本發(fā)明創(chuàng)造涉及虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水下虛擬現(xiàn)實防護(hù)裝置 。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，需要人都期望通過各種方式來更好的體驗大自然，潛水既是其中一種。然而，大部分潛水勝地都是遠(yuǎn)離城市的海島等地，對于大部分人而已，如果要體驗潛水，則需要長途奔波到旅游景點才能實現(xiàn)，而現(xiàn)有的潛水景點眾多，如果要逐一體驗這些不同景點的不同潛水景象，則需要到不同的地點進(jìn)行潛水，這明顯成本高昂，不利于大眾普及。

另一方面，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，越來越多的開發(fā)機(jī)構(gòu)期望采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來使人們方便地獲得潛水體驗，但是，目前大部分潛水虛擬現(xiàn)實技術(shù)仍然在非真實水下場景下來實現(xiàn)的，其浮力體驗等也是利用了機(jī)械裝置來模擬的，這明顯無法真實的還原在水下的負(fù)壓等等多種復(fù)雜感受。因此，要實現(xiàn)最優(yōu)的潛水虛擬現(xiàn)實體驗，最好還是讓體驗者真實的潛入水中，并在水中播放虛擬現(xiàn)實影像，由虛擬現(xiàn)實影像結(jié)合真實的水下感受，來使體驗者獲得充滿真實感的潛水虛擬現(xiàn)實體驗。

然而，雖然基于現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)能夠使虛擬現(xiàn)實顯示裝置具有防水效果并在水下使用，但是現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實裝置并不便于在潛水時使用，因為虛擬現(xiàn)實裝置佩戴上去后，體驗者則無法觀察到現(xiàn)實中的景象了，而體驗者在下潛時十分需要通過對現(xiàn)實世界的觀察來確保下潛過程的安全，而如果讓體驗者下潛到水下后再佩戴虛擬現(xiàn)實裝置則使用十分不便。為此，專利號為201620021294的專利公開了一種水中虛擬現(xiàn)實體驗系統(tǒng) ，該裝置將虛擬現(xiàn)實的顯示裝置設(shè)置在潛水池的內(nèi)壁，這樣用戶潛如到水下后能夠從池壁觀察到虛擬圖像，這種方式雖然客服了上述的一些缺陷，但是由于體驗者仍然需要佩戴相應(yīng)光學(xué)成像器件才能獲得良好的3D體驗，這些光學(xué)元件仍然會影響體驗者在下潛觀察中對現(xiàn)實景象的觀察，另一方面，體驗者下潛到池中后，并不單獨的觀察到池壁的影像，體驗者觀察到的影像會較大幅度的收到現(xiàn)實中的光照等因素的影響，體驗效果差；再者，采用該技術(shù)，同一潛水池中所有的體驗者都只能體驗到同一虛擬影像，體驗者難以根據(jù)個性需要來獲得個性化的潛水體驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種讓體驗者既能夠安全的實現(xiàn)下潛，又能夠獲得良好的個性化虛擬現(xiàn)實體驗的水下虛擬現(xiàn)實防護(hù)裝置 。

發(fā)明思路：發(fā)明人觀察到，在現(xiàn)有的潛水過程中，為了確保潛水者的安全，潛水者一般都會佩戴潛水鏡或者潛水頭盔這些防護(hù)設(shè)備，此類防護(hù)設(shè)備都具有供潛水人員觀察周圍環(huán)境的透明的觀察視窗。因此，發(fā)明人想到，只要將虛擬現(xiàn)實裝置與此類防護(hù)裝置結(jié)合，使得在潛水前體驗者能夠通過觀察視窗觀察周圍環(huán)境，從而實現(xiàn)安全下潛，待下潛完成后，在讓虛擬顯示裝置的顯示模塊將觀察視窗切換為用戶顯示虛擬圖像的顯示視窗，這樣體驗者就能夠體驗到更加逼真的虛擬景象。

本發(fā)明創(chuàng)造的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

提供一種水下虛擬現(xiàn)實防護(hù)裝置 ，包括防護(hù)主體，所述防護(hù)主體是潛水頭盔或者潛水鏡，所述防護(hù)主體設(shè)置有觀察視窗，還包括虛擬現(xiàn)實裝置，所述虛擬現(xiàn)實裝置包括顯示模塊、定位模塊和陀螺儀模塊，所述虛擬現(xiàn)實裝置根據(jù)所述定位模塊的定位信號和陀螺儀模塊的陀螺儀信號來調(diào)整顯示內(nèi)容，虛擬現(xiàn)實裝置啟動時，所述顯示模塊將所述觀察視窗替換為用于顯示虛擬影像的虛擬顯示視窗。

其中，所述防護(hù)主體是潛水鏡，所述顯示模塊與所述潛水鏡鉸接，所述顯示模塊可被翻動至覆蓋所述觀察視窗并朝向人眼投影。

其中，所述顯示模塊包括的邊緣設(shè)置有鎖扣件，所述顯示模塊被翻動至覆蓋所述觀察視窗時，所述鎖扣能夠鎖緊顯示模塊和潛水鏡。

其中，所述防護(hù)主體是潛水鏡，，所述潛水鏡設(shè)置有滑軌，所述顯示模塊固定于所述滑軌并能夠沿所述滑軌滑動至覆蓋所述觀察視窗。

其中，所述防護(hù)主體是潛水頭盔，所述顯示模塊設(shè)置于潛水頭盔內(nèi)部，并設(shè)置有可供佩戴的佩戴件。

其中，所述防護(hù)主體是潛水頭盔，所述潛水頭盔的觀察視窗由變色玻璃制成，顯示裝置成像時，將所述觀察視窗由透明變?yōu)榉峭该鳎⒋上竦膱D像投影至所述變色玻璃上。

其中，所述防護(hù)主體設(shè)置有通訊接口，所述虛擬現(xiàn)實裝置與所述通訊接口通訊連接。

其中，還包括水深檢測裝置，所述虛擬現(xiàn)實裝置根據(jù)所述水深檢測裝置檢測到的水深信號調(diào)整顯示內(nèi)容。

本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果：本發(fā)明創(chuàng)造將虛擬現(xiàn)實裝置和潛水用的防護(hù)裝置結(jié)合到一起，并且顯示模塊能夠?qū)⒂^察視窗替換為用于顯示虛擬影像的虛擬顯示視窗，這樣，體驗者在體驗時，下潛階段可以利用觀察視窗觀察現(xiàn)實情況從而實現(xiàn)安全下潛，待潛入到位后，啟動虛擬現(xiàn)實裝置，虛擬現(xiàn)實裝置的顯示模塊將所述觀察視窗替換為用于顯示虛擬影像的虛擬顯示視窗，體驗者就能夠濾除現(xiàn)實中的光線干擾而獲得高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實影像體驗，并且由于每個體驗者都獨立配備有一個防護(hù)裝置，因此其顯示裝置也是獨立的，即不同的潛水體驗者可以根據(jù)自己的個性需要來獲得不同的虛擬現(xiàn)實影像。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實施例1的使用示意圖。

圖2為本發(fā)明創(chuàng)造實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明創(chuàng)造實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步描述。

實施例1

本發(fā)明創(chuàng)造的一種基于虛擬現(xiàn)實的水下防護(hù)裝置，如圖1和2所示，包括潛水鏡，潛水鏡上設(shè)有供人眼觀察外界的透明視窗1，透明視窗1采用高韌性透明塑料制成，其中塑料的位置對應(yīng)人眼位置進(jìn)行設(shè)置。透明視窗1上方有由顯示模塊21、定位模塊和陀螺儀模塊組合而成的虛擬現(xiàn)實裝置2，虛擬現(xiàn)實裝置2與設(shè)于潛水鏡上的通訊接口通訊連接，顯示模塊21、定位模塊和陀螺儀模塊通過通訊接口與設(shè)于岸上/水池邊的控制器進(jìn)行有線數(shù)據(jù)通信，具體地，定位模塊和陀螺儀模塊的輸出端分別連接控制器輸入端，控制器輸出端連接顯示模塊21輸入端。其中，定位模塊由GPRS感應(yīng)器構(gòu)成，GPRS感應(yīng)器將位置數(shù)據(jù)傳輸給控制器；顯示模塊21與透明視窗1鉸接。體驗過程中，體驗者在潛水前先將顯示模塊21上翻，此時體驗者通過透明視窗1能夠觀察到現(xiàn)實中的場景，從而使得體驗者能夠自主的安全下潛；待體驗者安全的下潛到預(yù)定的位置和深度后，體驗者不在需要觀察現(xiàn)實中的圖像，而是需要體驗虛擬圖像時，則將顯示模塊下翻，顯示模塊21即遮擋住透明視窗并朝向人眼投影以在人眼中形成圖像，體驗者也就無法觀察到現(xiàn)實中的場景，取而代之的是觀察到顯示模塊21中的虛擬圖像，體驗者也就能夠在不受顯示場景的干擾下充分的體驗虛擬的圖像，并且結(jié)合真實的水下感受，從而獲得更加真實的水下體驗。需要說明的是，本實施例中顯示模塊21與潛水鏡的鉸接位置處于潛水鏡的上部并裸露于潛水鏡的外部，因此顯示模塊21使用時只能上下翻，并且顯示模塊具備較優(yōu)的防水結(jié)構(gòu)，以具備良好的防水性能。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要，將顯示模塊21與潛水鏡的鉸接位置處于潛水鏡設(shè)置與潛水鏡的側(cè)面，以實現(xiàn)側(cè)翻；又或者潛水鏡的內(nèi)部空間足夠大時，可以將顯示模塊21設(shè)置與潛水鏡的內(nèi)部，這樣就無需對顯示模塊21做特殊的防水處理。

本實施例中的顯示模塊21是由顯示屏和設(shè)于顯示屏表面的光學(xué)器件構(gòu)成，光學(xué)器件將顯示屏的顯示圖像傳遞至人眼，從而在人眼中形成3D圖像。另外顯示模塊21的邊緣設(shè)置有鎖扣件3，顯示模塊21被翻動至覆蓋透明視窗1后，操作鎖扣件3將顯示模塊21和潛水鏡鎖緊固定。本裝置還設(shè)有位于潛水鏡外壁的水深檢測裝置，水深檢測裝置包括壓力傳感器4，壓力傳感器4的輸入端連接控制器輸入端。

穿戴本裝置進(jìn)行水下游動時，GPRS感應(yīng)器實時定位游泳人員的水平位置（下文簡稱定位信號）并發(fā)給控制器，陀螺儀模塊實時檢測游泳人員的頭部傾斜情況（下文簡稱陀螺儀信號）并發(fā)給控制器，同時壓力傳感器4實時檢測收到的水下壓力（下文簡稱水深信號）并發(fā)給控制器?？刂破鞲鶕?jù)水深信號計算出游泳人員的潛水深度后，根據(jù)潛水深度、定位信號和陀螺儀信號的不同實時調(diào)整顯示模塊21的顯示內(nèi)容。

本裝置還設(shè)有耳骨耳機(jī)5，該耳骨耳機(jī)5設(shè)于潛水鏡與游泳人員的人耳中間，并通過通訊接口與設(shè)于岸上/水池邊的控制器進(jìn)行有線數(shù)據(jù)通信。在游泳人員水下游動的過程中，控制器將音頻信號通過耳骨耳機(jī)5播放出來。

本裝置在潛水鏡外壁上還設(shè)有與控制器電連接的緊急呼救裝置6，游泳人員在緊急情況下按下緊急呼救裝置6以向控制器發(fā)送呼救信息。此外，潛水鏡與游泳人員的太陽穴之間還設(shè)有與控制器電連接的心律監(jiān)測裝置，該心律監(jiān)測裝置實時監(jiān)測游泳人員的心律，在心律異常時自動發(fā)送呼救信息。

本裝置在水池上方跨還設(shè)有橫向走道和縱向走道，橫向走道和縱向走道將水池分割成多個潛水區(qū)，每個潛水區(qū)上方設(shè)置有一個牽引纜，牽引纜中有通信線纜，具體地，通信線纜外面包裹牽引纜。牽引纜與設(shè)于潛水服上面的接口環(huán)連接，牽引纜里面的通信線纜則通過接口環(huán)與潛水鏡的通訊接口可插拔地電連接，從而實現(xiàn)通訊接口與控制器的數(shù)據(jù)通信。岸上/水池邊設(shè)有牽引機(jī)，牽引機(jī)與牽引纜連接，在控制器在接收到呼救信息后，控制器控制牽引機(jī)拉起牽引纜從而將游泳人員拉出水面?？刂破鬟€與云端連接，從而方便客戶在云端選擇或者上傳體驗的視頻、查看體驗過程中的數(shù)據(jù)。

實施例2

在實施例1的基礎(chǔ)上，將顯示模塊21翻動的方式改為滑動，具體地，在潛水鏡的透明視窗1外表面上設(shè)置滑軌，顯示模塊21安裝于滑軌的一端，顯示模塊21能夠被推動使其沿滑軌滑動至覆蓋所述透明視窗1從而阻斷透明視窗1的圖像進(jìn)入人眼視線，顯示模塊21還朝向人眼投影以在人眼中形成圖像。

實施例3

本發(fā)明創(chuàng)造的一種基于虛擬現(xiàn)實的水下防護(hù)裝置，包括潛水頭盔，潛水頭盔上設(shè)有供人眼觀察外界的透明視窗1，透明視窗1采用高韌性變色玻璃制成，其中變色玻璃的位置對應(yīng)人眼位置進(jìn)行設(shè)置。潛水頭盔內(nèi)部設(shè)有由顯示模塊21、定位模塊和陀螺儀模塊組合而成的虛擬現(xiàn)實裝置2，虛擬現(xiàn)實裝置2與設(shè)于潛水頭盔上的通訊接口通訊連接，顯示模塊21、定位模塊和陀螺儀模塊通過通訊接口與設(shè)于岸上/水池邊的控制器進(jìn)行有線數(shù)據(jù)通信，具體地，定位模塊和陀螺儀模塊的輸出端分別連接控制器輸入端，控制器輸出端連接顯示模塊21輸入端。其中，定位模塊由GPRS感應(yīng)器構(gòu)成，GPRS感應(yīng)器將位置數(shù)據(jù)傳輸給控制器。本裝置還設(shè)有位于潛水頭盔外壁的水深檢測裝置，水深檢測裝置包括壓力傳感器4，壓力傳感器4的輸入端連接控制器輸入端。

體驗者在潛水體驗前，變色玻璃仍然處于透明狀態(tài)，體驗者可以良好的觀察現(xiàn)實場景，從而能夠自主、安全地進(jìn)行下潛，當(dāng)下潛到足夠的深度時，啟動顯示模塊21，顯示模塊21發(fā)出激發(fā)光以使透明視窗1由透明狀態(tài)變?yōu)榉峭该鳡顟B(tài)，這樣體驗者就不再觀察到現(xiàn)實中的圖像，不會受現(xiàn)實中的光源影響，并且顯示模塊21將待成像的圖像投影至變色玻璃上，從而在使體驗者獲得虛擬的圖像。同時，GPRS感應(yīng)器實時定位游泳人員的水平位置（下文簡稱定位信號）并發(fā)給控制器，陀螺儀模塊實時檢測游泳人員的頭部傾斜情況（下文簡稱陀螺儀信號）并發(fā)給控制器，同時壓力傳感器4實時檢測收到的水下壓力（下文簡稱水深信號）并發(fā)給控制器?？刂破鞲鶕?jù)水深信號計算出游泳人員的潛水深度后，根據(jù)潛水深度、定位信號和陀螺儀信號的不同實時調(diào)整顯示模塊21的投影內(nèi)容。

本裝置還設(shè)有耳骨耳機(jī)5，該耳骨耳機(jī)5設(shè)于潛水頭盔與游泳人員的人耳中間，并通過通訊接口與設(shè)于岸上/水池邊的控制器進(jìn)行有線數(shù)據(jù)通信。在游泳人員水下游動的過程中，控制器將音頻信號通過耳骨耳機(jī)5播放出來。

本裝置在潛水頭盔外壁上還設(shè)有與控制器電連接的緊急呼救裝置6，游泳人員在緊急情況下按下緊急呼救裝置6以向控制器發(fā)送呼救信息。此外，潛水頭盔還設(shè)有緊貼游泳人員的太陽穴并與控制器電連接的心律監(jiān)測裝置，該心律監(jiān)測裝置實時監(jiān)測游泳人員的心律，在心律異常時自動發(fā)送呼救信息。

本裝置在水池上方跨還設(shè)有橫向走道和縱向走道，橫向走道和縱向走道將水池分割成多個潛水區(qū)，每個潛水區(qū)上方設(shè)置有一個牽引纜，牽引纜中有通信線纜，通信線纜中有供氧管道，具體地，供氧管道外面包裹通信線纜，通信線纜外面包裹牽引纜。牽引纜與設(shè)于潛水服上面的接口環(huán)連接，牽引纜里面的通信線纜則通過接口環(huán)與潛水頭盔的通訊接口可插拔地電連接，從而實現(xiàn)通訊接口與控制器的數(shù)據(jù)通信，供氧管道伸入到潛水頭盔內(nèi)部，給潛水頭盔內(nèi)部供氧。岸上/水池邊設(shè)有牽引機(jī)，牽引機(jī)與牽引纜連接，在控制器在接收到呼救信息后，控制器控制牽引機(jī)拉起牽引纜從而將游泳人員拉出水面?？刂破鬟€與云端連接，從而方便客戶在云端選擇或者上傳體驗的視頻、查看體驗過程中的數(shù)據(jù)。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明創(chuàng)造保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明創(chuàng)造作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。