基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质。本发明专利技术通过在交互笔内设置方向传感器，并辅以设置于立体显示设备上的视觉传感器，在交互过程中，通过利用视觉传感器采集到的交互笔上发光标记点的成像图片中各发光标记点的定位信息，确定在视觉传感器的视角中，交互笔在三维空间中的第一自由度姿态位置信息，并根据确定的第一自由度姿态位置信息，对方向传感器确定的交互笔在三维空间中的第二自由度姿态位置信息(基于方向传感器的视角)进行校准，得到精确度较高的第三自由度姿态位置信息，最后根据第三自由度姿态位置信息来确定交互笔在三维空间中的实际位置，从而有效提升了交互过程中定位的精确度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质
本专利技术涉及虚拟现实交互
，尤其涉及一种基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质。
技术介绍
随着计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的发展，虚拟技术，如虚拟现实的人机交互、混合现实的人机交互成为了研究热点。虚拟技术的发展，大大促进了空间交互场合，如立体投影机、立体遥控器、三维(threedimensional，简称：3D)显示器等交互产品和服务的发展。以3D显示器为例，目前市面上存在着大量不同尺寸的3D显示器，该类显示器非常适合小组多人同时使用观看立体事物，为了使得3D显示器能够在更多的人群中普及，减小用户购买成本，该类显示器大多没有提供专门的虚拟显示交互设备，如虚拟显示头盔或3D眼镜等，而是提供制备成本较低且可以应用于其他终端设备的交互手柄(大致分为带定位跟踪系统和不带定位跟踪系统)给用户使用。但是，目前不带定位跟踪系统的交互手柄(相当于常见的空中鼠标，手柄操作仅仅依靠运动传感器)，仅能得到旋转自由度，无法得到高精度的位置定位，根本满足不了精准空间交互应用需求。而带定位跟踪系统的交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交互笔的刚体定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：接收视觉传感器采集的发光标记点的成像图片，所述发光标记点至少为一个，且各所述发光标记点不重叠的设置于交互笔上；确定各所述发光标记点在所述成像图片中的坐标；根据各所述发光标记点在所述成像图片中的坐标，确定所述交互笔在三维空间中的第一自由度姿态位置信息；接收方向传感器采集的所述交互笔在三维空间中的第二自由度姿态位置信息，所述方向传感器设置于所述交互笔内，所述方向传感器的类型根据所述发光标记点的个数确定，所述方向传感器在所述交互笔内所处的位置根据所述发光标记点在所述交互笔上的位置确定；根据所述第一自由度姿态位置信息，对所述第二自由度...

【技术特征摘要】
1.一种基于交互笔的刚体定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：接收视觉传感器采集的发光标记点的成像图片，所述发光标记点至少为一个，且各所述发光标记点不重叠的设置于交互笔上；确定各所述发光标记点在所述成像图片中的坐标；根据各所述发光标记点在所述成像图片中的坐标，确定所述交互笔在三维空间中的第一自由度姿态位置信息；接收方向传感器采集的所述交互笔在三维空间中的第二自由度姿态位置信息，所述方向传感器设置于所述交互笔内，所述方向传感器的类型根据所述发光标记点的个数确定，所述方向传感器在所述交互笔内所处的位置根据所述发光标记点在所述交互笔上的位置确定；根据所述第一自由度姿态位置信息，对所述第二自由度姿态位置信息进行校准，得到所述交互笔在三维空间中的第三自由度姿态位置信息；根据所述第三自由度姿态位置信息，确定所述交互笔在三维空间中的位置，以实现对所述交互笔在虚拟场景中的实时定位和对虚拟场景中物体的交互。2.如权利要求1所述的基于交互笔的刚体定位方法，其特征在于，所述发光标记点为一个，所述方向传感器为九轴惯性运动传感器，所述九轴惯性运动传感器包括三轴微电机陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计，所述发光标记点和所述九轴惯性运动传感器均设置于所述交互笔的笔尖区域，且所述发光标记点与所述九轴惯性运动传感器相邻；相应地，所述第一自由度姿态位置信息包括X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息和Z轴方向的位移信息，所述第二自由度姿态位置信息包括X轴方向的位移信息、X轴的旋转信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转信息、Z轴方向的位移信息和Z轴的旋转信息，所述第三自由度姿态位置信息包括校准后的X轴方向的位移信息、X轴的旋转信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转信息、Z轴方向的位移信息和Z轴的旋转信息；相应地，所述根据所述第一自由度姿态位置信息，对所述第二自由度姿态位置信息进行校准，得到所述交互笔在三维空间中的第三自由度姿态位置信息，具体包括：根据所述第一自由度姿态位置信息中的X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息和Z轴方向的位移信息，分别对所述第二自由度姿态位置信息中的X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息和Z轴方向的位移信息进行校准，得到所述第三自由度姿态位置信息中校准后的X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息和Z轴方向的位移信息；根据所述三轴磁力计和所述三轴加速度计，对所述三轴微电机陀螺仪的累计角度误差进行补偿，得到所述第三自由度姿态位置信息中校准后的X轴的旋转信息、Y轴的旋转信息和Z轴的旋转信息。3.如权利要求1所述的基于交互笔的刚体定位方法，其特征在于，所述发光标记点为两个，分别为第一发光标记点和第二发光标记点，所述方向传感器为六轴惯性运动传感器，所述六轴惯性运动传感器包括三轴微电机陀螺仪和三轴加速度计，所述第一发光标记点设置于所述交互笔的笔尖区域，所述第二发光标记点设置于所述交互笔的笔尾区域，所述六轴惯性运动传感器设置于所述交互笔的中部区域；相应地，所述第一自由度姿态位置信息包括X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转、Z轴方向的位移信息和Z轴的旋转信息，所述第二自由度姿态位置信息包括X轴方向的位移信息、X轴的旋转信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转信息、Z轴方向的位移信息和Z轴的旋转信息，所述第三自由度姿态位置信息包括校准后的X轴方向的位移信息、X轴的旋转信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转信息、Z轴方向的位移信息和Z轴的旋转信息；相应地，所述根据所述第一自由度姿态位置信息，对所述第二自由度姿态位置信息进行校准，得到所述交互笔在三维空间中的第三自由度姿态位置信息，具体包括：根据所述第一自由度姿态位置信息中的X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转、Z轴方向的位移信息和Z轴的旋转信息，分别对所述第二自由度姿态位置信息中的X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转、Z轴方向的位移信息和Z轴的旋转信息进行校准，得到所述第三自由度姿态位置信息中校准后的X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转、Z轴方向的位移信息和Z轴的旋转信息；根据所述第三自由度姿态位置信息中校准后的X轴方向的位移信息、Y轴方向的位移信息、Y轴的旋转、Z轴方向的位移信息、Z轴的旋转信息和第一自由度姿态位置信息中的X轴的旋转信息，对所述X轴的旋转信息进行校准，得到所述第三自由度姿态位置信息中校准后的X轴的旋转信息。4.如权利要求1所述的基于交互笔的刚体定位方法，其特征在于，所述发光标记点为三个，分别为第一发光标记点、第二发光标记点和第三发光标记点，所述方向传感器为三轴惯性运动传感器，所述三轴惯性运动传感包括三轴微电机陀螺仪，所述第一发光标记点、第二发...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小明，袁华宏，唐永强，刘志愿，
申请(专利权)人：深圳市未来感知科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44