專利名稱：一種可移動(dòng)的帶有空間跟蹤設(shè)備的立體投影虛擬現(xiàn)實(shí)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及立體投影虛擬現(xiàn)實(shí)裝置，尤其涉及一種包 含空間跟蹤設(shè)備的并可以方便移動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)裝置。
背景技術(shù)：
帶有立體投影的虛擬現(xiàn)實(shí)裝置，由金屬投影屏幕、圖形工作站、投影儀和偏振裝置構(gòu)成。圖形工作站生成雙通道虛擬場景來模擬人眼左右眼所看到的場景，并通過連接在圖形工作站的兩臺(tái)投影儀將圖像投影到金屬屏幕上。在金屬屏幕和投影儀之間放置偏振片構(gòu)成的起偏裝置，投影到金屬屏幕上的光經(jīng)過偏振后變?yōu)槠窆?。觀察者通過佩戴偏振眼鏡， 可以使左右眼觀看到不同的圖像，從而產(chǎn)生立體效果。同時(shí)，在適當(dāng)位置安裝空間跟蹤設(shè)備所需要的攝像頭，觀察者使用手持空間鼠標(biāo)和跟蹤手套等設(shè)備進(jìn)行控制，增加裝置的交互性。而立體投影虛擬現(xiàn)實(shí)裝置的金屬屏幕，投影儀和工作站固定，跟蹤設(shè)備也相對固定，一旦裝置安裝完畢，則無法快速的拆卸和移動(dòng)，限制了裝置的使用場所和機(jī)動(dòng)性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種專門針對立體投影的虛擬現(xiàn)實(shí)可移動(dòng)裝置，可與各類虛擬現(xiàn)實(shí)軟件兼容使用，并包含空間跟蹤設(shè)備，使虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在具有良好的沉浸感和空間交互性的同時(shí)，方便的進(jìn)行移動(dòng)，提高了系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種可移動(dòng)的帶有空間跟蹤設(shè)備的立體投影虛擬現(xiàn)實(shí)裝置，包括金屬固定架、金屬屏幕、反光鏡、起偏器、投影設(shè)備、空間跟蹤設(shè)備和圖形工作站，所述的金屬固定架用來固定金屬屏幕、反光鏡、投影設(shè)備、起偏器、空間跟蹤設(shè)備的攝像頭和圖形工作站，并設(shè)置為合理的結(jié)構(gòu)，保證良好的散熱并減小圖像的失真；所述的金屬屏幕用來顯示投影儀所投影的圖像，并保證偏振光的偏振特性；所述的反光鏡用來將投影儀發(fā)射的偏振光反射到金屬屏幕上，并減少偏振光能量的損耗；所述的起偏器主要由兩塊線性偏振光片組成，分別放置于兩臺(tái)投影儀前，投影出的光線經(jīng)起偏器后，變?yōu)橄嗷ゴ怪钡钠窆?。所述的投影設(shè)備由兩臺(tái)投影儀組成，連接至圖形工作站的兩塊視頻卡，分別投影左右通道的圖像；所述的空間給總系統(tǒng)由攝像頭和頭戴、手持跟蹤目標(biāo)組成，用來將目標(biāo)的空間位置信息傳遞給圖形工作站進(jìn)行處理；所述的圖形工作站用來裝載虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所需要的各類軟件系統(tǒng)。本實(shí)用新型的有益效果是金屬固定架底部裝有萬向輪，框架將虛擬現(xiàn)實(shí)裝置全部固定，方便移動(dòng)，而且?guī)в锌臻g跟蹤裝置，可以根據(jù)使用者的所持的頭戴和手持跟蹤目標(biāo)，定位使用者的位置。

圖1是本裝置的側(cè)面示意圖。[0008]圖中1、金屬固定架，2、金屬屏幕，3、反光鏡，4、起偏器，5、投影設(shè)備，6、跟蹤設(shè)備的攝像頭，7圖形工作站。圖2是本裝置的正面示意圖。圖中8、金屬固定架的面板，9、外接鍵盤，10、外接鼠標(biāo)，11、金屬固定架萬向輪， 12、金屬固定架的面板支架，13、頭戴跟蹤目標(biāo)側(cè)面，14、頭戴跟蹤目標(biāo)正面，15、手持跟蹤目標(biāo)側(cè)面，16、手持跟蹤目標(biāo)正面
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)地描述如圖1所示，本裝置主要由金屬固定架、金屬屏幕、反光鏡、起偏器、投影設(shè)備、跟蹤設(shè)備的攝像頭、圖形工作站等組成，各模塊的功能以及相互之間的作用關(guān)系如下(1)金屬固定架金屬固定架的材料為防銹金屬，用來固定裝置中的其它配件，如屏幕，跟蹤設(shè)備， 投影儀等，是裝置中其余部件的載體。金屬固定架底部安裝有萬向輪，可以方便的進(jìn)行移動(dòng)。屏幕前的面板在不使用時(shí)可以折疊，節(jié)省了空間的占用。(2)金屬屏幕、反光鏡金屬屏幕固定在金屬固定架上，投影儀所發(fā)出光線經(jīng)過反光鏡反射后投影到金屬屏幕上。平面反光鏡和金屬屏幕共同作用，保證了光線的偏振特性不丟失。調(diào)節(jié)反光鏡的角度，可以減少圖像的失真。(3)起偏器、投影設(shè)備起偏器由支架和偏振片組成，保證偏振片與投影儀鏡頭的相對位置固定。投影設(shè)備由兩臺(tái)同型號(hào)的投影儀組成，固定在金屬固定架上，并連接至圖形工作站。(4)跟蹤設(shè)備跟蹤設(shè)備由兩臺(tái)固定在金屬固定架上的攝像頭和一套手持與頭戴跟蹤目標(biāo)組成 (如圖2中的14、16所示)。攝像頭的數(shù)據(jù)電纜與服務(wù)器相連接，將跟蹤目標(biāo)的位置信息實(shí)時(shí)的傳遞給工作站。跟蹤目標(biāo)的移動(dòng)范圍在金屬屏幕前，可以通過調(diào)節(jié)攝像頭的角度來改變跟蹤目標(biāo)的作用范圍。用戶頭戴并手持跟蹤目標(biāo)，攝像頭將獲取用戶的實(shí)時(shí)位置和動(dòng)作，便于用戶的操作。(5)圖形工作站圖形工作站固定在金屬固定架的底部，連接投影儀和攝像頭，用來輸出圖像并接受攝像頭傳遞的位置信息。工作站上可以安裝各類虛擬現(xiàn)實(shí)仿真軟件，并輸出立體圖像。圖形信號(hào)經(jīng)投影儀投影并反射到金屬屏幕上。攝像頭采集到的跟蹤目標(biāo)位置和姿態(tài)信息經(jīng)工作站計(jì)算后，由軟件進(jìn)行處理，并實(shí)時(shí)更新投影的圖像信息。除了跟蹤設(shè)備，圖形工作站還連接了鍵盤鼠標(biāo)進(jìn)行操作，增加了操作的方式。
權(quán)利要求1. 一種可移動(dòng)的帶有空間跟蹤設(shè)備的立體投影虛擬現(xiàn)實(shí)裝置由金屬固定架、金屬屏幕、反光鏡、起偏器、投影設(shè)備、空間跟蹤設(shè)備和圖形工作站組成，其特征是以金屬固定架為金屬屏幕、反光鏡、投影設(shè)備、起偏器、空間跟蹤設(shè)備的攝像頭和圖形工作站為載體，金屬固定架底部安裝有萬向輪，前方安裝可折疊的面板，所述的金屬屏幕固定在金屬固定架的上半部分，所述的反光鏡固定在金屬固定架的上半部分，金屬屏幕的后方，所述的圖形工作站固定在金屬固定架的底部，所述的投影設(shè)備固定在圖形工作站的上方，由兩臺(tái)投影儀組成， 所述的起偏器由兩塊線性偏振光片組成并分別放置于兩臺(tái)投影儀前，所述的空間跟蹤設(shè)備由攝像頭、頭戴跟蹤目標(biāo)和手持跟蹤目標(biāo)組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及立體投影虛擬現(xiàn)實(shí)裝置，尤其涉及一種包含空間跟蹤設(shè)備的并可以方便移動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)裝置。本實(shí)用新型的目的是提供一種專門針對立體投影的虛擬現(xiàn)實(shí)可移動(dòng)裝置，可與各類虛擬現(xiàn)實(shí)軟件兼容使用。本裝置整體性較強(qiáng)，并包含空間跟蹤設(shè)備，使虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在具有良好的沉浸感和空間交互性的同時(shí)，方便的進(jìn)行移動(dòng)，提高了系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性。本實(shí)用新型適用于對場地和移動(dòng)性要求較高的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。
文檔編號(hào)G03B21/28GK202110487SQ20102057577
公開日2012年1月11日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者單忠德, 徐正, 李周 申請人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心