[發(fā)明專利]一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710329737.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107145235A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳宗明;閻劍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州幻行科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 楊天嬌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)的重要特性之一是交互性，其中涉及到一個(gè)重要的技術(shù)是動(dòng)作捕捉：即現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)動(dòng)主體(VR體驗(yàn)者)的動(dòng)作要如實(shí)的反饋到VR內(nèi)容場(chǎng)景中，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的反饋或反應(yīng)。目前的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)主要有：機(jī)械式、慣性、光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，主要是1：1的反應(yīng)運(yùn)動(dòng)主體的運(yùn)動(dòng)軌跡。例如已有的萬(wàn)向行走平臺(tái)，但需要人力人工行走，1：1比例跟蹤。

然而目前僅在VR硬件領(lǐng)域便存在著多項(xiàng)影響其普及的因素：

眩暈感嚴(yán)重，相信大多體驗(yàn)過(guò)VR的人在體驗(yàn)時(shí)都會(huì)被眩暈感所困擾，眩暈也已經(jīng)成了阻礙VR普及最大的絆腳石之一；

不能自由移動(dòng)，目前HTC的Lighthouse系統(tǒng)只能提供房間級(jí)別的位置跟蹤，雖然市面也有其他位置跟蹤系統(tǒng)可以做到更大范圍的位置跟蹤，但追蹤范圍終究是有限的，更何況更多移動(dòng)端的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品甚至根本就沒(méi)有位置跟蹤功能，用戶只能坐在椅子上玩，或站立在地面上來(lái)體驗(yàn)。

現(xiàn)有的主流動(dòng)作捕捉技術(shù)不能無(wú)限距離跟蹤主體的運(yùn)動(dòng)，受限于設(shè)備的鋪設(shè)和監(jiān)測(cè)范圍，一般只能在鋪設(shè)有監(jiān)測(cè)設(shè)備的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，無(wú)法模擬無(wú)限距離任意方向大空間移動(dòng)(包括有載具的機(jī)械移動(dòng)或無(wú)載具的人或動(dòng)物移動(dòng))。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，特色一是能夠在安全的環(huán)境下無(wú)限距離任意方向自由移動(dòng)，特色二是通過(guò)本系統(tǒng)提供的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)仿真，能夠使VR體驗(yàn)者的視覺(jué)和運(yùn)動(dòng)知覺(jué)匹配，大幅降低眩暈感。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括捕捉傳感器、控制裝置、VR顯示裝置，所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還包括運(yùn)動(dòng)模擬裝置，其中：

所述捕捉傳感器，用于獲取VR體驗(yàn)者發(fā)出的觸發(fā)信息；

所述控制裝置，用于接收所述捕捉傳感器獲取的觸發(fā)信息，根據(jù)接收的觸發(fā)信息，生成控制VR顯示裝置的第一控制報(bào)文和控制運(yùn)動(dòng)模擬裝置的第二控制報(bào)文；

所述VR顯示裝置，用于接收第一控制報(bào)文，根據(jù)第一控制報(bào)文播放觸發(fā)信息對(duì)應(yīng)的VR預(yù)置內(nèi)容；

所述運(yùn)動(dòng)模擬裝置，用于接收第二控制報(bào)文，根據(jù)第二控制報(bào)文做對(duì)應(yīng)于所述VR預(yù)置內(nèi)容的矢量運(yùn)動(dòng)，使得附著在運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的VR體驗(yàn)者體驗(yàn)到與VR預(yù)置內(nèi)容相匹配的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)。

本發(fā)明所述觸發(fā)信息包括位移大小、方向、加速度、速度中的一種或多種信息。

所述第一控制報(bào)文攜帶觸發(fā)信息對(duì)應(yīng)的VR預(yù)置內(nèi)容編號(hào)。

所述第二控制報(bào)文攜帶控制運(yùn)動(dòng)模擬裝置進(jìn)行矢量運(yùn)動(dòng)的參數(shù)，包括方向、加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)、振動(dòng)頻率中的一種或多種信息。

進(jìn)一步地，所述觸發(fā)信息還包括同步時(shí)間，所述第一控制報(bào)文和第二控制報(bào)文也攜帶所述同步時(shí)間，所述VR顯示裝置、運(yùn)動(dòng)模擬裝置上都設(shè)有同步模塊，用來(lái)根據(jù)控制報(bào)文中攜帶的同步時(shí)間，來(lái)實(shí)現(xiàn)同步，保證VR體驗(yàn)者動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)模擬裝置的動(dòng)作、VR顯示裝置里的動(dòng)作完全同步。

所述同步時(shí)間為T，所述VR顯示裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下操作來(lái)實(shí)現(xiàn)同步：

接收第一控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間T，獲取延時(shí)a1和時(shí)鐘調(diào)整值b1；

先將VR顯示裝置的時(shí)鐘調(diào)整為T+b1，再將VR預(yù)置內(nèi)容播放時(shí)間調(diào)整為T+a1來(lái)進(jìn)行播放；

所述運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下操作來(lái)實(shí)現(xiàn)同步：

接收第二控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間T，獲取延時(shí)a2和時(shí)鐘調(diào)整值b2；

先將運(yùn)動(dòng)模擬裝置的時(shí)鐘調(diào)整為T+b2，再將運(yùn)動(dòng)模擬器對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間設(shè)為T+a2。

進(jìn)一步地，所述VR顯示裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下步驟來(lái)獲取延時(shí)a1和時(shí)鐘調(diào)整值b1：

接收第一控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間為t1和接收第一控制報(bào)文的時(shí)間為t2；

發(fā)送延時(shí)請(qǐng)求報(bào)文給捕捉傳感器，并接收捕捉傳感器反饋的響應(yīng)消息，記錄發(fā)送延時(shí)請(qǐng)求報(bào)文的時(shí)間t3和響應(yīng)消息中攜帶的捕捉傳感器接收延時(shí)請(qǐng)求報(bào)文的時(shí)間t4；

通過(guò)如下公式計(jì)算：

延時(shí)a1＝((t2-t1)+(t4-t3))/2，

時(shí)鐘調(diào)整值b1＝((t2-t1)-(t4-t3))/2；

所述運(yùn)動(dòng)模擬裝置上的同步模塊，執(zhí)行如下步驟來(lái)獲取延時(shí)a2和時(shí)鐘調(diào)整值b2：

接收第二控制報(bào)文，記錄同步時(shí)間為t1和接收第二控制報(bào)文的時(shí)間為t5；