虚拟现实特征定位系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种虚拟现实特征定位系统，其包括：第一定位模块、第二定位模块，处理模块，所述第一定位模块和所述第二定位模块与所述处理模块电性连接，应用此虚拟现实特征定位系统的虚拟现实特征定位方法，通过获取头部姿态和水平位置信息，从而对使用者在虚拟现实场景中进行定位，具有成本低廉，准确可靠的优点。

【技术实现步骤摘要】
虚拟现实特征定位系统及其方法
本专利技术涉及虚拟现实特征定位系统和方法。
技术介绍
自虚拟现实技术肇端以来，其应用范围越来越广，但现有的VR体验方案的构建却还缺少了最重要的一环，就是廉价而灵活准确的定位方案。这里所说的定位，就是确定参与者在场地中的绝对空间位置，并反馈到所有参与VR体验的虚拟现实场景中，进而执行群体VR活动所必需的各种活动逻辑。以VR游戏为例，当一位玩家靠近树林的边缘时，一头隐藏的饿狼会猛然扑出来；又比如多位玩家展开一场虚拟现实的真人CS大赛，互相射击与开展战术。如果玩家在游戏场地内的位置无法得到有效识别，那么相应的乐趣和复杂度自然也就少了很多，也许只是来一场第一人称的定点射击游戏而已。而定位的精度和速度也绝对不容忽视，20cm的误差也许就决定了射出的子弹是否能穿透虚拟敌人的胸膛，而定位本身带来的延迟，同样也会给虚拟现实玩家的现场感带来巨大的影响，甚至成为3D晕动症的帮凶。然而，纵观现在市面上形形色色的VR空间定位方案，却并没有哪家能够提供足够成熟稳定的技术实现，亦或者用巨大的成本以及灵活度的丧失作为代价，构建并不成功的Demo作品。这样的程度恐怕还远远不能称之为解决方案，也远远无法满足众多体验馆从业者的胃口，因此，市场亟需一种成本低，定位准确的虚拟现实特征定位方案。
技术实现思路
鉴于上述状况，有必要提供一种成本低，定位准确的虚拟现实特征定位技术。虚拟现实特征定位系统，其包括：第一定位模块、第二定位模块，处理模块，所述第一定位模块和所述第二定位模块与所述处理模块无线电性连接，所述第一定位模块，用于感知使用者头部的三维姿态信息，所述第二定位模块，用于感知使用者在水平面位置信息，所述处理模块，用于对接收到的所述第一定位模块和所述第二定位模块的信息进行处理获得使用者的头部姿态/视线方向和水平面位置数据。所述第一定位模块包括有磁力计、加速度计和陀螺仪以获取/跟踪使用者头部运动信息，所述第二定位模块设置在使用者活动的地面上，所述第二定位模块包括对磁体产生感应并能检测磁极的磁性传感器和特征磁体，若干所述磁性传感器成网状布置组成磁性传感网，所述特征磁体设置在使用者脚部，所述特征磁体包括左特征磁体和右特征磁体，所述左特征磁体具有特征磁性以标识使用者的左脚部及左脚部的前后位置，所述左特征磁体设置在使用者的左脚部，所述右特征磁体具有特征磁性以标识右脚部及右脚的前后位置，所述右特征磁体设置在使用者的右脚部。所述磁性传感网中每个所述磁性传感器与任意相邻的所述磁性传感器间距相等，所述特征磁体为具有两极性的磁性物体，所述磁性传感网中每个所述磁性传感器与任意相邻的所述磁性传感器间距为1～3cm。所述左特征磁体包括第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体，所述右特征磁体包括第五磁体、第六磁体、第七磁体和第八磁体。所述第一磁体、所述第二磁体、所述第三磁体和所述第四磁体组成菱形，且所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体组成正三角形，所述第二磁体、所述第三磁体和所述第四磁体组成正三角形，所述第一磁体设置在使用者左脚部的后部位置，所述第五磁体、所述第六磁体、所述第七磁体和所述第八磁体组成菱形，所述第五磁体、所述第六磁体和所述第七磁体组成正三角形，所述第六磁体、所述第七磁体和所述第八磁体组成正三角形所述第五磁体设置在使用者右脚部的后部位置。所述第一磁体、所述第二磁体、所述第三磁体和所述第四磁体之间任意相邻的间距相等，所述第五磁体、所述第六磁体、所述第七磁体和所述第八磁体之间相邻的间距相等。所述第一磁体朝向下方的磁极为N极，所述第二磁体、所述第三磁体和所述第四磁体朝向下方的磁极为S极，所述第五磁体朝向下方的磁极为S极，所述第六磁体、所述第七磁体和所述第八磁体朝向下方的磁极为N极。若干所述磁性传感器与所述处理模块电性连接。虚拟现实特征定位方法，其基于虚拟现实特征定位系统，该方法包括如下步骤：S1、对所述第二定位模块的若干所述磁性传感器编号；S2、确定每个所述磁性传感器在所述磁性传感网中对应的位置坐标参数；S3、获取使用者在水平面的位置信息；S4、获取使用者头部的三维姿态信息；S5、根据步骤S3和S4获取使用者的视线方向和使用者在水平面的位置。在步骤S3前，使用者脚部先踩踏在所述磁性传感网上，所述磁性传感器感应并检测使用者脚部的所述特征磁体的磁极。根据所述磁性传感器感应到的所述特征磁体的磁极分布状况，判断并区分出所述第一磁体、所述第二磁体、所述第三磁体、所述第四磁体、第五磁体、所述第六磁体、所述第七磁体和所述第八磁体的分布区域和位置参数。对根据所述磁性传感器感应并检测到的所述磁体的磁极，根据N极和S极的位置分布情况，建立如下的逻辑关系：3个磁性为S极的磁极且位置组成正三角形，则判断此3个磁极对应所述第二磁体、所述第三磁体和所述第四磁体，与此3个S极的磁极组成菱形的N极磁极且4个磁极之间相邻两磁极间距相等，则判断此N极磁极对应所述第一磁体，则据此判断使用者左脚部的位置及左脚部的前后方向；3个磁性为N极的磁极且位置组成正三角形，则判断此3个磁极对应所述第六磁体、所述第七磁体和所述第八磁体，与此3个N极的磁极组成菱形的S极磁极且4个磁极之间相邻两磁极间距相等，则判断此S极磁极对应所述第五磁体，则据此判断使用者右脚部的位置及右脚部的前后方向。本专利技术虚拟现实特征定位系统及其方法，采用磁力计、加速度计和陀螺仪以获取/跟踪使用者头部运动信息，采用便宜成熟的磁性传感器组网成磁性传感网，确定使用者在场地中的水平位置，具有成本低廉，准确可靠的优点。附图说明图1是本专利技术虚拟现实特征定位系统的示意图。图2是本专利技术虚拟现实特征定位系统的结构示意图。图3是本专利技术虚拟现实特征定位系统磁体的示意图。其中，使用者100，第一定位模块200，第二定位模块300，左特征磁体310，右特征磁体320，第一磁体311，第二磁体312，第三磁体313，第四磁体314，第五磁体321，第六磁体322，第七磁体323、第八磁体324。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术实施例一，请参见图1、图2和图3。虚拟现实特征定位系统，其包括：第一定位模块200、第二定位模块300，处理模块，第一定位模块和第二定位模块与处理模块无线电性连接，第一定位模块，用于感知使用者100头部的三维姿态信息，第二定位模块，用于感知使用者100在水平面位置信息，处理模块，用于对接收到的第一定位模块200和第二定位模块300的信息进行处理获得使用者100的头部姿态/视线方向和水平面位置数据。第一定位模块200包括有磁力计、加速度计和陀螺仪以获取/跟踪使用者头部运动信息，第二定位模块300设置在使用者活动的地面上，第二定位模块300包括对磁体产生感应并能检测磁极的磁性传感器和特征磁体，若干磁性传感器成网状布置组成磁性传感网，特征磁体设置在使用者脚部。特征磁体包括左特征磁体310和右特征磁体320，左特征磁体310具有特征磁性以标识使用者的左脚部及左脚部的前后位置，左特征磁体310设置在使用者的左脚部，右特征磁体320具有特征磁性以标识右脚部及右脚的前后位置，右特征磁体320设置在使用者的右脚部。磁性传感网中每个磁性传感器与任意相邻的磁性传感器间距相等，磁体为具有两极性的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟现实特征定位系统，其特征在于：其包括：第一定位模块、第二定位模块，处理模块，所述第一定位模块和所述第二定位模块与所述处理模块无线电性连接，所述第一定位模块，用于感知使用者头部的三维姿态信息，所述第二定位模块，用于感知使用者在水平面位置信息，所述处理模块，用于对接收到的所述第一定位模块和所述第二定位模块的信息进行处理获得使用者的头部姿态/视线方向和水平面位置数据。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实特征定位系统，其特征在于：其包括：第一定位模块、第二定位模块，处理模块，所述第一定位模块和所述第二定位模块与所述处理模块无线电性连接，所述第一定位模块，用于感知使用者头部的三维姿态信息，所述第二定位模块，用于感知使用者在水平面位置信息，所述处理模块，用于对接收到的所述第一定位模块和所述第二定位模块的信息进行处理获得使用者的头部姿态/视线方向和水平面位置数据。2.如权利要求1所述的虚拟现实特征定位系统，其特征在于：所述第一定位模块包括有磁力计、加速度计和陀螺仪以获取/跟踪使用者头部运动信息，所述第二定位模块设置在使用者活动的地面上，所述第二定位模块包括对磁体产生感应并能检测磁极的磁性传感器和特征磁体，若干所述磁性传感器成网状布置组成磁性传感网，所述特征磁体设置在使用者脚部，所述特征磁体包括左特征磁体和右特征磁体，所述左特征磁体具有特征磁性以标识使用者的左脚部及左脚部的前后位置，所述左特征磁体设置在使用者的左脚部，所述右特征磁体具有特征磁性以标识右脚部及右脚的前后位置，所述右特征磁体设置在使用者的右脚部。3.如权利要求2所述的虚拟现实特征定位系统，其特征在于：所述磁性传感网中每个所述磁性传感器与任意相邻的所述磁性传感器间距相等，所述特征磁体为具有两极性的磁性物体，所述磁性传感网中每个所述磁性传感器与任意相邻的所述磁性传感器间距为1～3cm。4.如权利要求2所述的虚拟现实特征定位系统，其特征在于：所述左特征磁体包括第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体，所述右特征磁体包括第五磁体、第六磁体、第七磁体和第八磁体。5.如权利要求4所述的虚拟现实特征定位系统，其特征在于：所述第一磁体、所述第二磁体、所述第三磁体和所述第四磁体组成菱形，且所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体组成正三角形，所述第二磁体、所述第三磁体和所述第四磁体组成正三角形，所述第一磁体设置在使用者左脚部的后部位置，所述第五磁体、所述第六磁体、所述第七磁体和所述第八磁体组成菱形，所述第五磁体、所述第六磁体和所述第七磁体组成正三角形，所述第六磁体、所述第七磁体和所述第八磁体组成正三角形所述第五磁体设置在使用者右脚部的后部位置。6.如权利要求5所述的虚拟现实特征定位系统，其特征在于：所述第一磁体、所述第二磁体...

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