一种VR定位跟踪系统技术方案

本发明专利技术提供一种VR定位跟踪系统，对空间目标定位；包括一根连接参考点到目标的绳索，在所述绳索拉紧时测量绳索中参考点到目标这一段长度的长度测量装置、测量绳索从参考点拉出时的俯仰角和旋转角的转角传感器装置；对长度测量装置和转角传感器装置输出的绳索长度、俯仰角和旋转角数据进行处理得到空间目标定位的处理装置。本发明专利技术中，直接利用一根拉直的绳索的长度来确定参考点到目标点的距离，同时测量这根绳索在参考点处的俯仰角和旋转角，上述测量的距离和两个角度信息可确定目标点在空间的准确位置，测量精度不受环境光线干扰，因为不需要任何外部诸如摄像头等辅助设备，因此也不会出现目标点被遮挡或超出摄像头可视范围而无法定位的问题。围而无法定位的问题。围而无法定位的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种VR定位跟踪系统


[0001]本专利技术涉及VR定位跟踪系统领域。

技术介绍

[0002]虚拟现实技术(Virtual Reality VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。
[0003]在感知现实中的运动过程中，如在运动和游戏过程中，需要确定运动员或者游戏玩家的身体部位在现实空间的位置，以映射到虚拟空间的目标图像上，实现目标图像中对应的卡通图像中各部位与实际中的运动员或者游戏玩家，因此，需要有一些传感器获知实际中的运动员与游戏玩家这些部位的空间位置。目前，采用高科技术的方法测量运动员游戏玩家身体部位的空间位置，如一种激光测量的方式，在运动员或者游戏玩家的一些部位，如手腕、脚腕、腰部、胫部、头的额头等设置标记物，用激光测量这些标记物相对于设置点的距离、俯仰角和旋转角，在虚拟空间内，利用距离、俯仰角和旋转触角三个参数确定对应卡通人物在虚拟空间的位置，实现现实中的人物(运动员或者游戏玩家)活动指导对应的卡通人物的运动。
[0004]这样的方法通过几束激光束或者红外线交叉定位的方式，确定标记物的空间位置，即该标记物与设定的参照点之间的距离和俯仰角、旋转角，具有如下不足：
[0005]容易被干扰，环境光会对激光造成干扰，激光另外会被玩家身体其它地方遮挡；外部辅助设备诸如若干摄像头的安装需要较大的空间场地，且摄像头的可视范围是有限的；较大空间场地需求与辅助设备的使用，使该类设备的使用价格较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术根据目前VR跟踪定位时采用几束激光束或者红外线交叉定位的方式，容易被干扰遮挡、可视范围有限、价格高、设备占用场地空间较大等的不足，提供一种VR定位跟踪系统。
[0007]本专利技术为实现以上技术要求而采用的技术方案是：一种VR定位跟踪系统，对空间目标定位；包括一根连接参考点到目标的绳索，在所述绳索拉紧时测量绳索中参考点到目标这一段长度的长度测量装置、测量绳索从参考点拉出时的俯仰角和旋转角的转角传感器装置；对长度测量装置和转角传感器装置输出的绳索长度、俯仰角和旋转角数据进行处理得到空间目标定位的处理装置。
[0008]进一步的，上述的VR定位跟踪系统中：还包括绳索收纳装置，所述的长度测量装置测量进出所述的绳索收纳装置中的绳索的长度。
[0009]进一步的，上述的VR定位跟踪系统中：所述的绳索收纳装置，包括用于缠绕绳索的转盘，所述的长度测量装置设置在转盘轴上，长度测量装置配有检测转盘由于绳索伸缩而产生的旋转角度的第一角度传感器。
[0010]进一步的，上述的VR定位跟踪系统中：所述的转盘上设置有驱动转盘转动从而实现绳索自动收缩的卷曲弹簧。
[0011]进一步的，上述的VR定位跟踪系统中：在所述的转盘外侧设置有限制绳索从转盘上扯走方向的限位轴轮。
[0012]进一步的，上述的VR定位跟踪系统中：所述的转角传感器装置包括设置在参考点的底座，绳索从底座的侧面进入，在底座上设置从两边合围靠紧绳索的第一转臂和第二转臂；两端分别与第一转臂和第二转臂铰接的U形罩；绳索从U形罩中间伸出与目标端相连；设置在第一转臂和第二转臂端部的第二角度传感器，所述的第二角度传感器用于感应第一转臂和第二转臂组成的环形体随绳索摆动时的转动角度，形成绳索的俯仰角；设置在U形罩铰轴上的第三角度传感器，所述的第三角度传感器感应U形罩随绳索运动在第一转臂和第二转臂摆动的角度形成旋转角。
[0013]进一步的，上述的VR定位跟踪系统中：在绳索从底座侧面进入时，还设置有引导绳索的引导轴轮。
[0014]本专利技术中，直接利用一根拉直的绳索的长度来确定长度，同时测量这根刚性绳索在参考点处的俯仰角和旋转角，不会被环境光线干扰，也不会被由于遮挡而不能定位。
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的说明。
附图说明
[0016]附图1为本专利技术系统使用场景(1)。
[0017]附图2为本专利技术系统使用场景(2)。
[0018]附图3为本专利技术系统使用场景(3)。
[0019]附图4为本专利技术实施例VR定位跟踪系统结构框图。
[0020]附图5为本专利技术实施例VR定位跟踪系统结构图。
[0021]附图6为本专利技术实施例所采用的长度测量装置示意图。
[0022]附图7为本专利技术实施例所采用的长度测量装置分解图。
[0023]附图8为本专利技术实施例所采用的转角传感器装置示意图。
[0024]附图9为本专利技术实施例所采用的转角传感器装置分解图。
具体实施方式
[0025]实施例1，本实施例是在游戏中使用的一种VR定位跟踪系统，如图1、2、3所示，游戏玩家在手腕、脚腕、头部、腰部都可以设置标记，将这些标记的空间定位发送到游戏主机中，在游戏主机中根据游戏玩家的实际位置，确定游戏空间(虚拟空间)的目标角色的位置，并跟随游戏玩家运动，目标角色有的是卡通人物、有的人物形象，也有的是动物之类。确定这些标记的位置以后，就可以确定对应的角色与玩家一一对应的肢体动作，即实现动作捕捉的功能。如图1所示，玩家是站在踏板上的，该踏板中间设置有测量装置等，而用于测量玩家身上各目标点的绳索的长度和角度的装置都安装在踏板内，实践中，玩家并不要求是站在
这样的踏板上，也可以站在其它地方，如直接站在地板上，两个踏板分别放在人的两侧如图2所示，或者前后如图3所示都可以的。踏板可以成对使用，也可以单独使用一个踏板。本实施例中，采用的是机械结构完成标记的位置测量的，如图1所示，在手腕、脚腕、头部等标记处，设置一个套如腕套，在套上设置一个绳索的接口，本实施例中，在腕套上设置一块磁吸扣，在绳索末端也设置一专用磁吸扣，这样，只要将两块这样的磁吸扣靠近就能很快将其连接，这样绳索从一个参考点引出，如游戏踏板上，本实施例为实现VR定位跟踪就只需要测量绳索本身的长度以及绳索在参考点处的俯仰角和旋转角即可。本实施例中，利用磁吸扣将绳索快速与玩家身体上的标志物连接，可以使玩家有很好的体验效果。磁吸扣主要作用是方便连接和取下，用户可以根据不同动作的需要，方便的把绳索变换连接到不同的部位；需要休息时可以马上解除绳索与肢体的连接；如果用户将绳索拉出过长，肢体与绳索马上自动解除连接，以防止因设备拉扯用户而造成用户跌倒。
[0026]本实施例中的VR定位跟踪系统如图4所示，包括一根连接参考点到目标的绳索1，该绳索利用绳索收纳装置将参考点和标记处拿紧，很容易可知绳索从参考点到标记处的这一段长度，就是参考点到标记处的距离。本领域技术人员知道，拉紧绳索可以采用很多方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VR定位跟踪系统，对空间目标定位；其特征在于：包括一根连接参考点到目标的绳索(1)，在所述绳索(1)拉紧时测量绳索(1)中参考点到目标处这一段长度的长度测量装置(200)、测量绳索(1)从参考点拉出时的俯仰角和旋转角的转角传感器装置(100)；对长度测量装置(200)和转角传感器装置(100)输出的绳索长度、俯仰角和旋转角数据进行处理得到空间目标定位的处理装置。2.根据权利要求1所述的VR定位跟踪系统，其特征在于：还包括绳索收纳装置，所述的长度测量装置(200)测量进出所述的绳索收纳装置中的绳索的长度。3.根据权利要求2所述的VR定位跟踪系统，其特征在于：所述的绳索收纳装置，包括用于缠绕绳索(1)的转盘(201)，所述的长度测量装置(200)设置在转盘(201)轴上，长度测量装置(200)配有检测转盘(201)由于绳索(1)伸缩而产生的旋转角度的第一角度传感器(203)。4.根据权利要求3所述的VR定位跟踪系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆哈德布齐德，马建廷，
申请(专利权)人：和域医疗深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：