一种带有高速定位系统的vr键盘
技术领域
1.本发明涉及vr技术领域，具体为一种带有高速定位系统的vr键盘。
背景技术：2.vr已成为当今炙手可热的消费领域之一，在消费者中得到越来越多的应用，但经过多次浪潮的vr始终没有像个人pc，个人手机一样在消费者中得到大量的普及，原因在于vr主要的控制器通常为手柄，其区别于键盘鼠标的操作方式不适用于工作生产，仅在游戏等娱乐领域有新奇的体验。
3.vr中常见的使用键盘的方式包括生成一个虚拟键盘或使用混合现实(mr)技术将现实键盘图像显示在vr中，前者由于没有实际触感的反馈，使用体验极差，后者显示性能较低，且mr与实际观感有较大出入，长时间使用易引起用户不适，此外也有一些使用计算机视觉的方式来识别键盘并同步映射至vr的尝试【202010613900.9vr键盘和vr办公装置】，计算机视觉的识别方式同样面临着效能低的问题，目前对vr设备显示刷新率的要求普遍的共识是达到百帧以上才能保证不引起佩戴者不适，再考虑数据中继传输等耗时，对识别速率的要求至少要在刷新率的两倍以上，这对消费级vr头显的计算能力挑战巨大，此外，为了精准定位每个手指，可见使用的方式为光电探测或声波探测手指接近信号，一方面，这种方式一旦有异物遮挡或异常光照(如日光)，会对检测结果产生巨大影响，另外，仅能检测某个按键是否有物体接近，无法实现是某个确切手指的判断，此外通过计算机视觉方式对手部进行定位同样存在效能低的问题，facebook研发的oculus quest2也仅做到了30hz的识别速度，通过优化算法可弥补至120hz，但稳定性较差，故而提出一种带有高速定位系统的vr键盘来解决上述所提出的问题。
技术实现要素：4.(一)解决的技术问题
5.本发明的目的是为了解决vr中常见的使用键盘的方式包括生成一个虚拟键盘或使用混合现实(mr)技术将现实键盘图像显示在vr中，前者由于没有实际触感的反馈，使用体验极差，后者显示性能较低，且mr与实际观感有较大出入，长时间使用易引起用户不适的问题，而提出的一种带有高速定位系统的vr键盘。
6.(二)技术方案
7.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
8.一种带有高速定位系统的vr键盘，包括键盘和键帽，键盘上设置有多个键帽，所述键盘上设置有多个发光单元，多个发光单元分别设置在所述键盘的面板上且与各键帽一一对应，键帽上设置有电容触摸传感器，键盘上设置有控制系统，控制系统由mcu芯片和vr头显组成，键盘的内侧设置有mcu芯片，mcu芯片对采集的结构光信号进行滤波等预处理，发送至vr头显连接进行手指精准定位。
9.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
10.优选地，所述发光单元由led光源组成，led光源通过焊接或卡接连接至在键盘的面板上，led光源与各键帽一一对应。
11.优选地，所述键帽上开设有缺槽，缺槽的内侧嵌设有电容触摸传感器。
12.优选地，所述vr头显内设有傅里叶变换系统。
13.(三)有益效果
14.与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：
15.本发明具有定位速度快(傅里叶变换，在频域上识别位置和姿态)，环境依赖性低(手指触碰使用电容感应式触碰)，稳定性好等特点，相较于现有的方案，可提升各类操控器在vr中的应用性能。
附图说明
16.图1为本发明键盘与键帽的连接结构示意图；
17.图2为本发明键盘与mcu芯片的剖视结构示意图；
18.图3为本发明vr头显的结构示意图。
19.图中：1、键盘；2、键帽；3、发光单元；4、电容触摸传感器；5、控制系统；51、mcu芯片；52、vr头显。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
21.实施例中，由图1-3给出，一种带有高速定位系统的vr键盘，包括键盘1和键帽2，键盘1上设置有多个键帽2，键盘1用于vr系统的输入，其在空间中的位置可被高速定位系统识别，并在vr环境中以虚拟形象显示，键盘1上设置有多个发光单元3，多个发光单元3分别设置在键盘1的面板上且与各键帽2一一对应，键帽2上设置有电容触摸传感器4，通过触摸电容变化原理检测键盘1键帽2是否被触碰，以辅助在vr环境中显示手指位置，键盘1上设置有控制系统5，控制系统5由mcu芯片51和vr头显52组成，键盘1的内侧设置有mcu芯片51，mcu芯片51对采集的结构光信号进行滤波等预处理，发送至vr头显52连接进行手指精准定位，键盘1上不具有视觉定位标识，利用键帽2的缝隙光生成空间规律分布的线条或在键盘上布置规律分布的线性光或点光，该线条可被vr头显52或其他相机所采集并利用高速定位算法定位键盘1。
22.参照图1-3，其中，发光单元3由led光源组成，led光源通过焊接或卡接连接至在键盘1的面板上，led光源与各键帽2一一对应，用于控制led光源在键盘1上方产生带编码的线状或点状结构光，对用户操作键盘1的各个手指在空间中的精确位置进行建模以在vr环境中精确显示手指位置；
23.参照图1-3，其中，键帽2上开设有缺槽，缺槽的内侧嵌设有电容触摸传感器4，设置有缺槽，使得电容触摸传感器在安装时不会出现向上凸起的状态，从而便于使用者进行按键；
24.参照图1-3，其中，vr头显52内设有傅里叶变换系统，傅里叶变换系统对采集到的键盘1图像进行预处理以及傅里叶变换，通过频域上的分析完成键盘1空间位置、姿态的重建，还包括一个手部三位模型匹配系统，通过对结构光采集的手部模型重建及匹配，通过手指的三位景深信息快速得到手指的准确信息，并结合键盘1按键被触摸的信息，可以精准读取手部的位置和姿态并显示在vr环境中。
25.工作原理：
26.本发明具有定位速度快，傅里叶变换在频域上识别位置和姿态，环境依赖性低，手指触碰使用电容感应式触碰，稳定性好等特点，相较于现有的方案，可提升各类操控器在vr中的应用性能。
27.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种带有高速定位系统的vr键盘，包括键盘(1)和键帽(2)，键盘(1)上设置有多个键帽(2)，其特征在于：所述键盘(1)上设置有多个发光单元(3)，多个发光单元(3)分别设置在所述键盘(1)的面板上且与各键帽(2)一一对应，键帽(2)上设置有电容触摸传感器(4)，键盘(1)上设置有控制系统(5)，控制系统(5)由mcu芯片(51)和vr头显(52)组成，键盘(1)的内侧设置有mcu芯片(51)，mcu芯片(51)对采集的结构光信号进行滤波等预处理，发送至vr头显(52)连接进行手指精准定位。2.根据权利要求1所述的一种带有高速定位系统的vr键盘，其特征在于：所述发光单元(3)由led光源组成，led光源通过焊接或卡接连接至在键盘(1)的面板上，led光源与各键帽(2)一一对应。3.根据权利要求1所述的一种带有高速定位系统的vr键盘，其特征在于：所述键帽(2)上开设有缺槽，缺槽的内侧嵌设有电容触摸传感器(4)。4.根据权利要求1所述的一种带有高速定位系统的vr键盘，其特征在于：所述vr头显(52)内设有傅里叶变换系统。
技术总结本发明涉及VR技术领域，且公开了一种带有高速定位系统的VR键盘，包括键盘和键帽，键盘上设置有多个键帽，所述键盘上设置有多个发光单元，多个发光单元分别设置在所述键盘的面板上且与各键帽一一对应，键帽上设置有电容触摸传感器，键盘上设置有控制系统，控制系统由MCU芯片和VR头显组成。该带有高速定位系统的VR键盘，解决VR中常见的使用键盘的方式包括生成一个虚拟键盘或使用混合现实(MR)技术将现实键盘图像显示在VR中，前者由于没有实际触感的反馈，使用体验极差，后者显示性能较低，且MR与实际观感有较大出入，长时间使用易引起用户不适的问题。的问题。的问题。
技术研发人员：顾海鹏 龙泳东
受保护的技术使用者：氙舟（杭州）科技文化有限责任公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
