本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備及其控制方法。

背景技術(shù)：

目前的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備操控的方式，主要還是通過傳統(tǒng)的鍵盤、鼠標(biāo)、按鍵、觸摸等方式，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)設(shè)備在使用時，使用者是無法看到外界的，所以這些傳統(tǒng)的操控方式都有一點(diǎn)的不足，一般使用者無法熟練使用，需要采用一些更為自然的控制方式來改善這種現(xiàn)狀。通過自然的肢體動作可以無需學(xué)習(xí)即可熟練操作虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)中通過傳統(tǒng)的鍵盤、鼠標(biāo)、按鍵、觸摸等方式，在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備在使用時使用者無法看到外界，一般使用者無法熟練使用的問題，提供一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備及其控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

構(gòu)造一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，包括本體，還包括：

用于獲取使用者的手勢動作圖像的攝像頭，所述攝像頭設(shè)置于所述本體的表面；

用于佩戴在所述使用者身上以獲取所述使用者的運(yùn)動動作信息的傳感器組件；

中央處理裝置，通信連接于所述攝像頭及所述傳感器組件，所述中央處理裝置設(shè)置于所述本體內(nèi)部；所述中央處理裝置依據(jù)所述手勢動作圖像識別所述使用者的操作命令，并依據(jù)所述運(yùn)動動作信息識別所述使用者的運(yùn)動狀態(tài)；

用于通過無線連接至與所述本體對應(yīng)的主機(jī)的無線裝置，通信連接于所述中央處理裝置；所述中央處理裝置將所識別的操作命令及運(yùn)動狀態(tài)藉由所述無線裝置發(fā)送至所述主機(jī)。

在本發(fā)明所述的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中，所述傳感器組件包括：

一至多個用于獲取所述使用者佩戴位置的肌肉收縮信息的肌肉伸縮傳感器，通信連接于所述中央處理裝置；

一至多個用于配合一至多個所述肌肉伸縮傳感器獲取所述使用者佩戴位置的方向信息、移動的角度信息及速度信息的九軸傳感器，通信連接于所述中央處理裝置。

在本發(fā)明所述的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中，每個所述九軸傳感器均包括：

用于獲取空間三軸角速度的三軸陀螺儀；

用于獲取空間三軸加速度的三軸加速傳感器；

用于獲取空間三軸磁感應(yīng)信息的三軸磁感應(yīng)傳感器；

主控芯片，連接于所述三軸陀螺儀、三軸加速傳感器及三軸磁感應(yīng)傳感器，通信連接于所述中央處理裝置，所述主控芯片用于將所述三軸陀螺儀、三軸加速傳感器及三軸磁感應(yīng)傳感器所獲取的模擬信號轉(zhuǎn)化為電信號，并將所述電信號發(fā)送至所述中央處理裝置。

另一方面，提供一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的控制方法，提供如上所述的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，包括：

藉由攝像頭獲取使用者的手勢動作圖像；

藉由佩戴在所述使用者身上的傳感器組件獲取所述使用者的運(yùn)動動作信息；

依據(jù)所述手勢動作圖像識別所述使用者的操作命令，并依據(jù)所述運(yùn)動動作信息識別所述使用者的運(yùn)動狀態(tài)；

將所識別的操作命令及運(yùn)動狀態(tài)藉由無線裝置發(fā)送至主機(jī)。

在本發(fā)明所述的控制方法中，所述藉由攝像頭獲取使用者的手勢動作圖像，包括：

藉由攝像頭獲取使用者的握拳動作圖像；

藉由攝像頭獲取使用者的手指合攏動作圖像；

藉由攝像頭獲取使用者的手指展開動作圖像；

藉由攝像頭獲取使用者的向多個方向的揮手動作圖像。

在本發(fā)明所述的控制方法中，所述依據(jù)所述手勢動作圖像識別所述使用者的操作命令，并依據(jù)所述運(yùn)動動作信息識別所述使用者的運(yùn)動狀態(tài)，包括：

將所述握拳動作圖像識別為“確定”指令；

將所述手指合攏動作圖像識別為“縮小”指令；

將所述手指展開動作圖像識別為“放大”指令；

將所述多個方向的揮手動作圖像識別為向多個方向的“滑動”指令。

在本發(fā)明所述的控制方法中，所述藉由佩戴在所述使用者身上的傳感器組件獲取所述使用者的運(yùn)動動作信息，包括：

將所述傳感器組件佩戴在所述使用者的手腕和/或腳腕和/或腰和/或手掌部位上；所述傳感器組件包括一至多個肌肉伸縮傳感器及一至多個九軸傳感器；

藉由一至多個所述肌肉伸縮傳感器獲取所述使用者佩戴位置的肌肉收縮信息；

藉由一至多個所述九軸傳感器配合一至多個所述肌肉伸縮傳感器獲取所述使用者佩戴位置的方向信息、移動的角度信息及速度信息。

在本發(fā)明所述的控制方法中，所述藉由一至多個所述九軸傳感器配合一至多個所述肌肉伸縮傳感器獲取所述使用者佩戴位置的方向信息、移動的角度信息及速度信息，包括：

藉由三軸陀螺儀獲取空間三軸角速度；

藉由三軸加速傳感器獲取空間三軸加速度；

藉由三軸磁感應(yīng)傳感器獲取空間三軸磁感應(yīng)信息；每個所述九軸傳感器均包括三軸陀螺儀、三軸加速傳感器及三軸磁感應(yīng)傳感器。

在本發(fā)明所述的控制方法中，所述依據(jù)所述手勢動作圖像識別所述使用者的操作命令，并依據(jù)所述運(yùn)動動作信息識別所述使用者的運(yùn)動狀態(tài)，包括：

依據(jù)手腕和/或腳腕和/或腰和/或手掌部位的空間三軸角速度、空間三軸加速度及空間三軸磁感應(yīng)信息識別所述使用者的運(yùn)動類型及運(yùn)動反饋信息。

在本發(fā)明所述的控制方法中，還包括：

藉由主機(jī)依據(jù)所述操作命令及運(yùn)動狀態(tài)返回相應(yīng)的顯示信息至虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，并于所述虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的本體中顯示所述顯示信息。

上述公開的一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備及其控制方法具有以下有益效果：通過使用者自然的肢體動作來操控虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，徹底解決因?yàn)槭褂锰摂M現(xiàn)實(shí)設(shè)備時無法觀看外界，導(dǎo)致一般使用者無法操控虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的這一難題；采用這種操控方式后，使用者只需要按照簡單的指示，甚至無需學(xué)習(xí)，就可以通過一些簡單的肢體動作來控制虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的控制方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的手握傳感器的示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的手腕佩戴傳感器的示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的腰部佩戴傳感器的示意圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的腳腕佩戴傳感器的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備及其控制方法，其目的在于，使用者通過肢體動作，例如手部、頭部、腿部等做出特定的動作，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備通過各種傳感器，例如攝像頭(安裝在虛擬設(shè)備上)、肌肉伸縮傳感器、九軸傳感器(佩戴在使用者肢體上)等傳感器準(zhǔn)確接受使用者的動作信息，并做出相應(yīng)的反饋，例如握拳表示“確定”，五個手指合攏表示“縮小”、五個手指分開表示“放大”、手左右、上下滑動表示“向左、向右、向上、向下”、腿部原地做跑步狀表示“奔跑”、在原地向各個方向做走動狀表示“向個方向行動”、做跳動作表示“向上跳”等等，總之，使用者可以做出任意動作，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備能識別到該動作，并根據(jù)設(shè)定功能做出反饋。

參見圖1，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的控制方法的流程圖。本發(fā)明主要提供一種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的控制方法，該方法采用本發(fā)明提供的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，包括本體、攝像頭、傳感器組件、中央處理裝置及無線裝置。

用于獲取使用者的手勢動作圖像的攝像頭，所述攝像頭設(shè)置于所述本體的表面；

用于佩戴在所述使用者身上以獲取所述使用者的運(yùn)動動作信息的傳感器組件；所述傳感器組件包括一至多個用于獲取所述使用者佩戴位置的肌肉收縮信息的肌肉伸縮傳感器及一至多個用于配合一至多個所述肌肉伸縮傳感器獲取所述使用者佩戴位置的方向信息、移動的角度信息及速度信息的九軸傳感器。其中，通信連接可以是通過線路連接、可以是通過系統(tǒng)總線連接，也可以通過無線連接。

一至多個肌肉伸縮傳感器通信連接于所述中央處理裝置；一至多個九軸傳感器通信連接于所述中央處理裝置。每個所述九軸傳感器均包括用于獲取空間三軸角速度的三軸陀螺儀、用于獲取空間三軸加速度的三軸加速傳感器、用于獲取空間三軸磁感應(yīng)信息的三軸磁感應(yīng)傳感器及主控芯片。

主控芯片連接于所述三軸陀螺儀、三軸加速傳感器及三軸磁感應(yīng)傳感器，通信連接于所述中央處理裝置，所述主控芯片用于將所述三軸陀螺儀、三軸加速傳感器及三軸磁感應(yīng)傳感器所獲取的模擬信號轉(zhuǎn)化為電信號，并將所述電信號發(fā)送至所述中央處理裝置。

中央處理裝置通信連接于所述攝像頭及所述傳感器組件，所述中央處理裝置設(shè)置于所述本體內(nèi)部；所述中央處理裝置依據(jù)所述手勢動作圖像識別所述使用者的操作命令，并依據(jù)所述運(yùn)動動作信息識別所述使用者的運(yùn)動狀態(tài)；

用于通過無線連接至與所述本體對應(yīng)的主機(jī)的無線裝置，通信連接于所述中央處理裝置；所述中央處理裝置將所識別的操作命令及運(yùn)動狀態(tài)藉由所述無線裝置發(fā)送至所述主機(jī)。

具體的，該虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的控制方法包括步驟S1-S4：

S1、藉由攝像頭獲取使用者的手勢動作圖像；所述步驟S1包括子步驟S11-S14：

S11、藉由攝像頭獲取使用者的握拳動作圖像；

S12、藉由攝像頭獲取使用者的手指合攏動作圖像；

S13、藉由攝像頭獲取使用者的手指展開動作圖像；

S14、藉由攝像頭獲取使用者的向多個方向的揮手動作圖像。

攝像頭位于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備前面，使用者把手伸到攝像頭前做出各種手勢，例如握拳表示“確定”，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備會做出選中的反饋；手指合攏表示“縮小”，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備會把圖像做縮小處理；手指展開表示“放大”，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備會把圖像做放大處理；向左、右、上、下?lián)]動手，表示畫面向左、右、上、下滑動，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備會把圖像做相應(yīng)的滑動處理……

S2、藉由佩戴在所述使用者身上的傳感器組件獲取所述使用者的運(yùn)動動作信息；所述步驟S2包括子步驟S21-S23：

S21、將所述傳感器組件佩戴在所述使用者的手腕和/或腳腕和/或腰和/或手掌部位上；所述傳感器組件包括一至多個肌肉伸縮傳感器及一至多個九軸傳感器；參見圖2-5，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的手握傳感器的示意圖；通過手握(即佩戴在使用者的手掌上)橢圓狀的傳感器組件，左右移動以發(fā)出不同的控制指令。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的手腕佩戴傳感器的示意圖；通過將環(huán)狀傳感器組件佩戴在手腕上，手腕進(jìn)行左右弧形移動時，發(fā)出不同的控制指令，而且不易脫落。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的腰部佩戴傳感器的示意圖；通過腰部佩戴環(huán)裝的傳感器，獲取使用者轉(zhuǎn)動腰部時發(fā)出的控制指令。

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的腳腕佩戴傳感器的示意圖；在使用者的腳腕處環(huán)狀佩戴傳感器，獲取使用者腳踢的控制指令。

S22、藉由一至多個所述肌肉伸縮傳感器獲取所述使用者佩戴位置的肌肉收縮信息；肌肉伸縮傳感器是一種佩戴手、腿、身體等部位，當(dāng)人的肢體有活動時傳感器可以準(zhǔn)確的采集到肌肉的收縮情況，配合一定的算法，會反饋具體運(yùn)動的手勢給虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，手勢可以類似攝像頭中提到的手勢，當(dāng)然也可以是其他的手勢，要根據(jù)具體的需求來定。

S23、藉由一至多個所述九軸傳感器配合一至多個所述肌肉伸縮傳感器獲取所述使用者佩戴位置的方向信息、移動的角度信息及速度信息。所述步驟S23包括子步驟S231-S233：

S231、藉由三軸陀螺儀獲取空間三軸角速度；

S232、藉由三軸加速傳感器獲取空間三軸加速度；

S233、藉由三軸磁感應(yīng)傳感器獲取空間三軸磁感應(yīng)信息；每個所述九軸傳感器均包括三軸陀螺儀、三軸加速傳感器及三軸磁感應(yīng)傳感器。

九軸傳感器與肌肉伸縮傳感器配合，能準(zhǔn)確地給出使用者肢體運(yùn)動的方位(東南西北等)、移動的角度、移動的速度和垂直、水平等信息，這些信息通過無線傳輸給虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備識別到這些運(yùn)動信息，可以做出各種反饋，例如如果使用者在跑步，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備會把圖像處理成正在跑步看到的圖像，畫面變化的速度、方向等等都會根據(jù)使用者的具體動作做出互動的反饋；也可以識別到使用者在做其它各種運(yùn)動，例如乒乓球、羽毛球、籃球、保齡球等等。

S3、依據(jù)所述手勢動作圖像識別所述使用者的操作命令，并依據(jù)所述運(yùn)動動作信息識別所述使用者的運(yùn)動狀態(tài)；所述步驟S3包括子步驟S31-S34：

S31、將所述握拳動作圖像識別為“確定”指令；

S32、將所述手指合攏動作圖像識別為“縮小”指令；

S33、將所述手指展開動作圖像識別為“放大”指令；

S34、將所述多個方向的揮手動作圖像識別為向多個方向的“滑動”指令。

步驟S3還包括子步驟S35：

S35、依據(jù)手腕和/或腳腕和/或腰和/或手掌部位的空間三軸角速度、空間三軸加速度及空間三軸磁感應(yīng)信息識別所述使用者的運(yùn)動類型及運(yùn)動反饋信息。

S4、將所識別的操作命令及運(yùn)動狀態(tài)藉由無線裝置發(fā)送至主機(jī)。

優(yōu)選的，該控制方法還包括步驟S5：

S5、藉由主機(jī)依據(jù)所述操作命令及運(yùn)動狀態(tài)返回相應(yīng)的顯示信息至虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，并于所述虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的本體中顯示所述顯示信息。通過圖像傳感器和各種動作傳感器采集使用者的每一個動作，準(zhǔn)確識別并解析出各種指令，主處理器最終做出相應(yīng)的反饋。

綜上，通過在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備安裝高清攝像頭和對應(yīng)傳感器的接收模組。

1、通過高清攝像頭來識別肢體動作，例如手部動作，當(dāng)使用者手部做出特定的動作后，攝像頭捕捉到此動作后，把影像傳送給主處理器，經(jīng)過圖像識別算法識別出此動作的含義，并生成特定的指令，最終做出特定的反饋。

2、通過肌肉伸縮傳感器和九軸傳感器來識別使用者的動作。將傳感器佩戴到使用者手部、腿部、身上、頭部等，當(dāng)使用者做出各種動作，傳感器將識別到對應(yīng)的動作，并解析成對應(yīng)的指令代碼，按一定的通信協(xié)議通過無線方式傳輸給主機(jī)，主處理器最終做出特定的反饋。

總之，通過多種方式收集使用者的運(yùn)動信息，根據(jù)實(shí)際情況給出互動的反饋，讓使用者有身臨其境的真實(shí)感覺。通過人體自然的肢體動作來操控VR，主要改善目前虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備無法簡單操控這一難題。

本文提供了實(shí)施例的各種操作。在一個實(shí)施例中，所述的一個或操作可以構(gòu)成一個或計算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲的計算機(jī)可讀指令，其在被電子設(shè)備執(zhí)行時將使得計算設(shè)備執(zhí)行所述操作。描述一些或所有操作的順序不應(yīng)當(dāng)被解釋為暗示這些操作必需是順序相關(guān)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解具有本說明書的益處的可替代的排序。而且，應(yīng)當(dāng)理解，不是所有操作必需在本文所提供的每個實(shí)施例中存在。

而且，本文所使用的詞語“優(yōu)選的”意指用作實(shí)例、示例或例證。奉文描述為“優(yōu)選的”任意方面或設(shè)計不必被解釋為比其他方面或設(shè)計更有利。相反，詞語“優(yōu)選的”的使用旨在以具體方式提出概念。如本申請中所使用的術(shù)語“或”旨在意指包含的“或”而非排除的“或”。即，除非另外指定或從上下文中清楚，“X使用A或B”意指自然包括排列的任意一個。即，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B二者，則“X使用A或B”在前述任一示例中得到滿足。

而且，盡管已經(jīng)相對于一個或?qū)崿F(xiàn)方式示出并描述了本公開的技術(shù)方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員基于對本說明書和附圖的閱讀和理解將會想到等價變型和修改。本公開包括所有這樣的修改和變型，并且僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。特別地關(guān)于由上述組件(例如元件等)執(zhí)行的各種功能，用于描述這樣的組件的術(shù)語旨在對應(yīng)于執(zhí)行所述組件的指定功能(例如其在功能上是等價的)的任意組件(除非另外指示)，即使在結(jié)構(gòu)上與執(zhí)行本文所示的本公開的示范性實(shí)現(xiàn)方式中的功能的公開結(jié)構(gòu)不等同。此外，盡管本公開的特定特征已經(jīng)相對于若干實(shí)現(xiàn)方式中的僅一個被公開，但是這種特征可以與如可以對給定或特定應(yīng)用而言是期望和有利的其他實(shí)現(xiàn)方式的一個或其他特征組合。而且，就術(shù)語“包括”、“具有”、“含有”或其變形被用在具體實(shí)施方式或權(quán)利要求中而言，這樣的術(shù)語旨在以與術(shù)語“包含”相似的方式包括。

本發(fā)明實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨(dú)物理存在，也可以多個或多個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。上述的各裝置或系統(tǒng)，可以執(zhí)行相應(yīng)方法實(shí)施例中的存儲方法。

綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，但上述優(yōu)選實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更改與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。