CN208384103U - 一种定位基站、定位***及游戏*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种定位基站、定位***及游戏***，所述定位基站包括用于绕着旋转轴旋转发射呈设定角度出射的两个激光平面信号的激光发射单元、用于发射超声波信号的超声波发射单元和用于发射同步信号的同步单元，其中：所述定位基站的至少两个侧面激光可穿透，所述超声波发射单元可向所述至少两个侧面的角度发射超声波信号。本申请通过设置定位基站的至少两个侧面激光可穿透，且通过超声波发射单元向所述至少两个侧面的角度发射超声波信号，实现了一个定位基站同时定位多套不同用户的被定位设备，节约了用户的游戏成本，提高了用户的游戏体验。

Description

一种定位基站、定位***及游戏***

技术领域

本实用新型涉及空间定位技术领域，特别涉及一种定位基站、定位***及游戏***。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真***，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的***仿真，使用户沉浸到该环境中。

现有的VR定位追踪***通常包括一个定位基站、两个手柄和一个头显设备或头显***，用户戴着头显设备观看视频或者使用手柄与虚拟现实世界中的对象进行互动操作。但是，现有的一套VR定位追踪***都只能应用于一个用户，对于两人对战游戏等应用，只能通过购买两套VR定位追踪***来解决。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种定位基站、定位***及游戏***，能够同时定位多套不同用户的被定位设备。

为了达到本实用新型目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种定位基站，包括用于绕着旋转轴旋转发射呈设定角度出射的两个激光平面信号的激光发射单元、用于发射超声波信号的超声波发射单元和用于发射同步信号的同步单元，其中：

所述定位基站的至少两个侧面激光可穿透，所述超声波发射单元可向所述至少两个侧面方向发射超声波信号。

进一步地，所述超声波发射单元包括两个或两个以上。

进一步地，所述定位基站的相对的两个侧面激光可穿透，所述超声波发射单元包括两个，分别向所述定位基站的两个侧面方向发射超声波信号。

进一步地，所述定位基站还包括控制单元，用于控制所述激光发射单元的转速，并控制所述超声波发射单元发射所述超声波信号的时刻、所述激光发射单元发射所述激光平面信号的时刻以及所述同步单元发射所述同步信号的基准时刻。

进一步地，所述控制单元还用于：

确定被定位设备相对所述定位基站的侧面位置；

根据被定位设备相对所述定位基站的侧面位置，控制所述两个激光平面信号的发射时间，以及所述超声波信号的发射角度。

进一步地，所述控制单元在所有被定位设备位于定位基站的一个激光可穿透的侧面时，控制激光发射单元向所述被定位设备同侧发射激光平面信号，并控制和所述被定位设备同侧的超声波发射单元启动；所述控制单元在所有被定位设备位于定位基站的两个或两个以上的激光可穿透的侧面位置时，控制激光发射单元持续发射激光平面信号，并控制与所述所有被定位设备的位置相应的超声波发射单元启动。

本实用新型实施例还提供了一种定位***，包括如以上任一所述的定位基站，还包括被定位设备，用于接收所述同步单元发射的同步信号、接收所述激光发射单元发射的两个激光平面信号，并接收所述超声波发射单元发射的超声波信号；

所述被定位设备包括两个或两个以上，使用时设置于定位基站的激光可穿透的不同侧面。

本实用新型实施例还提供了一种游戏***，包括如以上所述的定位***，还包括服务器；

所述被定位设备，还用于根据接收到的所述同步信号、所述两个激光平面信号以及所述超声波信号确定自身的位置信息，并将自身的位置信息发送至服务器；

服务器，用于接收所有所述被定位设备的位置信息，并在虚拟场景中显示所有所述被定位设备对应的游戏用户的虚拟动作，将虚拟场景同时显示在各游戏用户的头显***中。

进一步地，所述被定位设备，还用于将自身的位置信息发送至其它的被定位设备，接收其它的被定位设备发送的位置信息，并将自身的位置信息和其它的被定位设备的位置信息一起发送至所述服务器。

进一步地，所述被定位设备还用于，接收游戏模式的设置指令，并将所述设置指令发送至所述定位基站；

所述定位基站还用于，根据所述设置指令，控制所述两个激光平面信号的发射时间，以及所述超声波信号的发射角度。

本实用新型的技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型提供的定位基站、定位***及游戏***，设置定位基站的至少两个侧面激光可穿透，且通过超声波发射单元向所述至少两个侧面的角度发射超声波信号，实现了一个定位基站同时定位多套不同用户的被定位设备，节约了用户的游戏成本，提高了用户的游戏体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型第一实施例的一种定位基站的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种定位***的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的X轴激光旋转过程示意图；

图4为本实用新型第二实施例的一种定位基站的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的一种游戏***的结构示意图；

其中，附图标记说明如下：

10：定位基站；100：激光发射单元；200：同步单元；300：超声波发射单元；400：旋转轴；500：控制单元；20：被定位设备；30：服务器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种定位基站10，包括用于绕着旋转轴400旋转发射呈设定角度出射的两个激光平面信号的激光发射单元100、用于发射超声波信号的超声波发射单元300和用于发射同步信号的同步单元200，其中：

所述定位基站10的至少两个侧面激光可穿透，且超声波发射单元300可向所述至少两个侧面方向发射超声波信号。

本实施例中，如果所述超声波发射单元300的发射角度较大，例如180度至360度之间，那么使用一个超声波发射单元300就可以覆盖定位基站10的两个或两个以上的侧面；如果所述超声波发射单元300的发射角度较小，例如50度至90度，则可以使用两个或两个以上的超声波发射单元300，并且各个超声波发射单元300按照预先设定的角度进行安装，从而使得发射的超声波信号可以覆盖定位基站10的两个或两个以上激光可穿透的侧面。

在本实用新型一实施例中，所述定位基站10的相对的两个侧面激光可穿透，所述超声波发射单元300包括两个，分别向所述定位基站10的两个侧面方向发射超声波信号。

本实施例中，所述绕着旋转轴400旋转发射呈设定角度出射的两个激光平面信号，可以为一个绕X轴旋转的激光平面信号和一个绕Y轴旋转的激光平面信号，两个激光平面信号相差180°的相位角，也可以为两个呈一定角度的绕Y轴旋转的激光平面信号。

如图2所示，一种定位***包括定位基站10和被定位设备20，图2中的定位基站10左右两个相对的侧面激光可穿透，两个被定位设备20分别位于定位基站10的左右两侧。为了保证定位基站10和被定位设备20的定位计算是基于同一个时间基准，定位基站10包括用于发射同步信号的同步单元200，同步单元200可以是磁发射单元、无线电发射单元、激光发射单元，还可以是将同步信息编码在激光发射单元100发射的激光平面信号的编码单元，等等。

如图3所示，定位基站10发射的X轴激光平面信号(即绕Y轴旋转的激光平面信号)的旋转过程为OS->OA->T1->OB->OC->T2->OD->OS。

在每次X轴激光平面信号路过OS时，视为新的周期的开始，此时向被定位设备20发送同步信号并且以同步信号发射时间为基准，定位基站10两侧的超声波发射单元300发送超声波信号。

图3中的第一被定位设备的定位算法和第二被定位设备的定位算法一样，当两个激光平面信号为一个绕X轴旋转的激光平面信号和一个绕Y轴旋转的激光平面信号时，利用超声波飞行时间测距，利用被定位设备接收到X轴激光平面信号的时刻以及绕X轴旋转的激光平面信号的转速即为被定位设备的当前X轴空间角，利用被定位设备接收到Y轴激光平面信号的时刻以及绕Y轴旋转的激光平面信号的转速即为被定位设备的当前Y轴空间角，通过极坐标算法得到第一被定位设备和第二被定位设备的空间坐标。

本实施例中，如图4所示，所述定位基站10还包括控制单元500，用于控制所述激光发射单元100的转速，并控制所述超声波发射单元300发射所述超声波信号的时刻、所述激光发射单元100发射所述激光平面信号的时刻以及所述同步单元200发射所述同步信号的基准时刻。

本实施例中，控制单元500可位于定位基站10的顶上、侧面或者底面，不妨碍激光平面信号和超声波信号的发送。

本实施例中，所述控制单元500还用于：

确定被定位设备20相对所述定位基站10的侧面位置；

根据被定位设备20相对所述定位基站10的侧面位置，控制所述两个激光平面信号的发射时间，以及所述超声波信号的发射角度。

需要说明的是，当所有被定位设备20位于定位基站10的一个激光可穿透的侧面位置时，定位基站10的控制单元500控制激光发射单元100轮流发射绕着旋转轴400旋转的呈设定角度出射的两个激光平面信号(即两个激光平面信号分时发送)，以使激光平面信号只向被定位设备同侧发射，并控制和被定位设备20同侧的超声波发射单元300启动，和被定位设备20不同侧的超声波发射单元300关闭(假设此时超声波发射单元300包括两个或两个以上)，此种设置可以在定位基站单侧使用时节省电量；

当所有被定位设备20位于定位基站10的两个或两个以上的激光可穿透的侧面位置时，定位基站10控制激光发射单元100持续发射绕着旋转轴400旋转的呈设定角度出射的两个激光平面信号，并控制与被定位设备20的位置相应的超声波发射单元300发射超声波信号，此种设置可以适用于多人利用同一定位基站进行定位。

本实施例中，所述控制单元500可以根据设定值确定所述被定位设备20相对所述定位基站10的侧面位置；也可以根据接收到的被定位设备20发送的定位信息，确定所述被定位设备20相对所述定位基站10的侧面位置。

本实施例中，所述定位信息包括所述被定位设备接收到的激光平面信号与接收时间。

需要说明的是，所述被定位设备可以根据接收到的激光平面信号的闪烁频率确定当前接收到的激光平面信号是哪一个激光平面信号，并可以通过无线通信信号将接收到的激光平面信号与接收时间反馈至定位基站。

本实用新型实施例还提供了一种定位***，包括上述定位基站10，还包括被定位设备20，被定位设备20用于接收所述同步单元200发射的同步信号、接收所述激光发射单元100发射的两个激光平面信号，并接收所述超声波发射单元300发射的超声波信号。

所述被定位设备20包括两个或两个以上，使用时设置于定位基站10的同一侧面或不同侧面。

本实施例中，至少两套被定位设备20分别位于定位基站10的激光可穿透的侧面两侧，用于接收同步信号、两个旋转激光平面信号以及超声波信号，并利用这些信号来定位。需要说明的是，本实用新型强调的是，定位基站10可以同时为设置于定位基站10的两个或两个以上的激光可穿透的侧面的多套被定位设备20定位，至于被定位设备20如何根据接收到的同步信号、两个激光平面信号以及超声波信号确定自身的位置信息，属于本领域的现有技术，此处不再赘述。

在本实用新型一实施例中，位于定位基站10一侧的被定位设备20接收到信号的顺序为：接受到同步信号——接收到X轴旋转的激光平面信号——接收到Y轴旋转的激光平面信号——接收到超声波信号；

位于定位基站10另一侧的被定位设备20接收到信号的顺序为：接受到同步信号——接收到Y轴旋转的激光平面信号——接收到X轴旋转的激光平面信号——接收到超声波信号。

如图5所示，本实用新型实施例还提供了一种游戏***，包括如以上任一项所述的定位***，还包括服务器30，其中：

所述被定位设备20，还用于根据接收到的所述同步信号、所述两个激光平面信号以及所述超声波信号确定自身的位置信息，并将自身的位置信息发送至服务器；

服务器30，用于接收所有所述被定位设备20的位置信息，并在虚拟场景中显示所有所述被定位设备20对应的游戏用户的虚拟动作，将虚拟场景同时显示在各游戏用户的头显***中。

本实施例中，假设有两个游戏用户同时玩双人游戏，服务器30(可以为PC或智能手机等)，接收第一用户的位置信息(包括三维坐标和姿态信息)，根据第一用户的位置信息在虚拟场景中显示第一动作；接收第二用户的位置信息，根据第二用户的位置信息在虚拟场景中显示第二动作；并将虚拟场景同时显示在第一用户和第二用户的头显***上。

本实施例中，所述被定位设备20包括头显***和手柄。通常，一个用户的被定位设备20包括一个头显***和两个手柄，各个用户的头显***和手柄的定位信息，可以通过各个用户的头显***统一发送至服务器侧。

假设有两个游戏用户同时通过一个定位基站玩双人游戏，例如，玩的双人游戏为打乒乓球，第一用户的挥板动作映射为虚拟场景中球拍的运动轨迹以及虚拟乒乓球的运动轨迹，两个用户都可以看到该虚拟场景，第二用户根据该虚拟场景，做出挥板的动作，映射为虚拟场景中球拍的运动轨迹以及虚拟乒乓球的运动轨迹，同样两个用户都可以看到该虚拟场景。

本实施例中，所述各个被定位设备的位置信息由所述各个被定位设备自身上传至服务器；或者，

所述各个被定位设备的位置信息由所述各个被定位设备汇总后，上传至服务器。

本实施例中，所述被定位设备20还用于将自身的位置信息发送至其它的被定位设备20，接收其它的被定位设备20发送的位置信息，并将自身的位置信息和其它的被定位设备20的位置信息一起发送至服务器30，并在发送时，通过不同的标志位区分不同的被定位设备20的位置信息。

本实施例中，第一用户和第二用户可以通过以下两种方式将自身的三维坐标和姿态信息传输给服务器30，服务器30分辨来自于不同用户的位置信息，并同步显示给两个用户：

方式1：每个用户的被定位设备20与自己的服务器连接，通过头显***只向服务器发送自己的被定位设备信息，两个用户之间的游戏数据互通通过游戏的网络连接完成。

方式2：每个用户的被定位设备20与自己的服务器连接，通过头显***既能接收自己的被定位设备的定位信息，又能收到对方的被定位设备的定位信息，向服务器上传时会有固定的标志位区分定位信息来自于什么被定位设备，因此双方的游戏都会收到来自两个人的动作信息，只要初始游戏环境一样，各自的游戏只需要同时处理两个人的动作，不做游戏间的互通。

本实施例中，所述被定位设备20还用于，接收游戏模式的设置指令，并将所述设置指令发送至所述定位基站10；

所述定位基站10还用于，根据所述设置指令，控制所述两个激光平面信号的发射时间，以及所述超声波发射单元300的发射角度。

例如，进入游戏选择单人或者双人，游戏向头显***发送选择的模式，头显***向定位基站10发送单人或者双人游戏模式的设置指令，或者，游戏直接向定位基站10发送单人或者双人游戏模式的设置指令。当设置指令是双人游戏模式时，定位基站10控制两个激光平面信号持续处于发射状态，且两个方向的超声波发射单元300均处于启动状态；当设置指令是单人游戏模式时，定位基站10确定单人的位置方向，控制两个激光平面信号轮流处于发射状态，以使激光平面信号只向被定位设备同侧发射，并控制两个方向的超声波发射单元300中和被定位设备同侧角度的启动，其他角度的关闭。

本实施例中，所述定位基站10还用于：

确定被定位设备20相对所述定位基站10的侧面位置；

根据被定位设备20相对所述定位基站10的侧面位置，控制所述两个激光平面信号的发射时间，以及所述超声波信号的发射角度。

例如，此时不规定由定位基站10是单侧还是至少两侧进行定位，也不规定被定位设备20单侧定位时，哪一侧面进行定位，由定位基站10进行自动判断，当初始开始接收被定位设备20的信号的时候，定位基站10的各个侧面都开启定位，再根据接收到定位信息确定被定位设备20相对定位基站10的侧面位置，例如，在至少两侧都接收到定位信息，则控制两个激光平面信号持续处于发射状态，且两个方向的超声波发射单元300均处于启动状态；在有一侧接收到定位信息时，则控制两个激光平面信号处于分时发射状态，以使激光平面信号只向被定位设备同侧发射，且控制超声波发射单元300中和被定位设备同侧角度的启动，其他角度的关闭。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定位基站，包括用于绕着旋转轴旋转发射呈设定角度出射的两个激光平面信号的激光发射单元、用于发射超声波信号的超声波发射单元和用于发射同步信号的同步单元，其特征在于，其中：

所述定位基站的至少两个侧面激光可穿透，所述超声波发射单元可向所述至少两个侧面方向发射超声波信号。

2.根据权利要求1所述的定位基站，其特征在于，所述超声波发射单元包括两个或两个以上。

3.根据权利要求2所述的定位基站，其特征在于，所述定位基站的相对的两个侧面激光可穿透，所述超声波发射单元包括两个，分别向所述定位基站的两个侧面方向发射超声波信号。

4.根据权利要求1所述的定位基站，其特征在于，还包括控制单元，用于控制所述激光发射单元的转速，并控制所述超声波发射单元发射所述超声波信号的时刻、所述激光发射单元发射所述激光平面信号的时刻以及所述同步单元发射所述同步信号的基准时刻。

5.根据权利要求4所述的定位基站，其特征在于，所述控制单元还用于：

确定被定位设备相对所述定位基站的侧面位置；

根据被定位设备相对所述定位基站的侧面位置，控制所述两个激光平面信号的发射时间，以及所述超声波信号的发射角度。

6.根据权利要求5所述的定位基站，其特征在于，所述控制单元在所有被定位设备位于定位基站的一个激光可穿透的侧面时，控制激光发射单元向所述被定位设备同侧发射激光平面信号，并控制和所述被定位设备同侧的超声波发射单元启动；所述控制单元在所有被定位设备位于定位基站的两个或两个以上的激光可穿透的侧面位置时，控制激光发射单元持续发射激光平面信号，并控制与所述所有被定位设备的位置相应的超声波发射单元启动。

7.一种定位***，其特征在于，包括如权利要求1至6任一所述的定位基站，还包括被定位设备，用于接收所述同步单元发射的同步信号、接收所述激光发射单元发射的两个激光平面信号，并接收所述超声波发射单元发射的超声波信号；

所述被定位设备包括两个或两个以上，使用时设置于定位基站的激光可穿透的不同侧面。

8.一种游戏***，其特征在于，包括如权利要求7所述的定位***，还包括服务器；

所述被定位设备，还用于根据接收到的所述同步信号、所述两个激光平面信号以及所述超声波信号确定自身的位置信息，并将自身的位置信息发送至服务器；

服务器，用于接收所有所述被定位设备的位置信息，并在虚拟场景中显示所有所述被定位设备对应的游戏用户的虚拟动作，将虚拟场景同时显示在各游戏用户的头显***中。

9.根据权利要求8所述的游戏***，其特征在于，

所述被定位设备，还用于将自身的位置信息发送至其它的被定位设备，接收其它的被定位设备发送的位置信息，并将自身的位置信息和其它的被定位设备的位置信息一起发送至所述服务器。

10.根据权利要求8所述的游戏***，其特征在于，

所述被定位设备还用于，接收游戏模式的设置指令，并将所述设置指令发送至所述定位基站；

所述定位基站还用于，根据所述设置指令，控制所述两个激光平面信号的发射时间，以及所述超声波信号的发射角度。