[實(shí)用新型]云臺(tái)實(shí)時(shí)VR系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721431881.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207268848U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張旭東;陳前;葛炳為;鄭英帥;陳海永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D3/12
• 分類號(hào): G05D3/12;G02B27/01;H04M1/725;H04N13/332
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)12210
• 代理人: 付長(zhǎng)杰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是云臺(tái)實(shí)時(shí)VR系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用云臺(tái)能實(shí)現(xiàn)全景VR并且傳回的圖像可以進(jìn)行共享。

背景技術(shù)

目前，多數(shù)的VR都是屬于“演示型”，利用全景相機(jī)拍攝全景圖像再使用相關(guān)算法進(jìn)行拼接，形成球面圖像后帶入視角，這樣的VR并不具備實(shí)時(shí)性，自由度有限，因?yàn)橛脩粲凶藨B(tài)自由度卻沒(méi)有位置自由度。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有與全景VR相關(guān)的專利，如CN206149332U等，仍然使用的是全景相機(jī)，或者是采用多個(gè)相機(jī)，仍未有效解決大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量問(wèn)題以及龐大的帶寬占用。全景VR技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中仍存在著許多難關(guān)，并且受計(jì)算能力和傳輸帶寬限制，全景VR技術(shù)投入成本非常高，這對(duì)于大部分用戶難以接受，且在約定人的視角為90°情況下，傳統(tǒng)全景VR的圖像的數(shù)據(jù)利用率只有14.67％左右，造成了很大的浪費(fèi)。而目前在直播行業(yè)和旅游行業(yè)對(duì)于實(shí)時(shí)VR有強(qiáng)烈的需求，迫切需要研究一種能夠顯著降低成本和帶寬限制的新型VR系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一個(gè)由單個(gè)用戶操控，利用云臺(tái)結(jié)合攝像頭的視角實(shí)時(shí)跟隨人眼視角進(jìn)行改變，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的全景VR效果，并且傳回的VR圖像可以被其他的用戶所共享，云臺(tái)實(shí)時(shí)VR設(shè)備本身可由多個(gè)用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)共享,解決了現(xiàn)有的自由度少，占用帶寬多，成本相對(duì)較高的問(wèn)題。

本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：提供一種云臺(tái)實(shí)時(shí)VR系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括雙目相機(jī)、三軸云臺(tái)、智能手機(jī)、VR眼鏡、系統(tǒng)電源和工業(yè)電腦；所述三軸云臺(tái)具有三個(gè)自由度，包括單片機(jī)、托盤、三個(gè)軸、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和空心杯電機(jī)，三個(gè)軸支撐托盤，單片機(jī)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與空心杯電機(jī)連接，且單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和空心杯電機(jī)均固定在托盤上，單片機(jī)為整個(gè)三軸云臺(tái)的控制中心，單片機(jī)的輸出口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)的使能端相連；雙目相機(jī)固定放置在三軸云臺(tái)的托盤上，雙目相機(jī)能隨三軸云臺(tái)的托盤的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)；所述工業(yè)電腦與三軸云臺(tái)上的單片機(jī)進(jìn)行串口通信；所述工業(yè)電腦同時(shí)與雙目相機(jī)連接，雙目相機(jī)采集的視頻圖像通過(guò)數(shù)據(jù)線傳回工業(yè)電腦，工業(yè)電腦通過(guò)數(shù)據(jù)線給雙目相機(jī)供電；所述工業(yè)電腦通過(guò)搭建的局域網(wǎng)與智能手機(jī)連接，所述智能手機(jī)放置在VR眼鏡上，VR眼鏡由用戶佩戴，所述智能手機(jī)上安裝有VR APP；所述系統(tǒng)電源為整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電；所述工業(yè)電腦內(nèi)加載有圖像畸變校正方算法；

所述智能手機(jī)中VR APP的程序流程是：首先進(jìn)入校準(zhǔn)界面：初始化控件，綁定智能手機(jī)的陀螺儀，獲取陀螺儀的三維實(shí)時(shí)位置信息，開(kāi)始進(jìn)行按鈕監(jiān)聽(tīng)事件，即進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)條件判斷，當(dāng)智能手機(jī)陀螺儀的偏航角度數(shù)據(jù)在70-190之間，陀螺儀的俯仰角度數(shù)據(jù)在70-90之間時(shí)，開(kāi)啟第二個(gè)畫面，進(jìn)入VR觀看界面，校準(zhǔn)成功；

然后進(jìn)入VR觀看界面：初始化控件，綁定陀螺儀和加速度、開(kāi)啟屏幕監(jiān)聽(tīng)事件及UI更新線程；接著獲取智能手機(jī)的陀螺儀數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行智能手機(jī)姿態(tài)信息校正，通過(guò)socket進(jìn)程傳輸手機(jī)姿態(tài)信息；同時(shí)開(kāi)啟兩個(gè)進(jìn)程，即HTTP請(qǐng)求獲取雙目相機(jī)的右攝像頭數(shù)據(jù)和HTTP請(qǐng)求獲取雙目相機(jī)的左攝像頭數(shù)據(jù)兩個(gè)進(jìn)程，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求獲取雙目相機(jī)的左右兩個(gè)攝像頭的視頻信息，上述HTTP請(qǐng)求獲取雙目相機(jī)的右攝像頭數(shù)據(jù)和HTTP請(qǐng)求獲取雙目相機(jī)的左攝像頭數(shù)據(jù)及socket進(jìn)程傳輸手機(jī)姿態(tài)信息構(gòu)成VR觀看界面的屏幕監(jiān)聽(tīng)事件；然后將手機(jī)UI界面劃分為左右均勻的兩個(gè)區(qū)域，通過(guò)Hander視頻信號(hào)獲取指令啟動(dòng)UI更新線程，使左右兩個(gè)區(qū)域分別顯示左右攝像頭的圖像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型云臺(tái)實(shí)時(shí)VR系統(tǒng)主要包括雙目相機(jī)、三軸云臺(tái)、智能手機(jī)和VR眼鏡。該系統(tǒng)采用雙目相機(jī)的左右兩個(gè)攝像頭采集雙目視頻，利用三軸云臺(tái)結(jié)合攝像頭的視角實(shí)時(shí)跟隨人眼視角進(jìn)行改變，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的全景VR效果。工業(yè)電腦將視頻投放在工業(yè)電腦的網(wǎng)絡(luò)端口上，可以被其他的設(shè)備訪問(wèn)或者提供下載，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的視頻實(shí)時(shí)共享。相較于全景360°的全景VR具有帶寬要求低，成本低的優(yōu)點(diǎn)，可以很好的解決由于帶寬和成本限制導(dǎo)致的視頻質(zhì)量下降、成本提高等問(wèn)題，具有良好的用戶體驗(yàn)性。