[發(fā)明專利]虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610387729.8
• 申請(qǐng)日: 2016-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN107463245A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳子赟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海矩道網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;G09B9/00
• 代理公司: 上海大邦律師事務(wù)所31252
• 代理人: 熊磊之

1.一種虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括計(jì)算機(jī)主機(jī)(1)、專用VR眼鏡(2)、3D仿真實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)(3)、顯示設(shè)備(4)，所述3D仿真實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)(3)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)主機(jī)(1)內(nèi)，主機(jī)(1)通過視頻輸出接口分別與顯示設(shè)備(4)及專用VR眼鏡(2)連接，

其特征在于：

所述專用VR眼鏡(2)包括通用VR眼鏡(21)、顯示屏及其驅(qū)動(dòng)電路(22)、姿態(tài)模塊(23)、數(shù)碼攝像頭模塊(24)、輔助光源控制模塊(25)、USB擴(kuò)展模塊(26)、力反饋振動(dòng)電機(jī)控制模塊(27)、加密狗模塊(28)和高亮反光織物手套(29)組成；

所述通用VR眼鏡(21)包括外殼(211)、透鏡(212)、佩戴固定裝置(213)；

3D仿真實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)(3)包括仿真計(jì)算模塊(31)、顯示輸出模塊(32)、手勢(shì)識(shí)別模塊(33)、VR眼鏡姿態(tài)識(shí)別模塊(34)、操作過程記錄模塊(35)。

2.一種如權(quán)利要求1所述的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：

顯示屏及其驅(qū)動(dòng)電路(22)采用HDMI視頻接口，通過USB接口供電，把計(jì)算機(jī)主機(jī)傳輸過來的視頻信號(hào)實(shí)時(shí)顯示在顯示屏上；

姿態(tài)模塊(23)集成了xyz三軸角度傳感器、加速度傳感器和地磁傳感器，姿態(tài)模塊(23)為計(jì)算機(jī)主機(jī)(1)提供實(shí)時(shí)的姿態(tài)數(shù)據(jù)；

數(shù)碼攝像頭模塊(24)采用60HZ以上的刷新率，實(shí)時(shí)抓取VR眼鏡前方的圖形，并通過USB接口發(fā)送給計(jì)算機(jī)主機(jī)(1)，由計(jì)算機(jī)主機(jī)(1)提取分析；

輔助光源模塊(25)在光線不足時(shí)為手勢(shì)操作提供補(bǔ)充光線，提高數(shù)碼攝像頭圖像采樣的效果。

3.一種如權(quán)利要求1所述的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：

USB擴(kuò)展模塊(26)從計(jì)算機(jī)主機(jī)(1)的一個(gè)USB口中分出4個(gè)USB口提供給專用的VR眼鏡上的各種模塊；

力反饋振動(dòng)電機(jī)模塊(27)，由計(jì)算機(jī)主機(jī)(1)通過USB接口控制振動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)、停止及振動(dòng)強(qiáng)度，提高虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸感；

加密狗模塊(28)，為計(jì)算機(jī)中的對(duì)應(yīng)軟件進(jìn)行硬件加密，被加密的軟件必須檢測(cè)到VR眼鏡中的加密狗模塊并獲得硬件認(rèn)證通過后才可以執(zhí)行，加密狗模塊提供用戶數(shù)據(jù)區(qū)域，為用戶可讀寫的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，未經(jīng)加密的軟件，則不需要加密狗模塊的授權(quán)即可運(yùn)行；

高亮反光織物手套，在環(huán)境光線較亮的情況下使用，以提高手勢(shì)的識(shí)別效果。

4.一種如權(quán)利要求1-3中任一所述的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：

仿真計(jì)算模塊(31)根據(jù)當(dāng)前計(jì)算機(jī)主機(jī)中的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和各實(shí)驗(yàn)對(duì)象的狀態(tài)，通過不同學(xué)科的仿真算法逐步計(jì)算下一個(gè)時(shí)間步的實(shí)驗(yàn)對(duì)象狀態(tài)的變化；

顯示輸出模塊(32)根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的狀態(tài)結(jié)合用戶視角參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，在顯示設(shè)備1上用程序中的攝像機(jī)L的視角渲染出一個(gè)實(shí)時(shí)場(chǎng)景；在專用的VR眼鏡上用程序中的攝像機(jī)L和攝像機(jī)R模擬兩個(gè)眼睛，實(shí)時(shí)渲染出場(chǎng)景L和場(chǎng)景R分別顯示在VR眼鏡上的左半邊和右半邊；

手勢(shì)識(shí)別模塊(33)從專用的VR眼鏡上的攝像頭，識(shí)別出一只或兩只手的位置和手型，通過與手型庫中的手型進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別出用戶當(dāng)前的操作并作用在實(shí)驗(yàn)對(duì)象上；

VR眼鏡姿態(tài)識(shí)別模塊(34)通過計(jì)算機(jī)串口，讀取專用VR眼鏡中姿態(tài)模塊輸出的xyz三軸的角度和加速度，計(jì)算VR眼鏡的狀態(tài)并根據(jù)狀態(tài)調(diào)整程序中攝像機(jī)的位置和視角；

操作過程記錄模塊(35)記錄用戶操作的全過程，對(duì)用戶的錯(cuò)誤操作進(jìn)行反饋，并可回放用戶操作的全過程，進(jìn)而進(jìn)行教學(xué)效果的評(píng)估。