定基站101、102、103和104支持TDoA（Time Difference of Arrival，到达时间差）和ToF （Time of Flight，飞行时间）两种定位方式，支持802.3atPoE 供电，或DC12-DC56V供电，简化了系统的安装，便于系统集中管理；
可移动定位标签105集成了先进的UWB 射频模块，外挂高增益放大器，输出功率高，能够满足更大的应用范围，且具有良好的穿透性，在隔墙的情况下，能可靠传输达50米，与固定基站101、102、103和104及测距模块105配合可以实现高精度定位，非优化状态下最高定位精度达到5 厘米，领先于其他无线技术定位产品。可移动定位标签105配备了600mA高能聚合物锂电池，待机时间最长可达2年，并且集成了高性能低功耗的Cortex M3微控制器，采用TDOA 方式实现测距定位，时间同步精度高达50ps，从而有效保障定位的实时性与高精度。
空间定位系统1是打通虚拟场景和现实场景的桥梁，让用户真正体验到虚拟世界和现实世界的融合；
头显系统3是一种利用头戴式显示设备将人对外界的视觉和听觉进行封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉，左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。
如图2所示，可在图1的基础上增加收银系统5，当用户在收银系统5输入正确的订单号后，虚拟应用系统4才能接入中控系统2，实现计次收费的目的，便于商业推广。
虚拟应用系统4可为游戏系统，游戏系统连接有若干游戏外设，如蓝牙枪，用户通过游戏外设操作游戏系统，现实中用户走一步，游戏中的人物也会实时移动相应的步数，用户发射蓝牙枪，则游戏中人物也会实时开枪。虚拟应用系统4还可为线下体验店、样板房展示、企业产品展示和模拟现场等其他行业应用系统。
优选地，头显系统3与可移动定位标签105的数量均为两个或两个以上，头显系统3与可移动定位标签105一一对应，并由中控系统2选择激活其中的部分或全部，这样可以形成不同的应用模式，进行单人交互或多人同时交互，即，可单人定位，也可多人同时定位，可支持4-10人同时定位和交互。
优选地，可移动定位标签105中内置有三轴加速度传感器，和/或温度传感器，和/或湿度传感器，其中，三轴加速度传感器可实时测量被测对象在三个方向的加速度值，并可将这些值映射到虚拟应用系统4中，扩展应用模式；温/湿度传感器可实时测量实际环境的温湿度数据，同样可映射到虚拟应用系统4中，进一步扩展应用模式。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.基于空间定位的虚拟现实交互系统，其特征在于，包括空间定位系统、头显系统、虚拟应用系统和中控系统；所述中控系统分别连接至所述空间定位系统、头显系统和虚拟应用系统；
所述空间定位系统包括四个固定基站、可移动定位标签和测距模块，所述四个固定基站分别固定设于场地的四个角落，所述可移动定位标签粘贴在所述头显系统上，所述可移动定位标签分别无线连接至所述四个固定基站。
2.如权利要求1所述的基于空间定位的虚拟现实交互系统，其特征在于，还包括收银系统，所述虚拟应用系统通过所述收银系统连接至所述中控系统。
3.如权利要求1或2所述的基于空间定位的虚拟现实交互系统，其特征在于，所述虚拟应用系统为游戏系统，所述游戏系统连接有若干游戏外设。
4.如权利要求1所述的基于空间定位的虚拟现实交互系统，其特征在于，所述头显系统与所述可移动定位标签的数量均为两个或两个以上，所述头显系统与所述可移动定位标签一一对应。
5.如权利要求1所述的基于空间定位的虚拟现实交互系统，其特征在于，所述可移动定位标签中内置有三轴加速度传感器，和/或温度传感器，和/或湿度传感器。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109240232A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-18 | 江苏云巅电子科技有限公司 | 基于传感器感知的机器设备定位及状态监测方法和系统 |
| CN109874173A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-11 | 云南电网有限责任公司文山供电局 | 基于uwb的复杂电磁环境下换流站/变电站内实时定位方法 |
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2016
- 2016-08-12 CN CN201620872313.0U patent/CN206058115U/zh not_active Expired - Fee Related
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