SISTEMA DE ADAPTACIÓN DE GAFAS DE REALIDAD VIRTUAL PARA VISUALIZACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA ESTEREOSCÓPICA ENVOLVENTE.
1. Sistema de adaptación de gafas de realidad virtual para visualización de realidad aumentada estereoscópica envolvente compuesto de un dispositivo de captación del entorno conectado a una unidad de proceso central y acoplado a unas gafas de realidad virtual también conectadas a la unidad de proceso central que contiene un software capaz de procesar el flujo de video estereoscópico de captación del entorno y generar un flujo de video hacia las gafas con elementos virtuales añadidos caracterizado por un dispositivo (2) que consta de una carcasa que se acopla a unas gafas de realidad virtual (1) en la cual se integran dos cámaras de video (7) posicionadas de manera paralela con una separación entre ellas similar a la del ojo humano que permite una percepción con un gran ángulo de visión del entorno en tiempo real y están conectadas mediante sendas conexiones (5) a una unidad de proceso central (CPU) a la que transmite un flujo de video estereoscópico que es procesado en esta unidad por un software que mediante la identificación de marcas especialmente diseñadas para su reconocimiento o de la identificación de puntos visualmente significativos en la imagen recibida determina la posición del dispositivo en el entorno y es capaz de integrar elementos virtuales en las imágenes tal y como aparecerían si la imagen fuera tomada con esos elementos en la realidad y que transmite este flujo de video estereoscópico aumentado a unas gafas de realidad virtual (HMD),
para proporcionar una visualización natural del entorno con los elementos virtuales insertados acorde al movimiento de la cabeza y del ojo del usuario.
2. Sistema de adaptación de gafas de realidad virtual para visualización de realidad aumentada estereoscópica envolvente según la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de captación del entorno está acoplado a las gafas de realidad virtual mediante una placa (13) que se atornilla (16) a unos insertos de rosca (35) en la parte trasera de la carcasa (3) y dispone de dos tornillos sobre el extremo superior de la placa (36) para ejercer presión sobre las gafas de realidad virtual, y cuyo extremo inferior (37) se apoya sobre la parte inferior de las gafas de realidad virtual para de esta manera anclarse a las mismas.
3. Sistema de adaptación de gafas de realidad virtual para visualización de realidad aumentada estereoscópica envolvente según la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de captación del entorno está acoplado a las gafas de realidad virtual mediante una placa (17) que se atornilla (21) a unos insertos de rosca (35) en la parte trasera de la carcasa (3) y consta de dos pinzas en C a los lados (18) para sujetarse mediante la presión ejercida sobre la parte superior e inferior del dispositivo de realidad virtual.
4. Sistema de adaptación de gafas de realidad virtual para visualización de realidad aumentada estereoscópica envolvente según la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de captación del entorno está acoplado a unas gafas de realidad virtual concretas (Oculus Rift DK2) mediante una placa (27) que se atornilla (30) a unos insertos de rosca (35) en la parte trasera de la carcasa (3) con una forma específica que consta de unos enganches de plástico (28) que se acoplan perfectamente a 4 ranuras (29) existentes en el diseño del dispositivo de realidad virtual.
Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201530093.
Solicitante: ABAD RUBIO, Pablo.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: ABAD RUBIO,Pablo, GOMIS QUINTO,Luis Manuel.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G02B27/01 FISICA. › G02 OPTICA. › G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 27/00 Aparatos o sistemas ópticos no previstos en ninguno de los grupos G02B 1/00 - G02B 26/00, G02B 30/00. › Dispositivos de visualización de "cabeza alta".
- G02B7/12 G02B […] › G02B 7/00 Monturas, medios de regulación o uniones estancas a la luz para elementos ópticos. › Regulación de la distancia pupilar de gemelos binoculares.
- H04N13/00 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04N TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION. › Sistemas de video estereoscópico; Sistemas de video multivista; Sus detalles.
Fragmento de la descripción:
SISTEMA DE ADAPTACIÓN DE GAFAS DE REALIDAD VIRTUAL PARA VISUALIZACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA ESTEREOSCÓPICA ENVOLVENTE
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención pertenece a los campos de la realidad virtual y de la realidad aumentada (también conocida como realidad mixta) y más concretamente, al campo de los 10 dispositivos de visualización de realidad virtual y realidad aumentada.
El objeto de la presente invención es un nuevo dispositivo que se acopla a unas gafas de realidad virtual, capta las imágenes del entorno y mediante un software específico es capaz de fusionar modelos virtuales con las imágenes captadas y reproducirlas en la pantalla de las propias gafas de realidad virtual, obteniendo así una visión estereoscópica en primera persona de un entorno de realidad aumentada. Dado que el ángulo de visión que el sistema es capaz de presentar es de 90º o más por ojo, se denomina envolvente debido a que envuelve o abarca en gran medida el campo de visión del usuario sin que el mismo perciba que está viendo el entorno con un campo de visión reducido.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El auge de la tecnología ha promovido la aparición de numerosos dispositivos de realidad virtual y aplicaciones de realidad aumentada que se adaptan a otros dispositivos para ejercer la función de herramientas de visualización de realidades alternativas en las que la captación de la información que recibirá el usuario se configura a voluntad del creador.
El objeto de la presente invención tendrá por tanto varios campos diferenciados de 30 antecedentes, de los que se nutre para generar la innovación, de un lado la realidad virtual, del otro la realidad aumentada.
Lo que se expone a continuación es una síntesis del estado de la técnica conocido por el titular de los dos campos mencionados, de forma que sirva para marcar el punto de 35 partida para la posterior defensa de la innovación inherente en el objeto de invención.
En cuanto a la realidad virtual, el dispositivo utiliza como base unas gafas de realidad virtual, producto del que ya existen diferentes versiones de varias compañías en el mercado:
-Oculus Rift (Patente US D701, 206 S) . Gafas de realidad virtual (Head-mounted
display, HMD) envolvente que otorgan visión tridimensional estereoscópica, consistente en una pantalla que muestra imágenes estereoscópicas virtuales en paralelo para cada ojo asociadas a un sistema que reconoce los movimientos de la cabeza para mostrar imágenes en concordancia con el punto de vista asociado al usuario. Este dispositivo otorga un campo de visión de más de 90º por cada
ojo.
-ANT VR. Gafas de realidad virtual (HMD) envolvente de funcionamiento muy similar a las Oculus Rift, con la inclusión de sistemas para la conexión inalámbrica y la incorporación de diferentes mandos para interactuar enfocado en
su origen directamente al mundo del videojuego.
-Project Morpheus. Gafas de realidad virtual (HMD) en desarrollo por Sony Computer Entertainment diseñado para su funcionamiento junto con el dispositivo 20 de entretenimiento Sony Playstation 4.
Todos estos dispositivos incorporan de fábrica una pantalla que proyecta las imágenes de forma estereoscópica y es capaz de generar la sensación de profundidad en la visualización de los elementos virtuales.
Otra vertiente de gafas de realidad virtual se da en los modelos que funcionan como visores adaptadores de dispositivos gráficos móviles, consistentes en aparatos dependientes de la incorporación de un dispositivo móvil (generalmente un Smartphone) que ejercerá la función de pantalla del sistema. En la actualidad se tiene constancia entre otros de los siguientes:
-Samsung Gear VR. Visor adaptador de dispositivos gráficos móviles para visión virtual estereoscópica, entendido como accesorio de un Smartphone concreto, Samsung Galaxy Note 4, que permite transformarlo en la pantalla de unas gafas
de realidad virtual confiriendo propiedades muy similares a las del dispositivo Oculus Rift.
-Google Cardboard. Accesorio de cartón que permite acoplar un Smartphone y mediante una aplicación software convertirlo en un visor de realidad virtual. Cualquier Smartphone que soporte la aplicación es susceptible de instalarse en este accesorio para convertirse en una herramienta de realidad virtual.
-Otros dispositivos con un funcionamiento similar a Google Cardboard basados en el uso de diversos móviles para realidad virtual, tales como Lakento MVR, Immersion VRelia, Durovis Dive, vrAse, 360specs.
Todos estos visores, necesitan de un Smartphone (con un software de realidad virtual instalado) que funcione como pantalla.
La invención, como se explicará en el apartado correspondiente, preconiza la posibilidad de transformación de estos sistemas de realidad virtual en herramientas de 15 realidad aumentada, incorporando un dispositivo totalmente nuevo y por tanto supone una sustancial mejora en el estado de la técnica actual.
En el campo de la realidad aumentada, debemos separar entre dispositivos que por medio de herramientas de software adquieren capacidades para utilizarse como una 20 herramienta de realidad aumentada sin haber sido esta la finalidad de su creación y
aparatos diseñados y fabricados directamente como dispositivos de realidad aumentada.
En el primer grupo se ubicarían los Smartphones o Tablets con capacidad suficiente para ejecutar aplicaciones de software que permiten utilizar la cámara incorporada por 25 defecto para registrar imágenes del mundo real y mediante algoritmos de procesado basados en la identificación de marcas con un diseño especial o de la identificación automática de puntos visualmente característicos del entorno mostrar en la pantalla esas imágenes con objetos virtuales posicionados en el mundo real que se ven de manera similar a como se verían si realmente estuvieran allí, transformándolos así en dispositivos de realidad aumentada. Todos estos dispositivos adquieren funciones de realidad aumentada en el momento que se ejecuta un determinado software mientras que el resto del tiempo tienen funcionalidades diferentes.
En el segundo grupo se encuentran diseños de gafas de realidad aumentada que funcionan mediante tecnología de visualización semitransparente, en la que las gafas no ocluyen la visión del entorno por parte del usuario, sino que la complementan proyectando sobre ella mediante distintas tecnologías imágenes virtuales de manera similar a la realidad
aumentada para dispositivos móviles. Entre estos dispositivos se encuentran:
-Google Glass. Dispositivo de visualización tipo gafas de realidad aumentada basada en una tecnología que proyecta imágenes a través de un prisma sobre la
retina, creando imágenes en el ojo del portador que se combinan con las imágenes que percibe del mundo real. Dispone de control por voz y un touchpad para su control y además, incorporan gran parte de las funcionalidades de un Smartphone. Sólo proyecta imágenes para uno de los ojos, siendo su campo de visión de 14º monoculares.
- Jet de Recon Instruments. Dispositivo de visualización tipo gafas de realidad aumentada semitransparente que dispone de una pequeña pantalla de alta resolución que muestra al portador la información. Orientadas al deporte, sólo se visualizan contenidos virtuales por un ojo.
-Vuzix M100. Dispositivo de visualización tipo monóculo de realidad aumentada semitransparente que presenta una pantalla HD que ocupa 15º del campo de visión monocular y es capaz de transmitir información en tiempo real, además de grabar videos en HD. No incorpora cristales ni montura que le otorguen la
calificación de gafa.
-Telepathy One. Dispositivo de visualización tipo monóculo de realidad aumentada semitransparente con una pequeña pantalla HD que muestra en tiempo real imágenes remotas, e incorpora una cámara capaz de retransmitir por grabación
en HD en directo. No incorpora cristales ni montura que le otorguen la calificación de gafa.
-Lumus. Dispositivo de visualización tipo gafas de realidad aumentada semitransparente con visión estereoscópica que proyecta imágenes en los 30 cristales.
-META AR. Dispositivo de visualización tipo gafas de realidad aumentada semitransparente con visión estereoscópica que puede llegar a un campo de visión de 35º .
-Microsoft Hololens. Dispositivo en desarrollo de visualización tipo gafas de realidad aumentada semitransparente que consta igualmente de un panel transparente que no cierra la visión del usuario y proyecta sobre el mismo
elementos virtuales.
Todos estos dispositivos presentan una importante...
Reivindicaciones:
1. SISTEMA DE ADAPTACIÓN DE GAFAS DE REALIDAD VIRTUAL PARA
VISUALIZACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA ESTEREOSCÓPICA ENVOLVENTE
5 compuesto de un dispositivo de captación del entorno conectado a una unidad de
proceso central y acoplado a unas gafas de realidad virtual también conectadas a la
unidad de proceso central que contiene un software capaz de procesar el flujo de video
estereoscópico de captación del entorno y generar un flujo de video hacia las gafas con
elementos virtuales añadidos caracterizado por un dispositivo (2) que consta de una
10 carcasa que se acopla a unas gafas de realidad virtual (1) en la cual se integran dos
cámaras de video (7) posicionadas de manera paralela con una separación entre ellas
similar a la del ojo humano que permite una percepción con un gran ángulo de visión del
entorno en tiempo real y están conectadas mediante sendas conexiones (5) a una
unidad de proceso central (CPU) a la que transmite un flujo de video estereoscópico que
15 es procesado en esta unidad por un software que mediante la identificación de marcas
especialmente diseñadas para su reconocimiento o de la identificación de puntos
visualmente significativos en la imagen recibida determina la posición del dispositivo en
el entorno y es capaz de integrar elementos virtuales en las imágenes tal y como
aparecerían si la imagen fuera tomada con esos elementos en la realidad y que
20 transmite este flujo de video estereoscópico aumentado a unas gafas de realidad virtual
(HMD) , para proporcionar una visualización natural del entorno con los elementos
virtuales insertados acorde al movimiento de la cabeza y del ojo del usuario.
2. SISTEMA DE ADAPTACIÓN DE GAFAS DE REALIDAD VIRTUAL PARA
25 VISUALIZACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA ESTEREOSCÓPICA ENVOLVENTE
según la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de captación del entorno
está acoplado a las gafas de realidad virtual mediante una placa (13) que se atornilla
(16) a unos insertos de rosca (35) en la parte trasera de la carcasa (3) y dispone de dos
tornillos sobre el extremo superior de la placa (36) para ejercer presión sobre las gafas
30 de realidad virtual, y cuyo extremo inferior (37) se apoya sobre la parte inferior de las
gafas de realidad virtual para de esta manera anclarse a las mismas.
3. SISTEMA DE ADAPTACIÓN DE GAFAS DE REALIDAD VIRTUAL PARA
35 VISUALIZACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA ESTEREOSCÓPICA ENVOLVENTE
según la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de captación del entorno
está acoplado a las gafas de realidad virtual mediante una placa (17) que se atornilla
(21) a unos insertos de rosca (35) en la parte trasera de la carcasa (3) y consta de dos
pinzas en C a los lados (18) para sujetarse mediante la presión ejercida sobre la parte
superior e inferior del dispositivo de realidad virtual.
5
4. SISTEMA DE ADAPTACIÓN DE GAFAS DE REALIDAD VIRTUAL PARA
VISUALIZACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA ESTEREOSCÓPICA ENVOLVENTE
según la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de captación del entorno
está acoplado a unas gafas de realidad virtual concretas (Oculus Rift DK2) mediante una
10 placa (27) que se atornilla (30) a unos insertos de rosca (35) en la parte trasera de la
carcasa (3) con una forma específica que consta de unos enganches de plástico (28)
que se acoplan perfectamente a 4 ranuras (29) existentes en el diseño del dispositivo de
realidad virtual.
DIBUJOS
Figura 1
Figura 3
Figura 4
Figura 5
Figura 6
Figura 7
Figura 8
Figura 9
Figura 10
Figura 11
Figura 12
Figura 13
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