虚拟键盘的显示方法、头戴显示设备及系统技术方案

本发明专利技术公开了虚拟键盘的显示方法、头戴显示设备及系统，该方法包括：通过电磁接收器感应物理键盘的电磁发射器发射的电磁信号，以确定物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿；接收物理键盘发送的通过设置在物理键盘的惯性测量单元测量得到的位姿变化信息，根据物理键盘在头戴坐标系下的初始位姿和位姿变化信息，确定物理键盘在头戴坐标系下的第二位姿；对第一位姿和第二位姿进行融合，确定物理键盘的头戴坐标系下的第三位姿；基于第三位姿向用户呈现虚拟键盘。

【技术实现步骤摘要】
虚拟键盘的显示方法、头戴显示设备及系统
本专利技术涉及人机交互
，更具体地，涉及一种虚拟键盘的显示方法、头戴显示设备及系统。
技术介绍
虚拟现实(VirtualReality，简称VR)是近年来出现的高新技术。随着虚拟现实行业的蓬勃发展，用户使用过程中，虚拟与现实的交互需求日益剧增。目前，基于虚拟现实设备的交互主要集中在语音识别、手势识别、头部转动跟踪等。而对于文字输入、属性浏览、桌面环境的使用等更复杂的交互方式，需要在虚拟现实设备中显示虚拟键盘。通常可以基于视觉、惯性传感器、超声波等定位虚拟键盘。但是，基于视觉定位虚拟键盘的方式容易受环境光的影响，定位准确性较差。而基于超声波定位虚拟键盘的方式，定位精度较高，但是超声波的频率容易受到多普勒效应和温度的影响，并且设备成本较高。而基于惯性传感器定位虚拟键盘的方式，设备成本较低，但是定位精度有限。因此，有必要提供一种新的显示虚拟键盘的方案。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种虚拟键盘的显示方法、头戴显示设备及系统的技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法，应用于头戴显示设备，所述头戴显示设备设有电磁接收器，所述方法包括：通过所述电磁接收器感应物理键盘的电磁发射器发射的电磁信号，以确定物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿；接收物理键盘发送的通过设置在物理键盘的惯性测量单元测量得到的位姿变化信息，根据物理键盘在头戴坐标系下的初始位姿和位姿变化信息，确定物理键盘在头戴坐标系下的第二位姿；对所述第一位姿和所述第二位姿进行融合，确定物理键盘的头戴坐标系下的第三位姿；基于所述第三位姿向用户呈现虚拟键盘。可选地，所述通过所述电磁接收器感应物理键盘的电磁发射器发射的电磁信号，以确定物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿包括：根据所述电磁接收器输出的感应信号，确定所述头戴显示设备与所述物理键盘之间的第一距离和第一相对姿态；根据所述第一距离和所述第一相对姿态，确定所述物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿。可选地，所述第一位姿包括第一位置参数和第一姿态参数，所述第二位姿包括第二位置参数和第二姿态参数；所述对所述第一位姿和所述第二位姿进行融合，确定物理键盘的头戴坐标系下的第三位姿包括：将所述第一位姿的第一位置参数和所述第二位姿的第二位置参数求加权平均值，得到第三位置参数；将所述第一位姿的第一姿态参数和所述第二位姿的第二姿态参数求加权平均值，得到第三姿态参数；根据所述第三位置参数和所述第三姿态参数，确定物理键盘的头戴坐标系下的第三位姿。可选地，还包括：接收物理键盘发送的键值；基于物理键盘的按键与所述键值的映射关系，根据所述键值确定被按压的按键；以预设的点亮时间点亮所述虚拟键盘上对应的所述被按压的按键。可选地，还包括：接收物理键盘的振动马达发出的振动信号；根据所述振动信号，点亮所述虚拟键盘上与所述振动信号对应的指定按键。根据本专利技术的第二方面，提供了一种头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法，应用于物理键盘，所述物理键盘设有电磁发射器和惯性测量单元，所述方法包括：通过所述电磁发射器向头戴显示设备发射电磁信号；通过所述惯性测量单元测量所述物理键盘的位姿变化信息，将所述位姿变化信息发送至所述头戴显示设备。可选地，还包括：响应于用户的按压操作，获取键值；将所述键值发送至头戴显示设备。可选地，所述物理键盘还设有振动马达，所述振动马达用于在预设的指定按键被按压的情况下发出振动信号，所述方法还包括：响应于用户对预设的指定按键的操作，所述振动马达产生振动信号；将所述振动信号发送至头戴显示设备。根据本专利技术的第三方面，提供了一种头戴显示设备，包括：电磁接收器、第一位姿确定模块、第二位姿确定模块、第三位姿确定模块和显示模块；第一位姿确定模块，用于通过所述电磁接收器感应物理键盘的电磁发射器发射的电磁信号，以确定物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿；第二位姿确定模块，用于接收物理键盘发送的通过设置在物理键盘的惯性测量单元测量得到的位姿变化信息，根据物理键盘在头戴坐标系下的初始位姿和位姿变化信息，确定物理键盘在头戴坐标系下的第二位姿；第三位姿确定模块，用于对所述第一位姿和所述第二位姿进行融合，确定物理键盘的头戴显示设备坐标系下的第三位姿；显示模块，用于基于所述第三位姿向用户呈现虚拟键盘。根据本专利技术的第四方面，提供了一种头戴显示设备，包括：存储器，所述存储器用于存储计算机指令；处理器，所述处理器用于从所述存储器中调用所述计算机指令，并在所述计算机指令的控制下执行如本专利技术第一方面提供的一种头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法。根据本专利技术的第五方面，提供了一种物理键盘，包括：电磁信号发射器，用于向头戴显示设备发射电磁信号；惯性测量单元，用于测量所述物理键盘的位姿变化信息，将所述位姿变化信息发送至所述头戴显示设备。根据本专利技术的第六方面，提供了一种物理键盘，包括：存储器，所述存储器用于存储计算机指令；处理器，所述处理器用于从所述存储器中调用所述计算机指令，并在所述计算机指令的控制下执行如本专利技术第二方面提供的一种头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法。根据本专利技术的第七方面，提供了一种头戴显示系统，包括如本专利技术第三方面或第四方面提供的一种头戴显示设备、如本专利技术第五方面或第六方面提供的一种头戴物理键盘。根据本公开的一个实施例，基于电磁定位原理确定物理键盘的第一位姿，基于惯性测量单元的定位原理确定物理键盘的第二位姿，并将第一位姿与第二位姿进行融合，能够利用惯性测量单元短时定位的准确性，以弥补电磁信号的强度变化导致的电磁定位得到虚拟键盘的位姿变化不平滑，从而降低画面抖动。本实施例结合电磁信号和惯性测量单元对物理键盘进行定位，能够提高定位的精确度，同时能够保证定位的稳定性。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1根据本专利技术提供头戴显示系统的硬件配置示意图；图2根据本专利技术头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法的一种实施方式的流程图；图3根据本专利技术头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法的另一种实施方式的流程图；图4根据本专利技术头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法的再一种实施方式的流程图；图5根据本专利技术头戴显示设备的一种实施结构的方框原理图；图6根据本专利技术头戴显示设备的另一种实施结构的方框原理图；图7根据本专利技术物理键盘的一种实施结构的方框原理图；图8根据本专利技术物理键盘的另一种实施结构的方框原理图。具体实施方式现在将参照附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法，应用于头戴显示设备，所述头戴显示设备设有电磁接收器，所述方法包括：/n通过所述电磁接收器感应物理键盘的电磁发射器发射的电磁信号，以确定物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿；/n接收物理键盘发送的通过设置在物理键盘的惯性测量单元测量得到的位姿变化信息，根据物理键盘在头戴坐标系下的初始位姿和位姿变化信息，确定物理键盘在头戴坐标系下的第二位姿；/n对所述第一位姿和所述第二位姿进行融合，确定物理键盘的头戴坐标系下的第三位姿；/n基于所述第三位姿向用户呈现虚拟键盘。/n

【技术特征摘要】
1.一种头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法，应用于头戴显示设备，所述头戴显示设备设有电磁接收器，所述方法包括：
通过所述电磁接收器感应物理键盘的电磁发射器发射的电磁信号，以确定物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿；
接收物理键盘发送的通过设置在物理键盘的惯性测量单元测量得到的位姿变化信息，根据物理键盘在头戴坐标系下的初始位姿和位姿变化信息，确定物理键盘在头戴坐标系下的第二位姿；
对所述第一位姿和所述第二位姿进行融合，确定物理键盘的头戴坐标系下的第三位姿；
基于所述第三位姿向用户呈现虚拟键盘。


2.根据权利要求1所述的方法，所述通过所述电磁接收器感应物理键盘的电磁发射器发射的电磁信号，以确定物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿包括：
根据所述电磁接收器输出的感应信号，确定所述头戴显示设备与所述物理键盘之间的第一距离和第一相对姿态；
根据所述第一距离和所述第一相对姿态，确定所述物理键盘在头戴坐标系下的第一位姿。


3.根据权利要求1所述的方法，所述第一位姿包括第一位置参数和第一姿态参数，所述第二位姿包括第二位置参数和第二姿态参数；
所述对所述第一位姿和所述第二位姿进行融合，确定物理键盘的头戴坐标系下的第三位姿包括：
将所述第一位姿的第一位置参数和所述第二位姿的第二位置参数求加权平均值，得到第三位置参数；
将所述第一位姿的第一姿态参数和所述第二位姿的第二姿态参数求加权平均值，得到第三姿态参数；
根据所述第三位置参数和所述第三姿态参数，确定物理键盘的头戴坐标系下的第三位姿。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收物理键盘发送的键值；
基于物理键盘的按键与所述键值的映射关系，根据所述键值确定被按压的按键；
以预设的点亮时间点亮所述虚拟键盘上对应的所述被按压的按键。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收物理键盘的振动马达发出的振动信号；
根据所述振动信号，点亮所述虚拟键盘上与所述振动信号对应的指定按键。


6.一种头戴显示设备中虚拟键盘的显示方法，应用于物理键盘，所述物理键盘设有电磁发射器和惯性测量单元，所述方法包括：
通过所述电磁发射器向头戴显示设备发射电磁信...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑光璞，舒玉龙，吴涛，周宏伟，
申请(专利权)人：青岛小鸟看看科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37