用于校准虚拟现实系统的方法和系统技术方案

虚拟现实系统包括平台、头戴式受送话器、底座和控制单元。所述头戴式受送话器包括运动感应单元和配置为显示虚拟环境的视频的显示单元。底座位于平台上并且配置为可释放地接合所述头戴式受送话器。在所述头戴式受送话器与底座接合的同时，头戴式受送话器位于第一位置。在头戴式受送话器与底座分离的同时，头戴式受送话器位于第二位置。控制单元连接到头戴式受送话器且配置为接收表示第一位置的第一数据且将第一位置与虚拟环境的预定第一视角相关联。控制单元还配置为接收表示第二位置的第二数据，确定与第二位置对应的虚拟环境的第二视角，以及从第二视角提供虚拟环境的视频。

【技术实现步骤摘要】

本申请一般涉及基于视频的虚拟现实系统，并且更具体地涉及用于使虚拟现实头戴送受话器对准以校准虚拟现实系统的系统和方法。
技术介绍
虚拟现实是一种计算机模拟环境，其能够模拟用户在真实或虚拟环境中的物理存在。虚拟现实的应用包括医疗、游戏和军事环境。虚拟现实环境通常包括显示在计算机屏幕上或者通过立体(例如，3D)显示器显示的视觉图像。例如，视频可以显示在提供沉浸式虚拟体验的可佩戴头戴式受送话器上。在一些虚拟现实应用中，用户可以通过使用键盘、鼠标、操纵杆或其它输入设备来改变虚拟环境的显示视角。除了该常规的输入设备之外或者替代该常规的输入设备，可佩戴头戴式受送话器可包含检测头戴式受送话器的位置的运动和/或方位传感器。头戴式受送话器的方位可对应于虚拟环境中的特定的观看方向，从而允许用户通过按照他/她环视真实世界的相同的方式移动他/她的头来改变虚拟环境的显示视角。在一些情况下，期望的是虚拟环境与真实世界对准，使得头戴式受送话器的具体方位对应于虚拟环境中与用户所期望的一致的特定的观看方向。例如，在观看虚拟环境的同时坐在椅子上面朝前的用户可能期望在虚拟环境中向前看。不对准会导致虚拟视角倾斜或者与期望的观看方向偏轴。仅几度的小的不对准对于用户而言是可觉察到的。不对准会分心或迷惑并且可能导致不期望的后果，例如运动病。因此，期望能够使虚拟现实环境与用户所占据的物理环境精确地对准。专利技术概述本公开描述了用于容易地且一致地校准虚拟现实系统的方法和系统。该系统包括显示虚拟环境的视频的至少一个头戴式受送话器。虚拟环境的视角基于头戴式受送话器的位置。在一些实施例中，一个或多个底座用于将头戴式受送话器相对于平台精确地对准，使得能够基于头戴式受送话器的安装位置而将虚拟环境的方位与平台正确地对准。在一些实施例中，平台的测量位置用于将虚拟环境与平台对准。提供了用于操作虚拟现实系统的方法，所述虚拟现实系统具有平台、具有运动感应单元和配置为显示虚拟环境的视频的显示单元的头戴式受送话器，以及底座，其中所述底座位于所述平台上，并且头戴式受送话器能够与底座可释放地接合。在一个实施例中，该方法包括：在头戴式受送话器与底座接合的同时，确定头戴式受送话器的第一位置，以及将头戴式受送话器的第一位置与虚拟环境的预定第一视角相关联。该方法还包括：在头戴式受送话器与底座分离的同时，确定头戴式受送话器的第二位置；确定与头戴式受送话器的第二位置对应的虚拟环境的第二视角，其中第二视角基于头戴式受送话器的第一位置与第二位置之间的差别；以及利用头戴式受送话器来从第二视角显示虚拟环境的视频。视频可包括渲染动画视频。在一个实施例中，虚拟现实系统包括平台、头戴式受送话器、底座和控制单元。头戴式受送话器包括运动感应单元和配置为显示虚拟环境的视频的显示单元。底座位于平台上。底座构造为可释放地接合头戴式受送话器。当头戴式受送话器与底座接合时，头戴式受送话器处于第一位置。当头戴式受送话器与底座分离时，头戴式受送话器处于第二位置。控制单元连接到头戴式受送话器且构造为从头戴式受送话器接收表示头戴式受送话器的第一位置的第一数据且将头戴式受送话器的第一位置与虚拟环境的预定第一视角相关联。控制单元还配置为从头戴式受送话器接收表示头戴式受送话器的第二位置的第二数据，确定与头戴式受送话器的第二位置对应的虚拟环境的第二视角，其中第二视角基于头戴式受送话器的第一位置与第二位置之间的差别，并且从第二视角向头戴式受送话器提供虚拟环境的视频。在一个实施例中，底座附接到平台的部分。底座可附接到包含在平台中的台架。在一个实施例中，头戴式受送话器在底座中的位置定向成相对于平台向前的方向。在另一实施例中，头戴式受送话器在底座中的位置可以与虚拟环境的向前看视角相关联。在又一实施例中，虚拟环境的第一视角与第二视角之间的变化等于第一位置与第二位置之间的头戴式受送话器的方位变化。在一些实施例中，虚拟现实系统包括：平台；头戴式受送话器，其具有运动感应单元和配置为显示虚拟环境的视频的显示单元；平台位置感应单元，其配置为测量平台的位置；以及控制单元，其连接到头戴式受送话器和平台位置感应单元。控制单元配置为：从平台位置感应单元接收表示平台位置的数据；基于平台位置来确定虚拟环境的参照系；从头戴式受送话器接收表示头戴式受送话器的位置的数据；基于平台位置与头戴式受送话器位置之间的差别来确定相对头戴式受送话器位置；基于相对头戴式受送话器位置来确定虚拟环境在参照系中的视角；以及从所确定的视角向头戴式受送话器提供虚拟环境的视频。在一些实施例中，视频包括渲染动画视频。在一些实施例中，平台位置对应于平台的向前方向并且平台的向前方向与虚拟环境的向前看视角相关联。在一些实施例中，虚拟环境的向前看视角与虚拟环境的确定视角之间的差别等于平台位置与头戴式受送话器位置之间的差别。在一些实施例中，平台位置感应单元与平台耦合。在一些实施例中，平台包括构造为接合头戴式受送话器的底座，并且所述平台位置感应单元与底座耦合。附图说明图1描绘了虚拟现实驾驶系统的示范性的实施例。图2A-2B描绘了示范性的虚拟现实头戴式受送话器。图3A利用虚拟现实驾驶系统描绘了处于第一位置的两个用户。图3B描绘了虚拟环境的第一示范性的视角。图3C描绘了虚拟环境的第二示范性的视角。图3D利用虚拟现实驾驶系统描绘了处于第二位置的两个用户。图3E描绘了虚拟环境的第三示范性的视角。图4A描绘了具有头戴式受送话器对准底座的示范性的虚拟现实驾驶系统。图4B描绘了图4A所示的头戴式受送话器和对准底座。图5描绘了图4A-4B所示的用于头戴式受送话器的另一示范性的头戴式受送话器对准底座。图6描绘了另一示范性的头戴式受送话器与对准底座。图7描绘了用于校准和操作虚拟现实系统的示范性的过程。图8描绘了用于校准和操作虚拟现实系统的另一示范性的过程。图9描绘了虚拟现实系统的实施例的框图。图10描绘了虚拟现实系统的另一实施例的框图。图11描绘了示范性的计算系统。在图中描绘的实施例仅为示范性的。本领域技术人员将通过下面的论述容易理解，能够采用本文所描述的结构和方法的替选实施例，而不偏离本文所描述的原理。专利技术详述下面的说明阐述了具体的构造、参数等。然而，应当理解，该说明不意在限制本公开，而是提供作为示范性的实施例的说明。图1描绘了虚拟现实驾驶系统100的实施例，该虚拟现实驾驶系统包括平台101以及显示虚拟环境的视频图像的虚拟现实头戴式受送话器104。平台101可包括与虚拟现实驾驶系统100相关联的物理结构，诸如例如椅子、台架、垫子等。平台101还可以包括底板、墙壁、门、窗、灯或其它形成与虚拟环境关联的周围结构的特征。在图1描绘的实施例中，平台101包括座椅102，用户在通过头戴式受送话器104观看虚拟环境的同时可以就座于座椅102上。座椅102可通过振动、旋转、平移等移动，以提供与在虚拟环境中发生的事件相关联的物理感觉。图2A-2B描绘了示范性的虚拟现实头戴式受送话器104的放大视图。头戴式受送话器104包括显示/传感器部106以及将头戴式受送话器104紧固到用户头部的绑带108。显示/传感器部106包括生成虚拟环境的二维或三维表示的显示单元。在一些实施例中，显示单元可包括CRT、LED、LCD等。光学器本文档来自技高网...

【技术保护点】
虚拟现实系统，包括：平台；头戴式受送话器，其具有运动感应单元和配置为显示虚拟环境的视频的显示单元；底座，其位于所述平台上，其中所述底座配置为能与所述头戴式受送话器可释放地接合，其中所述头戴式受送话器在与所述底座接合时处于第一位置，并且其中所述头戴式受送话器在与所述底座分离时处于第二位置；以及控制单元，其连接到所述头戴式受送话器，所述控制单元配置为：从所述头戴式受送话器接收表示所述头戴式受送话器的所述第一位置的第一数据；将所述头戴式受送话器的所述第一位置与所述虚拟环境的预定第一视角相关联；从所述头戴式受送话器接收表示所述头戴式受送话器的所述第二位置的第二数据；确定与所述头戴式受送话器的所述第二位置对应的虚拟环境的第二视角，其中所述第二视角基于所述头戴式受送话器的所述第一位置与所述第二位置之间的差别；以及自所述第二视角向所述头戴式受送话器提供虚拟环境的视频。

【技术特征摘要】
2015.05.18 US 62/163,3131.虚拟现实系统，包括：平台；头戴式受送话器，其具有运动感应单元和配置为显示虚拟环境的视频的显示单元；底座，其位于所述平台上，其中所述底座配置为能与所述头戴式受送话器可释放地接合，其中所述头戴式受送话器在与所述底座接合时处于第一位置，并且其中所述头戴式受送话器在与所述底座分离时处于第二位置；以及控制单元，其连接到所述头戴式受送话器，所述控制单元配置为：从所述头戴式受送话器接收表示所述头戴式受送话器的所述第一位置的第一数据；将所述头戴式受送话器的所述第一位置与所述虚拟环境的预定第一视角相关联；从所述头戴式受送话器接收表示所述头戴式受送话器的所述第二位置的第二数据；确定与所述头戴式受送话器的所述第二位置对应的虚拟环境的第二视角，其中所述第二视角基于所述头戴式受送话器的所述第一位置与所述第二位置之间的差别；以及自所述第二视角向所述头戴式受送话器提供虚拟环境的视频。2.如权利要求1所述的系统，其中所述头戴式受送话器的第一位置定向在相对于所述平台向前的方向。3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述头戴式受送话器的第一位置与所述虚拟环境的向前看视角相关联。4.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述虚拟环境的第一视角与所述虚拟环境的第二视角之间的差别等于所述第一位置与所述第二位置之间的所述头戴式受送话器的方位的差别。5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述底座附接到所述平台的部分。6.如权利要求5所述的系统，其中所述平台包括台架，所述底座附接到所述台座的背面。7.如权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述视频包括渲染动画视频。8.如权利要求1-7中任一项所述的系统，其中提供给所述头戴式受送话器的视频包括增强现实内容，并且其中所述增强现实内容基于所述头戴式受送话器的第二位置。9.操作虚拟现实系统的方法，所述系统包括平台、具有运动感应单元和配置为显示虚拟环境的视频的显示单元，以及底座，其中所述底座位于所述平台上并且所述头戴式受送话器能够与所述底座可释放地接合，所述方法包括：在所述头戴式受送话器与所述底座接合的同时确定所述头戴式受送话器的第一位置；以及将所述头戴式受送话器的第一位置与虚拟环境的预定第一视角相关联；在所述头戴式受送话器从所述底座分离的同时确定所述头戴式受送话器的第二位置；确定与所述头戴式受送话器的第二位置对应的所述虚拟环境的第二视角，其中所述第二视角基于所述头戴式受送话器的第一位置与第二位置之间的差别；以及利用所述头戴式受送话器来从所述第二视角显示虚拟环境的视频。10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一位置定向在相对于所述平台向前的方向。11.如权利要求9或10所述的方法，其中所述头戴式受送话器的第一位置与所述虚拟环境的向前看视角相关联。12.如权利要求9-11中任一项所述的方法，其中所述虚拟环境的所述第一视角与第二视角之间的差别等于所述第一位置与所述第二位置之间的所述头戴式受送话器的方位的差别。13.如权利要求9-12中任一项所述的方法，其中所述底座附接到所述平台的部分。14.如权利要求13所述的方法，其中所述平台包括台架，并且所述底座附接到所述台架的背面。15.如权利要求9-14中任一项所述的方法，其中所述视频包括渲染动画视频。16.如权利要求9-15中任一项所述的方法，其中利用所述头戴式受送话器显示的视频包括增强现实内容，并且其中所述增强现实内容基于所述头戴式受送话器的第二位置。17.非暂态计算机可读存储介质，包括用于操作虚拟现实系统的计算机可执行指令，所述系统包括平台、头戴式受送话器和底座，其中所述底座位于所述平台上，并且所述头戴式受送话器能够与所述底座可释放地接合，所述计算机可执行指令包括如下指令：在所述头戴式受送话器与所述底座接合的同时确定所述头戴式受送话器的第一位置；以及将所述头戴式受送话器的第一位置与虚拟环境的预定第一视角相关联；在所述头戴式受送话器从所述底座分离的同时确定所述头戴式受送话器的第二位置；确定与所述头戴式受送话器的第二位置对应的所述虚拟环境的第二视角，其中所述第二视角基于所述头戴式受送话器的第一位置与第二位置之间的差别；以及利用所述头戴式受送话器来从所述第二视角显示虚拟环境的视频。18.如权利要求17所述的计算机可读存储介质，其中所述头戴式受送话器的第一位置与所述虚拟环境的向前看视角相关联。19.如权利要求17或18中任一项所述的计算机可读存储介质，其中所述虚拟环境的所述第一视角与第二视角之间的差别等于所述第一位置与所述第二位置之间的所述头戴式受送话器的方位的差别。20.如权利要求17-19中任一项所述的计算机可读存储介质，其中所述视频包括渲染动画视频。21.如权利要求17-20中任一项所述的计算机可读存储介质，其中利用所述头戴式受送话器显示的视频包括增强现实内容，并且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·K·赫曼，S·J·科隆，
申请(专利权)人：梦工厂动画公司，
类型：发明
国别省市：美国;US