虚拟现实变焦空间定位方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种虚拟现实变焦空间定位方法，包括以下步骤：利用经过预处理的图片训练神经网络；保持虚拟现实头盔的红外点光源处于开启状态，红外摄像头拍摄；对图片进行预处理，得到预处理图像；将得到的预处理图像输入神经元即可得到每个光斑对应的所述红外点光源的ID。与现有技术相比，本发明专利技术通过将神经网络的算法引入虚拟现实空间定位的方法，提供了一种确定光斑ID的方法，准确且高效。通过对训练图像和测试图像进行预处理，防止了图片的多样化对识别准确率产生影响，将多样化的图片进行标准化处理，大大增加了ID识别的成功率和准确性。

Virtual reality zoom space positioning method and system

The invention provides a virtual reality zoom space positioning method, which comprises the following steps: using the preprocessed images for training neural network; maintain a virtual reality helmet infrared point source in the open state, infrared camera; image preprocessing, image preprocessing; the image preprocessing of input neurons can be obtained by the infrared light spot corresponding to each ID. Compared with the prior art, the invention provides a method for determining the spot ID by introducing a neural network algorithm into the virtual reality space positioning method, which is accurate and efficient. Based on the training images and test images are preprocessed to prevent picture diversity on the recognition accuracy of impact, the diverse pictures are standardized, greatly increased the success rate and accuracy of the recognition of ID.

【技术实现步骤摘要】
虚拟现实变焦空间定位方法与系统
本专利技术涉及虚拟现实领域，更具体地说，涉及一种虚拟现实变焦空间定位方法与系统。
技术介绍
空间定位一般采用光学或超声波的模式进行定位和测算，通过建立模型来推导待测物体的空间位置。一般的虚拟现实空间定位系统采用红外点和光感摄像头接收的方式来确定物体的空间位置，红外点在近眼显示装置的前端，在定位时，光感摄像头捕捉红外点的位置进而推算出使用者的物理坐标。如果知道至少三个光源和投影的对应关系，再调用PnP算法就可得到头盔的空间位置。而实现这一过程的关键就是确定投影对应的光源ID(Identity，序列号)。目前的虚拟现实空间定位由于在一定距离和方向上图片识别不准确导致确定投影对应光源ID时对应时间过长和图片识别不准确，进而影响了定位的准确性和效率。
技术实现思路
为了解决当前虚拟现实空间定位准确性和效率不高的缺陷，本专利技术提供一种可以提高定位准确性和效率的虚拟现实变焦空间定位方法与系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种虚拟现实变焦空间定位方法，包括以下步骤：S1：处理单元控制红外摄像头在焦距一模式下拍摄远焦图像，并判断识别区域内光斑点的个数是否满足PnP算法需要的数量；S2：当识别区域内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量且远焦图像内光斑点的个数满足PnP算法需要的数量时，处理单元对远焦图像进行ID识别和PnP算法的运行；S3：当识别区域内光斑点的个数满足PnP算法需要的数量时，处理单元控制红外摄像头利用焦距二模式拍摄近焦图像，处理单元对近焦图像进行ID识别和PnP算法的运行；S4：当识别区域内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量且远焦图像内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量时，重新执行S1。优选地，所述红外摄像头具有变焦能力，可以在焦距一模式和焦距二模式之间切换，所述红外摄像头用在焦距二模式下拍摄的范围是在焦距一模式先拍摄范围的3倍。优选地，所述红外摄像头在焦距一模式下拍摄的远焦图像中，设置有识别区域，所述识别区域与所述远焦图像成相似形，比例为1:3，所述识别区域与所述远焦图像的几何中心重合。优选地，所述处理单元结合上一帧已知的历史信息对上一帧图像的光斑点做一个微小的平移使上一帧图像的光斑点与当前帧图像的光斑点产生对应关系，根据该对应关系和上一帧的历史信息判断当前帧图像上有对应关系的每个光斑点的对应ID。提供一种虚拟现实变焦空间定位系统，包括虚拟现实头盔、红外摄像头和处理单元，所述红外摄像头与所述处理单元电性连接，所述红外摄像头为变焦摄像头，可以在两个固定焦距之间转换。优选地，所述红外摄像头可以在焦距一模式和焦距二模式之间切换焦距，焦距二模式相对于焦距一模式可以将图像放大3倍。优选地，所述红外摄像头在焦距一模式下拍摄远焦图像，所述远焦图像的内部虚拟地设置有识别区域，所述识别区域形状与所述远焦图像形状为相似形，比例为1:3，所述识别区域的几何中心与所述远焦图像的几何中心重合。与现有技术相比，本专利技术利用远焦和近焦两种模式拍摄图像，可以利用焦距二模式的近焦模式提高ID识别和PnP算法运行的精确度，同时提高了空间定位的精确度，同时利用焦距一模式的远焦模式保证PnP算法可以顺利运行，提高了空间定位的成功率。通过在远焦图像中设置识别区域，可以在远焦模式下测试近焦模式是否可以使用，如果可以使用则使用更加精确的近焦模式进行ID识别和运行PnP算法，如果不能使用则利用远焦图像直接进行空间定位。通过对光斑点做微小平移来使当前光斑点与上一帧图像的光斑点对应，避免了反复进行ID识别，节省了大量的时间。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术虚拟现实变焦空间定位方法原理示意图；图2是本专利技术虚拟现实变焦空间定位方法红外点光源分布示意图；图3示出了红外摄像头在焦距一模式下拍摄的远焦图像图4示出了红外摄像头在焦距二模式下拍摄的近焦图像。具体实施方式为了解决当前虚拟现实空间定位准确性和效率不高的缺陷，本专利技术提供一种可以提高定位准确性和效率的虚拟现实变焦空间定位方法与系统。为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。请参阅图1—图2。本专利技术虚拟现实变焦空间定位方法包括虚拟现实头盔10、红外摄像头20和处理单元30，红外摄像头20与处理单元30电性连接。虚拟现实头盔10包括前面板11，在虚拟现实头盔10的前面板11及上、下、左、右四个侧面板分布有多个的红外点光源13。红外点光源13的数量至少要满足PnP算法可以运行的最小数量。红外点光源13的形状没有特别的限制。为了举例说明，我们取红外点光源13在前面板11上的数量为7个，7个红外点光源组成近似“w”的形状。多个红外点光源13可以通过虚拟现实头盔10的固件接口根据需要点亮或者关闭。虚拟现实头盔10上的红外点光源13通过红外摄像头20的拍摄在图像上形成光点。红外摄像头20为变焦摄像头，可以在两个固定焦距之间转换，分别是焦距一模式和焦距二模式，焦距二模式相对于焦距一模式可以将图像放大3倍。红外摄像头20可以由处理单元30控制在焦距一模式和焦距二模式之间来回切换。由于红外摄像头20拍摄的图像像素点的个数是一样的，在焦距二模式下拍摄的图像比在焦距一模式下拍摄的图像更加清晰，红外点光源13的影像也更加清晰，方便ID(Identity，序列号)识别和PnP算法的运行，因此我们需要尽可能在焦距二模式下拍照来获取图像，而由于焦距二模式下红外摄像头拍摄的范围较小，很容易造成图像区域内的红外点光源13的影像数量不满足PnP算法的要求，因此首先需要判断是否可以利用焦距二模式进行拍照。请参阅图3—图4，图3示出了红外摄像头20在焦距一模式下拍摄的远焦图像41，在远焦图像41的内部虚拟地设置有识别区域42，识别区域42的形状与远焦图像41的形状为相似形，比例为1:3，识别区域42的几何中心与远焦图像41的几何中心重合。在识别开始时，处理单元30首先控制红外摄像头20在焦距一模式下进行拍照，得到远焦图像41，并判断识别区域42内光斑点的个数是否满足PnP算法需要的数量。如果识别区域42内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量，处理单元30直接对远焦图像41进行处理，判断远焦图像41上的光斑点的个数是否满足PnP算法需要的数量，如果远焦图像41上的光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量，放弃远焦图像41的进一步处理并重新进行拍照；如果远焦图像41上的光斑点的个数满足PnP算法需要的数量，处理单元30对远焦图像41进行ID识别和PnP算法的运行，得出虚拟现实头盔10的定位坐标。如果识别区域42内光斑点的个数满足PnP算法需要的数量，处理单元30控制红外摄像头20在焦距二模式下对虚拟现实头盔10进行拍照，得到近焦图像43。由于焦距二模式下拍照的范围和焦距一模式中识别区域42的范围相同，故焦距二模式下拍摄的图片上的光斑点同样满足PnP算法需要的数量。处理单元30对近焦图像43进行ID识别和PnP算法的运行，得出虚拟现实头盔10的定位坐标。ID识别的方法如下：当ID识别开始时，虚拟现实头盔10处于初始状态，点亮虚拟现实头盔10上的一个红外点光源13，处理单元30根据图像上的光斑点记录点亮的红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟现实变焦空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：处理单元控制红外摄像头在焦距一模式下拍摄远焦图像，并判断识别区域内光斑点的个数是否满足PnP算法需要的数量；S2：当识别区域内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量且远焦图像内光斑点的个数满足PnP算法需要的数量时，处理单元对远焦图像进行ID识别和PnP算法的运行；S3：当识别区域内光斑点的个数满足PnP算法需要的数量时，处理单元控制红外摄像头利用焦距二模式拍摄近焦图像，处理单元对近焦图像进行ID识别和PnP算法的运行；S4：当识别区域内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量且远焦图像内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量时，重新执行S1。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实变焦空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：处理单元控制红外摄像头在焦距一模式下拍摄远焦图像，并判断识别区域内光斑点的个数是否满足PnP算法需要的数量；S2：当识别区域内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量且远焦图像内光斑点的个数满足PnP算法需要的数量时，处理单元对远焦图像进行ID识别和PnP算法的运行；S3：当识别区域内光斑点的个数满足PnP算法需要的数量时，处理单元控制红外摄像头利用焦距二模式拍摄近焦图像，处理单元对近焦图像进行ID识别和PnP算法的运行；S4：当识别区域内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量且远焦图像内光斑点的个数不满足PnP算法需要的数量时，重新执行S1。2.根据权利要求1所述的虚拟现实变焦空间定位方法，其特征在于，所述红外摄像头具有变焦能力，可以在焦距一模式和焦距二模式之间切换，所述红外摄像头用在焦距二模式下拍摄的范围是在焦距一模式先拍摄范围的3倍。3.根据权利要求2所述的虚拟现实变焦空间定位方法，其特征在于，所述红外摄像头在焦距一模式下拍摄的远焦图像中，设置有识别区域，所述识别区域与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗乘，
申请(专利权)人：深圳市虚拟现实技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44