一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质技术

本发明专利技术涉及VR虚拟现实技术领域，尤其涉及一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质。包括步骤：基于惯性传感器和摄像头获取运动数据和环境图像数据；微控制单元对运动数据和环境图像数据预处理后得到处理运动数据和处理环境图像数据；微控制单元根据处理运动数据和处理环境图像数据运行SLAM算法后得到第一位姿和第一环境地图；头显装置通过SLAM算法建立第二环境地图；微控制单元根据第一环境地图和第二环境地图进行初始化对准获取位姿转换矩阵T；微控制单元根据第一位姿和位姿转换矩阵T得到VR手柄的第二位姿；微控制单元将第二位姿发送至头显装置。解决了VR手柄需要依赖外部设备来进行空间定位的问题。依赖外部设备来进行空间定位的问题。依赖外部设备来进行空间定位的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质


[0001]本专利技术涉及VR虚拟现实
，尤其涉及一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质。

技术介绍

[0002]目前，VR虚拟现实设备的VR手柄大概分为三种：第一种为基于IMU(惯性传感器)和红外灯带的方案，该方案通过头显装置或者外部基站的摄像头跟踪VR手柄上的红外灯进行定位，同时融合VR手柄内置IMU的惯性导航数据，得到VR手柄在空间中的6DoF位姿信息；第二种为基于IMU和超声波传感器的方案，该方案通过头显装置或者外部基站的超声波传感器对VR手柄进行定位，同时融合VR手柄内置IMU的惯性导航数据，得到VR手柄在空间中的6DoF位姿信息；第三种为基于IMU和电磁传感器的方案，该方案通过头显装置或者外部基站的电磁传感器对VR手柄进行定位，同时融合VR手柄内置IMU的惯性导航数据，得到VR手柄在空间中的6DoF位姿信息。
[0003]但是，目前现有的VR手柄定位方案都需要依赖外部设备(头显或者外部基站)进行空间定位，当环境中存在遮挡或者干扰时，VR手柄的定位性能会受到影响。例如，基于IMU和红外灯的方案，会受到环境光和相机视场的影响，复杂的环境光会影响相机的成像质量，从而影响VR手柄的追踪性能，当VR手柄长时间处于相机视场之外时，会导致VR手柄跟踪丢失；由于超声波受多径效应和在空气中传播距离短，基于IMU和超声波传感器的方案的定位精度较差，定位范围较小；电磁传感器对环境中的电磁信号比较敏感，容易受到环境中复杂的电磁信号干扰，使其电磁传感器会产生错误的VR手柄的电磁追踪数据，故基于IMU和电磁传感器的方案定位精度和稳定性不高。因此，目前VR手柄姿态追踪方法会受到正常环境下的不同干扰源的影响，存在较多的局限性，导致VR手柄在虚拟场景中，会有漂移，抖动，卡顿等现象，比较严重影响用户体验。
[0004]综上所述，本专利技术实际解决的技术问题是如何解决VR手柄需要依赖外部设备来进行空间定位的问题。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质，解决了VR手柄需要依赖外部设备来进行空间定位的问题。
[0006]本专利技术公开了一种VR手柄的自定位的方法，应用于VR虚拟现实设备，包括步骤：
[0007]基于设于VR手柄上的惯性传感器和摄像头获取运动数据和环境图像数据，并传输至设于VR手柄上的微控制单元上；
[0008]微控制单元对运动数据和环境图像数据进行预处理后得到处理运动数据和处理环境图像数据；
[0009]微控制单元根据处理运动数据和处理环境图像数据分别运行SLAM算法后得到第一位姿和第一环境地图；
[0010]VR虚拟现实设备的头显装置通过SLAM算法建立第二环境地图；
[0011]微控制单元根据第一环境地图和第二环境地图进行初始化对准获取位姿转换矩阵T；
[0012]微控制单元根据第一位姿和位姿转换矩阵T计算VR手柄的第二位姿；
[0013]微控制单元将第二位姿发送至VR虚拟现实设备的头显装置，头显装置将第二位姿在第二环境地图中运行。
[0014]优选地，微控制单元对运动数据和环境图像数据进行预处理时，包括对运动数据和环境图像数据进行去噪和时间同步。
[0015]优选地，微控制单元根据第一环境地图和第二环境地图进行初始化对准获取位姿转换矩阵T时，包括步骤：
[0016]微控制单元将第一环境地图发送至头显装置上；
[0017]头显装置将第一环境地图与第二环境地图进行匹配对齐，获取第一环境地图相对于第二环境地图的位姿转换矩阵T；
[0018]头显装置获取到位姿转换矩阵T后生成一初始化完成信息，头显装置分别将位姿转换矩阵T和初始化完成信息发回至VR手柄的微控制单元。
[0019]优选地，微控制单元以第一位姿乘以位姿转换矩阵T获取VR手柄的第二位姿。
[0020]有鉴于此，本专利技术的目的之二在于提供一种运用上述方法的VR手柄，包括惯性传感器、移动电源、微控制单元、通信单元以及至少一个摄像头；其中，
[0021]移动电源分别连接并为惯性传感器、微控制单元、通信单元以及至少一个摄像头供电，惯性传感器和至少一个摄像头以及通信单元分别连接微控制单元，通信单元能与VR虚拟现实设备的头显装置进行通信；
[0022]惯性传感器和至少一个摄像头用于获取运动数据和环境地图数据并发送至微控制单元中；
[0023]微控制单元用于对运动数据和环境地图数据进行预处理后得到处理运动数据和处理环境地图数据，且微控制单元根据处理运动数据和处理环境地图数据运行SLAM算法获取第一位姿和第一环境地图，VR虚拟现实设备的头显装置运行SLAM算法获取第二环境地图，微控制单元根据对第一环境地图和第二环境地图进行计算VR手柄的第二位姿，若未完成初始化校准时，通过头显装置进行初始化校准，若完成初始化校准后得到位姿转换矩阵T，微控制单元根据第一位姿和位姿转换矩阵T计算VR手柄的第二位姿，微控制单元通过通信模块将第二位姿发送至头显装置，头显装置将第二位姿在第二环境地图中运行。
[0024]优选地，微控制单元对运动数据和环境地图数据进行预处理时，包括对运动数据和环境图像数据进行去噪和时间同步。
[0025]优选地，微控制单元将第一环境地图通过通信模块发送至头显装置上，头显装置将第一环境地图和第二环境地图进行匹配对齐，获取第一环境地图相对于第二环境地图的位姿转换矩阵T，且头显装置将位姿转换矩阵T发回至VR手柄的微控制单元上。
[0026]优选地，VR手柄上至少包括三个摄像头。
[0027]有鉴于此，本专利技术的目的之三在于提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器时，使得处理器执行上述方法的步骤。
[0028]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于解决了VR手柄
需要依赖外部设备来进行空间定位的问题，本方案中的VR手柄无需外部设备来配合VR手柄来进行定位，因此减少了由于其他干扰源对定位的干扰，从而提升定位性能，并且减少了在虚拟环境中的偏移、抖动、卡顿等现象，提升了用户体验，因此本专利技术所提高的VR手柄具有较高的定位精度和鲁棒性。
附图说明
[0029]图1为本专利技术一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质的自定位的方法的步骤流程的示意图；
[0030]图2为本专利技术一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质的VR手柄的示意图。
[0031]附图标记：
[0032]1为VR手柄、2为惯性传感器、3摄像头、4为移动电源、5为微控制单元、6为通信单元。
具体实施方式
[0033]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。
[0034]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VR手柄的自定位的方法，应用于VR虚拟现实设备，其特征在于，包括步骤：基于设于VR手柄上的惯性传感器和摄像头获取运动数据和环境图像数据，并传输至设于所述VR手柄上的微控制单元上；所述微控制单元对所述运动数据和所述环境图像数据进行预处理后得到处理运动数据和处理环境图像数据；所述微控制单元根据所述处理运动数据和所述处理环境图像数据分别运行SLAM算法后得到第一位姿和第一环境地图；所述VR虚拟现实设备的头显装置通过SLAM算法建立第二环境地图；所述微控制单元根据所述第一环境地图和所述第二环境地图进行初始化对准获取位姿转换矩阵T；所述微控制单元根据所述第一位姿和所述位姿转换矩阵T计算所述VR手柄的第二位姿；所述微控制单元将所述第二位姿发送至所述VR虚拟现实设备的头显装置，所述头显装置将所述第二位姿在所述第二环境地图中运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微控制单元对所述运动数据和所述环境图像数据进行预处理时，包括对所述运动数据和所述环境图像数据进行去噪和时间同步。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微控制单元根据所述第一环境地图和所述第二环境地图进行初始化对准获取位姿转换矩阵T时，包括步骤：所述微控制单元将所述第一环境地图发送至所述头显装置上；所述头显装置将所述第一环境地图与所述第二环境地图进行匹配对齐，获取所述第一环境地图相对于所述第二环境地图的位姿转换矩阵T；所述头显装置获取到所述位姿转换矩阵T后生成一初始化完成信息，所述头显装置分别将所述位姿转换矩阵T和所述初始化完成信息发回至所述VR手柄的微控制单元。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微控制单元以所述第一位姿乘以所述位姿转换矩阵T获取所述VR手柄的第二位姿。5.一种运用权利要求1至4任一项所述方法的VR手柄，其特征在于，包括惯性传感器、移动电源、微控制单元、通信单元以及至少一个摄像头；其中，所述移动电源分别连接并为所述惯性传感器、微控制单元、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振宇，
申请(专利权)人：南昌黑鲨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：