相机参数的矫正方法、装置及虚拟现实设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种相机参数的矫正方法、装置及虚拟现实设备，该矫正方法包括：获取相机的重力传感器采集的当前重力向量；计算当前重力向量与平行于重力传感器的重力方向的单位向量之间的旋转矩阵；根据相机采集的初始图像中发光器件的初始坐标和旋转矩阵，确定相机与地面之间的垂直距离，其中，初始图像为发光器件设置在地面上时相机采集的图像；根据垂直距离与旋转矩阵计算得到矫正矩阵，确定相机采集发光器件图像的相机参数。这样，可以在相机的镜头向下倾斜的情况下，使得到的发光器件坐标更加准确。虚拟现实设备的游戏场景中不会发生倾斜的情况，进而可以提升客户体验。

【技术实现步骤摘要】
相机参数的矫正方法、装置及虚拟现实设备
本专利技术涉及相机定位
，更具体地，本专利技术涉及一种相机参数的矫正方法、装置及虚拟现实设备。
技术介绍
随着近年来虚拟现实(VirtualReality，简称VR)行业的蓬勃发展，对于空间定位的需求日益增加。由于使用相机实现空间定位有着成本低廉、搭建方便等优势，所以其被广泛应用于虚拟现实行业的空间定位产品。使用相机进行空间定位往往会受到一些光学器件指标的限制。如果产品想获得更为广阔的使用场景，就需要选用视角更大的镜头；然而广角的镜头会存在光学畸变，导致空间坐标运算的不准确。所以在镜头选取时，往往会在畸变程度和视角两者之间做折中，视角不会选择太大，导致用户的活动范围比较窄，在用户站立体验时，垂直活动范围的限制尤为明显。如果将相机置于例如是2m的高度并且使其姿态向下，形成一种用户的使用空间被相机“俯视”的效果，这样就可以保证视角一定的情况下，用户的体验不会受到太大的限制。即使不让相机做“俯视”姿态，由于用户使用场景的复杂性，也无法保证相机完全竖直的摆放，即相机的镜头无法平行于重力方向。如果相机的镜头不平行于重力方向，会使得通过相机定位的测试物的坐标不准确，从而导致虚拟现实设备的游戏场景中地面倾斜的现象，影响用户体验。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种至少能够解决上述问题之一的新的技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了相机参数的矫正方法，包括：获取相机的重力传感器采集的当前重力向量；计算所述当前重力向量与平行于所述重力传感器的重力方向的单位向量之间的旋转矩阵；根据所述相机采集的初始图像中发光器件的初始坐标和所述旋转矩阵，确定所述相机与地面之间的垂直距离，其中，所述初始图像为所述发光器件设置在所述地面上时所述相机采集的图像；根据所述垂直距离与所述旋转矩阵计算得到矫正矩阵，确定所述相机采集所述发光器件图像的相机参数。可选的是，所述获取相机的重力传感器采集的当前重力向量包括：获取所述重力传感器连续采集的多个重力向量；计算所述多个重力向量的平均值，作为所述当前重力向量。可选的是，发光器件所述相机的光轴与所述重力传感器的重力方向垂直。可选的是，所述根据所述垂直距离与所述旋转矩阵计算得到矫正矩阵包括：根据所述垂直距离和单位矩阵确定转换矩阵；根据所述转换矩阵和所述旋转矩阵计算得到所述矫正矩阵。根据本专利技术的第二方面，提供了一种相机参数的矫正装置，包括：重力向量获取模块，用于获取相机的重力传感器采集的当前重力向量；旋转矩阵计算模块，用于计算所述当前重力向量与平行于所述重力传感器的重力方向的单位向量之间的旋转矩阵；距离计算模块，用于根据所述相机采集的初始图像中发光器件的初始坐标和所述旋转矩阵，确定所述相机与地面之间的垂直距离，其中，所述初始图像为所述发光器件设置在所述地面上时所述相机采集的图像；以及，矫正模块，用于根据所述垂直距离与所述旋转矩阵计算得到矫正矩阵，确定所述相机采集所述发光器件图像的相机参数。可选的是，所述重力向量获取模块还用于：获取所述重力传感器连续采集的多个重力向量；计算所述多个重力向量的平均值，作为所述当前重力向量。可选的是，所述相机的光轴与所述重力传感器的重力方向垂直。可选的是，所述矫正模块还用于：根据所述垂直距离和单位矩阵确定转换矩阵；根据所述转换矩阵和所述旋转矩阵计算得到所述矫正矩阵。根据本专利技术的第三方面，提供了一种虚拟现实设备，包括根据本专利技术第二方面所述的矫正装置。根据本专利技术的第四方面，提供了一种虚拟现实设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据本专利技术第一方面所述的矫正方法。本专利技术的一个有益效果在于，通过本专利技术的矫正方法，可以在相机的镜头向下倾斜的情况下，使得到的发光器件坐标更加准确。虚拟现实设备的游戏场景中不会发生倾斜的情况，进而可以提升客户体验。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1为根据本专利技术一种相机参数的矫正方法的一种实施方式的流程图；图2为根据本专利技术一种相机参数的矫正装置的一种实施结构的方框原理图；图3为根据本专利技术一种虚拟现实设备的一种实施结果的方框原理图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。本专利技术的实施例中涉及的虚拟现实设备包括相机、设置在相机上的重力传感器、设置有发光器件的手柄或者是头戴显示器。相机通过采集包含发光器件的图像确定发光器件的位置，进而确定设置有发光器件的手柄或者是头戴显示器的运动轨迹。预先建立世界直角坐标系，世界直角坐标系包括相互垂直于一点的第一横轴、第一竖轴和第一纵轴，且第一竖轴平行于重力方向且方向相同，相机的光轴平行于第一横轴。重力传感器采集的数据为对应该世界直角坐标系的重力向量。其中，第一横轴和第一纵轴所在的平面为水平面。根据相机采集的图像通过定位算法可以确定发光器件的三维坐标。该三维坐标对应相机直角坐标系，该相机直角坐标系包括互相垂直于一点的第二横轴、第二竖轴和第二纵轴，且第一横轴与第一横轴平行，第二竖轴平行于相机的镜头。通过调整相机的俯仰角可以调整第二竖轴与重力方向之间的角度。在第二竖轴平行于重力方向的情况下，第二竖轴的方向与第一竖轴的方向相反，第一横轴与第二横轴平行且方向相反，第一纵轴和第二纵轴平行且方向相同。然而，在相机在使用过程中，无法保证相机完全竖直的摆放，即第二竖轴可能无法平行于重力方向，这会使得通过相机定位得到的发光器件的坐标不准确，从而导致虚拟现实设备的游戏场景中地面倾斜的现象。图1为根据本专利技术一种相机参数的矫正方法的一种实施方式的流程图。根据图1所示，该矫正方法包括以下步骤：步骤S110，获取相机的重力传感器采集的当前重力向量。其中，相机的光轴与重力传感器的重力方向垂直。重力向量包括相对于世界直角坐标系中第一横轴、第一竖轴和第一纵轴的重力分量，例如可以是(x1,y1,z1)。进一步地，该当前重力向量可以是重力传感器连续多次采集的数据的平均值。具体的，可以是先获取重力传感器连续采集的多个重力向量；再计算这多个重力向量的平均值，作为当前重力向量。步骤S120，计算当前重力向量与平行于重力传感器的重力方向的单位向量之间的旋转矩阵。在此基础上，执行步骤S120的方法可以包括如下步骤S121～S123。步骤S121，计算重力向量与平行于重力传感器的重力方向的单位向量的叉乘积，得到法向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相机参数的矫正方法，其特征在于，包括：获取相机的重力传感器采集的当前重力向量；计算所述当前重力向量与平行于所述重力传感器的重力方向的单位向量之间的旋转矩阵；根据所述相机采集的初始图像中发光器件的初始坐标和所述旋转矩阵，确定所述相机与地面之间的垂直距离，其中，所述初始图像为所述发光器件设置在所述地面上时所述相机采集的图像；根据所述垂直距离与所述旋转矩阵计算得到矫正矩阵，确定所述相机采集所述发光器件图像的相机参数。

【技术特征摘要】
1.一种相机参数的矫正方法，其特征在于，包括：获取相机的重力传感器采集的当前重力向量；计算所述当前重力向量与平行于所述重力传感器的重力方向的单位向量之间的旋转矩阵；根据所述相机采集的初始图像中发光器件的初始坐标和所述旋转矩阵，确定所述相机与地面之间的垂直距离，其中，所述初始图像为所述发光器件设置在所述地面上时所述相机采集的图像；根据所述垂直距离与所述旋转矩阵计算得到矫正矩阵，确定所述相机采集所述发光器件图像的相机参数。2.根据权利要求1所述的矫正方法，其特征在于，所述获取相机的重力传感器采集的当前重力向量包括：获取所述重力传感器连续采集的多个重力向量；计算所述多个重力向量的平均值，作为所述当前重力向量。3.根据权利要求1所述的矫正方法，其特征在于，发光器件所述相机的光轴与所述重力传感器的重力方向垂直。4.根据权利要求1所述的矫正方法，其特征在于，所述根据所述垂直距离与所述旋转矩阵计算得到矫正矩阵包括：根据所述垂直距离和单位矩阵确定转换矩阵；根据所述转换矩阵和所述旋转矩阵计算得到所述矫正矩阵。5.一种相机参数的矫正装置，其特征在于，包括：重力向量获取模块，用于获取相机的重力传感器采集的当前重力向量；旋转矩阵计算模块，用于计...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒玉龙，崔珊珊，山君良，孙恩情，
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