[0001] 本实用新型涉及混合现实技术领域，具体涉及一种一体式混合现实头戴显示系统。

[0002] 混合现实、虚拟现实、增强现实技术是近年来出现的高新技术，其利用计算机图形学模拟产生一个三维空间的虚拟世界，让使用者可以实时、没有限制地与三维空间内的物体进行视觉、听觉等方面的交互。虚拟现实中用户与纯虚拟的世界进行交互，增强现实中用户可以利用虚拟内容对现实世界进行叠加增强，混合现实技术是虚拟现实、增强现实技术的进一步发展和融合，该技术通过在虚拟环境中引入数字化现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。

[0003] 现有的头戴显示设备多为虚拟现实头戴显示设备，并且现有的头戴显示设备中的手柄设备的识别多依靠不同颜色的指示灯进行左右手的识别，但是不同的手柄设备间指示灯颜色相同，对不同手柄设备的识别能力差，难以实现多用户共同交互时对各个用户的识别，从而降低了用户的体验感。实用新型内容

[0004] 本实用新型实施例提供了一种一体式混合现实头戴显示系统，以克服现有技术中头戴显示设备多为虚拟现实头戴显示设备，并且现有的头戴显示设备中的手柄设备识别能力差，难以实现多用户共同交互时对各个用户的识别，从而降低了用户的体验感等问题。

[0005] 本实用新型实施例提供了一种一体式混合现实头戴显示系统，包括：头戴显示设备及手柄设备，其中，所述手柄设备包括：惯性测量模块、按键模块、灯带调节模块及灯带；所述惯性测量模块测量所述手柄设备的手柄姿态信息，并将所述手柄姿态信息发送至一数据处理端；所述按键模块获取用户的操作信息，并将所述操作信息发送至所述灯带调节模块及所述数据处理端；所述灯带调节模块根据所述操作信息调节所述灯带的灯带显示图像；所述头戴显示设备获取所述灯带显示图像，并将所述灯带显示图像发送至所述数据处理端；所述数据处理端设置于所述头戴显示设备的内部，所述数据处理端根据所述手柄姿态信息、操作信息、灯带显示图像对所述手柄设备进行识别。

[0006] 可选地，所述手柄设备还包括：数据传输模块，所述数据传输模块获取所述手柄姿态信息及所述操作信息，并将所述手柄姿态信息及所述操作信息发送至所述数据处理端。

[0007] 可选地，所述头戴显示设备包括：图像获取模块、传感器、通信模块及显示模块，其中，所述图像获取模块获取所述灯带显示图像，并将所述灯带显示图像通过所述通信模块发送至所述数据处理端；所述传感器测量所述头戴显示设备的运动信息，并将所述运动信息通过通信模块发送至所述数据处理端；所述显示模块显示所述数据处理端通过所述通信模块发送的混合现实图像。

[0008] 可选地，所述头戴显示设备还包括：头戴固定装置，用户通过所述头戴固定装置将所述头戴显示设备固定于所述用户的头上。

[0009] 可选地，所述显示模块包括：第一屏幕和第二屏幕，所述第一屏幕和所述第二屏幕分别与所述用户的左眼和右眼对应设置，同步显示所述混合现实图像。

[0010] 可选地，所述灯带由多个LED灯组成。

[0011] 可选地，所述图像获取模块为至少一摄像头。

[0012] 可选地，所述至少一摄像头根据预设排布方式进行布局。

[0013] 本实用新型技术方案，具有如下优点：

[0014] 本实用新型实施例提供的一体式混合现实头戴显示系统，包括头戴显示设备及手柄设备，手柄设备包括惯性测量模块，测量手柄设备的手柄姿态信息；按键模块，获取用户的操作信息；灯带调节模块，根据操作信息调节灯带显示图像；灯带，显示灯带显示图像。头戴显示设备获取灯带显示图像，并将该灯带显示图像发送至数据处理端，数据处理端设置于所述头戴显示设备的内部，数据处理端根据手柄姿态信息、操作信息、灯带显示图像对所述手柄设备进行识别。从而实现了对灯带显示图像的调节，增强了对手柄设备的识别能力，从而为多用户共同交互时对各个用户的识别提供基础，提高了用户体验，此外，还通过将数据处理端设置于头戴显示设备的内部，减小了整个系统的体积，携带方便，扩大了用户的交互范围。

[0019] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

[0020] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0021] 此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0022] 本实施例提供一种一体式混合现实头戴显示系统，如图1所示，该一体式混合现实头戴显示系统包括：头戴显示设备1及手柄设备2，其中，手柄设备2包括：惯性测量模块21、按键模块22、灯带调节模块23及灯带24；惯性测量模块21测量手柄设备2的手柄姿态信息，并将手柄姿态信息发送至一数据处理端3；按键模块22获取用户的操作信息，并将操作信息发送至灯带调节模块23及数据处理端3；灯带调节模块23根据操作信息调节灯带24的灯带显示图像；头戴显示设备1获取灯带显示图像，并将灯带显示图像发送至数据处理端3；数据处理端3设置于头戴显示设备1的内部，数据处理端3根据手柄姿态信息、操作信息、灯带显示图像对所述手柄设备进行识别。

[0023] 本实用新型实施例提供的一体式混合现实头戴显示系统，实现了对灯带显示图像的调节，增强了对手柄设备的识别能力，从而为多用户共同交互时对各个用户的识别提供基础，提高了用户体验，此外，还通过将数据处理端设置于头戴显示设备的内部，减小了整个系统的体积，携带方便，扩大了用户的交互范围。

[0024] 以下将结合具体实例对本实用新型实施例提供的一体式混合现实头戴显示系统进行详细的介绍。

[0025] 在一较佳实施例中，如图2所示，上述的手柄设备2还包括：数据传输模块25，数据传输模块25获取手柄姿态信息及操作信息，并将手柄姿态信息及操作信息发送至数据处理端3，在实际应用中，该数据传输模块25可以采用蓝牙4.0以无线模式将上述信息发送至数据处理端3。

[0026] 具体地，在实际应用中，上述的惯性测量模块21测量手柄设备2的手柄姿态信息包括：手柄设备2的加速度信息和角速度信息。在实际应用中可以采用MPU9250作为惯性测量模块21，其包含了三轴陀螺仪和三轴加速度计，分别测量手柄设备2的加速度和角速度，并通过蓝牙4.0方式传输给数据处理端3。上述的按键模块22获取用户的操作信息，该操作信息为用户手动按键的触控信息，该信息通过上述的数据传输模块25蓝牙4.0传输给数据处理端3。上述的灯带调节模块23根据用户的操作信息调节上述灯带24的灯带显示图像，使得不同用户的手柄设备2中的灯带显示图像不同，便于对多用户的不同手柄设备2进行识别。在实际应用中，上述的灯带24由多个LED灯组成，上述的灯带调节模块23根据操作信息调节各个LED灯的亮灭状态，呈现不同灯带显示图像。

[0027] 具体地，在实际应用中，上述的按键模块22获取用户的操作信息，该操作信息中包括用户所选择的灯带显示图像信息，上述的灯带调节模块23根据用户选择的灯带显示图像信息调节上述的灯带24显示出用户所选择的灯带显示图像，上述的数据处理端3通过比较上述操作信息中的灯带显示图像与上述头戴显示设备1获取的灯带显示图像是否一致，从而对手柄设备2进行识别，例如用户A通过按键模块2选择的灯带显示图像为L型图像，而用户B通过按键模块2选择的灯带显示图像为I型图像，则上述的数据处理端3通过比较上述头戴显示设备1获取的灯带显示图像，判断当前待识别的手柄设备2由A用户或是B用户进行操作，进而实现了对不同用户手柄设备2的识别。

[0028] 在一较佳实施例中，如图2所示，上述的头戴显示设备1包括：图像获取模块11、传感器12、通信模块13及显示模块14，其中，图像获取模块11获取灯带显示图像，并将灯带显示图像通过通信模块13发送至数据处理端3；传感器12测量头戴显示设备1的运动信息，并将运动信息通过通信模块13发送至数据处理端3；显示模块14显示数据处理端3通过通信模块13发送的混合现实图像。

[0029] 具体地，在实际应用中，上述的图像获取模块11为至少一摄像头，在本发明实施例中该图像获取单元11，为一个双目摄像头，该双目摄像头根据预设排布方式进行布局，例如该预设排布方式可以是让该双目摄像头平行放置，水平下视15°等，上述的摄像头可采用例如OV580等。需要说明的是，在本发明实施例中是以图像获取单元11为一个双目摄像头为例进行的说明，在实际应用中还可以是其他类型的摄像头，并且摄像头的种类、个数及预设排布方式可以根据实际需要进行设置，本发明并不以此为限。上述的通信模块13为USB3.0，通过该摄像头拍摄上述的手柄设备2中的灯带所显示的灯带显示图像，并将拍摄的上述图像通过USB3.0有线模式发送至上述数据处理端3。上述的传感器12可以采用MPU9250，包含三轴陀螺仪和三轴加速度计，其所测量的运动信息包括头戴显示设备1的角速度信息和加速度信息，并通过USB3.0有线模式发送至上述数据处理端3。

[0030] 在一较佳实施例中，如图3所示，上述的显示模块14包括：第一屏幕141和第二屏幕142，第一屏幕141和第二屏幕142分别与用户的左眼和右眼对应设置，同步显示混合现实图像。在实际应用中，为了增强用户的体验感，保障用户在佩戴上头戴显示设备1后，双眼看到的图像的一致性，需要在左右眼处除分别设置第一屏幕141和第二屏幕142，同步显示数据处理端3通过上述通信模块13发送的混合现实图像。

[0031] 在一较佳实施例中，如图2所示，上述的头戴显示设备1还包括：头戴固定装置15，用户通过头戴固定装置15将头戴显示设备1固定于用户的头上。在实际应用中，上述的头戴固定装置15与上述头戴显示设备1之间可以是固定连接也可以是可拆卸连接，该头戴固定装置15可以采用卡扣或绑带等结构将头戴显示设备1固定在用户头上，本实用新型并不以此为限。

[0032] 通过上述各个组成部分的协同合作，本实用新型提供的一体式混合现实头戴显示系统，实现了对混合现实图像的显示，增强了用户体验的真实感，并且实现了对灯带显示图像的调节，还通过对灯带显示图像的获取，增强了对手柄设备的识别能力，从而为多用户共同交互时对各个用户的识别提供基础，提高了用户体验，还通过将数据处理端设置于头戴显示设备的内部，减小了整个系统的体积，携带方便，扩大了用户的交互范围。

[0033] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。