一种用于视觉追踪系统的头部姿态采集装置

1.本实用新型涉及视觉追踪技术领域，具体为一种用于视觉追踪系统的头部姿态采集装置。


背景技术：

2.头戴式虚拟现实眼镜，即vr头显(虚拟现实头戴式显示器)，是现代显示技术中的一种全新技术，在增强显示、虚拟现实以及立体显示等方面有非常重要的应用。头戴式虚拟现实眼镜的显示器，与传统的显示器相比，头戴式显示器的外形一般表现为头盔的模式。现有技术中有很多关于vr头显的研究，例如申请公布号为cn 213149374 u的一种vr头显设备，该vr头显设备，通过转杆、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、双螺杆和螺纹套的配合使用，是为了对镜片进行调节，使不同用户可以根据自己的瞳距进行调节，在使用时更加方便，从而提高了该设备的使用性能和vr头显设备的体验效果更加理想，通过通风槽、风扇和过滤网的配合使用，是为了提高该vr头显设备的通风效果，让使用者在使用时更加舒适，设置吸音板、吸音孔和降噪耳机的使用，是为了对风扇产生的噪音进行吸收，可以提高该vr头显设备的体验效果，实用性更高。但是还存在如下不足：该vr头显不能根据头部运动的角度进行自由调节，对物体追踪不便，影响视觉的真实性。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种可以根据头部运动的角度进行自由调节的用于视觉追踪系统的头部姿态采集装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种用于视觉追踪系统的头部姿态采集装置，包括头盔，所述头盔的前部安装有vr眼镜本体，所述头盔的顶部中心处开设有安装槽，所述安装槽的内部通过定位组件固定有云台，所述云台上安装有摄像头，所述头盔的内壁安装有控制盒，所述控制盒的内部一侧安装有陀螺仪，所述陀螺仪的一侧安装有主控电路板，所述主控电路板上安装有微处理器，所述陀螺仪电性连接所述微处理器的输入端，所述云台电性连接所述微处理器的输出端。
6.优选的，所述定位组件包括定位孔和箱体以及外螺纹锥形旋柱，所述定位孔对称开设在安装槽的两侧，所述定位孔内弹性连接有弹簧，所述箱体的两侧且相对所述定位孔的位置开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有卡杆，所述卡杆的顶端与定位孔相互配合，所述箱体的底部中心处开设有内螺纹座，所述内螺纹座的内部转动连接有与卡杆接触的外螺纹锥形旋柱，所述外螺纹锥形旋柱的顶端固定连接有轴承，所述轴承的内部中心通过连接杆和调节块的底部中心处固定连接，所述调节块的顶部和所述云台固定连接，所述外螺纹锥形旋柱的底端连接有手柄。
7.优选的，所述头盔的内壁等距离安装有卡槽，所述卡槽上卡接有卡扣，所述卡扣固定在防护网的四周，所述头盔的内壁对称安装有绳子，在所述头盔上开设有窗口。
8.优选的，所述控制盒的内部的另一侧安装有锂离子电池，所述锂离子电池为所述
控制盒和陀螺仪以及微处理器供电，所述控制盒的底部安装有充电接口，所述充电接口电性连接锂离子电池的输入端。
9.优选的，所述控制盒的外侧边安装有开关，用于控制所述控制盒的开断。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.通过运用陀螺仪的滚动角、俯仰角和偏航角建立三维坐标，并根据头部的运动将数值表现三维坐标内，完成头部姿态的估计，用以控制云台上的摄像头完成在三维空间的任意旋转，完成物体的追踪，加强视觉的真实感和震撼感；通过顺时针转动手柄，使外螺纹锥形旋柱带动调节块向上移动，同时外螺纹锥形旋柱挤压两侧的卡杆向箱体的外侧滑动，将卡杆远离外螺纹锥形旋柱的一端伸出箱体，卡入到定位孔的内部，压缩所述弹簧，实现云台的定位；逆时针转动手柄，使外螺纹锥形旋柱带动调节块向下移动，同时外螺纹锥形旋柱下滑，弹簧复位，将两侧的卡杆向箱体的内侧滑动，将卡杆远离外螺纹锥形旋柱的一端回缩到定位孔的内部，可以实现云台的移动，具有拆卸方便的特点，通过四周的卡扣将防护网固定在头盔内壁的卡槽上，避免头部与控制盒或安装槽接触，以提升佩戴舒适度。
附图说明
12.图1是本实用新型整体结构示意图；
13.图2是本实用新型防护网的结构示意图；
14.图3是本实用新型图2中a处结构的放大图；
15.图4为本实用新型定位组件的剖视图；
16.图5为本实用新型控制盒的结构示意图。
17.图中：1头盔、2-vr眼镜本体、3安装槽、4定位组件、5云台、6摄像头、7控制盒、8陀螺仪、9主控电路板、10微处理器、11定位孔、12箱体、13外螺纹锥形旋柱、14弹簧、15滑槽、16卡杆、17内螺纹座、18手柄、19轴承、20连接杆、21调节块、22卡槽、23卡扣、24防护网、25绳子、26锂离子电池、27充电接口、28开关。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.实施例：
20.请参阅图1至图5，本实用新型提供一种技术方案：
21.一种用于视觉追踪系统的头部姿态采集装置，如图1所示，包括头盔1，所述头盔1的前部安装有vr眼镜本体2；如图3和图4所示，所述头盔1的顶部中心处开设有安装槽3，所述安装槽3的内部通过定位组件4固定有云台5，所述定位组件4包括定位孔11和箱体12以及外螺纹锥形旋柱13，所述定位孔11对称开设在安装槽3的两侧，所述定位孔11内弹性连接有弹簧14，所述箱体12的两侧且相对所述定位孔11的位置开设有滑槽15，所述滑槽15内滑动连接有卡杆16，所述卡杆16的顶端与定位孔11相互配合，所述箱体12的底部中心处开设有内螺纹座17，所述内螺纹座17的内部转动连接有与卡杆16接触的外螺纹锥形旋柱13，所述
外螺纹锥形旋柱13的顶端固定连接有轴承19，所述轴承19的内部中心通过连接杆20和调节块21的底部中心处固定连接，所述调节块21的顶部和所述云台5固定连接，所述外螺纹锥形旋柱13的底端连接有手柄18。
22.本实用新型中，顺时针转动所述手柄18，使所述外螺纹锥形旋柱13带动所述调节块21向上运动，同时所述外螺纹锥形旋柱13挤压两侧的卡杆16向箱体12的外侧滑动，将卡杆16远离所述外螺纹锥形旋柱13的一端伸出所述箱体12，卡入到所述定位孔11的内部，压缩所述弹簧14，实现所述云台5的定位；逆时针转动所述手柄18，使所述外螺纹锥形旋柱13带动所述调节块21向下运动，所述弹簧14复位，将两侧的卡杆16向箱体12的内侧滑动，将卡杆16远离所述外螺纹锥形旋柱13的一端回缩到所述定位孔11的内部，可以实现云台5的移动，具有拆卸方便的特点。
23.如图2所示，所述头盔1的内壁等距离安装有卡槽22，所述卡槽22上卡接有卡扣23，所述卡扣23固定在防护网24的四周，防护网24通过四周的卡扣23固定在头盔1内壁的卡槽22上，避免头部与控制盒7或安装槽3接触，提升佩戴舒适度；如图1所示，所述头盔1的内壁对称安装有绳子25，所述绳子25为具有一定宽度的绳，所述绳子25用于将所述头盔1牢固的系在使用者的头部上。
24.如图1和图5所示，所述云台5采用既能左右旋转又能上下旋转的电动云台，所述云台5上安装有摄像头6，所述头盔1的内壁安装有控制盒7，所述控制盒7的内部一侧安装有陀螺仪8，所述陀螺仪8的一侧安装有主控电路板9，所述主控电路板9上安装有微处理器10，所述陀螺仪8电性连接所述微处理器10的输入端，所述云台5电性连接所述微处理器10的输出端，所述控制盒7的内部的另一侧安装有锂离子电池26，所述锂离子电池26为所述控制盒7和陀螺仪8以及微处理器10供电，所述控制盒7的底部安装有充电接口27，所述充电接口27电性连接锂离子电池26的输入端，方便为锂离子电池26充电，提升续航能力，所述控制盒7的外侧边安装有开关28，通过开关28可以将所述控制盒7开启和关断。
25.本实用新型中，云台5、陀螺仪8和主控电路板9以及微处理器10均是现有技术，在此不再过多赘述。
26.该用于视觉追踪系统的头部姿态采集装置的工作原理如下：
27.在头盔1的顶部中心处开设安装槽3，顺时针转动手柄18使外螺纹锥形旋柱13向上移动，外螺纹锥形旋柱13的上升驱动连接杆20带动调节块21的上升，在调节块21上升的同时，云台5也同时上升，在云台5上升的过程中，外螺纹锥形旋柱13的顶端由远离卡杆16到接触到卡杆16，再到挤压卡杆16，最后将卡杆16远离外螺纹锥形旋柱13的一端伸入定位孔11中，可以实现云台5的定位；而移动云台5时，只要逆时针转动手柄18使外螺纹锥形旋柱13向下移动，外螺纹锥形旋柱13的下降驱动连接杆20带动调节块21的下降，在调节块21下降的同时，云台5也同时下降，在弹簧14的复位作用下卡杆16回缩到箱体12内，可以实现云台5的移动，将防护网24通过四周的卡扣23固定在头盔1内壁的卡槽22上，避免头部与控制盒7或安装槽3接触，提升佩戴舒适度，将绳子25系在使用者的颈部，加固头盔1与头部的结合，防止头盔1的脱落，将头盔1佩戴在使用者的头部，并使vr眼镜本体2正对应使用者的眼部，通过运用陀螺仪8的滚动角、俯仰角和偏航角建立三维坐标，并根据头部的运动将数值标记在三维坐标内，完成头部姿态的估计，用以控制云台5上的摄像头6在三维空间的任意旋转，完成物体的追踪，继而加强视觉的真实感和震撼感。
28.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。