头戴式显示器追踪制造技术

技术编号:20881531 阅读:17 留言:0更新日期:2019-04-17 13:05
描述虚拟现实(VR)头戴式显示器(HMD)、计算机实施的方法和VR追踪系统。一般来说,VR HMD包括惯性测量单元(IMU)和光学传感器。当第二VR HMD位于同一个物理环境中时,可以操作所述VR HMD以追踪所述第二VR HMD在所述物理环境中的运动。举例来说,除了两个VR HMD的惯性数据之外,还使用由所述VR HMD俘获的图像数据来确定所述第二VR HMD的三维(3D)物理位置和随着时间过去而追踪所述3D物理位置。从所述追踪得出所述运动的三个自由度(DOF)或六个DOF。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】头戴式显示器追踪相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月30日提交的美国专利申请No.15/085,887的优先权,所述申请的公开内容特此出于所有目的以引用方式整体并入。
技术介绍
虚拟现实(VR)头戴式显示器(HMD)用于不同的应用。举例来说,用户戴上并操作VRHMD以观看VR内容。通常,VR内容呈现在VRHMD的音频和视频系统处。VR内容包括视频游戏、电影、虚拟会议或其它线上和线下内容。一般来说,VRHMD实现了沉浸式用户体验,所述沉浸式用户体验的现实性、视觉吸引力和复杂性已随着时间过去而增加。举例来说,VRHMD将用户带到虚拟世界,在所述虚拟世界,用户表示为虚拟用户。用户在物理世界中的运动使虚拟用户在虚拟世界中移动。响应于运动,更新VR内容以提供沉浸式虚拟世界体验。因此,运动追踪对于给出在虚拟世界中的沉浸感和存在感来说是关键的。现有的VR运动追踪系统通常遵循两种方法中的一者。在基本方法中,操作VRHMD的用户的运动追踪仅由VRHMD执行。这种方法涉及最少量的VR追踪设备并且可以容易地进行部署。在另一种方法中,涉及更复杂的系统。此类系统包括在物理环境中固定的运动追踪装置。在用户在物理环境中四处走动时,运动追踪装置检测所述运动并且将相关信息发送给VRHMD。虽然运动追踪非常精确,但是此类系统涉及较复杂的VR追踪设备。然而,现有的VR运动追踪系统无法在依赖于较不复杂的设备的同时实现高的追踪精确度(例如,类似于或基本上接近于复杂系统的精确度)。
技术实现思路
一般来说,描述一种VRHMD。在一个实例中,所述VRHMD包括惯性测量单元(IMU)和光学传感器以及其它部件。所述VRHMD被配置成基于所述IMU和光学传感器的能力来追踪第二VRHMD的运动。另外,描述计算机实施的方法和VR追踪系统。一般来说,操作VRHMD以追踪第二VRHMD的运动。在一个实例中,所述运动包括三个自由度(DOF)或六个DOF的运动并且基于第二VRHMD在物理环境中的三维(3D)位置随着时间过去发生的变化来进行追踪。举例来说,所述VRHMD从所述第二VRHMD接收位置数据,诸如惯性数据。所述VRHMD还俘获所述物理环境的图像。在所述图像中识别第二VRHMD。进一步分析所述图像和所述位置数据以确定所述3D位置和随着时间过去而追踪变化。此外,可以从多个VRHMD接收位置数据。相应地得出物理环境中的相应的3D位置。在一个实例中,基于物理对虚拟空间映射将所述3D位置映射至虚拟环境中的3D虚拟位置。可以部分基于所述3D虚拟位置来控制在VRHMD处呈现的VR内容。计算机系统被配置成执行所述计算机实施的方法。所述计算机系统是VRHMD、VR追踪系统、中央计算机的部件,或分布在VRHMD、VR追踪系统和中央计算机之间。在一个实例中,一种计算机实施的方法包括多个操作。在一个操作中,所述计算机系统存取第一VRHMD的位置数据。基于包括所述第一VRHMD的物理环境的图像数据来产生所述位置数据。由第二VRHMD的光学传感器来产生所述图像数据。在另一个操作中,所述计算机系统基于所述位置数据来确定所述第一VRHMD在物理环境中的位置。在另一个操作中,所述计算机系统基于物理环境中的位置导致在第一VRHMD处呈现VR内容。在一个实例中,另一种计算机实施的方法还包括多个操作。在一个操作中,所述计算机系统存取位于物理环境中的VRHMD的位置数据。基于惯性数据和图像数据来产生所述位置数据。所述惯性数据指示远离所述VRHMD的光学传感器在物理环境中的移动。所述图像数据是由所述光学传感器产生并且对应于物理环境中的所述VRHMD的图像。在另一个操作中,所述计算机系统基于所述位置数据来确定所述VRHMD在物理环境中的位置。在另一个实施方案中,所述计算机系统基于物理环境中的所述位置而导致在所述VRHMD处呈现虚拟现实内容。在一个实例中,另一种计算机实施的方法也包括多个操作。在一个操作中,所述计算机系统确定第一VRHMD在物理环境中的第一位置。基于第二位置数据来确定所述第一位置,所述第二位置数据是基于第二VRHMD的第二光学传感器来产生。在另一个操作中,所述计算机系统确定所述第二VRHMD在物理环境中的第二位置。基于第一位置数据来确定所述第二位置,所述第一位置数据是基于所述第一VRHMD的第一光学传感器来产生。在另一个操作中,所述计算机系统基于物理环境中的所述第一位置和所述第二位置而导致在所述第一VRHMD和所述第二VRHMD处呈现VR内容。可以参考说明书的其余部分以及附图来进一步理解本文中公开和表明的实施方案的性质和优点。附图说明图1示出根据本公开的实施方案的涉及许多个VRHMD的示例性VR运动追踪。图2示出根据本公开的实施方案的基于物理环境中的所追踪位置来帮助存取VR内容的物理对虚拟空间映射。图3示出根据本公开的实施方案的VRHMD的示例性部件。图4示出根据本公开的实施方案的另一个VRHMD的示例性部件。图5示出根据本公开的实施方案的包括VRHMD、接近装置和可穿戴手势装置的示例性系统。图6示出根据本公开的实施方案的操作第一VRHMD的用户的位置追踪的示例性流程。图7示出根据本公开的实施方案的操作第一VRHMD的用户的位置追踪的示例性流程,其中由第二VRHMD来执行定位追踪。图8示出根据本公开的实施方案的操作第一VRHMD的用户的位置追踪的示例性流程,其中由第一VRHMD基于由第二VRHMD产生并从第二VRHMD接收到的图像数据来执行定位追踪。图9示出根据本公开的实施方案的操作第一VRHMD的用户的位置追踪的示例性流程,其中由第一VRHMD基于校准来执行定位追踪,并且其中所述校准是基于由第二VRHMD产生的图像数据。图10示出根据本公开的实施方案的操作第一VRHMD的用户的位置追踪的示例性流程,其中部分基于由接近装置和手势装置产生并从所述接近装置和所述手势装置接收到的数据来执行定位追踪。图11示出根据本公开的实施方案的操作VRHMD的用户相对于彼此的位置追踪的示例性流程。图12示出根据本公开的实施方案的适合于实施计算机系统的硬件系统的实例。具体实施方式一般来说,描述用于VR运动追踪的系统和方法。通常,用户操作VRHMD以存取VR内容。至少部分通过用户在物理环境中的运动来控制所述存取。在物理环境中的三维(3D)位置限定了物理运动。将所述3D位置映射至虚拟环境中的3D位置。虚拟3D位置限定用户在虚拟环境中的虚拟运动。基于所述虚拟运动来帮助对VR内容的存取。举例来说,如果用户将他或头从左到右移动,那么VR内容会刷新以在虚拟环境中模仿类似的运动。在一个实例中,VR运动追踪涉及至少两个VRHMD。举例来说,两位用户同处在物理环境中。第一用户操作第一VRHMD来存取VR内容。类似地,第二用户操作第二VRHMD来存取相同的或不同的VR内容。所述VRHMD中的每一者包括惯性测量单元(IMU)和光学传感器(例如,VRHMD的相机的部件)。因此,所述VRHMD中的每一者可以基于IMU和光学传感器而用作其它VRHMD的运动追踪器。换句话说,第一VRHMD追踪第二VRHMD的运动并且向第二VRHMD提供关于此运动的信息。第二VRHM可以对第一VRHMD做相同的事。举例来说,在一个时间,第一VRH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实施的方法,包括:由计算机系统存取第一虚拟现实头戴式显示器的位置数据,所述位置数据是基于包括所述第一虚拟现实头戴式显示器的物理环境的图像数据产生,所述图像数据是由第二虚拟现实头戴式显示器的光学传感器产生;由所述计算机系统基于所述位置数据来确定所述第一虚拟现实头戴式显示器在所述物理环境中的位置;以及由所述计算机系统基于所述物理环境中的所述位置来导致在所述第一虚拟现实头戴式显示器处呈现虚拟现实内容。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 US 15/085,8871.一种计算机实施的方法,包括:由计算机系统存取第一虚拟现实头戴式显示器的位置数据,所述位置数据是基于包括所述第一虚拟现实头戴式显示器的物理环境的图像数据产生,所述图像数据是由第二虚拟现实头戴式显示器的光学传感器产生;由所述计算机系统基于所述位置数据来确定所述第一虚拟现实头戴式显示器在所述物理环境中的位置;以及由所述计算机系统基于所述物理环境中的所述位置来导致在所述第一虚拟现实头戴式显示器处呈现虚拟现实内容。2.如权利要求1所述的计算机实施的方法,其中所述第一现实头戴式显示器包括所述计算机系统,其中存取所述位置数据包括经由对等数据通信网络从所述第二虚拟现实头戴式显示器接收所述位置数据,并且其中随着时间过去基于所述位置数据的更新来追踪所述第一现实头戴式显示器的所述位置。3.如权利要求2所述的计算机实施的方法,其中进一步基于所述第一虚拟现实头戴式显示器的第一惯性数据并且基于所述第二虚拟现实头戴式显示器的第二惯性数据来产生所述位置数据,其中由与所述第一虚拟现实头戴式显示器刚性地连接的第一惯性测量单元产生所述第一惯性数据,并且其中由与所述第二虚拟现实头戴式显示器刚性地连接的第二惯性测量单元产生所述第二惯性数据。4.如权利要求1所述的计算机实施的方法,其中基于随着时间过去追踪所述位置而产生所述第一虚拟现实头戴式显示器的运动,其中所述运动包括平移运动和旋转运动,并且其中基于所述平移运动和所述旋转运动在所述第一虚拟现实头戴式显示器处呈现所述虚拟现实内容。5.如权利要求1所述的计算机实施的方法,其中所述第一虚拟现实头戴式显示器包括二维机器可读代码,所述二维机器可读代码识别所述第一虚拟现实头戴式显示器并且识别比例尺寸,其中基于从所述图像数据中识别所述比例尺寸由所述第二虚拟现实头戴式显示器产生所述位置数据。6.如权利要求1所述的计算机实施的方法,其中所述位置数据包括所述位置,其中所述第一虚拟现实头戴式显示器包括所述计算机系统,其中进一步基于所述第一虚拟现实头戴式显示器的惯性数据来产生所述位置数据,并且所述方法还包括:由所述计算机系统将所述惯性数据发送给所述第二虚拟现实头戴式显示器;以及由所述计算机系统基于所述惯性数据被发送来从所述第二虚拟现实头戴式显示器接收所述位置。7.如权利要求1所述的计算机实施的方法,其中所述第一虚拟现实头戴式显示器包括所述计算机系统,并且所述方法还包括:由所述计算机系统从所述第二虚拟现实头戴式显示器接收所述图像数据;以及由所述计算机系统基于所述接收到的图像数据并且基于所述第一虚拟现实头戴式显示器的惯性数据来产生所述位置数据。8.如权利要求1所述的计算机实施的方法,其中所述第一虚拟现实头戴式显示器包括所述计算机系统和与所述计算机系统耦接的惯性测量单元,并且其中确定所述位置包括:由所述惯性测量单元产生所述第一虚拟现实头戴式显示器的惯性数据;由所述计算机系统基于从所述第二虚拟现实头戴式显示器发送的所述位置数据来产生校准偏移;以及由所述计算机系统基于所述第一虚拟现实头戴式显示器的所述惯性数据和所述校准偏移来产生所述位置。9.一种计算机实施的方法,包括:由计算机系统存取位于物理环境中的虚拟现实头戴式显示器的位置数据,所述位置数据是基于惯性数据和图像数据来产生,所述惯性数据指示远离所述虚拟现实头戴式显示器的光学传感器在所述物理环境中的移动,所述图像数据由所述光学传感器产生并且对应于所述物理环境中的所述虚拟现实头戴式显示器的图像;由所述计算机系统基于所述位置数据来确定所述虚拟现实头戴式显示器在所述物理环境中的位置;以及由所述计算机系统基于所述物理环境中的所述位置来导致在所述虚拟现实头戴式显示器处呈现虚拟现实内容。10.如权利要求9所述的计算机实施的方法,其中所述光学传感器包括在移动装置中,并且所述方法还包括:由所述计算机系统存取所述虚拟现实头戴式显示器的第二惯性数据,所述第二惯性数据对应于所述虚拟现实头戴式显示器在所述物理环境中的第二位置;由所述计算机系统基于所述虚拟现实头戴式显示器位于所述第二位置来确定所述虚拟现实头戴式显示器与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:GT布莱克
申请(专利权)人:索尼互动娱乐股份有限公司
类型:发明
国别省市:日本,JP

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