对虚拟现实系统的物理道具的定位方法以及虚拟现实系统技术方案

公开了对虚拟现实系统的物理道具的定位方法，该方法包括：选择参考系；在参考系中建立第一三维直角坐标系；对物理控制器和物理道具分别按照刚体进行建模；确定物理控制器按照连接方式连接至物理道具情况下的控制器刚体三维直角坐标系与道具刚体三维直角坐标系之间的关系数据；获取连接至物理道具的物理控制器的位置信息和姿态信息，以确定控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系；根据控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系以及关系数据确定道具刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系，从而确定道具的位置信息和姿态信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实领域，尤其涉及一种对虚拟现实系统的物理道具的定位方法以及虚拟现实系统。
技术介绍
虚拟现实系统中需要用户使用控制器与虚拟现实应用进行交互，虚拟现实系统中往往利用控制器来表示各种虚拟道具，需要用户手握住控制器进行操作。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，第一方面，提供了一种用于虚拟现实系统的物理道具的定位方法，虚拟现实系统包括物理控制器，物理道具包括用于连接物理控制器的接口，该方法包括：选择参考系；在参考系中建立第一三维直角坐标系；对物理控制器和物理道具分别按照刚体进行建模，以生成与物理控制器对应的控制器刚体三维直角坐标系以及与物理道具对应的道具刚体三维直角坐标系；确定物理控制器按照通过接口连接至物理道具情况下的控制器刚体三维直角坐标系与道具刚体三维直角坐标系之间的关系数据，其中接口限定了物理控制器连接至物理道具情况下的、物理控制器与物理道具之间的相对位置和相对姿态；获取连接至物理道具的物理控制器的位置信息和姿态信息，以确定控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系；根据控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系以及关系数据确定道具刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系；根据道具刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系确定物理道具的位置信息和姿态信息。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种虚拟现实系统，该虚拟现实系统包括：物理控制器；物理道具，包括用于连接物理控制器的接口；服务器；选择参考系，在参考系中建立第一三维直角坐标系，对物理控制器和物理道具分别按照刚体进行建模，以生成与物理控制器对应的控制器刚体三维直角坐标系以及与物理道具对应的道具刚体三维直角坐标系，服务器还确定物理控制器通过接口连接至物理道具情况下的控制器刚体三维直角坐标系与道具刚体三维直角坐标系之间的关系数据，其中接口限定了物理控制器连接至物理道具情况下的、物理控制器与物理道具之间的相对位置和相对姿态；服务器还获取连接至物理道具的物理控制器的位置信息和姿态信息，以确定控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角的平移和旋转关系，根据控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系以及关系数据确定道具刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系，根据道具刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系确定物理道具的位置信息和姿态信息。通过上述实施方式的方法，物理控制器连接至物理道具，服务器可选择参考系并建立第一三维直角坐标系，服务器还可获得物理控制器和物理道具之间的关系数据(例如相对位置、相对姿态、平移和旋转的关系等)，服务器可追踪物理控制器的位置信息和姿态信息，进而获得控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系，进而根据关系数据获得道具刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系。这样可以将道具相对于第一三维直角坐标系的位置和姿态显示在虚拟现实应用中，使得用户在现实中对物理道具的操作和虚拟现实中看到的操作无缝连接，极大增强用户的体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的物理道具的定位的方法流程图；图2为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的物理道具的定位的方法流程图；图3为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的物理道具的定位的方法流程图；图4为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的物理道具的定位的方法流程图；图5为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的物理道具的定位的方法流程图；图6为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的物理道具的定位的方法流程图；图7为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的示意性结构框图；图8为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的示意性结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术实施例的技术方案以及优点表达的更清楚，下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。图1为本专利技术一个实施例提供的用于虚拟现实系统的物理道具的定位的方法流程图。该虚拟现实系统包括物理控制器，物理道具包括用于连接物理控制器的接口。如图1所示，在步骤110中，选择参考系。在步骤120中，在参考系中建立第一三维直角坐标系。在步骤130中，对物理控制器和物理道具分别按照刚体进行建模，以生成与物理控制器对应的控制器刚体三维直角坐标系以及与物理道具对应的道具刚体三维直角坐标系。在步骤140中，确定物理控制器根据上述接口连接至物理道具情况下的控制器刚体三维直角坐标系与道具刚体三维直角坐标系之间的关系数据，该接口限定了物理控制器连接至物理道具情况下的、物理控制器与物理道具之间的相对位置和相对姿态。例如，物理控制器通过该接口与物理道具连接时，物理控制器相对于物理道具的相对位置和相对姿态是固定的，物理控制器按照物理道具上的接口确定的连接方式连接至物理道具，服务器确定出该情况下的控制器刚体三维直角坐标系与道具刚体三维直角坐标系之间的平移和旋转关系。在步骤150中，获取连接至物理道具的物理控制器的位置信息和姿态信息，以确定控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系。例如，物理控制器连接至物理道具，服务器获取该物理控制器的位置信息和姿态信息，并根据该位置信息和姿态信息来确定控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系。在步骤160中，根据控制器刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系以及关系数据确定道具刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋转关系在步骤170中，根据道具刚体三维直角坐标系相对于第一三维直角坐标系的平移和旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于虚拟现实系统的物理道具的定位方法，所述虚拟现实系统包括物理控制器，所述物理道具包括用于连接所述物理控制器的接口，所述方法包括：选择参考系；在所述参考系中建立第一三维直角坐标系；对所述物理控制器和所述物理道具分别按照刚体进行建模，以生成与所述物理控制器对应的控制器刚体三维直角坐标系以及与所述物理道具对应的道具刚体三维直角坐标系；确定所述物理控制器通过所述接口连接至所述物理道具情况下的所述控制器刚体三维直角坐标系与所述道具刚体三维直角坐标系之间的关系数据，其中所述接口限定了所述物理控制器连接至所述物理道具情况下的、所述物理控制器与所述物理道具之间的相对位置和相对姿态；获取连接至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿态信息，以确定所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系；根据所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系以及所述关系数据确定所述道具刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系；根据所述道具刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系确定所述物理道具的位置信息和姿态信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于虚拟现实系统的物理道具的定位方法，所述虚拟现实系统包
括物理控制器，所述物理道具包括用于连接所述物理控制器的接口，所述方
法包括：
选择参考系；
在所述参考系中建立第一三维直角坐标系；
对所述物理控制器和所述物理道具分别按照刚体进行建模，以生成与所
述物理控制器对应的控制器刚体三维直角坐标系以及与所述物理道具对应的
道具刚体三维直角坐标系；
确定所述物理控制器通过所述接口连接至所述物理道具情况下的所述控
制器刚体三维直角坐标系与所述道具刚体三维直角坐标系之间的关系数据，
其中所述接口限定了所述物理控制器连接至所述物理道具情况下的、所述物
理控制器与所述物理道具之间的相对位置和相对姿态；
获取连接至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿态信息，以
确定所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平移
和旋转关系；
根据所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的
平移和旋转关系以及所述关系数据确定所述道具刚体三维直角坐标系相对于
所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系；
根据所述道具刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平
移和旋转关系确定所述物理道具的位置信息和姿态信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述物理控制器通过所述接口
连接至所述物理道具情况下的所述控制器刚体三维直角坐标系与所述道具刚
体三维直角坐标系之间的关系数据包括：
确定表示所述道具刚体三维直角坐标系相对于所述控制器刚体三维
直角坐标系平移和旋转关系的第一矩阵Tr；
获取连接至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿态信息，以
确定所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平移
和旋转关系包括：
获取连接至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿态信

\t息，以确定所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐
标系的平移和旋转关系的第二矩阵Tc；
根据所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的
平移和旋转关系以及所述关系数据确定所述道具刚体三维直角坐标系相对于
所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系包括：
通过将所述第一矩阵与所述第二矩阵相乘来确定出表示所述道具刚
体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系的
第三矩阵Tt。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述物理控制器按照所述连接
方式连接至所述物理道具情况下的所述控制器刚体三维直角坐标系与所述道
具刚体三维直角坐标系之间的关系数据还包括：
获取与所述关系数据相关联的所述物理道具的ID信息；
存储所述关系数据与相关联的物理道具的ID信息；
根据所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的
平移和旋转关系以及所述关系数据确定所述道具刚体三维直角坐标系相对于
所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系包括：
根据所述物理道具的ID信息确定所关联的关系数据；
根据所述关系数据以及所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述
第一三维直角坐标系的平移和旋转关系确定所述道具刚体三维直角坐标
系相对于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述物理道具包括开关，
所述获取连接至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿态信息
还包括：
检测所述物理控制器连接至所述物理道具时触发所述开关而导致所
述物理道具发出的激活信息，所述激活信息至少包括所述物理道具的所
述ID信息；
在根据所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系
的平移和旋转关系以及所述关系数据确定所述道具刚体三维直角坐标系相对
于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系还包括：
根据所述ID信息调取所述ID信息对应的所述关系数据和虚拟现实
应用；
在所述虚拟现实应用中显示与所述物理道具对应的虚拟道具。
5.如权利要求3所述的方法，所述物理道具包括传感器，所述获取连接
至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿态信息包括：
检测所述传感器发出的与所述物理道具相关的状态信息以获取连接
至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿态信息；
在根据所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系
的平移和旋转关系以及所述关系数据确定所述道具刚体三维直角坐标系相对
于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系还包括：
根据所述ID信息调取所述ID信息对应的所述关系数据和虚拟现实
应用；
在所述虚拟现实应用中显示与所述物理道具对应的虚拟道具；
根据所述道具刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系的平
移和旋转关系确定所述物理道具的位置信息和姿态信息还包括：
根据所述状态信息在所述虚拟现实应用中显示与所述物理道具对应
的所述虚拟道具的变化。
6.如权利要求3所述的方法，所述物理道具包括传感器，所述获取连接
至所述物理道具的所述物理控制器的位置信息和姿态信息包括：
检测所述传感器发出的使用所述物理道具的用户的生理信息；
在根据所述控制器刚体三维直角坐标系相对于所述第一三维直角坐标系
的平移和旋转关系以及所述关系数据确定所述道具刚体三维直角坐标系相对
于所述第一三维直角坐标系的平移和旋转关系之后，所述方法还包括：
根据所述生理信息在所述虚拟现实应用中显示与所述生理信息对应
的虚拟现实的应用。
7.如权利要求4所述的方法，其中，所述物理控制器为多个的情况下，
在检测到所述激活信息之后所述方法还包括：
广播与所述物理道具对应的确...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴若犁，刘昊扬，托比亚斯·鲍曼，
申请(专利权)人：北京诺亦腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11