一种虚拟现实设备及定位方法技术

本发明专利技术公开了一种虚拟现实设备及定位方法，涉及虚拟现实设备领域。其中方法包括：追踪手柄；当确定所述手柄位于摄像头的照射范围之外时，接收超声波的脉冲信号，根据超声波测距原理得到所述手柄的第一定位数据；获取所述手柄的加速度值，根据算法得到所述手柄的第二定位数据；根据所述第一定位数据以及所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。

A Virtual Reality Device and Location Method

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟现实设备及定位方法
本专利技术涉及虚拟现实设备领域，尤其涉及一种虚拟现实设备及定位方法。
技术介绍
随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，现实世界的娱乐项目已不能满足人们日益期待有创新性的、好玩的、有趣的要求，虚拟现实技术(VirtualReality，VR)应运而生，VR是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，具有超强的仿真能力，能够实现人机交互，具有良好的沉浸感，受到越来越多人的认可。现有技术，为了在虚拟现实技术的场景中提供卓越的沉浸感，一套高精度、低延迟的定位技术是必要的。使用摄像头的内向外(InsideOut)头盔定位技术由于具有不受空间限制的特点，越来越受到用户的欢迎。同时，一套用于交互的手柄是必需的，尤其是具有六自由度的手柄。在InsideOut定位方案中，手柄六自由度的一种实现方案是在手柄上安装一定数量的主动发光的发光二极管(LightEmittingDiode，LED)，利用安装在头盔上的摄像头拍摄手柄上的LED图片，进行手柄六自由度追踪。但由于摄像头拍摄视角有限，手柄经常会运动到摄像头视角以外的区域而无法定位，影响用户交互式体验及沉浸感。因此，现有技术中利用摄像头进行手柄定位的方法因有摄像头视角的限制导致无法在摄像头视角以外的区域进行手柄定位是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供一种虚拟现实设备及定位方法，解决了现有技术中因受摄像头视角限制导致无法在摄像头视角以外的区域进行手柄定位的问题。本申请实施例提供的一种虚拟现实设备，具体包括：中央处理模块，摄像头模块，超声波模块，惯性测量模块以及手柄；所述中央处理模块，用于通过所述摄像头模块追踪所述手柄；当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之外时，通过所述超声波模块获取所述手柄的第一定位数据，通过所述惯性测量模块获取所述手柄的第二定位数据；根据所述第一定位数据以及所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。一种可能的实现方式，所述中央处理模块具体用于：当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之外，且所述手柄位于所述超声波模块的脉冲信号覆盖范围之外时，根据所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。一种可能的实现方式，还包括：所述超声波模块，用于接收所述脉冲信号，根据超声波测距原理得到所述第一定位数据；所述惯性测量模块，用于获取所述手柄的加速度值，根据算法从所述加速度值中得到所述手柄的线加速度，通过对所述线加速度进行积分得到所述第二定位数据；所述中央处理模块，还用于将所述第一定位数据和所述第二定位数据按照加权的方式进行处理，得到所述手柄的第三定位数据，根据所述第三定位数据，确定所述手柄的定位的位置，其中，所述加权的方式是根据所述超声波的物理特性对所述手柄的影响以及惯性测量的测量特性对所述手柄的影响决定的。一种可能的实现方式，所述中央处理模块具体用于：所述第一定位数据和所述第二定位数据之间的加权系数为k，得到所述手柄的第三定位数据为第二定位数据+k*(第一定位数据-第二定位数据)，其中，k的取值范围为[0，1]。一种可能的实现方式，还包括：当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之内时，通过摄像头模块追踪所述手柄上安装的光学定位器并解算得到所述手柄的第四定位数据，通过所述惯性测量模块获取所述手柄的第二定位数据；根据所述第四定位数据以及所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。一种可能的实现方式，所述中央处理模块具体用于：将所述第四定位数据和所述第二定位数据按照加权的方式进行处理，得到所述手柄的第五定位数据，根据所述第五定位数据，确定所述手柄的定位的位置，其中，所述加权的方式是根据所述摄像头的物理特性对所述手柄的影响以及所述惯性测量的测量特性对所述手柄的影响决定的；所述第四定位数据和所述第二定位数据之间的加权系数为η，得到所述手柄的第五定位数据为第二定位数据+η*(第四定位数据-第二定位数据)，其中，η的取值范围为[0，1]。本申请实施例提供的一种虚拟现实设备的定位方法，具体包括：追踪手柄；当确定所述手柄位于摄像头的照射范围之外时，接收超声波脉冲信号，根据超声波测距原理得到所述手柄的第一定位数据；获取所述手柄的加速度值，根据算法得到所述手柄的第二定位数据；根据所述第一定位数据以及所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。一种可能的实现方式，所述当确定所述手柄位于摄像头的照射范围之外时，还包括：所述手柄位于所述脉冲信号的覆盖范围之外时，根据所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。一种可能的实现方式，所述当确定所述手柄位于摄像头的照射范围之外时，还包括：接收所述脉冲信号，根据所述超声波测距原理得到所述第一定位数据；获取所述手柄的加速度值，根据算法从所述加速度值中得到所述手柄的线加速度，通过对所述线加速度进行积分得到所述第二定位数据；将所述第一定位数据和所述第二定位数据按照加权的方式进行处理，得到所述手柄的第三定位数据，根据所述第三定位数据，确定所述手柄的定位的位置，其中，所述加权的方式是根据所述超声波的物理特性对所述手柄的影响以及惯性测量的测量特性对所述手柄的影响决定的。一种可能的实现方式，所述将所述第一定位数据和所述第二定位数据按照加权的方式进行处理，得到所述手柄的第三定位数据，包括：所述第一定位数据和所述第二定位数据之间的加权系数为k，得到所述手柄的第三定位数据为第二定位数据+k*(第一定位数据-第二定位数据)，其中，k的取值范围为[0，1]。利用本专利技术提供的一种虚拟现实设备及定位方法，具有以下有益效果：在摄像头照射不到的地方使用超声波定位或者惯性测量定位，可以弥补光学定位范围有限的问题，从而扩大手柄的定位范围，提高用户虚拟体验时的沉浸感。附图说明图1为本申请实施例中一种虚拟现实设备及定位方法的系统示意图；图2为本申请实施例中一种虚拟现实设备及定位方法的流程图；图3为本申请实施例中一种虚拟现实设备及定位方法的实施例示意图。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。图1为本申请实施例中一种虚拟现实设备及定位方法的系统示意图，如图所示，架构包括：中央处理模块101、摄像头模块102、超声波模块103、惯性测量模块104和手柄105。其中，中央处理模块101，与摄像头模块102、超声波模块103、惯性测量模块104以及手柄105连接，用于当确定手柄105位于摄像头模块102的照射范围之外时，通过超声波模块103获取手柄105的第一定位数据；通过惯性测量模块104获取手柄105的第二定位数据；用于根据第一定位数据以及第二定位数据，确定手柄105的定位的位置。用于当确定手柄105位于超声波模块103的信号接收范围之外时，通过惯性测量模块104获取手柄105的第二定位数据。进一步的，可用于当确定手柄105位于摄像头模块102的照射范围之内时，通过摄像头模块102获取手柄105的第四定位数据，通过惯性测量模块104获取手柄105的第二定位数据；用于根据第四定位数据以及第二定位数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括：中央处理模块，摄像头模块，超声波模块，惯性测量模块以及手柄；所述中央处理模块，用于通过所述摄像头模块追踪所述手柄；当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之外时，通过所述超声波模块获取所述手柄的第一定位数据；通过所述惯性测量模块获取所述手柄的第二定位数据；根据所述第一定位数据以及所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括：中央处理模块，摄像头模块，超声波模块，惯性测量模块以及手柄；所述中央处理模块，用于通过所述摄像头模块追踪所述手柄；当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之外时，通过所述超声波模块获取所述手柄的第一定位数据；通过所述惯性测量模块获取所述手柄的第二定位数据；根据所述第一定位数据以及所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。2.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述中央处理模块具体用于：当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之外，且所述手柄位于所述超声波模块的脉冲信号覆盖范围之外时，根据所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。3.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，还包括：所述超声波模块，用于接收所述脉冲信号，根据超声波测距原理得到所述第一定位数据；所述惯性测量模块，用于获取所述手柄的加速度值，根据算法从所述加速度值中得到所述手柄的线加速度，通过对所述线加速度进行积分得到所述第二定位数据；所述中央处理模块，还用于将所述第一定位数据和所述第二定位数据按照加权的方式进行处理，得到所述手柄的第三定位数据，根据所述第三定位数据，确定所述手柄的定位的位置，其中，所述加权的方式是根据所述超声波的物理特性对所述手柄的影响以及惯性测量的测量特性对所述手柄的影响决定的。4.如权利要求3所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述中央处理模块具体用于：所述第一定位数据和所述第二定位数据之间的加权系数为k，得到所述手柄的第三定位数据为第二定位数据+k*(第一定位数据-第二定位数据)；其中，k的取值范围为[0，1]。5.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，还包括：当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之内时，通过摄像头模块追踪所述手柄上安装的光学定位器并解算得到所述手柄的第四定位数据；通过所述惯性测量模块获取所述手柄的第二定位数据；根据所述第四定位数据以及所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。6.如权利要求5所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述中央处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，张杰，陈朝阳，
申请(专利权)人：上海乐相科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31