一種虛擬實境設備及其控制裝置和方法與流程
2023-11-10 16:30:32
本發明涉及虛擬實境領域，尤其涉及一種虛擬實境設備及其控制裝置和方法。
背景技術：
虛擬實境(VR)技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統它利用計算機生成一種模擬環境是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。
當今市面上使用的VR設備主要分兩類，一類是全獨立硬體的VR外接設備，如：HTC Vive、Oculus Rift，這類產品主要有獨立的頭戴設備和手持設備組成，具有良好的設備性能和效果，但價格昂貴，另需較高配置的PC機作為主機；另一類是市面上較廉價的頭戴式VR盒子，通過將安裝了特定VR應用的手機放入盒子來觀看VR，如果用戶想要對VR進行操作，則需要購買配套的手持設備，手持設備以藍牙手柄為主流，但現在市面上用於VR的藍牙手柄一般與VR設備配套使用，相互間很多都不通用，且攜帶不便，另外，藍牙手柄的功能也較少，一般僅能實現方向控制，體驗效果差。
藍牙是一種無線技術標準，可實現固定設備、行動裝置和個人域網之間的短距離數據交換。在現在的智慧型手機上已經得到了普及，並大量應用於藍牙耳機、藍牙傳輸文件等方面，在配備了相兼容版本藍牙的手機間可以非常容易的建立起安全穩定的連接。
技術實現要素：
本發明提供一種虛擬實境設備及其控制裝置和方法，通過現有的智能移動終端具有的豐富的控制功能來控制虛擬實境設備，能夠克服現有藍牙手柄功能單一、互不匹配且攜帶不便的問題。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種虛擬實境設備的控制裝置，包括：
藍牙模塊，用於與虛擬實境設備進行配對；
識別模塊，用於識別用戶操作並生成操作數據；
處理模塊，用於對所述操作數據進行處理並生成指令數據，調用藍牙模塊將所述指令數據發送至虛擬實境設備。
本發明的有益效果是：通過現有的智能移動終端來控制虛擬實境設備，能夠克服現有藍牙手柄互不匹配且攜帶不便的問題。
在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
進一步，所述識別模塊包括運動識別單元、聲音識別單元、按鍵識別單元和觸摸識別單元中的一種或幾種。
採用上述進一步方案的有益效果是，現有的智能移動終端具有多種硬體單元，能夠識別運動、語音、按鍵、觸摸等操作來實現豐富的控制功能，從而提升交互體驗。
進一步，所述處理模塊包括：
校驗單元，用於對操作數據進行校驗，得到當前幀指令數據；
判斷單元，用於判斷當前幀指令數據與上一幀是否相同，並在當前幀指令數據與上一幀不同時將當前幀指令數據發送至封裝單元；
封裝單元，用於按照預設數據格式對當前幀指令數據進行壓縮和封裝；
發送模塊，用於調用藍牙模塊將封裝的當前幀指令數據發送至虛擬實境設備。
採用上述進一步方案的有益效果是，這裡將當前幀指令與上一幀的數據進行比較，只傳輸有差異的數據，即只有和上一幀不同的指令數據才會被傳輸，能夠減小傳輸數據以保證傳輸效率和數據的實時性。
進一步，所述校驗單元包括：
獲取子單元，用於獲取操作數據記錄表，所述操作數據記錄表逐條記錄當前幀操作數據；
分析子單元，用於逐條分析所述操作數據的操作信息；
生成子單元，用於根據所述操作信息生成指令數據。
採用上述進一步方案的有益效果是，對於觸摸數據進行處理後得到指令數據。
進一步，所述數據格式由8位編號位、95位數據位、1位奇偶校驗位和8位數據類型位組成。
採用上述進一步方案的有益效果是，將數據壓縮到112位，共14個字節，可以減少傳輸的數據，保證傳輸效率和數據的實時性。
為實現上述發明目的，本發明還提供一種虛擬實境設備，包括：
藍牙模塊，用於與控制裝置進行配對並接收所述控制裝置發送的指令數據，並轉發至處理模塊；
處理模塊，用於根據所述指令數據對當前顯示的虛擬實境信息進行控制；
顯示模塊，用於顯示虛擬實境信息。
本發明的有益效果是：根據控制裝置發送的指令對虛擬實境信息進行控制，從而實現對虛擬實境畫面的操控。
本發明還提供一種虛擬實境設備的控制方法，包括：
步驟1、與虛擬實境設備進行配對；
步驟2、識別用戶操作並生成操作數據；
步驟3、對所述操作數據進行處理並生成指令數據，調用藍牙模塊將所述指令數據發送至虛擬實境設備。
本發明的有益效果是：通過現有的智能移動終端來控制虛擬實境設備，能夠克服現有藍牙手柄互不匹配且攜帶不便的問題。
在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
進一步，步驟2中識別用戶的操作類型包括運動、語音、按鍵和觸摸中的一種或幾種
進一步，所述步驟3具體包括：
步驟3.1、對操作數據進行校驗，得到當前幀指令數據；
步驟3.2、判斷當前幀指令數據與上一幀是否相同，若是，則結束，若否，則進行步驟3.3；
步驟3.3、按照預設數據格式對當前幀指令數據進行壓縮和封裝；
步驟3.4、調用藍牙模塊將封裝的當前幀指令數據發送至虛擬實境設備。
進一步，所述步驟3.1具體包括：
步驟3.1.1、獲取操作數據記錄表，所述操作數據記錄表逐條記錄當前幀操作數據；
步驟3.1.2、逐條分析所述操作數據的操作信息；
步驟3.1.3、根據所述操作信息生成指令數據。
進一步，所述預設數據格式由8位編號位、95位數據位、1位奇偶校驗位和8位數據類型位組成。
本發明還提供一種虛擬實境設備的控制方法，包括：
步驟1、虛擬實境設備與控制裝置配對，接收控制裝置發送的指令數據；
步驟2、根據所述指令數據對當前顯示的虛擬實境信息進行控制；
步驟3、顯示虛擬實境信息。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的一種虛擬實境設備的控制方法的流程圖；
圖2為本發明實施例提供的一種虛擬實境設備的控制方法步驟3的流程圖；
圖3為本發明實施例提供的一種虛擬實境設備的控制方法步驟31的流程圖；
圖4為本發明另一實施例提供的一種虛擬實境設備的控制方法的流程圖；
圖5為為本發明實施例提供的一種虛擬實境設備的控制方法的示意性交互圖；
圖6為本發明實施例提供的一種虛擬實境設備的控制裝置的示意性結構框圖；
圖7為本發明實施例提供的一種虛擬實境設備的控制裝置的識別模塊的示意性結構框圖；
圖8為本發明實施例提供的虛擬實境設備的控制裝置的處理模塊的示意性結構框圖；
圖9為本發明實施例提供的校驗單元的示意性結構框圖；
圖10為本發明實施例提供的一種虛擬實境設備的示意性結構框圖；
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
如圖1所示，本發明實施例提供一種虛擬實境設備的控制方法1，該方法1的執行主體是虛擬實境設備的控制裝置，包括：
11、與虛擬實境設備進行配對；
12、識別用戶操作並生成操作數據；
13、對所述操作數據進行處理並生成指令數據，調用藍牙模塊將所述指令數據發送至虛擬實境設備。
可選地，作為本發明的一個實施例，步驟12中識別用戶的操作類型包括運動、聲音、按鍵和觸摸中的一種或幾種。
應理解，識別用戶的運動、語音、按鍵和觸摸均利用現有技術實現，例如，可以利用陀螺儀識別運動的姿態，利用加速度傳感器識別抖動等運動，利用語音識別技術來識別語音。
可選地，作為本發明的一個實施例，如圖2所示，13具體包括：
131、對操作數據進行校驗，得到當前幀指令數據；
132、判斷當前幀指令數據與上一幀是否相同，若是，則結束，若否，則進行步驟133；
133、按照預設數據格式對當前幀指令數據進行壓縮和封裝；
134、調用藍牙模塊將封裝的當前幀指令數據發送至虛擬實境設備。
具體的，為了保證減小傳輸數據以保證傳輸效率和數據的實時性，這裡將當前幀指令與上一幀的數據進行比較，只傳輸有差異的數據，即只有和上一幀不同的指令數據才會被傳輸。
可選地，作為本發明的一個實施例，如圖3所示，131具體包括：
1311、獲取操作數據記錄表，所述操作數據記錄表逐條記錄當前幀操作數據；
1312、逐條分析所述操作數據的操作信息；
1313、根據所述操作信息生成指令數據。
可選地，在本實施例中，所述數據格式由8位編號位、95位數據位、1位奇偶校驗位和8位數據類型位組成。
具體地，這樣就將數據壓縮到112位，共14個字節，可以減少傳輸的數據，也能夠保證傳輸效率和數據的實時性。
如圖4所示，本發明還提供一種虛擬實境設備的控制方法2，包括：
21、虛擬實境設備與控制裝置配對並接收控制裝置發送的指令數據；
22、根據所述指令數據對當前顯示的虛擬實境信息進行控制；
23、顯示虛擬實境信息。
圖5給出了本發明實施例提供的一種虛擬實境設備的控制方法2的示意性交互圖。如圖6所示的虛擬實境設備的控制方法3包括：
31、控制裝置與虛擬實境設備進行藍牙配對；
32、控制裝置獲取用戶進行操作時產生的操作數據；
33、控制裝置對所述操作數據進行處理，得到指令數據；
34、控制裝置調用藍牙模塊將所述指令數據發送至虛擬實境設備；
35、虛擬實境設備接收控制裝置發送的指令數據；
36、虛擬實境設備根據所述指令數據對當前顯示的虛擬實境信息進行控制；
37、虛擬實境設備顯示虛擬實境信息。
具體的，方法1、2和3依賴於軟體實施，選用一臺手機作為虛擬實境信息的顯示端，手機需要支持4.0以上藍牙，建議採用當下市面上主流配置，另外需要一臺手機作為控制端，控制端的配置要求相對較低，只需屏幕支持多點觸控，支持4.0以上藍牙。
具體操作時，分別打開手機上的顯示端應用和控制端應用(通常為同一個應用，在啟動時區分是作為顯示端還是控制端)，然後顯示端將進入到等待連接的頁面，控制端將會顯示出該手機範圍內可用的藍牙設備的列表，選擇其中已作為顯示端的手機設備，然後程序將會進行通信兩端配對成功後，建立起連接，此時兩臺手機間已經可以進行雙向通信來傳輸數據了。將手機安裝在現有的頭戴式VR設備中，然後戴上VR設備就可以觀看VR圖像了。
用戶在控制端上進行操作的時候，由於觸屏手機本身可以識別用戶的操作手勢，只需要依照設置來配置屏幕就可以進行觸摸操作，如：屏幕左半區為搖杆控制區域，右半區又分為上下兩部分，上面為確定鍵，下面為取消鍵，支持右半區的上下滑動操作。程序在每一幀都會檢測用戶的多指觸控信息，包括有多少個觸控點，每個點的坐標信息等，並依照操作設置來判斷當前的用戶輸入是什麼操作，如若有不符合操作設置的操作，則依照程序設定進行修正或者忽略。然後將數據進行壓縮和封裝，調用控制端手機的藍牙模塊，將數據寫入數據流進行傳輸。
另外，用戶還可以利用手機普遍配置的陀螺儀、加速度傳感器、語音識別模塊和實體按鍵來實現更豐富的控制功能，如通過陀螺儀識手機的運動姿態變化、加速度傳感器識別手機搖動，語音識別模塊可以識別用戶的語音指令，這些都可以生成數據並進行傳輸。
顯示端通過自身的藍牙模塊同步接收到來自控制端藍牙模塊傳輸的數據流，對數據流中的數據進行校驗和解析，判斷數據類型，將通過校驗的數據依據數據類型傳遞到相應的回調或者監聽的程序處，程序處理後在屏幕上做出響應。這樣，就通過現有的手機等智能移動終端內置的豐富的軟硬體來控制虛擬實境設備，能夠克服現有藍牙手柄功能單一、交互體驗差、互不匹配且攜帶不便的問題。
上文詳細描述了本發明實施例提供的虛擬實境設備的控制方法，下面詳細描述本發明實施例提供的虛擬實境設備及其控制裝置。
如圖6所示，本發明提供一種虛擬實境設備的控制裝置，包括：
藍牙模塊，用於與虛擬實境設備進行配對；
識別模塊，用於識別用戶操作並生成操作數據；
處理模塊，用於對所述操作數據進行處理並生成指令數據，調用藍牙模塊將所述指令數據發送至虛擬實境設備。
可選地，作為本發明的一個實施例，如圖7所示，識別模塊包括：運動識別單元、語音識別單元、按鍵識別單元和觸摸識別單元中的一種或幾種。
可選地，作為本發明的一個實施例，如圖8所示，處理模塊包括：
校驗單元，用於對操作數據進行校驗，得到當前幀指令數據；
判斷單元，用於判斷當前幀指令數據與上一幀是否相同，並在當前幀指令數據與上一幀不同時將當前幀指令數據發送至封裝單元；
封裝單元，用於按照預設數據格式對當前幀指令數據進行壓縮和封裝；
發送模塊，用於調用藍牙模塊將封裝的當前幀指令數據發送至虛擬實境設備。
可選地，作為本發明的一個實施例，如圖9所示，校驗單元包括：
獲取子單元，用於獲取操作數據記錄表，所述操作數據記錄表逐條記錄當前幀操作數據；
分析子單元，用於逐條分析所述操作數據的操作信息；
生成子單元，用於根據所述操作信息生成指令數據。
可選地，在該實施例中，所述數據格式由8位編號位、95位數據位、1位奇偶校驗位和8位數據類型位組成。
上文詳細描述了本發明實施例提供的虛擬實境設備的控制方法及裝置，下面詳細描述本發明實施例提供的虛擬實境設備。
如圖10為本發明實施例提供的一種虛擬實境設備，包括：
藍牙模塊，用於與控制裝置進行配對並接收控制裝置發送的指令數據，並轉發至處理模塊；
處理模塊，用於根據所述指令數據對當前顯示的虛擬實境信息進行控制；
顯示模塊，用於顯示虛擬實境信息。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為了描述的方便和簡潔，上述描述的裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
本專利設計的初衷是降低VR體驗的門檻，使用戶花費最少的成本體驗VR。目前大多數城市家庭都具備兩臺智慧型手機的硬體條件，所以基於本專利用戶只需下載相應APP以及購買最低10元的谷歌VR眼鏡cardboard就可以體驗到多種交互的VR應用產品。以此將VR技術更加拉近人們的生活，改善VR生態圈。
對於低端VR群體，增加了一種可用的控制器，使用戶選擇面更廣，也使VR盒子的生產廠家和軟體製作方多了一種選擇，更為重要的是，這種方式將設備兼容性和便攜性都提高了，且增加了VR控制端的操作方式，增強了VR的可操作性，豐富了VR生態圈。從環保的角度上說，直接利用身邊已有的手機，有助於減少手柄的生產，從而減少不必要的汙染和生態破壞。
本發明具有多個應用領域，分別介紹如下：
1、汽車展示方向：
用戶可以利用VR的方式以第一人稱視角感受汽車的內飾效果及體驗功能，在去4S店之前首先對車的外觀及內飾有一個初步的體驗。
我們在DEMO中製作了緊急避讓系統，使客戶可以在車內感受緊急避讓時的狀態，車內的儀表會如何顯示，系統會如何反應以躲避危險，確保駕駛安全。
同時我們還可以以VR視角模擬駕車體驗。在操作上由於使用的是手機觸屏控制，我們可以通過在觸屏上順時或逆時划動模擬打轉方向盤的方式來控制車的轉向，以更接近真實駕車的方式。
我們以駕駛的操作為例，介紹該發明的控制過程。用戶在控制端的觸屏上對車進行控制，屏幕左側為控制方向的模擬方向盤，右側的上方為油門，右側的下方為剎車及倒車(這裡的操作設置是由設計而定，程序設計時甚至可以將換擋等操作加入，這裡具有很大的靈活性)。
當用戶在模擬方向盤上順時針滑動時，控制端將判斷用戶相對於上一幀的一個相對旋轉量，如果用戶手指操作並未超出邊界，且相對旋轉量不為0，則認定為有效數據，將會把相對旋轉量和油門、剎車按鍵的狀態一併壓縮並封裝，然後通過藍牙模塊傳輸到屏顯端。
此時顯示端也將同步接收到來自藍牙模塊的數據傳輸，將數據取出後進行校驗並判斷數據類型為觸屏控制數據，調用車輛控制的監聽程序，將通過校驗的數據傳入，此時控制程序判斷汽車方向是否受限，若否，則將汽車方向旋轉傳入數據中的相對旋轉量。
2、房地產領域：
目前同類型的VR看房產品有兩種：一種是需要去到銷售現場才能體驗到的VR樣板房。一般由開發商購買VR設備並開發，效果真實、交互功能豐富，但設備成本高並且有場地限制。
另一種是基於網頁或手機客戶端APP的VR看房。一般以360全景照片為主，此類VR交互較少，用戶並不能在三維空間中移動，無法真實地模擬空間感。即使有包含三維空間交互的產品，也限於必須利用藍牙手柄之類的外設輔助而並沒有在市場上推廣開。
而利用本專利可以結合兩者特點，一方面是由於可以直接下載至手機應用，便於推廣。另一方面可以支持三維空間交互，豐富了VR體驗而且體驗成本降至最低。
3、其他領域：
本發明同樣可以應用在手機遊戲，VR旅遊，廣告宣傳等領域。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。