[發(fā)明專利]一種一體式混合現(xiàn)實(shí)頭戴顯示系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811301980.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109445596B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆東坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京盈迪曼德科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;G06T19/00;G06T5/50
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種一體式混合現(xiàn)實(shí)頭戴顯示系統(tǒng)，包括頭戴顯示設(shè)備、手柄設(shè)備及上位機(jī)，其中，手柄設(shè)備中慣性測(cè)量單元測(cè)量手柄設(shè)備的手柄姿態(tài)信息并發(fā)送至上位機(jī)；按鍵單元獲取用戶的操作信息并發(fā)送至上位機(jī)；燈帶用于顯示燈帶顯示圖像；頭戴顯示設(shè)備獲取燈帶顯示圖像，及頭戴顯示設(shè)備的顯示數(shù)據(jù)信息并發(fā)送至上位機(jī)；上位機(jī)設(shè)置于頭戴顯示設(shè)備的內(nèi)部，上位機(jī)根據(jù)手柄姿態(tài)信息、操作信息、燈帶顯示圖像及顯示數(shù)據(jù)信息生成混合現(xiàn)實(shí)圖像，并將混合現(xiàn)實(shí)圖像發(fā)送至頭戴顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。實(shí)現(xiàn)了對(duì)虛擬圖像及現(xiàn)實(shí)圖像的混合顯示，從而實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)虛擬世界及現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的混合交互，提高了用戶體驗(yàn)的真實(shí)感，并且體積小，便于攜帶，應(yīng)用范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一體式混合現(xiàn)實(shí)頭戴顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)

混合現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，其利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，讓使用者可以實(shí)時(shí)、沒(méi)有限制地與三維空間內(nèi)的物體進(jìn)行視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等方面的交互。虛擬現(xiàn)實(shí)中用戶與純虛擬的世界進(jìn)行交互，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中用戶可以利用虛擬內(nèi)容對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行疊加增強(qiáng)，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和融合，該技術(shù)通過(guò)在虛擬環(huán)境中引入數(shù)字化現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息，在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間搭起一個(gè)交互反饋的信息回路，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的真實(shí)感。

現(xiàn)有的頭戴顯示設(shè)備多為虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴顯示設(shè)備，用戶僅能與純虛擬的世界進(jìn)行交互，無(wú)法與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)合，用戶體驗(yàn)的真實(shí)感較差，而一體式混合現(xiàn)實(shí)頭戴顯示系統(tǒng)作為下一代混合現(xiàn)實(shí)交互的重要設(shè)備，其在數(shù)據(jù)模型的可視化、虛擬訓(xùn)練、娛樂(lè)與藝術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，該類系統(tǒng)目前仍處于發(fā)展初期，國(guó)內(nèi)外尚未有成熟產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種一體式混合現(xiàn)實(shí)頭戴顯示系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的頭戴顯示設(shè)備多為虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴顯示設(shè)備，用戶僅能與純虛擬的世界進(jìn)行交互，無(wú)法與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)合，用戶體驗(yàn)的真實(shí)感較差的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種一體式混合現(xiàn)實(shí)頭戴顯示系統(tǒng)，包括：頭戴顯示設(shè)備、手柄設(shè)備及上位機(jī)，其中，所述手柄設(shè)備包括：慣性測(cè)量單元、按鍵單元及燈帶；所述慣性測(cè)量單元測(cè)量所述手柄設(shè)備的手柄姿態(tài)信息，并將所述手柄姿態(tài)信息發(fā)送至所述上位機(jī)；所述按鍵單元獲取用戶的操作信息，并將所述操作信息發(fā)送至所述上位機(jī)；所述燈帶用于顯示燈帶顯示圖像；所述頭戴顯示設(shè)備獲取所述燈帶顯示圖像，并將所述燈帶顯示圖像及所述頭戴顯示設(shè)備的顯示數(shù)據(jù)信息發(fā)送至上位機(jī)；所述上位機(jī)設(shè)置于所述頭戴顯示設(shè)備的內(nèi)部，所述上位機(jī)根據(jù)所述手柄姿態(tài)信息、操作信息、燈帶顯示圖像及顯示數(shù)據(jù)信息生成混合現(xiàn)實(shí)圖像，并將所述混合現(xiàn)實(shí)圖像發(fā)送至所述頭戴顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。

可選地，所述手柄設(shè)備還包括：數(shù)據(jù)傳輸單元，所述數(shù)據(jù)傳輸單元獲取所述手柄姿態(tài)信息及所述操作信息，并將所述手柄姿態(tài)信息及所述操作信息發(fā)送至所述上位機(jī)。

可選地，所述手柄設(shè)備還包括：燈帶調(diào)節(jié)單元，所述燈帶調(diào)節(jié)單元獲取所述操作信息，并根據(jù)所述操作信息調(diào)節(jié)所述燈帶顯示圖像。

可選地，所述顯示數(shù)據(jù)信息包括：現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景圖像信息及運(yùn)動(dòng)信息；所述頭戴顯示設(shè)備包括：圖像獲取單元、傳感器測(cè)量單元、通信單元及顯示單元，其中，所述圖像獲取單元采集所述現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景圖像信息并獲取所述燈帶顯示圖像，并將所述燈帶顯示圖像及所述現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景圖像信息通過(guò)所述通信單元發(fā)送至所述上位機(jī)；所述傳感器測(cè)量單元測(cè)量所述頭戴顯示設(shè)備的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息通過(guò)所述通信單元發(fā)送至所述上位機(jī)；所述顯示單元顯示所述上位機(jī)通過(guò)所述通信單元發(fā)送的所述混合現(xiàn)實(shí)圖像。

可選地，所述頭戴顯示設(shè)備還包括：頭戴固定裝置，用戶通過(guò)所述頭戴固定裝置將所述頭戴顯示設(shè)備固定于所述用戶的頭上。

可選地，所述顯示單元包括：第一屏幕和第二屏幕，所述第一屏幕和所述第二屏幕分別與所述用戶的左眼和右眼對(duì)應(yīng)設(shè)置，同步顯示所述混合現(xiàn)實(shí)圖像。