本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實交互技術(shù)領域，具體涉及一種虛擬現(xiàn)實手持組件及其制作方法、虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用計算機模擬產(chǎn)生一個逼真的三維空間虛擬世界，通過頭戴式顯示器的方式，將虛擬世界的影像展現(xiàn)在人眼前的一項技術(shù)。這項技術(shù)涉及計算機圖形學，微機電傳感器學，顯示技術(shù)，計算機仿真技術(shù)等；而沉浸感是這項技術(shù)的一個重要評判標準，如果只能在虛擬世界中觀看而不能和其中的物體發(fā)生真實的交互，則會使沉浸感大打折扣，所以可以精確定位并且符合人機交互設計的交互設備是高端虛擬現(xiàn)實技術(shù)中十分重要的一環(huán)。

虛擬現(xiàn)實交互設備可以感知自身在三維空間中的位置，并以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器中，以此來實現(xiàn)虛擬空間中的人機交互?，F(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實交互-設備主要分為兩類：可三自由度定位和可六自由度定位的交互設備。其中的六自由度定位的交互設備有多種技術(shù)方案，包括可見光定位，紅外光學定位，同步定位與地圖構(gòu)建技術(shù)，激光掃描定位等。

目前，紅外光學定位包括主動式紅外光學定位和被動式紅外光學定位，主動式紅外光學定位是指在交互設備上布置有相對位置固定的紅外led燈組并由紅外攝像頭實時進行拍攝，通過透視結(jié)果計算出設備的旋轉(zhuǎn)和位移。被動式紅外光學定位原理類似，只是交互設備上并不安裝紅外led發(fā)光元件，而是紅外反光標記點，利用紅外發(fā)光裝置照射在標記點上從而使紅外攝像頭拍攝的圖像可以明顯的區(qū)分出標記點和周圍環(huán)境。使用多臺紅外攝像機拍攝到的圖像進行融合處理，得到精確可靠的目標物空間位置。紅外光學定位可定位的范圍大，精度高，但是系統(tǒng)成本十分高昂，標定和調(diào)試困難；同時，同步定位與地圖構(gòu)建技術(shù)的測量方法計算量大，對計算設備性能要求高，校準和標定的過程復雜，成本高且很難做到滿足虛擬現(xiàn)實要求的低延遲。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種虛擬現(xiàn)實手持組件及其制作方法、虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)；提高了虛擬現(xiàn)實交互的精確性及運行可靠性，提高了虛擬現(xiàn)實交互的動作識別效率，提高了用戶體驗，并在實現(xiàn)了亞毫米級精度的基礎上降低了制作成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供了一種虛擬現(xiàn)實手持組件，所述組件分別與頭戴式顯示器、以及設有紅外掃描定位裝置的電腦終端通信連接，且所述組件包括：用于與虛擬3d世界中的場景進行交互的劍型手持設備和盾型手持設備；

所述劍型手持設備和盾型手持設備上均設有一個單片機和與所述單片機連接的多個紅外傳感器，其中，所述紅外傳感器用于接收紅外掃描定位裝置發(fā)射的紅外光線。

進一步地，所述劍型手持設備包括依次連接的劍刃、劍身及劍柄，且所述劍身的殼體上設有多個圓孔；

相應的，各個所述紅外傳感器分別設置在所述劍身內(nèi)部的、與各所述圓孔對應的位置上，使得所述紅外掃描定位裝置掃過所述紅外傳感器時，所述紅外傳感器產(chǎn)生光脈沖信號，并將所述光脈沖信號轉(zhuǎn)化為高電平數(shù)字信號形式的傳感數(shù)據(jù)后發(fā)送至所述劍型手持設備內(nèi)部的單片機。

進一步地，所述盾型手持設備包括盾型外殼和設置在所述盾型外殼背部的把手，且所述盾型外殼的殼體上設有多個圓孔；

相應的，各個所述紅外傳感器分別設置在所述劍身內(nèi)部的、與各所述圓孔對應的位置上，使得所述紅外掃描定位裝置掃過所述紅外傳感器時，所述紅外傳感器產(chǎn)生光脈沖信號，并將所述光脈沖信號轉(zhuǎn)化為高電平數(shù)字信號形式的傳感數(shù)據(jù)后發(fā)送至所述盾型手持設備內(nèi)部的單片機。

進一步地，所述單片機用于接收所述紅外傳感器發(fā)送的傳感數(shù)據(jù)，并處理分析所述傳感數(shù)據(jù)，得到對應的所述劍型手持設備或和盾型手持設備當前的姿態(tài)和空間位置，以及，將對應的所述劍型手持設備或和盾型手持設備當前的姿態(tài)和空間位置實時發(fā)送至所述電腦終端。

進一步地，各所述圓孔上均設有紅外透光片，且各所述紅外透光片與所述劍身的殼體的交界處的角度為60度至80度。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：設有紅外掃描定位裝置的電腦終端、所述的虛擬現(xiàn)實手持組件和虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器；

所述電腦終端與所述虛擬現(xiàn)實手持組件通信連接，且所述電腦終端上的紅外掃描定位裝置與所述虛擬現(xiàn)實手持組件上設置有各紅外傳感器的外殼相對設置；

所述電腦終端與所述虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器連接。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括：騎馬運動模擬器；

所述騎馬運動模擬器與所述電腦終端通信連接，使得所述電腦終端控制所述騎馬運動模擬器的運行動作及運行速度。

進一步地，每套所述虛擬現(xiàn)實手持組件均對應一個虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器和一個騎馬運動模擬器；

多套所述虛擬現(xiàn)實手持組件與一個所述電腦終端通信連接。

第三方面，本發(fā)明還提供了一種所述的虛擬現(xiàn)實手持組件的制作方法，所述方法包括：

分別制作得到所述虛擬現(xiàn)實手持組件中的劍型手持設備和盾型手持設備的外觀模型；

根據(jù)預設紅外定位原則，在所述劍型手持設備和盾型手持設備的外殼上分別模擬設置多個紅外傳感器；

對模擬得到的多個紅外傳感器的布局及數(shù)量進行優(yōu)化，分別得到優(yōu)化后的紅外傳感器在所述劍型手持設備和盾型手持設備上的布局結(jié)果，完成所述劍型手持設備和盾型手持設備的模擬；

根據(jù)所述劍型手持設備和盾型手持設備的模擬結(jié)果，制作所述劍型手持設備和盾型手持設備的實體設備。

進一步地，所述預設紅外定位原則包括：

同一個平面上的能夠被所述紅外掃描定位裝置掃描到的紅外傳感器至少包括設有四個；

以及，任意兩個紅外傳感器之間的距離大于預設定位距離；

相對的，所述根據(jù)預設紅外定位原則，在所述劍型手持設備和盾型手持設備的外殼上分別模擬設置多個紅外傳感器，包括：

模擬得到一個掃射角為預設角度的錐形光束；

模擬控制所述錐形光束對所述外觀模型的外殼上的預設區(qū)域范圍內(nèi)的各紅外傳感器和遮擋物部分進行全方位掃射；

根據(jù)掃射結(jié)果計算得到各個角度下的所述外觀模型的定位結(jié)果；

以及，判斷所述外觀模型的定位結(jié)果是否滿足預設值，若不滿足，則多次調(diào)整所述外觀模型的預設區(qū)域范圍內(nèi)的紅外傳感器的位置，并在每次調(diào)整后均進行相應的遞歸運算，并重復判斷所述外觀模型的定位結(jié)果是否滿足預設值，直到所述外觀模型的定位結(jié)果滿足預設值。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的一種虛擬現(xiàn)實手持組件及其制作方法、虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)；所述虛擬現(xiàn)實組件分別與頭戴式顯示器、以及設有紅外掃描定位裝置的電腦終端通信連接，且所述組件包括：用于與虛擬3d世界中的場景進行交互的劍型手持設備和盾型手持設備；所述劍型手持設備和盾型手持設備上均設有一個單片機和與所述單片機連接的多個紅外傳感器，其中，所述紅外傳感器用于接收紅外掃描定位裝置發(fā)射的紅外光線。本發(fā)明提高了虛擬現(xiàn)實交互的精確性及運行可靠性，提高了虛擬現(xiàn)實交互的動作識別效率，提高了用戶體驗，并在實現(xiàn)了亞毫米級精度的基礎上降低了制作成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的一種虛擬現(xiàn)實手持組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的虛擬現(xiàn)實手持組件中的劍型手持設備104的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的虛擬現(xiàn)實手持組件中的盾型手持設備105的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的一種虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的劍型手持設備剖面俯視示意圖；

圖6是本發(fā)明的劍型手持設備剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；

圖7是本發(fā)明的劍型手持設備全剖示意圖；

圖8是本發(fā)明的盾型手持設備剖面示意圖；

圖9是本發(fā)明的一種虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)核心電路的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明的一種虛擬現(xiàn)實手持組件的制作方法的流程示意圖；

其中，101-電腦終端；102-虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器；103-騎馬運動模擬器；104-劍型手持設備；105-盾型手持設備；106-顯示器/屏幕；107-紅外掃描定位裝置；1-usb充電及數(shù)據(jù)接口；2-交互設備開關(guān)；3-led指示燈；4-交互設備配對按鈕；5-圓孔；6-單片機；7-綜合供電組件；8-紅外傳感器；9-開關(guān)按鍵電路板；10-固定支撐平板；11-固定卡槽；12-緊固銅柱；13-固定咬合齒；14-交互按鍵；15-劍身劍刃連接槽；16-觸覺反饋器；17-電池倉；18-裝飾燈電路板。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的實施例一提供了一種虛擬現(xiàn)實手持組件的一種具體實施方式，參見圖1，所述虛擬現(xiàn)實手持組件具體包括如下內(nèi)容：

用于與虛擬3d世界中的場景進行交互的劍型手持設備104和盾型手持設備105。

所述劍型手持設備104和盾型手持設備105上均設有一個單片機6和與所述單片機6連接的多個紅外傳感器8，其中，所述紅外傳感器8用于接收紅外掃描定位裝置107發(fā)射的紅外光線，且所述劍型手持設備104分別與虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器102、以及設有紅外掃描定位裝置107的電腦終端101通信連接，所述盾型手持設備105也分別與虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器102、以及設有紅外掃描定位裝置107的電腦終端101通信連接。

所述單片機6用于接收所述紅外傳感器8發(fā)送的傳感數(shù)據(jù)，并處理分析所述傳感數(shù)據(jù)，得到對應的所述劍型手持設備104或和盾型手持設備105當前的姿態(tài)和空間位置，以及，將對應的所述劍型手持設備104或和盾型手持設備105當前的姿態(tài)和空間位置實時發(fā)送至所述電腦終端101。

在上述描述中，電腦終端101實質(zhì)上是一臺高性能計算機，主要用于處理和渲染3d圖像，并對交互設備動作傳來的數(shù)據(jù)進行及時的反饋，電腦終端101通過無線傳輸模塊與劍型手持設備104及盾型手持設備105相連接。劍型手持設備104及盾型手持設備105可以實時測量自身的空間位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，并通過高速無線傳輸模塊傳輸至電腦終端101，經(jīng)過圖形處理和渲染將實時的圖像回傳至虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器102中顯示。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例提供了一種基于紅外掃描定位的虛擬現(xiàn)實手持組件，該手持組件通過紅外傳感器的設置，提高了虛擬現(xiàn)實交互的精確性及運行可靠性，提高了虛擬現(xiàn)實交互的動作識別效率，提高了用戶體驗，并在實現(xiàn)了亞毫米級精度的基礎上降低了制作成本。

在一種具體實現(xiàn)方式中，參見圖2，上述虛擬現(xiàn)實手持組件中的劍型手持設備104具體包括如下內(nèi)容：

所述劍型手持設備104包括依次連接的劍刃、劍身及劍柄，且所述劍身的殼體上設有多個圓孔5，相應的，各個所述紅外傳感器8分別設置在所述劍身內(nèi)部的、與各所述圓孔5對應的位置上，使得所述紅外掃描定位裝置掃過所述紅外傳感器時，所述紅外傳感器產(chǎn)生光脈沖信號，并將所述光脈沖信號轉(zhuǎn)化為高電平數(shù)字信號形式的傳感數(shù)據(jù)后發(fā)送至所述劍型手持設備內(nèi)部的單片機。

所述劍身內(nèi)設有供電電源，所述供電電源分別連接單片機6及各所述紅外傳感器8。

所述劍型手持設備104上還包括：均連接至所述劍身內(nèi)的單片機6的usb充電及數(shù)據(jù)接口1、交互設備配對按鈕4、交互設備開關(guān)2和led指示燈3；且所述usb充電及數(shù)據(jù)接口1、交互設備配對按鈕4、交互設備開關(guān)2和led指示燈3設置在所述劍身或劍柄的殼體上。

各所述圓孔5上均設有紅外透光片，且各所述紅外透光片與所述劍身的殼體的交界處的角度為60度至80度，以70度為最佳。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例給出了一種功能全面且運行可靠的劍型手持設備，且該劍型手持設備通過紅外傳感器的設置，提高了虛擬現(xiàn)實交互的精確性及運行可靠性。

在一種具體實現(xiàn)方式中，參見圖3，上述虛擬現(xiàn)實手持組件中的盾型手持設備105具體包括如下內(nèi)容：

盾型外殼和設置在所述盾型外殼背部的把手，且所述盾型外殼的殼體上設有多個圓孔5；

相應的，各個所述紅外傳感器8分別設置在所述劍身內(nèi)部的、與各所述圓孔5對應的位置上，使得所述紅外掃描定位裝置掃過所述紅外傳感器時，所述紅外傳感器產(chǎn)生光脈沖信號，并將所述光脈沖信號轉(zhuǎn)化為高電平數(shù)字信號形式的傳感數(shù)據(jù)后發(fā)送至所述盾型手持設備內(nèi)部的單片機；各所述圓孔5上均設有紅外透光片，且各所述紅外透光片與所述劍身的殼體的交界處的角度為60度至80度，以70度為最佳。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例給出了一種功能全面且運行可靠的盾型手持設備，且該盾型手持設備通過紅外傳感器的設置，提高了虛擬現(xiàn)實交互的精確性及運行可靠性。

本發(fā)明的實施例二提供了一種虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)的一種具體實施方式，參見圖4，所述虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)具體包括如下內(nèi)容：

設有紅外掃描定位裝置107的電腦終端101、騎馬運動模擬器103、上述的虛擬現(xiàn)實手持組件中的劍型手持設備104和盾型手持設備105和虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器102；所述電腦終端101與所述虛擬現(xiàn)實手持組件中的劍型手持設備104和盾型手持設備105通信連接，且所述電腦終端101上的紅外掃描定位裝置107與所述虛擬現(xiàn)實手持組件上設置有各紅外傳感器8的外殼相對設置；所述電腦終端101與所述虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器102連接；所述騎馬運動模擬器103與所述電腦終端101通信連接，使得所述電腦終端控制所述騎馬運動模擬器的運行動作及運行速度；每套所述虛擬現(xiàn)實手持組件均對應一個虛擬現(xiàn)實頭戴顯示器102和一個騎馬運動模擬器103；多套所述虛擬現(xiàn)實手持組件與一個所述電腦終端101通信連接，以實現(xiàn)同一場地中能夠進行多人游戲。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例提供了一種基于紅外掃描定位的虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)，該交互系統(tǒng)通過紅外傳感器的設置，提高了虛擬現(xiàn)實交互的精確性及運行可靠性，提高了虛擬現(xiàn)實交互的動作識別效率，提高了用戶體驗，并在實現(xiàn)了亞毫米級精度的基礎上降低了制作成本。

為進一步的說明本方案，本發(fā)明還提供了一種虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)的應用實例，該虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)具體包括如下內(nèi)容：

電腦終端101實質(zhì)上是一臺高性能計算機，主要用于處理和渲染3d圖像，并對交互設備動作傳來的數(shù)據(jù)進行及時的反饋，同時也用于控制運動模擬器的動作和快慢。

運動模擬器為騎馬運動模擬器103，可以模擬真實騎馬的起伏動作及快慢。動作由上位機即所述的電腦終端101通過有線或無線的方式發(fā)送給騎馬模擬器103。

客制化外形的虛擬現(xiàn)實交互設備指劍型手持設備104和盾型手持設備105。

虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器102中所呈現(xiàn)的內(nèi)容是一部以古代戰(zhàn)爭為題材的3d游戲，該游戲僅用于呈現(xiàn)此虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)的基本功能，并非此虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)的唯一應用形式。

電腦終端101通過線纜和頭戴式顯示器102相連接，通過無線傳輸模塊與騎馬模擬器103，劍型手持設備104及盾型手持設備105相連接。騎馬模擬器103可以通過讀取電腦終端101發(fā)送的數(shù)據(jù)包來調(diào)節(jié)不同的速度以更加真實的模擬騎馬動作，劍型手持設備104及盾型手持設備105可以實時測量自身的空間位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，并通過高速無線傳輸模塊傳輸至電腦終端101，經(jīng)過圖形處理和渲染將實時的圖像回傳至頭戴式顯示器102中顯示。

劍型手持設備104和盾型手持設備105均是基于紅外激光掃描定位的浸入式虛擬現(xiàn)實交互設備，其中劍型交互設備分為劍刃、劍身和劍柄三個部分，盾形交互設備分為盾正面部分和盾背面把手部分。usb接口1可用于交互設備的充電，以及設備調(diào)試時與電腦終端101的數(shù)據(jù)傳輸，設備開關(guān)2用于啟動和關(guān)閉系統(tǒng)，led指示燈3用于指示系統(tǒng)狀態(tài)，交互設備配對按鈕4用于將設備與電腦終端101進行配對，圓孔5用于使紅外光透過殼體的同時最大程度的隔絕可見光對系統(tǒng)的影響。

如圖5所示，單片機6上由運算單元mcu，fpga，運動傳感器imu，以及無線傳輸單元構(gòu)成，運動傳感器包括三軸mems陀螺儀和三軸mems加速度計，運算單元mcu通過傳感器得到的加速度和角速度來計算設備的旋轉(zhuǎn)信息。單片機6通過其背面兩側(cè)的插座與綜合供電組件7連接，綜合供電組件7通過其四周的四個插座與30個分布在設備表面的紅外傳感器8連接，連接方式采用柔性電路板的方式，使得線路緊貼設備內(nèi)表面，增加了系統(tǒng)的可靠性。當紅外線掃過傳感器表面時，傳感器會產(chǎn)生光脈沖信號，通過內(nèi)置的asic芯片轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號傳輸?shù)絾纹瑱C6。fpga將來自紅外傳感器的信號以及運動傳感器imu獲取的測量結(jié)果標記上時間標記，傳輸?shù)竭\算單元mcu上進行融合運算并得到設備的位置信息，再通過無線傳輸單元傳輸?shù)诫娔X終端101上并在頭戴式顯示器中渲染出結(jié)果。

開關(guān)按鍵電路板9通過排線與綜合供電組件7相連，當開關(guān)或配對按鈕被按下時，信號會通過綜合供電組件7傳輸?shù)絾纹瑱C6上的運算單元mcu，相應的事件就會被激活通過無線傳輸單元傳送到電腦終端101上。當開關(guān)按鍵電路9接上usb線后，綜合供電組件7上的充電單元就會被激活，充電單元會自動根據(jù)usb連接的不同端口類型選擇合適的充電電流對設備內(nèi)部的鋰電池進行充電。同時鋰電池上內(nèi)置熱敏電阻，如果電池溫度過高，充電單元會停止給電池繼續(xù)供電。

如圖6所示，類似地，交互按鍵14通過排線與開關(guān)按鍵電路板9相連，最終信號也會傳輸?shù)絾纹瑱C6上并進行無線傳輸。

如圖7所示，劍身和劍柄部分在結(jié)構(gòu)上可拆分為三部分，下半部分采用左右咬合的固定方法，左右兩半殼體通過固定咬合齒13固定，核心電路板固定在固定支撐平板10上，并卡在固定卡槽11中以進一步增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，上下兩半殼體通過緊固銅柱12用螺絲進行固定。劍刃部分通過劍身劍刃連接槽15與劍身部分互相連接，并通過螺絲進一步加固。觸覺反饋器16是一個感應式機電振動器，通過排線與綜合供電組件7相連接。當電腦終端101發(fā)送一個振動反饋信號給設備時，通過單片機6將信號傳遞給綜合供電組件7，使得觸覺反饋器發(fā)生振動。

如圖8所示，盾形虛擬現(xiàn)實交互設備的核心電路原理與劍形虛擬現(xiàn)實交互設備類似，但是紅外傳感器在殼體上的分布位置是根據(jù)模型進行模擬計算得出，所以兩者傳感器分布不同。3000mah的鋰電池被固定在電池倉16上，與綜合供電組件直接相連對系統(tǒng)供電。裝飾燈電路板17位于兩側(cè)，通過排線與綜合供電組件相連，對led燈帶進行供電。

如圖9所示，本實施例中的交互設備核心電路的系統(tǒng)架構(gòu)分為傳感，運算，傳輸和輔助四大部分。傳感器將獲得的電信號傳遞給運算模塊，運算模塊進行計算后交由傳輸模塊進行無線傳輸，輔助模塊則負責充放電，電壓調(diào)制和按鈕交互的功能。

本應用實例采用了一種加塞結(jié)構(gòu)，即外殼使用紅外不透光材料，遮罩物使用紅外透光材料，且兩種材料交界處為70度斜坡，使得感光區(qū)域最大化。否則，如果兩種材料交界處為直角，感光區(qū)域則僅為傳感器正前方，會大大影響感光效果。

從上述描述可知，本應用實例中的虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)中的運動模擬器和頭盔顯示器中的畫面高度同步，實現(xiàn)了真實的運動效果模擬體驗；虛擬現(xiàn)實交互設備定位精度均為亞毫米級別，延遲低，可以對復雜快速的動作進行定位追蹤并精準的呈現(xiàn)在頭戴式顯示器中，同時相對成本較低；與電腦終端之間均采用無線通信的方式，減少了對動作的限制，同時該無線通信協(xié)議穩(wěn)定可靠并支持多個發(fā)送終端同時工作；表面?zhèn)鞲衅魑恢媒?jīng)過模擬計算得到，大幅降低了定位效果受到真實環(huán)境中物體遮擋的影響；改變了傳統(tǒng)手柄的外形，使得真實世界中交互設備的外形和虛擬世界中的物體完全一致，極大的增加了交互設備的沉浸感。

本發(fā)明的實施例三提供了一種虛擬現(xiàn)實手持組件的制作方法的具體實施方式，參見圖10，所述虛擬現(xiàn)實手持組件的制作方法具體包括如下內(nèi)容：

步驟101：分別制作得到所述虛擬現(xiàn)實手持組件中的劍型手持設備和盾型手持設備的外觀模型。

步驟102：根據(jù)預設紅外定位原則，在所述劍型手持設備和盾型手持設備的外殼上分別模擬設置多個紅外傳感器。

在步驟102中，所述預設紅外定位原則包括：

(1)同一個平面上的能夠被所述紅外掃描定位裝置掃描到的紅外傳感器至少包括設有四個；

(2)任意兩個紅外傳感器之間的距離大于預設定位距離；

相對的，所述步驟102具體包括：

步驟102-1：模擬得到一個掃射角為預設角度的錐形光束。

步驟102-2：模擬控制所述錐形光束對所述外觀模型的外殼上的預設區(qū)域范圍內(nèi)的各紅外傳感器和遮擋物部分進行全方位掃射。

步驟102-3：根據(jù)掃射結(jié)果計算得到各個角度下的所述外觀模型的定位結(jié)果。

步驟102-4：判斷所述外觀模型的定位結(jié)果是否滿足預設值，若不滿足，則多次調(diào)整所述外觀模型的預設區(qū)域范圍內(nèi)的紅外傳感器的位置，并在每次調(diào)整后均進行相應的遞歸運算，并重復判斷所述外觀模型的定位結(jié)果是否滿足預設值，直到所述外觀模型的定位結(jié)果滿足預設值。

步驟103：對模擬得到的多個紅外傳感器的布局及數(shù)量進行優(yōu)化，分別得到優(yōu)化后的紅外傳感器在所述劍型手持設備和盾型手持設備上的布局結(jié)果，完成所述劍型手持設備和盾型手持設備的模擬。

步驟104：根據(jù)所述劍型手持設備和盾型手持設備的模擬結(jié)果，制作所述劍型手持設備和盾型手持設備的實體設備。

本實施例三中的劍形和盾形虛擬現(xiàn)實交互設備采用了一種模擬傳感器排布軟件。由于傳感器在交互設備的表面的擺放位置對最終的定位效果有至關(guān)重要的影響，所以在確定交互設備外觀模型后，具體的傳感器擺放位置會通過軟件進行模擬，以達到最大的傳感器覆蓋程度，最終實現(xiàn)最佳的定位效果。由于至少需要四個不共面的點才能夠確定一個物體的空間位置，所以傳感器布局需要滿足在任意角度都有至少四個傳感器能夠被紅外激光基站所掃射到。同時，任意兩個傳感器之間的位置不能過近，否則單片機無法識別出兩個脈沖信號之間的時間差而導致無法準確定位。模擬軟件可以模擬一個一定掃射角的錐形光束，通過對外觀模型待布局傳感器的區(qū)域和遮擋物部分(包括交互設備自身的非傳感器布置區(qū)和用戶身體/手臂等)所有角度下的模擬掃射，計算出各個角度下該交互設備外觀模型的定位效果，如果一些角度下定位效果不符合要求則自動調(diào)整對應區(qū)域內(nèi)的傳感器位置，依次不斷進行遞歸運算，最終生成較為優(yōu)化的傳感器布局。

但是，獲得的傳感器布局并非一定是最優(yōu)的，當發(fā)現(xiàn)計算出的多個傳感器位置過于接近或者共面時，可以適當減少傳感器數(shù)量再次進行模擬。同樣地，如果發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果并不理想，現(xiàn)有的傳感器布局無法使全部平面獲得覆蓋，應增加傳感器數(shù)量進行模擬計算。同時在考慮工業(yè)設計和結(jié)構(gòu)實現(xiàn)之后，也可能對傳感器的布局進行一定的調(diào)整。

本實施例三采用了一種校準軟件對裝配后的傳感器精確位置進行了校準，為了實現(xiàn)高精度毫米級別的定位，傳感器的精確位置也是十分重要的。由軟件模擬調(diào)整得出的傳感器布局有精確的坐標，但人工裝配后會導致誤差的產(chǎn)生，由于誤差的不確定性，每一個交互設備都會進行校準程序以保證實現(xiàn)最佳的精確度。

除此之外，由于交互設備外殼通常是紅外不透光材料，如果要使得紅外光感器感光則必須在外殼上開小孔，為了兼顧美觀和設備的穩(wěn)定性，則需要選擇一種合適的遮罩物來保護紅外光感器但同時要求該遮罩物不影響設備的感光性能。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例三提供了一種虛擬現(xiàn)實手持組件的制作方法，通過精確模擬紅外傳感器在虛擬現(xiàn)實手持組件上的布局，提高了虛擬現(xiàn)實交互的精確性及運行可靠性，提高了虛擬現(xiàn)實交互的動作識別效率，提高了用戶體驗，并在實現(xiàn)了亞毫米級精度的基礎上降低了制作成本。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。