虚拟现实或增强现实显示系统中磁传感器和光学传感器的校准技术方案

一种用于校准虚拟现实(VR)或增强现实(AR)装置(58)中的磁传感器和光传感器的对准的系统(900、1300)。该系统可以包括控制器(910)、波形发生器(920)和电驱动器(930)。波形发生器可以在控制器的控制下产生校准波形。该系统还可以包括被对应于校准波形的电流通电的导电回路(302、304)。控制器可以使波形发生器产生第一校准波形以校准显示装置中的第一类型的磁传感器(604)并产生第二校准波形以校准显示装置中的第二类型的磁传感器(102)。该系统还可以包括相对于导电回路处于已知空间关系的一个或多个光学基准标记(316)。光学基准标记可用于校准一个或多个光学传感器的对准方向。

Calibration of Magnetic Sensor and Optical Sensor in Virtual Reality or Augmented Reality Display System

A system (900, 1300) for alignment of magnetic and optical sensors in calibrating virtual reality (VR) or augmented reality (AR) devices (58). The system can include a controller (910), a waveform generator (920) and an electric driver (930). The waveform generator can generate calibration waveform under the control of the controller. The system can also include a conductive circuit (302, 304) that is currently electrically conductive corresponding to the calibrated waveform. The controller enables the waveform generator to generate a first calibration waveform to calibrate the first type of magnetic sensor (604) in the display device and a second calibration waveform to calibrate the second type of magnetic sensor (102) in the display device. The system may also include one or more optical reference marks (316) in a known spatial relationship relative to the conductive circuit. Optical reference marks can be used to calibrate the alignment direction of one or more optical sensors.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】虚拟现实或增强现实显示系统中磁传感器和光学传感器的校准相关申请的交叉引用本申请要求2016年9月26日提交的名称为“用于增强现实的系统和方法(SYSTEMSANDMETHODSFORAUGMENTEDREALITY)”的美国专利申请No.62/400,079的优先权，其通过引用整体并入本文。
技术介绍

现代计算和显示技术已促进了虚拟现实(“VR”)、增强现实(“AR”)和混合现实(“MR”)系统的发展。VR系统为用户创建模拟环境以体验。这可以通过借助头戴式显示器向用户呈现计算机生成的图像来完成。该图像创建了使用户沉浸在模拟环境中的感官体验。VR场景通常仅涉及计算机生成的图像的呈现，而不是包括实际的真实世界图像。AR系统通常用模拟元素补充真实世界环境。例如，AR系统可以通过头戴式显示器向用户提供围绕真实世界环境的视图。然而，计算机生成的图像也可以显示在显示器上，以增强真实世界的环境。该计算机生成的图像可以包括与真实世界环境情景相关的元素。这些元素可以包括模拟文本、图像、对象等。MR系统是一种类型的AR系统，其也将模拟对象引入真实世界环境中，但是这些对象通常具有更大程度的交互性。模拟元素通常可以实时交互。
技术实现思路
在一些实施例中，公开了一种用于校准虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示装置中的两个或更多个磁传感器的对准的系统，所述系统包括：控制器；波形发生器，其被配置为在所述控制器的控制下产生第一校准波形和第二校准波形；第一导电回路，其被定向在与穿过所述第一导电回路的第一轴正交的第一平面中；第二导电回路，其被定向在与所述第一平面平行的第二平面中并沿所述第一轴与所述第一导电回路间隔开；以及连接到所述波形发生器的电驱动器，以接收所述第一和第二校准波形、产生相应的第一和第二电输出电流、以及向所述第一导电回路和所述第二导电回路提供所述第一和第二电输出电流，其中，所述控制器被配置为使所述波形发生器产生所述第一校准波形以校准所述显示装置中的第一类型的磁传感器并产生所述第二校准波形以校准所述显示装置中的第二类型的磁传感器。在一些实施例中，公开了一种用于校准虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示装置中的两个或更多个磁传感器的对准的方法，所述方法包括：产生第一校准波形；使用所述第一校准波形使第一导电回路和第二导电回路通电(energize)，所述第一导电回路被定向在与穿过所述第一导电回路的第一轴正交的第一平面中，所述第二导电回路被定向在与所述第一平面平行的第二平面中并沿所述第一轴与所述第一导电回路间隔开；使用所述显示装置的第一类型的磁传感器确定第一测量，所述第一测量指示当用所述第一校准波形通电时由所述第一和第二导电回路产生的磁场的取向；产生第二校准波形；用所述第二校准波形使所述第一和第二导电回路通电；使用所述显示装置的第二类型的磁传感器确定第二测量，所述第二测量指示当用所述第二校准波形通电时由所述第一和第二导电回路产生的磁场的取向；以及将所述第一测量与所述第二测量进行比较。在一些实施例中，公开了一种用于校准虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示装置中的一个或多个磁传感器和一个或多个光学传感器的对准的系统，所述系统包括：第一导电回路，其被定向在与穿过所述第一导电回路的第一轴正交的第一平面中；第二导电回路，其被定向在与所述第一平面平行的第二平面中并沿所述第一轴与所述第一导电回路间隔开；以及以相对于所述第一导电回路和所述第二导电回路的预定空间关系支撑的一个或多个光学基准标记。在一些实施例中，公开了一种用于校准虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示装置中的一个或多个磁传感器和一个或多个光学传感器的对准的方法，所述方法包括：产生校准波形；使用所述校准波形使第一导电回路和第二导电回路通电，所述第一导电回路被定向在与穿过所述第一导电回路的第一轴正交的第一平面中，所述第二导电回路被定向在与所述第一平面平行的第二平面中并沿所述第一轴与所述第一导电回路间隔开；使用所述显示装置的磁传感器确定第一测量，所述第一测量指示当用所述校准波形通电时由所述第一和第二导电回路产生的磁场的取向；使用所述显示装置的光学传感器确定第二测量，所述第二测量指示光学基准标记相对于所述第一导电回路和所述第二导电回路的空间关系；以及将所述第一测量与所述第二测量进行比较。在附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节。根据说明书、附图和权利要求，其他特征、方面和优点将变得显而易见。附图说明图1描绘了具有某些虚拟现实对象以及由人观看到的某些物理对象的增强现实场景的图示。图2A-2D示意性地示出了可穿戴系统的示例。图3示意性地示出云计算资产和本地处理资产之间的协调。图4示意性地示出了电磁(EM)跟踪系统的示例系统图。图5是描述电磁跟踪系统的实施例的示例功能的流程图。图6示意性地示出了与AR系统结合的电磁跟踪系统的示例。图7是描述在AR装置的背景下的电磁跟踪系统的示例的功能的流程图。图8示意性地示出了AR系统的实施例的组件的示例。图9是用于校准头戴式可穿戴AR/VR系统中的磁力仪的对准的系统的框图。图10A示出了图9中所示的磁场产生单元的第一示例实施例。图10B是由图10A中所示的导电回路配置产生的磁场线的横截面示意图。图10C示出了图9中所示的磁场产生单元的示例性多轴实施例。图11是头戴式可穿戴AR/VR系统的示意图，该系统位于由第一导电回路和第二导电回路产生的均匀磁场的测试体积中。图12是用于校准可穿戴AR/VR系统中两种不同类型的磁力仪的对准的示例方法的流程图。图13是用于校准头戴式可穿戴AR/VR系统中的磁力仪和光学传感器的对准的系统的框图。图14是头戴式可穿戴AR/VR系统的示意图，该系统位于具有光学基准标记的磁场产生单元的示例实施例中。图15是用于校准可穿戴AR/VR系统中的磁传感器和光学传感器的对准的示例方法的流程图。在整个附图中，可以重复使用附图标记来指示所引用的元件之间的对应关系。提供附图是为了说明本文描述的示例实施例，并且不旨在限制本公开的范围。具体实施方式AR、VR和定位系统概述在图1中，描绘了增强现实场景(4)，其中AR技术的用户看到以人、树木、背景中的建筑物和混凝土平台(1120)为特征的真实世界公园状设置(6)。除了这些项目之外，AR技术的用户同样感知到他“看到”站在真实世界平台(1120)上的机器人雕像(1110)以及飞过的卡通式化身角色(2)，该化身角色看起来是大黄蜂的化身，即使这些元素(2、1110)在真实世界中不存在。人类的视觉感知系统是非常复杂的，并且产生有助于连同其他虚拟或真实世界的图像元素一起的虚拟图像元素的舒适、自然、丰富呈现是具有挑战性的。例如，头戴式VR或AR显示器(或头盔式显示器或智能眼镜)通常至少松散地耦接到用户的头部，并由此在用户的头部移动时而移动。如果显示系统检测到用户的头部移动，则可以更新正在显示的数据以考虑头部姿态的变化。作为示例，如果佩戴头戴式显示器的用户在显示器上观看三维(3D)对象的虚拟表示并且在3D对象出现的区域周围走动，则该3D对象可以关于每个视点被重新渲染(render)，使用户感知到他或她正在占据现实空间的对象周围走动。如果头戴式显示器用于呈现位于虚拟空间(例如，丰富的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于校准虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示装置中的两个或更多个磁传感器的对准的系统，所述系统包括：控制器；波形发生器，其被配置为在所述控制器的控制下产生第一校准波形和第二校准波形；第一导电回路，其被定向在与穿过所述第一导电回路的第一轴正交的第一平面中；第二导电回路，其被定向在与所述第一平面平行的第二平面中并沿所述第一轴与所述第一导电回路间隔开；以及连接到所述波形发生器的电驱动器，以接收所述第一和第二校准波形、产生相应的第一和第二电输出电流、以及向所述第一导电回路和所述第二导电回路提供所述第一和第二电输出电流，其中，所述控制器被配置为使所述波形发生器产生所述第一校准波形以校准所述显示装置中的第一类型的磁传感器并产生所述第二校准波形以校准所述显示装置中的第二类型的磁传感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 US 62/400,0791.一种用于校准虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示装置中的两个或更多个磁传感器的对准的系统，所述系统包括：控制器；波形发生器，其被配置为在所述控制器的控制下产生第一校准波形和第二校准波形；第一导电回路，其被定向在与穿过所述第一导电回路的第一轴正交的第一平面中；第二导电回路，其被定向在与所述第一平面平行的第二平面中并沿所述第一轴与所述第一导电回路间隔开；以及连接到所述波形发生器的电驱动器，以接收所述第一和第二校准波形、产生相应的第一和第二电输出电流、以及向所述第一导电回路和所述第二导电回路提供所述第一和第二电输出电流，其中，所述控制器被配置为使所述波形发生器产生所述第一校准波形以校准所述显示装置中的第一类型的磁传感器并产生所述第二校准波形以校准所述显示装置中的第二类型的磁传感器。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为与所述显示装置通信以识别所述要校准的磁传感器并基于所述磁传感器的所述识别来选择所述第一和第二校准波形。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一类型的磁传感器包括感应式磁力仪，并且所述第一校准波形包括交流波形。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二类型的磁传感器包括静场磁力仪，并且所述第二校准波形包括直流波形。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一导电回路和所述第二导电回路连接到所述电驱动器，使得所述电输出电流围绕所述第一导电回路和所述第二导电回路在相同的方向上行进。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一导电回路和所述第二导电回路具有相同的形状。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一导电回路和所述第二导电回路具有相同的尺寸。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一导电回路和所述第二导电回路是圆形的并且具有半径，所述第一导电回路和所述第二导电回路沿着所述第一轴分隔与所述半径对应的距离。9.根据权利要求1所述的系统，还包括安装件，其被配置为附到所述显示装置并且以相对于所述第一和第二导电回路的第一预定空间关系支撑所述显示装置。10.根据权利要求9所述的系统，还包括致动器，其连接到所述安装件并且被配置为将所述显示装置移动到相对于所述第一和第二导电回路的第二预定空间关系。11.根据权利要求1所述的系统，还包括：第三导电回路，其被定向在与穿过所述第三导电回路的第二轴正交的第三平面中，所述第二轴与所述第一轴正交；第四导电回路，其被定向在与所述第三平面平行的第四平面中并沿所述第二轴与所述第三导电回路间隔开。12.根据权利要求11所述的系统，还包括：第五导电回路，其被定向在与穿过所述第五导电回路的第三轴正交的第五平面中，所述第三轴与所述第一和第二轴正交；第六导电回路，其由所述框架支撑并被定向在与所述第五平面平行的第六平面中并沿所述第三轴与所述第五导电回路间隔开。13.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还被配置为校准光学传感器的对准，所述系统还包括以相对于所述第一导电回路和所述第二导电回路的预定空间关系定向的一个或多个光学基准标记。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述光学传感器包括相机。15.根据权利要求13所述的系统，其中所述一个或多个光学基准标记包括二维或三维特征。16.一种用于校准虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示装置中的一个或多个磁传感器和一个或多个光学传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·伍兹，S·D·诺特曼，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：美国,US