[發明專利]具有基于頭部生物電信號的人機交互功能的虛擬現實設備

在審

• 申請號: 201610026841.9
• 申請日: 2016-01-17
• 公開（公告）號: CN105487676A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 仲佳;魯呈虎;錢源;卓成強
• 申請（專利權）人: 仲佳;魯呈虎
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種智能穿戴設備，特別是一種可以檢測用戶頭部生物電信號和利用頭部生物電信號進行人機交互的虛擬現實（VR）設備。

背景技術

虛擬現實（VR）頭顯設備，是指一種通過頭戴式顯示設備將人的對外界的視覺、聽覺封閉，引導用戶產生一種身在虛擬環境中的感覺的頭顯設備。

近兩年，虛擬現實已經逐漸被大眾所了解，市場上也已經涌現出不少虛擬現實產品，大眾比較熟悉的包括OculusRift、ProjectMorpheus、HTCVive等。現有產品的人機交互方式有體感交互，手勢交互，語音交互以及外接交互設備交互等，目前尚沒有一款虛擬現實（VR）頭顯設備具有基于頭部多種生物電信號的人機交互功能。

發明內容

本發明的任務是提供一種具有基于頭部生物電信號的人機交互功能的虛擬現實（VR）設備，包括虛擬現實設備的主機電路，其特征為，還包括生物電信號采集電極，生物電信號處理模塊。

所述生物電信號采集電極連接所述生物電信號處理模塊，所述生物電信號處理模塊與所述虛擬現實設備的主機電路電氣連接，所述生物電信號處理模塊接收并處理所述生物電信號采集電極采集到的生物電信號，所述虛擬現實設備的主機電路接收所述生物電信號采集電極處理后的信號并用于所述虛擬現實設備的人機交互控制中。

優選的，所述生物電信號采集電極，根據用途劃分有三種，包括探測電極、參考電極和地電極。所述探測電極、參考電極和地電極分別可以有一個或多個。

優選的，所述生物電信號處理模塊，包括模擬信號處理模塊、模數轉換模塊和數字信號處理模塊。所述模擬信號處理模塊對生物電信號采集電極采集到的信號進行差分放大、濾波等處理，所述模數轉換模塊將模擬信號處理模塊處理后的模擬量信號數字化后傳給數字信號處理模塊處理。

其中，所述數字信號處理模塊可以是微處理器中運行的部分功能函數，也可以是獨立的數字信號處理模塊。所述數字信號處理模塊對數字化后的信號進行去基線漂移、工頻陷波等處理，并將處理后的數據傳輸給虛擬現實設備的主機電路，用于所述虛擬現實設備的人機交互控制中。

其中，所述探測電極、參考電極通過屏蔽線連接所述模擬信號處理模塊的差分輸入端；所述地電極通過屏蔽線連接所述模擬信號處理模塊的對消電路信號輸出端。

優選的，所述生物電信號采集電極有三個，包括一個探測電極、一個參考電極和一個地電極；所述探測電極位于用戶的前額，與用戶的前額皮膚緊密接觸，作為所述模擬信號處理模塊中的差分放大電路的一個差分輸入端，用于探測生物電信號；所述參考電極位于用戶前額離探測電極較遠的區域或位于用戶耳垂或位于用戶耳后乳突處，作為所述模擬信號處理模塊中差分放大電路的另一個差分輸入端，提供參考電勢。所述生物電信號處理模塊從所述探測電極與所述參考電極之間測得所需的生物電信號。

優選的，所述地電極位于用戶前額離探測電極較遠的區域或位于用戶耳垂或位于用戶耳后乳突處，與所述模擬信號處理模塊的對消電路信號輸出端連接，可有效抑制工頻干擾。

優選的，所述生物電信號采集電極有四個，包括探測電極、參考電極1、參考電極2和地電極；所述探測電極在用戶的前額，所述參考電極1在所述探測電極的水平方向，所述參考電極2在所述探測電極的豎直方向，所述地電極在用戶面部或在用戶的耳后乳突附近或通過耳夾夾在用戶的耳垂上；所述生物電信號處理模塊從所述探測電極與所述參考電極1之間測得所需的生物電信號，從所述探測電極與所述參考電極2直接獲得所述探測電極與所述參考電極1之間難以測得的生物電信號作為補充。

優選的，所述生物電信號采集電極有五個，包括探測電極1、探測電極2、參考電極1、參考電極2和地電極；所述探測電極1和探測電極2分別在用戶的前額或聶側，所述參考電極1、參考電極2和地電極分別在用戶面部或在用戶的耳后乳突附近或通過耳夾夾在用戶的耳垂上；所述生物電信號處理模塊從所述探測電極1與所述參考電極1之間測得所需的生物電信號，從所述探測電極2與所述參考電極2之間測得探測電極1與參考電極1之間不易測得的生物電信號作為補充。

優選的，所述生物電信號采集電極有多套，每套生物電信號采集電極分別包括探測電極、參考電極和地電極；所述各套生物電信號采集電極之間不相聯通，每套生物電信號采集電極分別各自獨立地連接一套模擬信號處理模塊，分別各自獨立地采集生物電信號。