一种基于虚拟现实技术的人机交互系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于虚拟现实领域，涉及一种人机交互系统，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的人机交互系统。
【背景技术】
[0002]近年来，由于虚拟现实技术其逼真实时的内容展现形式，很多热门行业例如游戏、电影等公司纷纷大力开发虚拟现实世界。作为虚拟现实走入市场的关键驱动力，便捷、符合人类交互特征的人机交互体验成为新的关注领域。
[0003]在虚拟现实系统中，通常要求用户佩戴虚拟现实眼镜，利用手持式遥控器或者是位于人体各个部位的传感器来跟踪用户的运动，最后将人体的这种运动同步至虚拟现实场景之中，以达到提升用户沉浸感的目的。然而，在现有虚拟现实类产品中，存在一个问题:人的感官分别是形、声、色、味、触，人体在自然界中得到感官反馈越实时、越真实，在虚拟世界里的沉浸感就会更逼真，尤其在与周围环境之间交互时，触觉回馈占着很重要的比重，因此仅仅从视觉和听觉上并不能让用户感受身临其境的体验，这就需要一种更好的人机交互系统来解决上述问题。
【实用新型内容】
[0004]为了解决【背景技术】中所提到的人机交互触觉回馈的问题，本实用新型提出了一种基于虚拟现实技术的人机交互系统，当用户需要与虚拟世界进行交互时，只需要在触摸传感器上进行操作，触摸传感器会感测用户运动过程中产生的状态信号，如运动速度、运动方向、运动加速度、运动频率，此状态信号通过数据传输单元发送至虚拟现实眼镜中，由眼镜控制单元处理后同步在显示屏幕上的虚拟现实场景中，完成人机交互。本实用新型旨在解决虚拟现实类产品交互感不明显、沉浸感不好的问题。在现有的技术中，还没有针对该问题的解决方法。可以想到最简单的方式是加入触觉反馈，但是相应的又会降低视觉和听觉上的体验效果，而本实用新型从更好的用户体验出发，将通过结合虚拟现实技术解决这一问题。
[0005]本实用新型的技术方案为:1.一种基于虚拟现实技术的人机交互系统，包括虚拟现实眼镜；上述虚拟现实眼镜包括眼镜外壳、立体视镜、显示屏幕插口、显示屏幕和头带；上述显示屏幕通过显示屏幕插口与虚拟现实眼镜连接；上述立体视镜设置在用户眼部与显示屏幕之间；其特殊之处在于:
[0006]还包括眼镜控制单元和触摸传感器；
[0007]上述眼镜控制单元包括惯性传感器、第一数据处理单元、第一供电单元、第一数据传输单元和控制按键；
[0008]上述惯性传感器用于感测用户头部的位置变化和姿态变化，包括加速度、角速度和磁通量；
[0009]上述第一数据处理单元用于将惯性传感器感测到的原始数据转换为用户头部运动时的位置信息和姿态信息；所述惯性传感器为加速度传感器和角速度传感器；
[0010]上述角速度传感器得到用户头部在空间中的三轴角增量信息；
[0011]上述加速度传感器得到用户头部在空间中的三轴瞬时加速度信息，结合重力信息，利用三角函数可以求得各轴与重力分量的夹角，与角速度传感器得到的角度进行对比矫正；
[0012]上述控制按键包括上、下、左、右的方向控制和选择、切换、返回命令控制；
[0013]上述第一供电单元为提供显示屏幕提供电能；
[0014]上述第一数据传输单元用于接收来自触摸传感器的数据，并且将控制指令发送给触摸传感器；
[0015]上述触摸传感器包括传感阵列、第二数据处理单元、第二供电单元、和第二数据传输单元；
[0016]上述传感阵列用于感测当用户控制触摸传感器时发生运动的动作信号或人体姿态信号；
[0017]上述动作信号和姿态信号均来自用户，并通过惯性传感器、传感阵列分别将信息传送给第一数据处理单元、第二数据处理单元进行信号处理；上述动作信号和姿态信号包括点击、双击、滑动、甩动、移动、平移、圆周运动；
[0018]上述第二数据处理单元用于监测来自传感阵列输出信号，并且当检测到输出信号的触发或关闭信息时触发指令；
[0019]上述第二数据传输单元用于接收来自眼镜控制单元的控制指令，并且将触摸传感器的感测数据发送给眼镜控制单元；
[0020]上述虚拟现实眼镜与触摸传感器之间通过无线数据传输单元进行数据交换；
[0021]上述触摸传感器还包括振动传感器；
[0022]上述惯性传感器还包括地磁计；所述地磁计感测到的磁通量信息对角速度传感器进行偏移校正；
[0023]上述显示屏幕为智能手机或LED显示屏或平板电脑；
[0024]上述无线数据传输单元104可以选自蓝牙、无线WIF1、红外线、NFC、RFID ；
[0025]上述第一供电单元、第二供电单元为一次性电池或可充电电池。
[0026]本实用新型的优点是:从技术角度看，本实用新型旨在解决虚拟现实类产品沉浸感不逼真、交互性不好的问题。在现有的技术中，还没有针对该问题的解决方法。可以想到最简单的方式是加入触觉反馈，但是相应的又会降低视觉和听觉上的体验效果，而本实用新型从更好的用户体验出发，将通过结合虚拟现实技术解决这一问题。
【附图说明】
[0027]图1是根据本实用新型的优选实施例的基于虚拟现实技术的人机交互系统；
[0028]图2是本实用新型优选实施例的触摸传感器；
[0029]图3是本实用新型的一个具体实施例的虚拟现实眼镜的产品结构图；
[0030]图4示出了根据本实用新型的一个实施例当触摸传感器感测到用户的滑动、点击或移动动作并触发指令的过程；
[0031]图5是根据本实用新型的一个实施例当触摸传感器直接与虚拟现实眼镜相连的操作过程；
[0032]其中101-虚拟现实眼镜、102-眼镜控制单元、103-触摸传感器、104-无线数据传输单元、101a-显示屏幕插口、102a-惯性传感器、102b-第一数据处理单元、102c-第一供电单元、102d-第一数据传输单元、102e-控制按键、103a-传感阵列、103b_第二数据处理单元、103c-第二供电单元、103d-第二数据传输单元、103e-振动传感器、301-眼镜外壳、302-立体视镜、303-显示屏、304-头带。
【具体实施方式】
[0033]参见图1-5，一种基于虚拟现实技术的人机交互系统，包括虚拟现实眼镜101 ;虚拟现实眼镜101包括眼镜外壳、立体视镜、显示屏幕插口 101a、显示屏303和头带304 ;显示屏303通过显示屏幕插口 101a与虚拟现实眼镜101连接；立体视镜设置在用户眼部与显示屏幕之间；还包括眼镜控制单元102和触摸传感器103 ;眼镜控制单元102包括惯性传感器102a、第一数据处理单元102b、第一供电单元102c、第一数据传输单元102d和控制按键102e ;惯性传感器102a用于感测用户头部的位置变化和姿态变化，包括加速度、角速度和磁通量；第一数据处理单元102b用于将惯性传感器感测到的原始数据转换为用户头部运动时的位置信息和姿态信息；惯性传感器102a为加速度传感器和或角速度传感器；惯性传感器102a还包括地磁计；当惯性传感器102a感测到角速度传感器得数据时，可以得到用户头部在空间中的三轴角增量信息