1.一種用于頭戴顯示器的人機(jī)交互系統(tǒng),所述頭戴顯示器包括頭戴顯示器本體和至少一個手持控制器,其特征在于,所述人機(jī)交互系統(tǒng)包括安裝于所述手持控制器上的第一交互單元和至少一個安裝于所述頭戴顯示器本體上的第二交互單元,其中,
所述第一交互單元包括第一射頻收發(fā)器和至少一個超聲波發(fā)射器;
所述第二交互單元包括第二射頻收發(fā)器和至少三個位于同一平面的超聲波傳感器;
所述第一交互單元發(fā)送數(shù)據(jù)信號和超聲波信號至所述第二交互單元,所述第二交互單元接收并處理所述數(shù)據(jù)信號和超聲波信號,得到所述手持控制器發(fā)出的控制指令和所述手持控制器相對于所述頭戴顯示器本體的空間位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于頭戴顯示器的人機(jī)交互系統(tǒng),其特征在于,所述第一交互單元還包括:與所述超聲波發(fā)射器連接、用于驅(qū)動所述超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波信號的驅(qū)動電路;
與所述驅(qū)動電路和所述第一射頻收發(fā)器連接、用于控制所述驅(qū)動電路和所述第一射頻收發(fā)器的第一微控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于頭戴顯示器的人機(jī)交互系統(tǒng),其特征在于,所述第一交互單元還包括與所述第一微控制器連接、用于感測用戶操作指令的控制指令感應(yīng)器;
所述控制指令感應(yīng)器包括姿態(tài)檢測模塊、機(jī)械按鍵、電容觸摸按鍵、電容觸摸滑條、電容觸摸面板、手指彎曲傳感器、手指導(dǎo)航傳感器中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的用于頭戴顯示器的人機(jī)交互系統(tǒng),其特征在于,所述手持控制器包括指環(huán)、手柄、模擬槍、手套中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于頭戴顯示器的人機(jī)交互系統(tǒng),其特征在于,所述第二交互單元還包括:與所述第二射頻收發(fā)器和所述超聲波傳感器連接、用于處理所述第二射頻收發(fā)器接收的數(shù)據(jù)信號和所述超聲波傳感器接收的超聲波信號的第二微控制器;
所述第二微控制器具有至少四個外部中斷,其中一個所述外部中斷連接所述第二射頻收發(fā)器,其余所述外部中斷分別通過放大調(diào)理電路連接所述超聲波傳感器;
其中一個所述第二交互單元安裝在所述頭戴顯示器本體的正面,其余所述第二交互單元分別安裝在所述頭戴顯示器本體的不同側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于頭戴顯示器的人機(jī)交互系統(tǒng),其特征在于,所述第二微控制器具有四個外部中斷:第一外部中斷、第二外部中斷、第三外部中斷、第四外部中斷,其中,
所述第一外部中斷連接所述第二射頻收發(fā)器;
所述第二外部中斷通過第一放大調(diào)理電路連接所述第一超聲波傳感器;
所述第三外部中斷通過第二放大調(diào)理電路連接所述第二超聲波傳感器;
所述第四外部中斷通過第三放大調(diào)理電路連接所述第三超聲波傳感器。
7.一種用于頭戴顯示器的人機(jī)交互方法,所述頭戴顯示器包括頭戴顯示器本體和至少一個手持控制器,其特征在于,包括:
所述手持控制器通過第一交互單元的第一射頻收發(fā)器發(fā)送數(shù)據(jù)信號,并在發(fā)送數(shù)據(jù)信號同時或延后第一預(yù)設(shè)時間通過超聲波發(fā)射器發(fā)送超聲波信號;
所述頭戴顯示器本體通過第二交互單元的第二射頻收發(fā)器接收所述數(shù)據(jù)信號,所述第二交互單元的超聲波傳感器接收所述超聲波信號;
所述第二交互單元處理所述數(shù)據(jù)信號,得到所述手持控制器發(fā)出的控制指令;
所述第二交互單元根據(jù)所述超聲波信號到達(dá)每個所述超聲波傳感器的時間得到所述超聲波發(fā)射器與每個所述超聲波傳感器之間的距離;
根據(jù)所述超聲波發(fā)射器與每個所述超聲波傳感器之間的距離,解算出所述手持控制器相對于所述頭戴顯示器本體的空間位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于頭戴顯示器的人機(jī)交互方法,其特征在于,所述手持控制器通過第一交互單元的第一射頻收發(fā)器發(fā)送數(shù)據(jù)信號,包括:
預(yù)設(shè)所有所述手持控制器發(fā)送數(shù)據(jù)信號的發(fā)射順序,數(shù)據(jù)信號中包含用于標(biāo)記所述手持控制器的順序信息;
所述手持控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)信號傳輸至其余所述手持控制器;
其余所述手持控制器接收并識別數(shù)據(jù)信號內(nèi)的順序信息,根據(jù)所述順序信息和預(yù)設(shè)的發(fā)射順序,對應(yīng)發(fā)射順序的下一個所述手持控制器延后第二預(yù)設(shè)時間發(fā)送數(shù)據(jù)信號;或
其余所述手持控制器接收到數(shù)據(jù)信號后,根據(jù)預(yù)設(shè)的發(fā)射順序,依次延時Tsafe、2Tsafe直到nTsafe發(fā)送數(shù)據(jù)信號,其中,所述Tsafe為第三預(yù)設(shè)時間,所述n為所述手持控制器的數(shù)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于頭戴顯示器的人機(jī)交互方法,其特征在于,所述根據(jù)所述超聲波信號到達(dá)每個所述超聲波傳感器的時間得到所述超聲波發(fā)射器與每個所述超聲波傳感器之間的距離,包括:
以所述第二射頻收發(fā)器接收到所述數(shù)據(jù)信號作為計時起點,分別以每個所述超聲波傳感器接收到所述超聲波信號作為計時終點,得到所述超聲波信號到達(dá)每個所述超聲波傳感器的時間;
從所述超聲波信號到達(dá)每個所述超聲波傳感器的時間中去除偏置時間,再根據(jù)聲速計算出所述超聲波發(fā)射器與每個所述超聲波傳感器之間的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于頭戴顯示器的人機(jī)交互方法,其特征在于,所述第一射頻收發(fā)器發(fā)送數(shù)據(jù)信號包括:姿態(tài)檢測模塊、機(jī)械按鍵、電容觸摸按鍵、電容觸摸滑條、電容觸摸面板、手指彎曲傳感器、手指導(dǎo)航傳感器中的一種或多種產(chǎn)生的控制指令。