一种控制HMD视角的方法及头戴显示设备技术

本发明专利技术公开了一种控制HMD视角的方法及头戴显示设备，包括：鉴别头戴显示设备在航向角方向的运动状态；若所述头戴显示设备在所述航向角方向处于预定状态，对所述头戴显示设备的磁力计传感器上报的当前磁力计数据进行修正，获得修正后的当前磁力计数据；根据修正后的当前磁力计数据，控制所述头戴显示设备的视角。上述方案用于解决现有技术中存在的，头戴显示设备的磁力计传感器上报的数据发生抖动，导致HMD出现画面抖动的技术问题，从而准确控制头戴显示设备视角，提高观看效果。

A method of controlling HMD view and head display device

The invention discloses a method and a head wearing display device for controlling the HMD angle of view, including: identifying the moving state of the display device in the direction of the heading; if the head wear display device is in a predetermined state in the direction of the heading, the current magnetometer data reported on the magnetometer sensor of the display device of the display device is carried out. The corrected magnetometer data is corrected, and the angle of the head display device is controlled according to the current magnetometer data. The above scheme is used to solve the existing technology existing in the existing technology. The data reported by the magnetometer sensor on the display device is jitter, which leads to the technical problems of HMD jitter, which can accurately control the visual angle of the display device and improve the viewing effect.

【技术实现步骤摘要】
一种控制HMD视角的方法及头戴显示设备
本专利技术涉及数据处理领域，尤其涉及一种控制HMD视角的方法及头戴显示设备。
技术介绍
在头戴显示设备HMD(英文全称：HeadMountDisplay)向用户提供的虚拟世界中，头戴显示设备通过检测用户的头部姿态来确定提供给用户的物理信息，用户的头部姿态通常是通过头戴显示设备中的IMU(Inertialmeasurementunit；惯性测量单元)传感器来捕捉。IMU传感器包括陀螺仪、加速度计、磁力计等，现有方案是通过融合陀螺仪、加速度计、磁力计的测量数据来进行姿态估计。具体的，如图1所示，HMD设备定义了三个角度(roll、yaw、pitch)来确定头戴显示设备的姿态，其中，roll为横滚角，yaw为航向角，pitch为俯仰角，为了使姿态估计更加准确，加速度计用于对陀螺仪的roll方向和pitch方向的数据进行补偿，磁力计用于对陀螺仪的yaw方向的数据进行补偿。其中，磁力计可以测量出HMD的地磁强度的三个磁场分量mx、my和mz，利用这三个磁场分量就可以计算出机体坐标系的y轴相对磁北级的航向角yaw，从而对陀螺仪的yaw方向的数据进行补偿。最后，根据加速度计和磁力计补偿后的旋转方向控制HMD的视角。由于磁力计属于静态性能稳定的传感器，在设备静止的情况下，磁力计数据应该是个固定值，但在实际使用过程中，磁力计会产生随机抖动。由于现有方案中，对陀螺仪的yaw方向的数据进行准确补偿的前提是磁力计上报数据是准确且稳定的，如果磁力计上报的数据发生抖动，就会造成错误的补偿，导致HMD出现画面抖动，影响观看效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制HMD视角的方法及头戴显示设备，用于解决现有技术中存在的，头戴显示设备的磁力计传感器上报的数据发生抖动，导致HMD出现画面抖动的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例第一方面提供一种控制HMD视角的方法，包括：鉴别头戴显示设备在航向角方向的运动状态；若所述头戴显示设备在所述航向角方向处于预定状态，对所述头戴显示设备的磁力计传感器上报的当前磁力计数据进行修正，获得修正后的当前磁力计数据；根据修正后的当前磁力计数据，控制所述头戴显示设备的视角。可选的，对所述头戴显示设备的磁力计传感器上报的当前磁力计数据进行修正，获得修正后的当前磁力计数据，包括：在鉴别出所述头戴显示设备在所述航向角方向处于预定状态的初始时刻，获取所述磁力计传感器在所述初始时刻对应的初始参考姿态下上报的参考磁力计数据；在所述预定状态持续的时间段内，将该参考磁力计数据作为修正后的当前磁力计数据。可选的，所述根据修正后的当前磁力计数据，控制所述头戴显示设备的视角包括：根据所述头戴显示设备的陀螺仪传感器在所述初始参考姿态下上报的参考旋转方向对所述参考磁力计数据进行坐标转换，获得转换后的参考磁力计数据；根据所述陀螺仪传感器上报的当前旋转方向对所述修正后的当前磁力计数据进行坐标转换，获得转换后的当前磁力计数据；计算所述转换后的参考磁力计数据和所述转换后的当前磁力计数据之间的夹角数据；根据所述夹角数据对所述陀螺仪传感器的当前旋转方向进行补偿，获得补偿后的旋转方向，并根据所述补偿后的旋转方向控制所述头戴显示设备的视角；其中，所述参考磁力计数据和所述当前磁力计数据为所述头戴显示设备的机体坐标系下的数据，所述转换后的参考磁力计数据和所述转换后的当前磁力计数据为世界坐标系下的数据。可选的，所述鉴别头戴显示设备在航向角方向的运动状态包括：记录所述头戴显示设备的陀螺仪传感器上报的航向角数据小于或者等于航向角数据阈值的持续时间；若所述持续时间大于或者等于预先设置的时间阈值，则确定所述头戴显示设备在所述航向角方向处于所述预定状态。可选的，计算所述航向角数据阈值的方法包括：根据第一航向角平均值、第二航向角平均值和第三航向角平均值中的一个或多个，确定所述航向角数据阈值；其中，所述第一航向角平均值为在所述头戴显示设备处于静止状态时，根据所述陀螺仪传感器在第一预设时长内上报的航向角数据计算得到的平均值；所述第二航向角平均值为在所述头戴显示设备只在横滚角方向上运动时，根据所述陀螺仪传感器在第二预设时长内上报的航向角数据计算得到的平均值；所述第三航向角平均值为在所述头戴显示设备只在俯仰角方向上运动时，根据所述陀螺仪传感器在第三预设时长内上报的航向角数据计算得到的平均值。本专利技术实施例第二方面提供一种头戴显示设备，包括：运动状态鉴别模块，用于鉴别头戴显示设备在航向角方向的运动状态；磁力计数据修正模块，用于在所述头戴显示设备在所述航向角方向处于预定状态时，对所述头戴显示设备的磁力计传感器上报的当前磁力计数据进行修正，获得修正后的当前磁力计数据；视角控制模块，用于根据修正后的当前磁力计数据，控制所述头戴显示设备的视角。可选的，所述磁力计数据修正模块用于：在鉴别出所述头戴显示设备在所述航向角方向处于预定状态的初始时刻，获取所述磁力计传感器在所述初始时刻对应的初始参考姿态下上报的参考磁力计数据，并将所述参考磁力计数据保存在所述头戴显示设备中；在所述预定状态持续的时间段内，将该参考磁力计数据作为修正后的当前磁力计数据。可选的，所述视角控制模块用于：根据所述头戴显示设备的陀螺仪传感器在所述初始参考姿态下上报的参考旋转方向对所述参考磁力计数据进行坐标转换，获得转换后的参考磁力计数据；根据所述陀螺仪传感器上报的当前旋转方向对所述修正后的当前磁力计数据进行坐标转换，获得转换后的当前磁力计数据；计算所述转换后的参考磁力计数据和所述转换后的当前磁力计数据之间的夹角数据；根据所述夹角数据对所述陀螺仪传感器的当前旋转方向进行补偿，获得补偿后的旋转方向，并根据所述补偿后的旋转方向控制所述头戴显示设备的视角；其中，所述参考磁力计数据和所述当前磁力计数据为所述头戴显示设备的机体坐标系下的数据，所述转换后的参考磁力计数据和所述转换后的当前磁力计数据为世界坐标系下的数据。可选的，所述运动状态鉴别模块所述运动状态鉴别模块包括存储单元和运动状态鉴别单元，其中，所述存储单元用于存储航向角数据阈值；所述运动状态鉴别单元，用于记录所述头戴显示设备的陀螺仪传感器上报的航向角数据小于或者等于航向角数据阈值的持续时间；并在所述持续时间大于或者等于预先设置的时间阈值时，确定所述头戴显示设备在所述航向角方向处于所述预定状态。本专利技术实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：本专利技术实施例的方案中，在头戴显示设备处于预定状态时，通过对头戴显示设备的磁力计数据进行修正，然后，根据修正后的当前磁力计数据，准确控制头戴显示设备的视角，可见，上述方案解决了现有技术中存在的，由于头戴显示设备的磁力计传感器上报的数据发生抖动，导致HMD出现画面产生抖动的技术问题，从而准确控制头戴显示设备视角，提高观看效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：图1为本专利技术实施例提供的HMD的roll、yaw和pitch的示意图；图2为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制HMD视角的方法，其特征在于，包括：鉴别头戴显示设备在航向角方向的运动状态；若所述头戴显示设备在所述航向角方向处于预定状态，对所述头戴显示设备的磁力计传感器上报的当前磁力计数据进行修正，获得修正后的当前磁力计数据；根据修正后的当前磁力计数据，控制所述头戴显示设备的视角。

【技术特征摘要】
2017.01.09 CN 20171001249721.一种控制HMD视角的方法，其特征在于，包括：鉴别头戴显示设备在航向角方向的运动状态；若所述头戴显示设备在所述航向角方向处于预定状态，对所述头戴显示设备的磁力计传感器上报的当前磁力计数据进行修正，获得修正后的当前磁力计数据；根据修正后的当前磁力计数据，控制所述头戴显示设备的视角。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述头戴显示设备的磁力计传感器上报的当前磁力计数据进行修正，获得修正后的当前磁力计数据，包括：在鉴别出所述头戴显示设备在所述航向角方向处于预定状态的初始时刻，获取所述磁力计传感器在所述初始时刻对应的初始参考姿态下上报的参考磁力计数据；在所述预定状态持续的时间段内，将该参考磁力计数据作为修正后的当前磁力计数据。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据修正后的当前磁力计数据，控制所述头戴显示设备的视角包括：根据所述头戴显示设备的陀螺仪传感器在所述初始参考姿态下上报的参考旋转方向对所述参考磁力计数据进行坐标转换，获得转换后的参考磁力计数据；根据所述陀螺仪传感器上报的当前旋转方向对所述修正后的当前磁力计数据进行坐标转换，获得转换后的当前磁力计数据；计算所述转换后的参考磁力计数据和所述转换后的当前磁力计数据之间的夹角数据；根据所述夹角数据对所述陀螺仪传感器的当前旋转方向进行补偿，获得补偿后的旋转方向，并根据所述补偿后的旋转方向控制所述头戴显示设备的视角；其中，所述参考磁力计数据和所述当前磁力计数据为所述头戴显示设备的机体坐标系下的数据，所述转换后的参考磁力计数据和所述转换后的当前磁力计数据为世界坐标系下的数据。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鉴别头戴显示设备在航向角方向的运动状态包括：记录所述头戴显示设备的陀螺仪传感器上报的航向角数据小于或者等于航向角数据阈值的持续时间；若所述持续时间大于或者等于预先设置的时间阈值，则确定所述头戴显示设备在所述航向角方向处于所述预定状态。5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述预定状态包括静止状态、头戴显示设备只在横滚角方向上运动的状态和头戴显示设备只在俯仰角方向上运动的状态三种状态中的一种或多种。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，计算所述航向角数据阈值的方法包括：根据第一航向角平均值、第二航向角平均值和第三航向角平均值中的一个或多个，确定所述航向角数据阈值；其中，所述第一航向角平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，
申请(专利权)人：成都虚拟世界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51