虚拟现实系统技术方案

公开了虚拟现实系统，包括：物理控制器、物理道具和服务器。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，服务器还确定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，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，并根据确定出的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。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及虚拟现实领域，尤其涉及一种虚拟现实系统。
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
根据本技术的一个实施例，提供了一种虚拟现实系统，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平移和旋转关系，并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。基于上述实施方式的系统，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技术实施例的技术方案，下面将对本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2为本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技术实施例中的附图，对本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技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，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，都应属于本技术保护的范围。为使本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，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。图1为本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。如图1所示，该虚拟现实系统包括物理控制器10、物理道具20和服务器30。物理道具20包括用于连接物理控制器10的接口21。服务器30选择参考系。服务器30在所选的参考系中建立第一三维直角坐标系。服务器30对物理控制器10和物理道具20分别按照刚体进行建模，以生成与物理控制器10对应的控制器刚体三维直角坐标系以及与物理道具20对应的道具刚体三维直角坐标系。服务器30通过接口确定物理道具20与物理控制器10的连接方式。例如，物理控制器10通过该接口21与物理道具20连接时，物理控制器10相对于物理道具20的相对位置和相对姿态是固定的，因此接口21确定之后，服务器30通过该接口21能够确定物理控制器10连接至物理道具20时的连接方式，确定物理控制器10相对于物理道具20的位置信息和姿态信息。服务器30确定物理控制器10通过上述接口连接至物理道具20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10连接至物理道具20情况下的、物理控制器10与物理道具20之间的相对位置和相对姿态。例如，物理控制器10通过该接口21与物理道具20连接时，物理控制器10相对于物理道具20的相对位置和相对姿态是固定的，服务器30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。服务器30获取连接至物理道具20的物理控制器10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10连接至物理道具20，服务器30可通过动作追踪器来获取该物理道具20的物理控制器10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。服务器30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，并根据确定出的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20的位置信息和姿态信息。可选地，服务器30确定物理控制器10按照接口21限定的连接方式连接至物理道具20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，可以按照以下示例操作。例如，服务器30确定表示道具刚体三维直角坐标系相对于控制器刚体三维直角坐标系的平移和旋转关系的第一矩阵Tr。例如，服务器30确定出表示道具刚体三维直角坐标系相对于控制器刚体三维直角坐标系的平移和旋转关系的第一矩阵Tr。服务器30还获取连接至物理道具20的物理控制器10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的第二矩阵Tc。例如，连接至物理道具的物理控制器可以是设置有光敏传感器的控制器，该控制器能够与运动追踪器进行光信号交互，从而产生并发送自身的位置信息和姿态信息，服务器可接收该控制器发送的位置信息和姿态信息。再例如，连接至物理道具的物理控制器可以是设置有多个光学标记的控制器，该控制器可通过运动追踪器(例如摄像头)获取该控制器的位置信息和姿态信息，摄像头可发送该位置信息和姿态信息，服务器可接收摄像头发送的物理控制器的该位置信息和姿态信息。再例如，连接至物理道具的物理控制器可以是同时设置有惯性传感器和光学标记的物理控制器，该物理控制器可产生并传输自身的姿态信息，运动追踪器可通过检测光学标记来获得物理控制器的位置信息和/或姿态信息，并发送至服务器，服务器可接收该物理控制器的位置信息和姿态信息。上述的控制器例如为六自由度控制器。在服务器30接收到物理控制器10的位置信息和姿态信息之后，可根据接收到物理控制器10的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的第二矩阵Tc。服务器30还通过将第一矩阵与第二矩阵相乘来确定出表示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的第三矩阵Tt。例如，通过Tt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟现实系统，其特征在于，所述虚拟现实系统包括：物理控制器；物理道具，包括接口，所述接口与所述物理控制器连接；服务器，与所述物理道具和物理控制器相连接；所述服务器确定所述物理道具的位置信息和姿态信息；所述物理道具包括芯片，所述芯片存储有所述物理道具的ID信息；所述服务器还获取与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；所述系统还包括：虚拟环境仿真器，与所述服务器相连接，接收来自所述服务器的虚拟环境仿真信号；所述物理控制器包括：第一传输接口，在所述物理控制器与所述物理道具通过所述接口连接的情况下，所述物理控制器通过所述数据接口接收来自所述物理道具的激活信息，所述激活信息至少包括所述物理道具的所述ID信息；第二传输接口，所述物理控制器通过所述第二传输接口向所述服务器发送所述激活信息以及所述物理控制器的ID信息；所述服务器接收所述激活信息，向所述虚拟环境仿真器发送所述虚拟环境仿真信号；所述物理道具还包括：传感器，所述传感器通过所述第一传输接口向所述物理控制器发送与所述物理道具相关的状态信息；所述物理控制器还通过所述第二传输接口向所述服务器发送所述状态信息；所述服务器检测所述状态信息，并根据所述状态信息向所述虚拟环境仿真器发送所述虚拟环境仿真信号；或者所述物理道具还包括：传感器，所述传感器通过所述第一传输接口向所述物理控制器发送使用所述物理道具的用户的生理信息；所述物理控制器还通过所述第二传输接口向所述服务器发送所述生理信息；所述服务器检测所述生理信息，向所述虚拟环境仿真器发送所述虚拟环境仿真信号。...

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实系统，其特征在于，所述虚拟现实系统包括：物理控制器；物理道具，包括接口，所述接口与所述物理控制器连接；服务器，与所述物理道具和物理控制器相连接；所述服务器确定所述物理道具的位置信息和姿态信息；所述物理道具包括芯片，所述芯片存储有所述物理道具的ID信息；所述服务器还获取与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；所述系统还包括：虚拟环境仿真器，与所述服务器相连接，接收来自所述服务器的虚拟环境仿真信号；所述物理控制器包括：第一传输接口，在所述物理控制器与所述物理道具通过所述接口连接的情况下，所述物理控制器通过所述数据接口接收来自所述物理道具的激活信息，所述激活信息至少包括所述物理道具的所述ID信息；第二传输接口，所述物理控制器通过所述第二传输接口向所述服务器发送所述激活信息以及所述物理控制器的ID信息；所述服务器接收所述激活信息，向所述虚拟环境仿真器发送所述虚拟环境仿真信号；所述物理道具还...

【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：新型
国别省市：北京;11