一种定位物体的定位方法、系统和头戴显示设备技术方案

本发明专利技术公开了一种定位物体的定位方法、系统和头戴显示设备。该方法包括：通过头戴显示设备上设置的摄像头获取头戴显示设备所处空间的空间图像；通过头戴显示设备的第一IMU采集头戴显示设备的第一姿态信息，依据空间图像和第一姿态信息，获取头戴显示设备的六个自由度信息；头戴显示设备获取手柄上的发光体的历史轨迹和第二IMU的历史轨迹；头戴显示设备接收第二IMU采集的手柄的姿态信息；依据历史轨迹和空间图像中发光点的位置信息，确定发光体的三维坐标；根据三维坐标和手柄的姿态信息，确定手柄的六个自由度信息。可见，本发明专利技术中的定位设备是设置在定位物体上，不需要预先设置外置的定位设备，应用便利，定位范围广，提高用户体验。

Positioning method, system and head mounted display device for positioning object

The invention discloses a positioning method, a system and a head mounted display device for positioning objects. The method includes: by wearing a display device arranged on the camera to obtain images of head mounted display space equipment space; through the first IMU first attitude information display equipment acquisition head wearing a display device, based on the space image and the first attitude information, obtain wearing a display device with six degrees of freedom of information; head a history display device to obtain light handle on the historical track and second IMU; head mounted display device receives the attitude information handle second IMU acquisition; according to position information of light history and space image, determine the 3D coordinates of the luminous body; according to the attitude information of 3D coordinate and handle, the handle is determined six degrees of freedom of information. Therefore, the positioning device of the invention is arranged on the positioning object, and the external positioning device is not required to be arranged in advance, the application is convenient, the positioning range is wide, and the user experience is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种定位物体的定位方法、系统和头戴显示设备
本专利技术涉及定位
，特别涉及一种定位物体的定位方法、系统和头戴显示设备。
技术介绍
定位技术被广泛应用于虚拟现实、增强现实、动作捕捉等领域，是人机交互的重要组成部分。其中，光学定位以其高精度、低成本、高刷新率等优点成为室内定位领域中被最广泛应用的技术。现有技术中的光学定位一般是通过外置于物体的定位设备进行物体的定位。但是，这种方案的定位范围依赖定位设备的视角和可识别距离，定位范围有限，特别是在头戴显示设备和手柄的定位应用中，一旦头戴显示设备或手柄不在定位范围内，无法实现头戴显示设备或手柄的准确定位；且需要预先设置外置定位设备，应用不便利，影响用户体验。
技术实现思路
鉴于现有技术中的光学定位方案的定位范围有限，应用不便利，影响用户体验的问题，提出了本专利技术的一种定位物体的定位方法和系统，以便解决或至少部分地解决上述问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种定位物体的定位方法，所述方法包括：通过头戴显示设备上设置的摄像头获取所述头戴显示设备所处空间的空间图像；通过所述头戴显示设备的第一惯性测量单元(Inertialmeasurement本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位物体的定位方法，其特征在于，所述方法包括：通过头戴显示设备上设置的摄像头获取所述头戴显示设备所处空间的空间图像；通过所述头戴显示设备的第一惯性测量单元IMU采集所述头戴显示设备的第一姿态信息，依据所述空间图像和所述第一姿态信息，获取所述头戴显示设备的六个自由度信息；所述头戴显示设备获取发光体的历史轨迹和第二IMU的历史轨迹；其中，所述发光体和所述第二IMU均设置在与所述头戴显示设备对应的手柄上；所述头戴显示设备接收所述第二IMU采集的所述手柄的姿态信息；依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标，其中，所述发光点与所述发光体相对应；根据所述三维坐标和所述...

【技术特征摘要】
1.一种定位物体的定位方法，其特征在于，所述方法包括：通过头戴显示设备上设置的摄像头获取所述头戴显示设备所处空间的空间图像；通过所述头戴显示设备的第一惯性测量单元IMU采集所述头戴显示设备的第一姿态信息，依据所述空间图像和所述第一姿态信息，获取所述头戴显示设备的六个自由度信息；所述头戴显示设备获取发光体的历史轨迹和第二IMU的历史轨迹；其中，所述发光体和所述第二IMU均设置在与所述头戴显示设备对应的手柄上；所述头戴显示设备接收所述第二IMU采集的所述手柄的姿态信息；依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标，其中，所述发光点与所述发光体相对应；根据所述三维坐标和所述手柄的姿态信息，确定所述手柄的六个自由度信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标包括：根据所述发光体的历史轨迹获取所述发光体的线速度和线加速度；依据所述线速度和所述线加速度确定所述发光体的三维坐标；将所述发光体的三维坐标反投影到所述空间图像上，获得所述空间图像中所述发光体的二维坐标；计算所述空间图像中的发光点的二维坐标；其中，所述空间图像中的发光点与所述发光体相对应；将所述发光体的二维坐标值和所述发光点的二维坐标值进行比较，将所述发光点的二维坐标值和所述发光体的二维坐标值的差异值在预设阈值范围的所述发光点，确定为与所述发光体具有对应关系的发光点；依据与所述发光体具有对应关系的所述发光点的二维坐标，确定所述发光体的三维坐标。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标包括：根据所述历史轨迹确定所述发光体的第一时刻的三维位置、所述第二IMU的第一时刻的速度、以及所述第二IMU第一时刻的单位方向向量；根据所述第二IMU采集的姿态信息获取所述第二IMU第二时刻的单位方向向量；根据所述第二时刻的单位方向向量和所述第一时刻的单位方向向量，计算所述第二IMU的方向变化单位向量；根据三维坐标公式计算所述发光体第二时刻的三维坐标。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述头戴显示设备的六个自由度信息之后，所述方法进一步包括：结合所述第一IMU采集的第一姿态信息，将所述头戴显示设备的六个自由度进行平滑插值滤波，将滤波后的所述头戴显示设备的六个自由度作为所述头戴显示设备最终的六个自由度；在所述确定所述手柄的六个自由度信息之后，所述方法进一步包括：结合所述第二IMU采集的所述手柄的姿态信息，将所述手柄的六个自由度进行平滑插值滤波，将滤波后的所述手柄的六个自由度作为所述手柄最终的六个自由度。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述手柄的六个自由度信息之后，所述方法还包括：保存所述手柄的六个自由度信息，所述六个自由度信息用以记录所述发光体和所述第二IMU的历史轨迹。6.一种头戴显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙舶寒，吴涛，
申请(专利权)人：北京小鸟看看科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11