一种头戴式设备的方向同步方法技术

本发明专利技术提出了一种头戴式设备的方向同步方法，可以让视频中的画面方向和用户的方向保持一致，提高用户戴头盔观看视频的逼真效果，提高用户体验。本发明专利技术实现视频画面方向和用户方向一致，主要从三方面进行开发设计：一是视频画面拍摄后，进行画面整合设计时加入画面的方向参数，并且该参数可以提取出来对此分析；二是头戴式设备中包含compass芯片和陀螺仪，可以分析出头戴式设备的方向参数，该方向参数包含方位和头戴式设备与水平面的夹角度数两个参数；三是利用手机APP等手段按照设定流程完成视频方向和用户头盔方向的校准统一。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术适用于虚拟现实VR和增强现实AR头盔，包括但不限于VR和AR头盔的头戴式设备领域。
技术介绍
近来，虚拟现实VR(VirtualReality)和增强现实AR(AugmentedReality)发展的如火如荼。戴上VR和AR头盔不仅可以观看IMAX效果和3D效果的电影，甚至可以观看360度全景图片、360度全景视频和360度全景电影。不管是用单个相机旋转拍摄的360度全景图片，还是用全方向多摄像头摄影机(附图1)拍摄的360度全景视频和电影。在戴上VR和AR头盔观看360度全景图片、视频和电影前，都需要对头盔的方向进行校正和同步。目前的校准方式是，打开VR的app前，首先把手机水平放在桌面上校准陀螺仪。进入360度全景视频后，APP自带的播放器会展示给用户一个默认方向的画面，用户可以基于默认画面观看视频，也可以通过用户转变方向调整想看到的不同方向画面。假设用户正常面向的方向时看到的画面不是自己想看到的方向的画面，可以通过按手柄上的复位键和改变自身方向来调整，需要经过多次调试后才能让用户面向欲面向的目标方向和看到想看到的目标视频画面。这种方向和视频画面调整方式有两个问题，一是调整复杂，需要多次按复位键和用户转变自身方向调整；二是视频中看到的画面方向和用户自身的面向方向不一致，会出现实际方向和用户方向感矛盾的情况，降低用户体验。比如，用户面向正西方时，却在头盔里看到非常逼真的太阳升起的画面，这种情景和用户的方向感就会有冲突，用户有不适应的感觉。甚至会出现，画面中的自己一直往南走，看到从北向南依次出现的各景点画面，而实际上用户此时真正面向的是北方，用户后背被晒的热热的，而画面中看到的是自己面向正南方，这种用户体验让用户内心感觉很矛盾。
技术实现思路
本专利技术提出了一种头戴式设备的方向同步方法，可以让视频中的画面方向和用户的方向保持一致，提高用户戴头盔观看视频的逼真效果，提高用户体验。本专利技术实现视频画面方向和用户方向一致，主要从三方面进行开发设计：一是视频画面拍摄后，进行画面整合设计时加入画面的方向参数，并且该参数可以提取出来对此分析。二是头戴式设备中包含compass芯片和陀螺仪，可以分析出头戴式设备的方向参数，该方向参数包含方位和头戴式设备与水平面的夹角度数两个参数，其中方位参数用来标示头盔的东西南北方位，与水平面的夹角信息通过头盔与水平面的夹角度数表示。当头盔与水平面方向为仰角时，用水平面到头盔方向向上旋转经过的度数表示仰角度数，并在旋转度数前加“+”号；当头盔与水平面方向为俯角时，用水平面到头盔方向向下旋转经过的度数表示，并在旋转度数前加“-”号。头盔内置的处理器可以把头盔的方向参数输出给头盔中的手机，并在手机安装的APP中进行数据分析和处理。三是手机APP播放360度全景视频，打开全景视频时按视频默认的固定方向进入，同时把该默认固定方向的方向参数提取到处理器，此时提取的方向参数包括视频的方位参数和与水平面的夹角度数。处理器把视频的方向参数和头盔输出到处理器的用户的方向参数进行对比，并按照流程完成视频方向和用户头盔方向的校准统一。本专利技术据此提出的方向同步方法以及方向同步装置如下。一种头戴式设备的方向同步方法，其特征在于：视频画面在拍摄后进行画面整合设计时加入画面的方向参数，并且该参数可以被提取用于对此分析；头戴式设备中包含定向装置，可以分析获得头戴式设备的方向参数；在头戴式设备播放视频画面时，按照设定流程完成视频画面方向和头戴式设备方向的校准。如前所述的方向同步方法，其特征在于：所述方向参数包含方位和夹角度数，方位为头戴式设备所面向的东西南北方位，夹角度数为头戴式设备与水平面的夹角度数。如前所述的方向同步方法，其特征在于所述完成视频方向和头戴式设备方向校准的设定流程包括以下步骤：提取视频画面的方向参数；接收头戴式设备传来的方向参数；比较视频画面的水平面夹角度数和头戴式设备的水平面夹角度数是否一致，如果不一致则调整视频画面的水平面夹角度数与头戴式设备一致；比较视频画面的方位与头戴式设备的方位是否一致，如果不一致则调整视频画面的方位与头戴式设备一致。如前所述的方向同步方法，其特征在于：头戴式设备的定向装置由compass芯片和陀螺仪组成。如前所述的方向同步方法，其特征在于：所述头戴式设备为VR头盔或者AR头盔。一种头戴式设备的方向同步装置，用于视频画面的方向参数与头戴式设备的方向参数的校准，其特征在于包括：方向参数提取装置，用于提取视频画面的方向参数；定向装置，用于确定头戴式设备的方向参数；校准装置，完成视频画面的方向参数与头戴式设备的方向参数的比较，并且根据比较结果将视频画面的方向参数校准到头戴式设备的方向参数。如前所述的方向同步装置，其特征在于：所述头戴式设备为VR头盔或者AR头盔。如前所述的方向同步装置，其特征在于：所述定向装置由compass芯片和陀螺仪组成。如前所述的方向同步装置，其特征在于：所述校准装置为安装有相应功能APP的手机。附图说明图1为360度全景摄像机的示意图。图2为VR和AR头盔的器件构造示意图。图3为头盔与水平面呈仰角时的示意图。图4为头盔与水平面呈俯角时的示意图。图5为方向参数构成示意图。图6为视频画面方向校准流程图。具体实施方式图1所示为360全景摄像机，用该摄像机可以拍摄360度全景视频和电影。该摄像机呈圆球状周边全是摄像头，启动360度全景视频拍摄时，所有摄像头从不方向和角度同时启动拍摄。图像未处理前不同摄像头拍摄的画面有重复的，后期视频处理时，需要把不同摄像头的拍摄内容进行取舍和拼接，并且把不同方向和角度看到的视频画面标识出方向参数存在视频文件里供后面方向对比和校准时使用。存在视频文件里的方向参数包括方位参数和与水平面的夹角度数，方位参数用来标识用户的东西南北方向，与水平面的夹角度数用来标识用户头盔相对水平面的仰或俯的程度。标识在视频文件里的与水平面的夹角度数按如下方式定义，在头盔中需要仰视看到的视频画面，此时视频画面的与水平面角度度数定义为“+”方向，头盔从水平面向上旋转到可以看到该视频画面时旋转的度数为夹角度数，并在该度数前加“+”后存到视频文件里。如图3所示，头盔从水平面向上旋转到可以看到目标视频画面时旋转的度数为30度，就把该目标视频画面的与水平面的夹角度数定义为+30°，并把+30°存在视频文件里，供以后提取出来对比和分析使用。在头盔中需要俯视看到的视频画面，此时视频画面的与水平面角度度数定义为“-”方向，头盔从水平面向下旋转到可以看到该视频画面时旋转的度数为夹角度数，并在该度数前加“-”后存到视频文件里。如图4所示，头盔从水平面向下旋转到可以看到目标视频画面时旋转的度数为30度，就把该目标视频画面的与水平面的夹角度数定义为-30°，并把-30°存在视频文件里，供以后提取出来对比和分析使用。头盔要把用户的方向参数反馈给手机中安装的APP，头盔中就必须有获取用户方向参数的器件。如图2头盔示意图中所示，头盔中内置了Compass芯片c和陀螺仪b。Compass芯片c可以获取用户的方位参数，方位参数用来标示头盔的东西南北方位。陀螺仪b用来感应用户头部的俯仰动作和角度，俯仰程度通过头盔与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式设备的方向同步方法，其特征在于：视频画面在拍摄后进行画面整合设计时加入画面的方向参数，并且该参数可以被提取用于对此分析；头戴式设备中包含定向装置，可以分析获得头戴式设备的方向参数；在头戴式设备播放视频画面时，按照设定流程完成视频画面方向和头戴式设备方向的校准。

【技术特征摘要】
1.一种头戴式设备的方向同步方法，其特征在于：视频画面在拍摄后进行画面整合设计时加入画面的方向参数，并且该参数可以被提取用于对此分析；头戴式设备中包含定向装置，可以分析获得头戴式设备的方向参数；在头戴式设备播放视频画面时，按照设定流程完成视频画面方向和头戴式设备方向的校准。2.如权利要求1所述的方向同步方法，其特征在于：所述方向参数包含方位和夹角度数，方位为头戴式设备所面向的东西南北方位，夹角度数为头戴式设备与水平面的夹角度数。3.如权利要求1或2所述的方向同步方法，其特征在于所述完成视频画面方向和头戴式设备方向校准的设定流程包括以下步骤：提取视频画面的方向参数；接收头戴式设备传来的方向参数；比较视频画面的水平面夹角度数和头戴式设备的水平面夹角度数是否一致，如果不一致则调整视频画面的水平面夹角度数与头戴式设备一致；比较视频画面的方位与头戴式设备的方位是否一致，如果不一致则调整视频画面的方位与头...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新宇，贡闽，张雪锋，
申请(专利权)人：葫芦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11