头戴式显示系统及其安全提示方法技术领域
本发明涉及电子设备领域，特别是涉及一种头戴式显示系统及其安全提示方法。
背景技术
虚拟现实(VR，Virtual Reality)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真
系统，它利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉
等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般。随着VR技术的发展以及普及，其应用也越来越
广泛，目前最火的应用莫过于VR游戏，越来越多的厂商投入到VR游戏的研发和推广上。想要
提供沉浸感更强的游戏，活动是不可避免的。然而VR游戏的活动空间有限，用户在沉浸于游
戏中观看游戏画面时，看不到周围的环境，导致用户即将处于危险而自己却意识不到，往往
造成用户身体与障碍物碰撞或者跌倒导致受伤。
因此，需要提供一种头戴式显示系统及其安全提示方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种头戴式显示系统及其安全提示方法，能够
有效提示用户周围环境是否安全，且不影响用户观看显示画面。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种头戴式显示系统
的安全提示方法，其中，安全提示方法包括：向用户显示第一显示画面；检测并判断用户所
处的环境是否安全；在判断结果为不安全时将第一显示画面处理为第二显示画面后向用户
显示第二显示画面，在判断结果为安全时继续向用户显示第一显示画面。
其中，检测并判断用户所处的环境是否安全包括：检测头戴式显示系统与障碍物
之间的距离；将距离与预定距离比较，若距离小于预定距离则判断结果为不安全，若距离大
于或者等于预定距离则判断结果为安全。
其中，检测并判断用户所处的环境是否安全包括：检测用户周围的地面的平整程
度；将平整程度与预定平整程度相比较，若平整程度高于或者等于预定平整程度则判断结
果为安全，若平整程度低于预定平整程度则判断结果为不安全。
其中，将第一显示画面处理为第二显示画面包括：将第一显示画面处理为与第一
显示画面互为镜像关系的第二显示画面。
其中，将第一显示画面处理为第二显示画面包括：将第一显示画面旋转处理为第
二显示画面。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种头戴式显示系
统，其特征在于，头戴式显示系统包括画面显示模块、检测判断模块以及画面处理模块，画
面显示模块用于向用户显示第一显示画面，检测判断模块用于检测并判断用户所处的环境
是否安全，画面处理模块用于在判断结果为不安全时将第一显示画面处理为第二显示画
面，画面显示模块还用于在第一显示画面处理为第二显示画面后向用户显示第二显示画
面，画面显示模块还用于在判断结果为安全时继续向用户显示第一显示画面。
其中，检测判断模块包括距离检测模块和安全判断模块，距离检测模块用于检测
头戴式显示系统与障碍物之间的距离，安全判断模块用于将距离与预定距离比较，若距离
小于预定距离则判断结果为不安全，若距离大于或者等于预定距离则判断结果为安全。
其中，检测判断模块包括平整度检测模块和安全判断模块，平整度检测模块用于
检测用户周围的地面的平整程度，安全判断模块用于将平整程度与预定平整程度相比较，
若平整程度高于或者等于预定平整程度则判断结果为安全，若平整程度低于预定平整程度
则判断结果为不安全。
其中，画面处理模块用于将第一显示画面处理为与第一显示画面互为镜像关系的
第二显示画面。
其中，画面处理模块用于将第一显示画面旋转处理为第二显示画面。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过向用户显示第一显示
画面；对用户所处的环境进行安全检测并生成评估结果；根据评估结果将第一显示画面处
理为第二显示画面；向用户显示第二显示画面，从而用户在看到经过处理的第二显示画面
时可以知道自己是否处于危险状态，有效提示用户周围环境是否安全，且不影响用户观看
显示画面。
附图说明
图1是本发明头戴式显示系统的安全提示方法第一实施例的流程图；
图2是本发明头戴式显示系统的安全提示方法第二实施例的流程图；
图3是本发明头戴式显示系统的安全提示方法第三实施例的流程图；
图4是本发明的头戴式显示系统第一实施例的模块示意图；
图5是本发明的头戴式显示系统第二实施例的模块示意图；
图6是本发明的头戴式显示系统第三实施例的模块示意图；
图7是本发明头戴式显示系统硬件实施例的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
请参阅图1，图1是本发明头戴式显示系统的安全提示方法第一实施例的流程图。
在本实施例中，头戴式显示系统可以为单独的头戴式显示设备或者由移动终端和VR眼镜构
成的头戴式显示系统，其中，移动终端和VR眼镜以无线或者有线的形式连接，移动终端放入
VR眼镜的壳体内，头戴式显示系统的安全提示方法包括以下步骤：
步骤S11：向用户显示第一显示画面。
在步骤S11中，第一显示画面可以为游戏画面、视频文件播放画面、或者软件操控
界面。
步骤S12：检测并判断用户所处的环境是否安全。
在步骤S12中，例如在用户观看第一显示画面的过程中检测并判断用户所处的环
境是否安全。检测并判断用户所处的环境是否安全可以为通过检测与障碍物之间的距离、
检测用户周围地面的平整程度、或者检测其他周围环境的参数后进行比较判断用户所处的
环境是否安全，具体请参见下文的描述。
在步骤S12中，在判断结果为不安全时，执行步骤S13：将第一显示画面处理为第二
显示画面后向用户显示第二显示画面。
在步骤S13中，对第一显示画面的处理可以为：将第一显示画面处理为与其互为镜
像关系的第二显示画面或者将第一显示画面旋转处理为第二显示画面。例如，第一显示画
面和第二显示画面显示的内容一致，但是显示的形式不相同，具体的，例如第一显示画面为
游戏画面，而第二显示画面为与该游戏画面互为镜像关系的游戏画面。具体请参见下文的
描述。
在步骤S12中，在判断结果为安全时，执行步骤S14：继续向用户显示第一显示画
面。
在步骤S13或者步骤S14后返回执行步骤S12：检测并判断用户所处的环境是否安
全。头戴式显示系统以预定的时间间隔检测并判断用户所处的环境是否安全，预定的时间
间隔优选为1秒，在其他实施例中，可以为其他的时间间隔。在返回步骤S12后继续按如上流
程执行后续步骤。
在本实施例中，在检测并判断到用户所处的环境不安全时将第一显示画面处理为
第二显示画面然后将第二显示画面显示给用户，以提示用户正处于不安全的环境，在不影
响用户观看显示画面的情况下可以有效的提醒用户处于不安全的环境。
请参阅图2，图2是本发明头戴式显示系统的安全提示方法第二实施例的流程图。
在本实施例中，检测用户所处的环境是否安全包括：检测头戴式显示系统与障碍物之间的
距离；将距离与预定距离比较，若距离小于预定距离则判断结果为不安全，若距离大于或者
等于预定距离则判断结果为安全。在本实施例中，头戴式显示系统的安全提示方法包括以
下步骤：
步骤S21：向用户显示第一显示画面。
步骤S22：检测头戴式显示系统与障碍物之间的距离。
在步骤S22中，例如，检测头戴式显示系统与障碍物之间的距离具体可以为：将光
线投射到所处环境中的障碍物上；采集光线在障碍物上形成的光斑图像；将采集的光斑图
像与存储的预设光斑图像进行匹配；在光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹
配时，根据预设光斑图像与距离之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离；
将第一距离作为头戴式显示系统与障碍物之间的距离。在其他实施例中，测距方法可以为
红外测距法、超声波测距法或者蓝牙、WiFi、GPS以及其他传感器技术的测距方法，此处不再
赘述。
步骤S23：将距离与预定距离比较，若距离小于预定距离则判断结果为不安全，若
距离大于或者等于预定距离则判断结果为安全。
在步骤S23中，在判断结果为不安全时，执行步骤S24：将第一显示画面处理为第二
显示画面后向用户显示第二显示画面。
在步骤S23中，在判断结果为安全时，执行步骤S25：继续向用户显示第一显示画
面。
在步骤S24或者步骤S25后返回执行步骤S22：检测头戴式显示系统与障碍物之间
的距离。头戴式显示系统以预定的时间间隔检测头戴式显示系统与障碍物之间的距离。预
定的时间间隔优选为1秒，在其他实施例中，可以为其他的时间间隔。在返回步骤S22后继续
按如上流程执行后续步骤。
优选地，在步骤S24中，将第一显示画面处理为第二显示画面后向用户显示第二显
示画面具体为：将第一显示画面处理为与第一显示画面互为镜像关系的第二显示画面。互
为镜像关系是指第一显示画面在镜面内的虚像与第二显示画面一致。
在其他实施例中，将第一显示画面处理为第二显示画面还可以为：将第一显示画
面旋转处理为第二显示画面。例如，根据在步骤S22中检测的距离将第一显示画面旋转处理
为第二显示画面，其中，距离越小旋转处理的旋转程度越大。具体地，例如，在检测的距离为
第一距离时旋转程度为90度，也就是说，将第一显示画面旋转90度后即为第二显示画面；再
例如，在检测的距离为第二距离时旋转程度180度，也就是说，将第一显示画面旋转180度后
即为第二显示画面；在检测的距离为第三距离时旋转程度270度，也就是说，将第一显示画
面旋转270度后即为第二显示画面，其中第一距离大于第二距离，第二距离大于第三距离。
本领域技术人员不难理解，将第一显示画面处理为第二显示画面的方式还有很多
种，此处不再一一赘述。
请参阅图3，图3是本发明头戴式显示系统的安全提示方法第三实施例的流程图。
在本实施例中，检测用户所处的环境是否安全包括：检测用户周围的地面的平整程度；将平
整程度与预定平整程度相比较，若平整程度高于或者等于预定平整程度则判断结果为安
全，若平整程度低于预定平整程度则判断结果为不安全。在本实施例中，头戴式显示系统的
安全提示方法包括以下步骤：
步骤S31：向用户显示第一显示画面。
步骤S32：检测用户周围的地面的平整程度。
在步骤S32中，例如，检测用户周围的地面的平整程度可以为：拍摄用户周围的地
面的图像；对图像进行视差分布分析以计算用户周围的地面的平整程度。更为具体地，根据
拍摄的基线长度和焦距，利用已知图像的几何构形解析出图像中各行的地面视差值，根据
地面视差值计算地面平整程度。
步骤S33：将平整程度与预定平整程度相比较，若平整程度高于或者等于预定平整
程度则判断结果为安全，若平整程度低于预定平整程度则判断结果为不安全。
在步骤S33中，在判断结果为不安全时，执行步骤S34：将第一显示画面处理为第二
显示画面后向用户显示第二显示画面。
在步骤S33中，在判断结果为安全时，执行步骤S35：继续向用户显示第一显示画
面。
在步骤S34或者步骤S35后返回执行步骤S32：检测用户周围的地面的平整程度。头
戴式显示系统以预定的时间间隔检测用户周围的地面的平整程度。预定的时间间隔优选为
1秒，在其他实施例中，可以为其他的时间间隔。在返回步骤S32后继续按如上流程执行后续
步骤。
优选地，在步骤S34中，将第一显示画面处理为第二显示画面后向用户显示第二显
示画面具体为：将第一显示画面处理为与第一显示画面互为镜像关系的第二显示画面。互
为镜像关系是指第一显示画面在镜面内的虚像与第二显示画面一致。
在其他实施例中，将第一显示画面处理为第二显示画面还可以为：将第一显示画
面旋转处理为第二显示画面。例如，根据在步骤S32中检测的平整程度将第一显示画面旋转
处理为第二显示画面，其中，平整程度越小旋转处理的旋转程度越大。具体地，例如，在检测
的平整程度为第一平整程度时旋转程度为90度，也就是说，将第一显示画面旋转90度后即
为第二显示画面；再例如，在检测的平整程度为第二平整程度时旋转程度180度，也就是说，
将第一显示画面旋转180度后即为第二显示画面；在检测的平整程度为第三平整程度时旋
转程度270度，也就是说，将第一显示画面旋转270度后即为第二显示画面，其中第一平整程
度大于第二平整程度，第二平整程度大于第三平整程度。
本领域技术人员不难理解，将第一显示画面处理为第二显示画面的方式还有很多
种，此处不再一一赘述。
请参阅图4，图4是本发明的头戴式显示系统第一实施例的模块示意图。在本实施
例中，头戴式显示系统可以为单独的头戴式显示设备或者由移动终端和VR眼镜构成的头戴
式显示系统，其中，移动终端和VR眼镜以无线或者有线的形式连接，移动终端放入VR眼镜的
壳体内。
在本实施例中，头戴式显示设备包括画面显示模块11、检测判断模块12以及画面
处理模块13。
画面显示模块11用于向用户显示第一显示画面。例如，第一显示画面可以为游戏
画面、视频文件播放画面、或者软件操控界面。
检测判断模块12用于检测并判断用户所处的环境是否安全。例如，检测判断模块
12用于在用户观看第一显示画面的过程中检测并判断用户所处的环境是否安全。检测并判
断用户所处的环境是否安全可以为通过检测与障碍物之间的距离、检测用户周围地面的平
整程度、或者检测其他周围环境的参数后进行比较判断用户所处的环境是否安全，具体请
参见下文的描述。
画面处理模块13用于在判断结果为不安全时将第一显示画面处理为第二显示画
面。
画面显示模块11还用于在第一显示画面处理为第二显示画面后向用户显示第二
显示画面。
画面显示模块13还用于在判断结果为安全时继续向用户显示第一显示画面。
例如，第一显示画面和第二显示画面显示的内容一致，但是显示的形式不相同，具
体的，例如第一显示画面为游戏画面，而第二显示画面为与该游戏画面互为镜像关系的游
戏画面。具体请参见下文的描述。
在用户观看第一显示画面或者第二显示画面的过程中检测判断模块以预定的时
间间隔检测并判断用户所处的环境是否安全，预定的时间间隔优选为1秒，在其他实施例
中，可以为其他的时间间隔。
在本实施例中，在检测判断模块12检测并判断到用户所处的环境不安全时画面处
理模块13将第一显示画面处理为第二显示画面然后画面显示模块11将第二显示画面显示
给用户，以提示用户正处于不安全的环境，在不影响用户观看显示画面的情况下可以有效
的提醒用户处于不安全的环境。
请参阅图5，图5是本发明的头戴式显示系统第二实施例的模块示意图。在本实施
例中，头戴式显示设备包括画面显示模块21、检测判断模块22以及画面处理模块23。
画面显示模块21与前文描述的一致，此处不再赘述。
检测判断模块22包括距离检测模块221和安全判断模块222，距离检测模块221用
于检测头戴式显示系统与障碍物之间的距离，安全判断模块222用于将距离与预定距离比
较，若距离小于预定距离则判断结果为不安全，若距离大于或者等于预定距离则判断结果
为安全。
例如，距离检测模块211可以包括光线发射模块、光斑图像采集模块、光斑图像匹
配模块、距离查找模块。距离检测模块221检测头戴式显示系统与障碍物之间的距离具体可
以为：光线发射模块将光线投射到所处环境中的障碍物上；光斑图像采集模块采集光线在
障碍物上形成的光斑图像；光斑图像匹配模块将采集的光斑图像与存储的预设光斑图像进
行匹配；距离查找模块在光斑图像与预设光斑图像中的第一预设光斑图像匹配时，根据预
设光斑图像与距离之间的对应关系，确定第一预设光斑图像对应的第一距离；将第一距离
作为头戴式显示系统与障碍物之间的距离。在其他实施例中，测距方法可以为红外测距法、
超声波测距法或者蓝牙、WiFi、GPS以及其他传感器技术的测距方法，此处不再赘述。
在本实施例中，画面处理模块23将第一显示画面处理为第二显示画面具体为：画
面处理模块23将第一显示画面处理为与第一显示画面互为镜像关系的第二显示画面。互为
镜像关系是指第一显示画面在镜面内的虚像与第二显示画面一致。
在其他实施例中，画面处理模块23将第一显示画面处理为第二显示画面还可以
为：画面处理模块23将第一显示画面旋转处理为第二显示画面。例如，根据距离检测模块
221检测的距离将第一显示画面旋转处理为第二显示画面，其中，距离越小旋转处理的旋转
程度越大。具体地，例如，在距离检测模块221检测的距离为第一距离时旋转程度为90度，也
就是说，将第一显示画面旋转90度后即为第二显示画面；再例如，在检测的距离为第二距离
时旋转程度180度，也就是说，将第一显示画面旋转180度后即为第二显示画面；在检测的距
离为第三距离时旋转程度270度，也就是说，将第一显示画面旋转270度后即为第二显示画
面，其中第一距离大于第二距离，第二距离大于第三距离。
本领域技术人员不难理解，画面处理模块23将第一显示画面处理为第二显示画面
的方式还有很多种，此处不再一一赘述。
请参阅图6，图6是本发明的头戴式显示系统第三实施例的模块示意图。在本实施
例中，头戴式显示设备包括画面显示模块31、检测判断模块32以及画面处理模块33。
画面显示模块21与前文描述的一致，此处不再赘述。
在本实施例中，检测判断模块32包括平整度检测模块321和安全判断模块322，平
整度检测模块321用于检测用户周围的地面的平整程度，安全判断模块322用于将平整程度
与预定平整程度相比较，若平整程度高于或者等于预定平整程度则判断结果为安全，若平
整程度低于预定平整程度则判断结果为不安全。
例如，平整度检测模块321包括摄像模块和视差分析模块，平整度检测模块321检
测用户周围的地面的平整程度可以具体为：摄像模块拍摄用户周围的地面的图像；视差分
析模块对图像进行视差分布分析以计算用户周围的地面的平整程度。更为具体地，根据拍
摄的基线长度和焦距，利用已知图像的几何构形解析出图像中各行的地面视差值，根据地
面视差值计算地面平整程度。
在本实施例中，画面处理模块33将第一显示画面处理为第二显示画面具体为：画
面处理模块33将第一显示画面处理为与第一显示画面互为镜像关系的第二显示画面。互为
镜像关系是指第一显示画面在镜面内的虚像与第二显示画面一致。
在其他实施例中，画面处理模块33将第一显示画面处理为第二显示画面还可以
为：画面处理模块33将第一显示画面旋转处理为第二显示画面。例如，根据平整程度检测模
块321检测的平整程度将第一显示画面旋转处理为第二显示画面，其中，平整程度越小旋转
处理的旋转程度越大。具体地，例如，在平整程度检测模块321检测的平整程度为第一平整
程度时旋转程度为90度，也就是说，将第一显示画面旋转90度后即为第二显示画面；再例
如，在检测的平整程度为第二平整程度时旋转程度180度，也就是说，将第一显示画面旋转
180度后即为第二显示画面；在检测的平整程度为第三平整程度时旋转程度270度，也就是
说，将第一显示画面旋转270度后即为第二显示画面，其中第一平整程度大于第二平整程
度，第二平整程度大于第三平整程度。
应该理解到，上述模块的划分为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划
分方式，例如两个模块可以集成到另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，模
块相互之间的连接可以通过一些接口，也可以是电性或其它形式。上述模块既可以采用软
件功能框的形式实现，也可以采用例如图7所示的硬件的形式实现。
如图7所示，图7是本发明头戴式显示系统硬件实施例的原理示意图。头戴式显示
系统包括至少一个处理器41、至少一个存储器42、至少一个传感器43、至少一个显示器44。
为了方便说明，图7所示处理器41、存储器42、传感器43数量为一个。存储器42用于存储计算
机程序，处理器41执行该计算机程序，该计算机程序用于执行如下步骤：
指示显示器44显示第一显示画面；
指示传感器43检测数据，从传感器43获取该数据并根据该数据判断用户所处的环
境是否安全；
在判断结果为不安全时将第一显示画面处理为第二显示画面后指示显示器44向
用户显示第二显示画面，在判断结果为安全时指示显示器44向用户显示第一显示画面；
返回指示传感器43检测数据，根据该数据判断用户所处的环境是否安全，显示器
44向用户显示第一显示画面或者第二显示画面的过程中指示传感器以预定的时间间隔检
测数据，从传感器43获取该数据并根据该数据判断用户所处的环境是否安全，预定的时间
间隔优选为1秒。
可选地，在一种情况下，传感器43可以为距离传感器。指示传感器43检测数据，从
传感器43获取该数据并根据该数据判断用户所处的环境是否安全具体为：
指示距离传感器检测头戴式显示系统与障碍物之间的距离，从距离传感器获取该
距离，将距离与预定距离比较，若距离小于预定距离则判断结果为不安全，若距离大于或者
等于预定距离则判断结果为安全。
可选地，在另一种情况下，传感器43可以为图像传感器。指示传感器43检测数据，
从传感器43获取该数据并根据该数据判断用户所处的环境是否安全具体为：
指示图像传感器获取用户周围的地面的图像，从图像传感器获取该图像以计算平
整程度，将该平整程度与预定平整程度相比较，若平整程度高于或者等于预定平整程度则
判断结果为安全，若平整程度低于预定平整程度则判断结果为不安全。
可选地，在一种情况下，将第一显示画面处理为第二显示画面具体为：将第一显示
画面处理为与第一显示画面互为镜像关系的第二显示画面。互为镜像关系是指第一显示画
面在镜面内的虚像与第二显示画面一致。
可选地，在另一种情况下，将第一显示画面处理为第二显示画面还可以为：将第一
显示画面旋转处理为第二显示画面。例如，根据距离传感器检测的距离或者图像采集器检
测的平整程度将第一显示画面旋转处理为第二显示画面，其中，距离或者平整程度越小旋
转处理的旋转程度越大。
区别于现有技术的情况，本发明通过向用户显示第一显示画面；对用户所处的环
境进行安全检测并生成评估结果；根据评估结果将第一显示画面处理为第二显示画面；向
用户显示第二显示画面，从而用户在看到经过处理的第二显示画面时可以知道自己是否处
于危险状态，有效提示用户周围环境是否安全，且不影响用户观看显示画面。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本
发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。