手持式控制器、跟踪定位方法以及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种手持式控制器、跟踪定位方法以及系统。该手持式控制器包括：手柄及支架。手柄包括输入装置，用于接收用户的输入操作。支架与手柄连接，支架的外表面具有识别图案。在跟踪定位方法中，成像装置获取识别图案的图像；终端设备根据识别图案对手持式控制器进行跟踪定位。本发明专利技术可以通过在手持式控制器上设置识别图案，实现对手持式控制器的跟踪定位，与现有技术相比，不需要精确控制光点频闪的频率，结构更简单，成本更低。另外，还能进一步降低对成像设备的控制要求，无需特别调整成像设备参数以配合主动式发光手持控制器的跟踪定位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】手持式控制器、跟踪定位方法以及系统
本专利技术涉及计算机娱乐
，尤其涉及一种手持式控制器、跟踪定位方法以及系统。
技术介绍
交互控制技术是虚拟现实/增强现实/混合现实等领域的重要应用方向，交互控制技术为VR/AR/MR领域的快速发展起了巨大的需求牵引作用。在VR/AR/MR领域，手持式控制器(手柄)作为交互控制不可或缺的硬件设备，为实现交互控制提供强有力的支撑。用户通过操控手持式控制器的控制键(按键、扳机、触控板等等)，能够实现人机交互功能。为了增强用户的虚拟现实体验，目前对于控制器的追踪定位基本都是通过光学方法来确定，例如通过红外或增加光点等。但是，通过红外追踪需要专门的设备，增加光点的识别会有延迟，需要一个完整的频闪周期才能识别出光点，需要精确控制光点频闪的频率。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种手持式控制器、跟踪定位方法以及系统，以解决上述问题。本专利技术实施例第一方面提供了一种手持式控制器，该手持式控制器包括：手柄及支架。手柄包括输入装置，用于接收用户的输入操作。支架与手柄连接，支架的外表面具有识别图案。在一些实施例中，支架例如为环状。在一些实施例中，手柄包括相对设置的第一端和第二端，第一端连接支架，第二端远离支架。在一些实施例中，手柄的输入装置位于第二端，手柄被配置为用户穿过支架的中央可握持手柄并通过输入装置进行输入操作。在一些实施例中，手柄与支架所在的平面之间具有第一夹角。在一些实施例中，手柄位于手柄内表面所限定的空间内。在一些实施例中，手柄的输入装置位于第一端，手柄被配置为用户在支架外部可直接握持手柄并通过输入装置进行输入操作。在一些实施例中，支架具有缺口，支架位于缺口的一个端部与手柄连接，手柄被配置为用户穿过支架的中央可握持手柄并通过输入装置进行输入操作。在一些实施例中，支架的外表面包括第一表面以及第二表面，第一表面与第二表面在支架的外切圆相交，识别图案设置在第一表面和第二表面的至少一个表面上。在一些实施例中，识别图案设置在第一表面和第二表面，设置在第一表面的识别图案与设置在第二表面的识别图案不同。在一些实施例中，支架的外表面为圆弧面，识别图案设置在圆弧面上。在一些实施例中，支架的外表面由不同形状的单元板块拼接而成，每个单元板块上的图案共同构成所述识别图案。在一些实施例中，单元板块包括六边形板块、五边形板块、三角形板块、或梯形板块。在一些实施例中，识别图案包括背景以及分布于背景的标志点，背景以及标志点的颜色或亮度为成像设备可分辨的两种颜色或亮度。在一些实施例中，标志点大小相同且均匀分布于背景。在一些实施例中，标志点大小间隔的分布于背景。在一些实施例中，标志点为圆形、多边形或方形。在一些实施例中，背景为黑色，标志点为白色，或者，背景为白色，标志点为黑色。本专利技术实施例第二方面提供了一种手持式控制器，包括：手柄，所述手柄包括输入装置，用于接收用户的输入操作；支架，所述支架与所述手柄连接，所述支架的外表面具有识别图案；以及连接到输入装置的微控制器，所述微控制器被配置为接收并且处理来自所述输入装置的数据或信号，所述微控制器设置于所述手柄或支架内。本专利技术实施例第三方面提供了一种跟踪定位系统，包括终端设备、成像设备以及上述手持式控制器，成像设备用于采集识别图案。本专利技术实施例第四方面提供了一种跟踪定位方法，应用于跟踪系统，系统包括终端设备、成像设备以及手持式控制器，手持式控制器包括手柄以及与手柄连接的支架，手柄包括输入装置，用于接收用户的输入操作，支架的外表面具有识别图案，方法包括：所述成像装置获取所述识别图案的图像；所述终端设备根据所述识别图案对手持式控制器进行跟踪定位。在一些实施例中，手持式控制器还设置有用于采集姿态数据的传感器，终端设备根据识别图案对手持式控制器进行跟踪定位，包括：终端设备根据识别图案和传感器所采集的姿态数据对手持式控制器进行跟踪定位。在一些实施例中，终端设备根据所述识别图案对手持式控制器进行跟踪定位，包括：终端设备通过识别图案中的标志点以及利用图案标志点的三维结构信息获得成像装置相对于手持式控制器的特定点的位置及朝向；终端设备根据位置及朝向对手持式控制器进行跟踪定位。本专利技术实施例，可以通过在手持式控制器上设置识别图案，实现对手持式控制器的跟踪定位，与现有技术相比，不需要精确控制光点频闪的频率，结构更简单，成本更低。另外，此种控制器设计还能进一步降低对成像设备的控制要求，无需特别调整成像设备参数以配合主动式发光手持控制器的跟踪定位。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种定位跟踪系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种终端设备的示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种手持式控制器的结构示意图；图4A至图4D是本专利技术实施例提供的识别图案的示例性示意图；图5是本专利技术实施例提供的另一识别图案的示例性示意图；图6是本专利技术实施例提供的又一识别图案的示例性示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种手持式控制器的使用示意图；图8是本专利技术实施例提供的另一种手持式控制器的使用示意图；图9是本专利技术实施例提供的另一种手持式控制器的结构示意图；图10是图9所示手持式控制器的使用示意图；图11是本专利技术实施例提供的再一种手持式控制器的结构示意图；图12是图11所示手持式控制器的使用示意图；图13是本专利技术实施例提供的一种手持式控制器的电气框图；图14是本专利技术实施例提供的一种定位跟踪方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中央”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或竖直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手持式控制器，其特征在于，包括：手柄，所述手柄包括输入装置，用于接收用户的输入操作；支架，所述支架与所述手柄连接，所述支架的外表面具有识别图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种手持式控制器，其特征在于，包括：手柄，所述手柄包括输入装置，用于接收用户的输入操作；支架，所述支架与所述手柄连接，所述支架的外表面具有识别图案。2.根据权利要求1所述的手持式控制器，其特征在于，所述支架为环状。3.根据权利要求2所述的手持式控制器，其特征在于，所述手柄包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端连接所述支架，所述第二端远离所述支架。4.根据权利要求3所述的手持式控制器，其特征在于，所述手柄的输入装置位于所述第二端，所述手柄被配置为用户穿过所述支架的中央可握持所述手柄并通过所述输入装置进行输入操作。5.根据权利要求4所述的手持式控制器，其特征在于，所述手柄与所述支架所在的平面之间具有第一夹角。6.根据权利要求4所述的手持式控制器，其特征在于，所述手柄位于所述支架内表面所限定的空间内。7.根据权利要求3所述的手持式控制器，其特征在于，所述手柄的输入装置位于所述第一端，所述手柄被配置为用户在所述支架外部可直接握持所述手柄并通过所述输入装置进行输入操作。8.根据权利要求2所述的手持式控制器，其特征在于，所述支架具有缺口，所述支架位于所述缺口的一个端部与所述手柄连接，所述手柄被配置为用户穿过所述支架的中央可握持所述手柄并通过所述输入装置进行输入操作。9.根据权利要求2所述的手持式控制器，其特征在于，所述支架的外表面包括第一表面以及第二表面，所述第一表面与所述第二表面在所述支架的外切圆相交，所述识别图案设置在所述第一表面和第二表面的至少一个表面上。10.根据权利要求9所述的手持式控制器，其特征在于，所述识别图案设置在第一表面和第二表面，设置在所述第一表面的识别图案与设置在所述第二表面的识别图案不同。11.根据权利要求2所述的手持式控制器，其特征在于，所述支架的外表面为圆弧面，所述识别图案设置在所述圆弧面上。12.根据权利要求2所述的手持式控制器，其特征在于，所述支架的外表面由不同形状的单元板块拼接而成，每个单元板块上的图案共同构成所述识别图案。13.根据权利要求12所述的手持式控制器，其特征在于，所述单元板块包括六边形板块、五边形板块、三角形板块、或梯形板块。14.根据权利要求1至13任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，饶碧晟，戴景文，贺杰，
申请(专利权)人：广东虚拟现实科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44