一种碰撞预警方法、装置及头戴显示设备

技术领域

本发明涉及头戴式显示设备技术领域，特别涉及一种碰撞预警方法、装置及头戴显示设备。

背景技术

目前，在VR(Virtual Reality，虚拟现实)、AR(Augmented Reality，增强现实)和MR(Mix Reality，混合现实)设备等头戴显示设备上，往往通过电子围栏(Boundary)的设置，减少头戴显示设备的佩戴者(用户)与障碍物发生碰撞的风险。电子围栏是使用头戴显示设备过程中由用户或系统定义的安全活动范围，在电子围栏内用户可以自由的活动；当用户离开电子围栏时，头戴显示设备会发出报警以提示用户潜在的碰撞危险，达到降低碰撞风险的目的。

因此，如何能够进一步增强电子围栏的安全性，降低用户的碰撞风险，提升头戴显示设备的使用安全性和用户体验，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种碰撞预警方法、装置及头戴显示设备，以进一步增强电子围栏的安全性，降低用户的碰撞风险，提升头戴显示设备的使用安全性和用户体验。

为解决上述技术问题，本发明提供一种碰撞预警方法，应用于头戴显示设备，包括：

获取头戴显示设备的电子围栏区域和所述头戴显示设备的佩戴者的臂长信息；

根据获取的所述头戴显示设备的位置信息、所述电子围栏区域和所述臂长信息，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况；其中，所述碰撞预警情况包括报警模式；

若所述碰撞预警情况为目标报警模式，则执行所述目标报警模式的报警等级对应的报警操作；其中，所述目标报警模式为任一报警模式。

可选的，所述根据获取的所述头戴显示设备的位置信息、所述电子围栏区域和所述臂长信息，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况，包括：

根据所述臂长信息和所述位置信息，确定位置信息对应的自由活动区域；

根据所述位置信息与所述自由活动区域及所述电子围栏区域和/或所述臂长信息，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况。

可选的，所述根据所述位置信息与所述自由活动区域及所述电子围栏区域和/或所述臂长信息，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况，包括：

根据所述电子围栏区域和所述臂长信息，确定所述电子围栏区域内的安全区域；

根据所述位置信息、所述安全区域、所述电子围栏区域和所述自由活动区域，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况。

可选的，所述根据所述电子围栏区域和所述臂长信息，确定所述电子围栏区域内的安全区域之前，还包括：

根据所述自由活动区域与所述电子围栏区域和/或所述臂长信息，确定预警模式；其中，所述预警模式包括开阔空间预警模式和紧凑空间预警模式；

若所述预警模式为所述开阔空间预警模式，则执行所述根据所述电子围栏区域和所述臂长信息，确定所述电子围栏区域内的安全区域的步骤；

若所述预警模式为所述紧凑空间预警模式，则根据所述位置信息、所述电子围栏区域和所述自由活动区域，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况。

可选的，所述根据所述位置信息、所述安全区域、所述电子围栏区域和所述自由活动区域，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况，包括：

判断所述位置信息是否处于所述电子围栏区域内；

若不处于所述电子围栏区域内，则确定所述碰撞预警情况为报警等级为一级的报警模式；

若处于所述电子围栏区域内，则判断所述位置信息是否处于所述安全区域内；

若不处于所述安全区域内，则确定所述碰撞预警情况为报警等级为二级的报警模式；

若处于所述安全区域内，则判断所述自由活动区域是否有部分超出所述安全区域；

若有部分超出所述安全区域，则确定所述碰撞预警情况为报警等级为三级的报警模式；

若所述自由活动区域全部处于所述安全区域，则确定所述碰撞预警情况为安全状态。

可选的，所述执行所述目标报警模式的报警等级对应的报警操作，包括：

若所述目标报警模式为报警等级为一级的报警模式，则中断所述头戴显示设备的运行应用，并输出已离开电子围栏信息；

若所述目标报警模式为报警等级为二级的报警模式，则在所述头戴显示设备的正常显示区域内显示高碰撞风险提示信息；

若所述目标报警模式为报警等级为三级的报警模式，则在所述头戴显示设备的正常显示区域之外显示低碰撞风险提示信息。

可选的，所述获取头戴显示设备的电子围栏区域和所述头戴显示设备的佩戴者的臂长信息，包括：

根据所述头戴显示设备的配对手柄的手柄位置信息和所述头戴显示设备的位置信息，计算得到所述臂长信息。

可选的，所述根据获取的所述头戴显示设备的位置信息、所述电子围栏区域和所述臂长信息，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况之前，还包括：

根据所述臂长信息，计算自由活动区域面积；

判断所述电子围栏区域的面积是否大于所述自由活动区域面积与预设围栏设定倍数之积；

若是，则执行所述根据获取的所述头戴显示设备的位置信息、所述电子围栏区域和所述臂长信息，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况的步骤；

若否，则输出电子围栏重绘提示信息。

本发明还提供了一种碰撞预警装置，应用于头戴显示设备，包括：

获取模块，用于获取头戴显示设备的电子围栏区域和所述头戴显示设备的佩戴者的臂长信息；

检测模块，用于根据获取的所述头戴显示设备的位置信息、所述电子围栏区域和所述臂长信息，检测所述位置信息对应的碰撞预警情况；其中，所述碰撞预警情况包括报警模式；

报警模块，用于若所述碰撞预警情况为目标报警模式，则执行所述目标报警模式的报警等级对应的报警操作；其中，所述目标报警模式为任一报警模式。

本发明还提供了一种头戴显示设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的碰撞预警方法的步骤。

本发明所提供的一种碰撞预警方法，应用于头戴显示设备，包括：获取头戴显示设备的电子围栏区域和头戴显示设备的佩戴者的臂长信息；根据获取的头戴显示设备的位置信息、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况；其中，碰撞预警情况包括报警模式；若碰撞预警情况为目标报警模式，则执行目标报警模式的报警等级对应的报警操作；其中，目标报警模式为任一报警模式；

可见，本发明通过根据获取的头戴显示设备的位置信息、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况，将头戴显示设备的佩戴者的臂长作为碰撞风险检测的参考量，避免佩戴者身处电子围栏区域内而手臂和双手离开电子围栏所存在的潜在碰撞风险，进一步增强电子围栏的安全性，降低用户的碰撞风险，提升头戴显示设备的使用安全性；并且通过执行目标报警模式的报警等级对应的报警操作，能够使用户在不同风险状态下收到合适强度的报警，兼顾使用体验和安全性。此外，本发明还提供了一种碰撞预警装置及头戴显示设备，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种碰撞预警方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的流程图；

图3为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的预警模式选择示意图；

图4为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的开阔空间预警模式情景示意图；

图5为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的开阔空间预警模式的报警流程示意图；

图6为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的开阔空间预警模式下一级报警情景示意图；

图7为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的开阔空间预警模式下二级报警情景示意图；

图8为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的开阔空间预警模式下三级报警情景示意图；

图9为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的紧凑空间预警模式的报警流程示意图；

图10为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的紧凑空间预警模式情景示意图；

图11为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的紧凑空间预警模式下一级报警情景示意图；

图12为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的紧凑空间预警模式下二级报警情景示意图；

图13为本发明实施例所提供的一种碰撞预警装置的结构框图；

图14为本发明实施例所提供的一种头戴显示设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种碰撞预警方法的流程图。该方法应用于头戴显示设备，可以包括：

步骤101：获取头戴显示设备的电子围栏区域和头戴显示设备的佩戴者的臂长信息。

其中，本步骤中的电子围栏区域可以为电子围栏所围的区域。对于本步骤中头戴显示设备的处理器获取头戴显示设备的电子围栏区域的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如处理器可以根据头戴显示设备上的环境传感器(如摄像头和测距传感器等)采集的环境信息，生成电子围栏区域；处理器也可以根据获取的电子围栏绘制指令，生成电子围栏区域，如用户可以利用头戴显示设备的配对手柄绘制电子围栏，以配置电子围栏绘制指令，控制头戴显示设备生成电子围栏区域；处理器还可以直接查找预先存储的电子围栏区域。本实施例对此不作任何限制。

具体的，本步骤中的头戴显示设备的佩戴者(即用户)的臂长信息可以为用于表征用户手臂长度的信息。对于本步骤中处理器获取头戴显示设备的佩戴者的臂长信息的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如处理器可以根据接收臂长输入指令，将臂长输入指令中的长度信息作为臂长信息，即用户可以自行输入自身手臂的长度信息，以配置臂长输入指令。处理器也可以根据头戴显示设备的配对手柄的手柄位置信息和头戴显示设备的位置信息，计算得到臂长信息，如处理器可以将利用手柄位置信息与头戴显示设备的位置信息计算得到的距离信息作为臂长信息；例如，配置臂长信息时，头戴显示设备可以输出平举提示信息，以提示用户手持配对手柄平举手臂，之后根据头戴显示设备的位置信息和配对手柄中的运动传感器(如惯性测量单元IMU)采集的数据手柄位置信息，计算头戴显示设备与配对手柄的距离信息，从而确定臂长信息。处理器还可以根据摄像头(camera)采集的配对手柄图像数据，确定臂长信息；也就是说，头戴显示设备可以输出平举提示信息后，可以根据摄像头采集的包含有配对手柄的图像(即配对手柄图像数据)，计算头戴显示设备与配对手柄的距离信息，从而确定臂长信息。本实施例对此不作任何限制。

可以理解的是，本步骤中头戴显示设备可以分别获取头戴显示设备的电子围栏区域和头戴显示设备的佩戴者的臂长信息，以用来进行后续的碰撞风险检测。

进一步的，用户通过绘制电子围栏配置电子围栏区域时，本步骤之后头戴显示设备还可以根据获取的臂长信息，检测电子围栏区域是否满足要求；若满足要求，则可以进入步骤102，继续后续的碰撞风险检测；若不满足要求，则可以输出电子围栏重绘提示信息，以提示用户重新绘制电子围栏，即重新配置电子围栏绘制指令。例如，处理器可以根据臂长信息，计算自由活动区域面积，如以臂长信息为半径的圆形区域(即自由活动区域)的面积；判断电子围栏区域的面积是否大于自由活动区域面积与预设围栏设定倍数(如1)之积；若是，则确定电子围栏区域满足要求，可以进入步骤102；若否，则确定电子围栏区域不满足要求，可以输出电子围栏重绘提示信息，以提醒用户电子围栏过小，需要重新绘制。

步骤102：根据获取的头戴显示设备的位置信息、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况；其中，碰撞预警情况包括报警模式。

其中，本步骤中头戴显示设备的位置信息可以为利用头戴显示设备上的运动传感器或摄像头，计算得到用于表征头戴显示设备与电子围栏区域相对位置的信息，如位置信息可以为头戴显示设备实际的物理位置信息，也可以为头戴显示设备相对电子围栏区域的相对位置信息；只要头戴显示设备能够利用位置信息确定头戴显示设备与电子围栏区域的相对位置，本实施例对此不作任何限制。

具体的，本步骤中的位置信息对应的碰撞预警情况可以为头戴显示设备处于该位置信息时用户的碰撞风险情况。碰撞预警情况可以包括不同报警等级的报警模式和不需要报警的安全状态，以通过不同报警等级的报警模式的设置，实现多级报警机制，使用户在不同风险状态下收到合适强度的报警，兼顾使用体验和安全性。

对应的，对于报警模式的具体设置，可以由设计人员自行设置，如报警模式可以包括风险最高的报警等级为一级的报警模式(即一级报警模式)和风险略低的报警等级为二级的报警模式(即二级报警模式)；报警模式还可以包括风险最低的报警等级为三级的报警模式(即三级报警模式)。只要报警模式的数量大于或等于2，以实现多级报警机制，本实施例对此不作任何限制。

需要说明的是，本实施例中头戴显示设备的处理器通过根据获取的头戴显示设备的位置信息、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况，将头戴显示设备的佩戴者的臂长作为碰撞风险检测的参考量，能够检测避免佩戴者身处电子围栏区域内而手臂和双手离开电子围栏所存在的潜在碰撞风险。

具体的，对于本步骤中处理器根据获取的头戴显示设备的位置信息、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如处理器可以根据臂长信息和位置信息，确定位置信息对应的自由活动区域；根据位置信息与自由活动区域及电子围栏区域和/或臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况。也就是说，本实施例中可以利用臂长信息得到用户的在某一位置身体(如手臂)能够自由活动的区域(即自由活动区域)，如以臂长信息为半径的圆形区域、以臂长信息的预设半径倍数(如1.5倍)为半径的圆形区域或以双倍臂长为边长的正方形区域等，从而利用位置信息对应的自由活动区域进行碰撞风险检测，避免佩戴者身处电子围栏区域内而手臂和双手离开电子围栏所存在的潜在碰撞风险。

对应的，上述位置信息对应的自由活动区域可以为与位置信息相关的自由活动区域，如以位置信息为中心的自由活动区域。对于上述处理器根据位置信息与自由活动区域及电子围栏区域和/或臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如处理器可以根据电子围栏区域和臂长信息，确定电子围栏区域内的安全区域；根据位置信息、安全区域、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况。处理器也可以不利用臂长信息配置电子围栏区域内的安全区域，直接根据位置信息、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况；本实施例对此不作任何限制。处理器还可以根据自由活动区域与电子围栏区域和/或臂长信息，确定预警模式；其中，预警模式包括开阔空间预警模式和紧凑空间预警模式；若预警模式为开阔空间预警模式，则根据电子围栏区域和臂长信息，确定电子围栏区域内的安全区域，并根据位置信息、安全区域、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况；若预警模式为紧凑空间预警模式，则不使用电子围栏区域内的安全区域，根据位置信息、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况；也就是说，处理器可以根据自由活动区域与电子围栏区域和/或臂长信息，选择预警模式，从而使用选择的预警模式进行相应的碰撞风险检测。

步骤103：若碰撞预警情况为目标报警模式，则执行目标报警模式的报警等级对应的报警操作；其中，目标报警模式为任一报警模式。

可以理解的是，本步骤中头戴显示设备的处理器可以在检测到碰撞预警情况为任一报警模式(即目标报警模式)时，执行该报警模式报警等级对应的报警操作，以实现多级报警机制，使用户在不同风险状态下收到合适强度的报警，兼顾使用体验和安全性。

具体的，对于本步骤中处理器执行目标报警模式的报警等级对应的报警操作的具体方式，即各报警等级的报警模式对应的报警操作的具体配置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如报警模式按风险由高到低分为报警等级为一级的报警模式(即一级报警模式)、风险略低的报警等级为二级的报警模式(即二级报警模式)和报警等级为三级的报警模式(即三级报警模式)时，处理器可以在目标报警模式为一级报警模式时，中断头戴显示设备的运行应用，并输出已离开电子围栏信息，即中断头戴显示设备中正在运行的应用，并提示用户已经离开电子围栏，或者处理器还可以控制头戴显示设备进入see-through(透视功能)模式，使用户可以看到周围环境以确保安全；处理器可以在目标报警模式为二级报警模式时，在头戴显示设备的正常显示区域内显示高碰撞风险提示信息，即此时头戴显示设备中正在运行的应用不中断，但是以干扰正常显示的方式提醒用户可能出现的碰撞风险，或者处理器还可以显示电子围栏和建议移动方向；处理器可以在目标报警模式为三级报警模式时，在头戴显示设备的正常显示区域之外显示低碰撞风险提示信息，即此时头戴显示设备中正在运行的应用不中断，以不干扰正常显示的方式提醒用户即将可能出现的碰撞风险，例如在头戴显示画面的一角中显示出现位置警示符号。本实施例对此不作任何限制。

对应的，对于本实施例中处理器检测到碰撞预警情况为安全状态的情况，处理器可以继续获取新的头戴显示设备的位置信息，并进入步骤102，以继续进行碰撞风险检测。

本实施例中，本发明实施例通过根据获取的头戴显示设备的位置信息、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况，将头戴显示设备的佩戴者的臂长作为碰撞风险检测的参考量，避免佩戴者身处电子围栏区域内而手臂和双手离开电子围栏所存在的潜在碰撞风险，进一步增强电子围栏的安全性，降低用户的碰撞风险，提升头戴显示设备的使用安全性；并且通过执行目标报警模式的报警等级对应的报警操作，能够使用户在不同风险状态下收到合适强度的报警，兼顾使用体验和安全性。

基于上述实施例，请参考图2，图2为本发明实施例所提供的另一种碰撞预警方法的流程图。该方法应用于头戴显示设备，可以包括：

步骤201：根据获取的电子围栏绘制指令，生成电子围栏区域。

可以理解的是，本步骤中头戴显示设备的处理器可以根据用户配置电子围栏生成的电子围栏绘制指令，生成相应的电子围栏所围的区域(即电子围栏区域)，例如，用户可以操作头戴显示设备的配对手柄，配置电子围栏生成的电子围栏绘制指令。

步骤202：根据头戴显示设备的配对手柄的手柄位置信息和头戴显示设备的位置信息，计算得到头戴显示设备的佩戴者的臂长信息。

其中，本步骤中处理器可以根据配对手柄的手柄位置信息和头戴显示设备的位置信息，计算得到头戴显示设备与配对手柄之间的距离信息，从而利用距离信息确定臂长信息，如将距离信息直接作为臂长信息，或将距离信息的预设臂长设置倍数(如1.5倍)作为臂长信息。

具体的，如图3所示，本实施例中头戴显示设备开机后，处理器可以根据用户绘制的电子围栏配置电子围栏绘制指令，以生成电子围栏区域；之后用户可以自行或根据头戴显示设备的显示输出的平举提示信息，手持配对手柄平举手臂，以使处理器能够计算得到用于确定自由活动区域的臂长信息。

步骤203：判断电子围栏区域的面积是否大于自由活动区域面积与预设围栏设定倍数之积；若否，则进入步骤204；若是，则进入步骤205。

可以理解的是，本步骤中的自由活动区域面积可以为利用臂长信息确定的自由活动区域的面积，如以臂长信息为半径的圆形区域的面积。本步骤中处理器可以通过判断电子围栏区域的面积是否大于自由活动区域面积与预设围栏设定倍数之积，确定用户绘制的电子围栏是否满足要求；若满足要求，则可以进入步骤205，继续后续的碰撞风险检测；若不满足要求，则可以进入步骤205，输出电子围栏重绘提示信息，以提示用户重新绘制电子围栏，即重新配置电子围栏绘制指令。

如图3所示，如预设围栏设定倍数为1时，若自由活动区域的面积大于电子围栏区域，则说明电子围栏区域内的用户即使在不移动头戴显示设备的情况下，在使用移动头戴显示设备的过程中，手臂、双手和手柄仍有可能离开电子围栏，因此存在潜在的碰撞风险，这种情况下，系统将判定先前绘制的电子围栏为不安全状态，可以提醒输出电子围栏重绘提示信息，提醒用户电子围栏过小，需要重新绘制电子围栏。

步骤204：输出电子围栏重绘提示信息。

其中，本步骤中处理器可以在电子围栏区域的面积不大于自由活动区域面积与预设围栏设定倍数之积时，通过输出电子围栏重绘提示信息，如显示输出电子围栏重绘提示信息，提醒用户重新绘制电子围栏，提升电子围栏的安全性。

对应的，本步骤中处理器在输出电子围栏重绘提示信息后，可以直接结束本流程或进入步骤201，以等待生成新的电子围栏区域进行碰撞风险检测。

步骤205：根据臂长信息和位置信息，确定位置信息对应的自由活动区域。

其中，本步骤中的位置信息对应的自由活动区域可以为与位置信息相对应的自由活动区域，如以位置信息为中心的自由活动区域。利用臂长信息确定的自由活动区域的具体形状和大小可以由设计人员自行设置，如自由活动区域可以为以臂长信息为半径的圆形区域、以臂长信息的预设半径倍数(如1.5倍)为半径的圆形区域或以双倍臂长为边长的正方形区域等，只要处理器可以利用臂长信息确定自由活动区域，并利用位置信息确定自由活动区域的位置，本实施例对此不作任何限制。

步骤206：根据自由活动区域与电子围栏区域和/或臂长信息，确定预警模式；其中，预警模式包括开阔空间预警模式和紧凑空间预警模式。

需要说明的是，本实施例中处理器可以根据自由活动区域与电子围栏区域和/或臂长信息，确定用户是处于开阔空间还是紧凑空间，从而选择相应的预警模式进行碰撞风险检测。

具体的，对于本步骤中处理器根据自由活动区域与电子围栏区域和/或臂长信息，确定预警模式的具体方式，可以由设计人员自行设置，如处理器可以直接根据自由活动区域与电子围栏区域，确定预警模式；如图3所示，处理器可以判断电子围栏区域的面积是否大于自由活动区域面积与预设模式设定倍数(如图3中的n)之积；预设模式设定倍数可以大于预设围栏设定倍数；若是，则确定预警模式为开阔空间预警模式，可以进入步骤207；若否，则确定预警模式为紧凑空间预警模式，可以进入步骤208。处理器也可以自由活动区域、电子围栏区域和臂长信息，确定预警模式；例如，处理器可以判断电子围栏区域的面积是否大于自由活动区域面积与预设模式设定倍数(如图3中的n)之积；若大于，则根据臂长信息，判断电子围栏区域内是否能够生成安全区域，例如臂长信息为1m，可以判断在电子围栏的范围是否支持里向内缩减1m生成安全边界所围的安全区域；若能够生成安全区域，则确定预警模式为开阔空间预警模式，可以进入步骤207；若不大于或不能生成安全区域，则确定预警模式为紧凑空间预警模式，可以进入步骤208。

步骤207：若预警模式为开阔空间预警模式，则根据位置信息、自由活动区域、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况。

可以理解的是，本步骤中处理器可以在确定预警模式为开阔空间预警模式时，利用根据位置信息、自由活动区域、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况。

具体的，本步骤中处理器可以根据电子围栏区域和臂长信息，确定电子围栏区域内的安全区域；其中，安全区域处于电子围栏区域之内；根据位置信息、安全区域、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况。其中，安全区域处于电子围栏区域之内，安全区域可以为利用电子围栏区域和臂长信息所划定的安全边界所围的区域，划定安全边界的意义可以在于认为当头戴显示设备和自由活动区均处于安全边界内时，用户是绝对安全的，不需要进行报警；例如，臂长信息为1m，在电子围栏的范围里向内缩减1m或1.5m(即1.5*臂长信息)可以为安全边界。

对应的，处理器可以利用位置信息、安全区域、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况；如图5所示，处理器可以判断位置信息是否处于电子围栏区域内；若不处于电子围栏区域内(如图6所示)，则确定碰撞预警情况为报警等级为一级的报警模式(即一级报警模式)；若处于电子围栏区域内，则判断位置信息是否处于安全区域内；若不处于安全区域内(如图7所示)，则确定碰撞预警情况为报警等级为二级的报警模式(即二级报警模式)；若处于安全区域内，则判断自由活动区域是否有部分超出安全区域；若有部分超出安全区域(如图8所示)，则确定碰撞预警情况为报警等级为三级的报警模式(即三级报警模式)；若自由活动区域全部处于安全区域，则确定碰撞预警情况为安全状态。也就是说，如图4至8所示，在预警模式为开阔空间预警模式的状态下，提供三种级别的报警模式；当系统检测到头戴显示设备离开电子围栏时，系统进入一级报警模式；当系统检测到头戴显示设备并未离开电子围栏，但是离开安全边界时，系统进入二级报警模式；当系统检测到头戴显示设备未离开安全边界，但自由活动区有部分离开安全边界时，系统进入三级报警模式。

相应的，本步骤中处理器还可以在预警模式为开阔空间预警模式的情况下，输出开阔空间预警模式提示信息，以提示用户处于开阔空间。

步骤208：若预警模式为紧凑空间预警模式，则根据位置信息、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况。

可以理解的是，本步骤中处理器可以在确定预警模式为紧凑空间预警模式时，利用位置信息、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况。相应的，本步骤中处理器还可以在预警模式为开阔空间预警模式的情况下，输出紧凑空间预警模式提示信息，以提示用户处于紧凑空间。

具体的，如图9和10所示，本步骤中处理器可以判断位置信息是否处于电子围栏区域内；若不处于电子围栏区域内(如图11所示)，则确定碰撞预警情况为报警等级为一级的报警模式(即一级报警模式)；若处于电子围栏区域内，则判断自由活动区域是否有部分超出电子围栏区域；若有部分超出电子围栏区域(如图12所示)，则确定碰撞预警情况为报警等级为二级的报警模式(即二级报警模式)；若自由活动区域全部处于电子围栏区域，则确定碰撞预警情况为安全状态。也就是说，如图9至12所示，在预警模式为紧凑空间预警模式的状态下，提供两种级别的报警模式；在这种预警模式下，系统不再划定安全边界，也不再提供报警等级为三级的三级报警模式，因为用户可以提前收到正位于紧凑空间的提醒(即紧凑空间预警模式提示信息)，如持续显示在头戴显示中的紧凑空间提醒可以代替三级报警模式的警示符号提醒；并且在紧凑空间中，用户的移动很容易触发三级报警模式，当三级报警模式时，用户实际上只是即将有碰撞的风险，而不是实际有碰撞的风险，过于频繁地报警信息可能会影响用户的正常使用；因此，在预警模式为紧凑空间预警模式的状态下，当系统检测到头戴离开电子围栏时，系统可以进入一级报警模式；当系统检测到头戴离开电子围栏时，系统可以进入上述二级报警模式。

步骤209：若碰撞预警情况为目标报警模式，则执行目标报警模式的报警等级对应的报警操作；其中，目标报警模式为任一报警模式，报警模式包括一级报警模式、二级报警模式和三级报警模式。

具体的，本实施例中报警模式按风险由高到低可以分为一级报警模式、二级报警模式和三级报警模式，处理器可以在目标报警模式为一级报警模式时，中断头戴显示设备的运行应用，并输出已离开电子围栏信息，即中断头戴显示设备中正在运行的应用，并提示用户已经离开电子围栏，或者处理器还可以控制头戴显示设备进入see-through(透视功能)模式，使用户可以看到周围环境以确保安全；处理器可以在目标报警模式为二级报警模式时，在头戴显示设备的正常显示区域内显示高碰撞风险提示信息，即此时头戴显示设备中正在运行的应用不中断，但是以干扰正常显示的方式提醒用户可能出现的碰撞风险，或者处理器还可以显示电子围栏和建议移动方向；处理器可以在目标报警模式为三级报警模式时，在头戴显示设备的正常显示区域之外显示低碰撞风险提示信息，即此时头戴显示设备中正在运行的应用不中断，以不干扰正常显示的方式提醒用户即将可能出现的碰撞风险，例如在头戴显示画面的一角中显示出现位置警示符号。

本实施例中，本发明实施例通过判断电子围栏区域的面积是否大于自由活动区域面积与预设围栏设定倍数之积，可以利用自由活动区和电子围栏区域大小的对比，确定用户绘制的电子围栏大小是否满足安全要求，提升电子围栏的安全性；通过根据自由活动区域与电子围栏区域和/或臂长信息，确定预警模式，可以进一步确定用户是处于开阔空间还是紧凑空间，从而以相应的机制进行碰撞风险检测，提升用户体验。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种碰撞预警装置，下文描述的一种碰撞预警装置与上文描述的一种碰撞预警方法可相互对应参照。

请参考图13，图13为本发明实施例所提供的一种碰撞预警装置的结构框图。该装置应用于头戴显示设备，可以包括：

获取模块10，用于获取头戴显示设备的电子围栏区域和头戴显示设备的佩戴者的臂长信息；

检测模块20，用于根据获取的头戴显示设备的位置信息、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况；其中，碰撞预警情况包括报警模式；

报警模块30，用于若碰撞预警情况为目标报警模式，则执行目标报警模式的报警等级对应的报警操作；其中，目标报警模式为任一报警模式。

可选的，检测模块20，可以包括：

区域确定子模块，用于根据臂长信息和位置信息，确定位置信息对应的自由活动区域；

预警检测子模块，用于根据位置信息与自由活动区域及电子围栏区域和/或臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况。

可选的，预警检测子模块，可以包括：

安全区域确定单元，用于根据电子围栏区域和臂长信息，确定电子围栏区域内的安全区域；

第一预警检测单元，用于根据位置信息、安全区域、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况。

可选的，预警检测子模块，还可以包括：

预警模式确定单元，用于根据自由活动区域与电子围栏区域和/或臂长信息，确定预警模式；其中，预警模式包括开阔空间预警模式和紧凑空间预警模式；若预警模式为开阔空间预警模式，则安全区域确定单元发送启动信号；

第二预警检测单元，用于若预警模式为紧凑空间预警模式，则根据位置信息、电子围栏区域和自由活动区域，检测位置信息对应的碰撞预警情况。

可选的，第一预警检测单元，可以包括：

第一判断子单元，用于判断位置信息是否处于电子围栏区域内；

第一确定子单元，用于若不处于电子围栏区域内，则确定碰撞预警情况为报警等级为一级的报警模式；

第二判断子单元，用于若处于电子围栏区域内，则判断位置信息是否处于安全区域内；

第二确定子单元，用于若不处于安全区域内，则确定碰撞预警情况为报警等级为二级的报警模式；

第三判断子单元，用于若处于安全区域内，则判断自由活动区域是否有部分超出安全区域；

第三确定子单元，用于若有部分超出安全区域，则确定碰撞预警情况为报警等级为三级的报警模式；

第四确定子单元，用于若自由活动区域全部处于安全区域，则确定碰撞预警情况为安全状态。

可选的，报警模块30，可以包括：

一级报警子模块，用于若目标报警模式为报警等级为一级的报警模式，则中断头戴显示设备的运行应用，并输出已离开电子围栏信息；

二级报警子模块，用于若目标报警模式为报警等级为二级的报警模式，则在头戴显示设备的正常显示区域内显示高碰撞风险提示信息；

三级报警子模块，用于若目标报警模式为报警等级为三级的报警模式，则在头戴显示设备的正常显示区域之外显示低碰撞风险提示信息。

可选的，获取模块10，包括：

臂长获取子模块，用于根据头戴显示设备的配对手柄的手柄位置信息和头戴显示设备的位置信息，计算得到臂长信息。

可选的，该装置还可以包括：

面积计算子模块，用于根据臂长信息，计算自由活动区域面积；

围栏判断子模块，用于判断电子围栏区域的面积是否大于自由活动区域面积与预设围栏设定倍数之积；若大于自由活动区域面积与预设围栏设定倍数之积，则向检测模块20发送启动信号；

重绘提示子模块，用于若不大于自由活动区域面积与预设围栏设定倍数之积，则输出电子围栏重绘提示信息。

本实施例中，本发明实施例通过检测模块20根据获取的头戴显示设备的位置信息、电子围栏区域和臂长信息，检测位置信息对应的碰撞预警情况，将头戴显示设备的佩戴者的臂长作为碰撞风险检测的参考量，避免佩戴者身处电子围栏区域内而手臂和双手离开电子围栏所存在的潜在碰撞风险，进一步增强电子围栏的安全性，降低用户的碰撞风险，提升头戴显示设备的使用安全性；并且通过执行目标报警模式的报警等级对应的报警操作，能够使用户在不同风险状态下收到合适强度的报警，兼顾使用体验和安全性。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种头戴显示设备，下文描述的一种头戴显示设备与上文描述的一种碰撞预警方法可相互对应参照。

请参考图14，图14为本发明实施例所提供的一种头戴显示设备的结构示意图。该头戴显示设备可以包括：

存储器D1，用于存储计算机程序；

处理器D2，用于执行计算机程序时实现上述方法实施例所提供的碰撞预警方法的步骤。

具体的，本实施例所提供的头戴显示设备可以具体为VR设备，如VR头盔，也可以具体为AR设备或MR设备。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，下文描述的一种计算机可读存储介质与上文描述的一种碰撞预警方法可相互对应参照。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例所提供的碰撞预警方法的步骤。

该计算机可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、头戴显示设备及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种碰撞预警方法、装置及头戴显示设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。