本发明专利技术涉及一种用于对至少一个移动式头戴显示器(HMD)(11)进行检测的系统(10)，包括至少一个车辆(12)，其中，头戴显示器(11)的控制单元设计(16)用于，借助至少一个通过至少一个摄像机(15)记录的摄像机图像执行基于六自由度(6DOF)算法的内外跟踪，并确定基于六自由度算法的、所述至少一个移动式头戴显示器(11)的平移，其中，应用程序(17)附加地设计用于，创建车辆(12)的内部空间的边缘模型，并提供至少一个移动式头戴显示器(11)的基于自动化的计算机视觉的六自由度跟踪。此外，本发明专利技术涉及一种用于利用上述的系统(10)确定移动式头戴显示器(11)的6DOF跟踪的方法。示器(11)的6DOF跟踪的方法。示器(11)的6DOF跟踪的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】移动式头戴显示器(HMD)的六自由度(6DOF)跟踪
[0001]本专利技术涉及一种用于对至少一个移动式头戴显示器(HMD)进行检测的系统，包括至少一个车辆和所述至少一个头戴显示器，其中，车辆包括至少一个调节设备和至少一个空中接口/无线接口，其中，所述调节设备设计用于提供车辆传感器数据，所述至少一个头戴显示器包括至少一个摄像机、控制单元、空中接口和至少一个应用程序，其中，头戴显示器的控制单元设计用于，借助至少一个通过至少一个摄像机记录/拍摄的摄像机图像执行基于六自由度(6DOF)算法的内外跟踪，并确定基于六自由度算法的、所述至少一个移动式头戴显示器的平移。
技术介绍
[0002]虚拟现实(VR)和增强现实(AR)是当今已经广泛应用于游戏和生产应用的技术。在此，用户佩戴所谓的头戴显示器(HMD)。对于使用VR和AR头戴设备非常重要的是，在使用期间精确定位HMD，以便能够向用户在视觉上正确地示出内容。在此尤其地，确定沿X、Y、Z方向的6DOF平移以及围绕上述轴线的旋转。
[0003]对HMD的定位或检测在此被称为跟踪。在此，区分内外跟踪(从HMD向外)和外内跟踪(由外到HMD)。此前针对静止的应用情况利用外部跟踪传感器、例如通过红外线进行外内跟踪是现有技术。
[0004]然而，在未来HMD的开发也集中在移动式HMD上，其中没有外部跟踪器并利用内外跟踪。然而在此，当今的应用情况仅限于静态环境。
[0005]例如，从文献EP 2 491 530 B1中已知一种用于确定车辆中的头戴式屏幕系统上的摄像机的位姿的方法。在使用边缘模型的情况下，在六个自由度中以光学方式从环境数据确定摄像机的位姿。
[0006]从文献US 20 020 105 484 A1中已知一种用于校准佩戴在用户头部上的显示设备的系统，该显示设备用于在真实环境中显示出虚拟对象。显示设备具有在六个自由度中被操作的检测单元，以用于基于图像数据产生环境模型。
[0007]从文献US 20 100 109 976 A1已知一种用于跟踪车辆乘员的头盔上的显示单元的设备。头盔具有光学传感器，其用于以六个自由度检测车辆内部空间的定向标记，并且适用于虚拟现实应用。
[0008]在现有技术中已知的VR和AR
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HMD已经在固件中实现跟踪算法，然而其中假设静态环境。由于当今的HMD中的固件中的6DOF算法的硬件相关的实现，不能够去激活内外跟踪的平移。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的是，提供一种在动态环境中也能够使用移动式HMD的系统。
[0010]该目的通过具有权利要求1的特征的系统来实现。有利的改进方案是说明书和参照附图所作说明的主题。
[0011]本专利技术涉及一种用于对至少一个移动式头戴显示器(HMD)进行检测的系统，该系统包括至少一个车辆和所述至少一个HMD，其中，车辆包括至少一个调节设备和至少一个空中接口，其中，调节设备设计用于提供车辆传感器数据，所述至少一个HMD包括至少一个摄像机、控制单元、空中接口和至少一个应用程序，其中，HMD的控制单元设计用于，借助至少一个由至少一个摄像机记录的摄像机图像执行基于六自由度(6DOF)算法的内外跟踪，并确定基于6DOF算法的、所述至少一个HMD的平移。至少一个HMD通常设计为眼镜。替代地，至少一个HMD设计为透镜。6DOF算法集成地实现在HMD的固件中。
[0012]根据本专利技术，该应用程序附加地设计用于提供车辆的内部空间的边缘模型，并基于该边缘模型提供基于自动化的计算机视觉的、对所述至少一个移动式HMD的6DOF跟踪。在此，跟踪是对HDM的定位或检测。
[0013]计算机视觉意味着机器观察。因此，该系统设计用于，通过HMD的至少一个摄像机能够对车辆的内部空间进行机器观察。此外，该系统设计用于，提供内部空间的边缘模型。
[0014]该系统具有以下优点，即通过将边缘模型包括在基于计算机视觉的6DOF跟踪中，对动态环境的考虑进行校正，该动态环境例如穿过车辆的窗玻璃由至少一个摄像机感知。由此防止HMD在车辆中的错误定位，错误定位可能导致用户在VR和AR内容中的观看位置的突然改变。在此，用户的观看位置也是提供基于计算机视觉的观察的至少一个HMD摄像机的观看位置。
[0015]在一种改进方案中，应用程序基于以计算机视觉为基础的6DOF跟踪而设计成，使基于计算机视觉的HMD平移计算以边缘模型为基础，其中，该应用程序设计用于，确定相对于车辆内部空间的、基于计算机视觉的HMD平移。借助相应的车辆的内部空间的边缘模型，该系统设计用于，在车辆的内部空间中定位至少一个HMD的准确的位置。在此，车辆的内部空间被提供为用于HMD的定位或平移的基准点。
[0016]在另一改进方案中，应用程序设计用于，以所确定的基于计算机视觉的HMD平移为基础，对由6DOF算法提供的HMD平移进行补偿。这提供了以下优点，即通过基于边缘模型重新确定位置来校正车辆的内部空间中的至少一个HMD的通过6DOF算法确定的错误定位的位置。由此，移动式AR/VR
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HMD在动态环境中的动态行驶期间被使用。系统避免了在没有外部跟踪器的情况下利用内外跟踪使用VR和AR头戴显示器。
[0017]在一个设计方案中，应用程序设计用于，基于由至少一个摄像机记录的至少一个摄像机图像来创建边缘模型。该系统借助至少一个摄像机将车辆的内部空间构建为边缘模型。该应用程序通常设计为VR/AR应用程序。
[0018]在一个改进方案中，该系统设计用于隐藏由至少一个HMD的至少一个摄像机感知的环境。例如，系统设计用于，基于距离或间距调节，在创建边缘模型的计算中不考虑摄像机图像。
[0019]在替代的设计方案中，车辆的调节设备包括边缘模型，其中，调节设备设计用于，在与HMD的初次连接时将边缘模型传输到HMD的应用程序，其中，应用程序设计用于，以边缘模型为基础进行基于计算机视觉的HMD平移计算。因此，替代的设计方案设计用于，替代内部空间的边缘模型的动态创建，将信息或边缘模型传输至HMD。通常，调节设备包括至少一个空中接口，其设计用于将边缘模型传输到HMD的空中接口。在此，边缘模型通常存储在相应的车辆的车辆模型信息中。
[0020]在一个改进方案中，控制单元设计用于将由调节设备提供的车辆传感器数据经由HMD的至少一个空中接口传输到HMD的应用程序以用于计算车辆的自运动，其中，应用程序设计用于确定车辆的自运动，并以该自运动为基础进行基于计算机视觉的、相对于车辆的内部空间的平移计算。这提供以下优点，即可以考虑车辆的平移，以便补偿由6DOF算法计算的HMD位置。
[0021]车辆传感器数据通常由至少两个传感器检测，这两个传感器设计用于，将车辆传感器数据传输到至少一个调节设备，其中，调节设备设计用于存储车辆传感器数据。通常，车辆传感器数据通过车辆中的至少一个通信信道(例如通过Flexray、CAN或以太网)提供给具有至少一个空中接口的至少一个调节设备。调节设备设计用于，通过空中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对至少一个移动式头戴显示器(HMD)(11)进行检测的系统(10)，包括至少一个车辆(12)和所述至少一个头戴显示器(11)，其中，车辆(12)包括至少一个调节设备(13)和至少一个空中接口(14)，其中，所述调节设备(13)设计用于提供车辆传感器数据，所述至少一个头戴显示器(11)包括至少一个摄像机(15)、控制单元(16)、空中接口(18)和至少一个应用程序(17)，其中，头戴显示器(11)的控制单元(16)设计用于，借助至少一个由至少一个摄像机(15)记录的摄像机图像执行基于六自由度(6DOF)算法的内外跟踪，并确定基于六自由度算法的、所述至少一个移动式头戴显示器(11)的平移，其特征在于，所述应用程序(17)附加地设计用于，提供车辆(12)的内部空间的边缘模型，并基于边缘模型提供基于自动化的计算机视觉的、对所述至少一个移动式头戴显示器(11)的六自由度跟踪。2.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述应用程序(17)基于以计算机视觉为基础的六自由度跟踪而设计成，使基于计算机视觉的头戴显示器(11)平移计算以边缘模型为基础，其中，应用程序设计(17)用于，确定相对于车辆(12)内部空间的、基于计算机视觉的头戴显示器(11)平移。3.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述应用程序(17)设计用于，以所确定的基于计算机视觉的头戴显示器(11)平移为基础，对由六自由度算法提供的头戴显示器(11)平移进行补偿。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述应用程序(17)设计用于，基于由至少一个摄像机(15)记录的至少一个摄像机图像来创建边缘模型。5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述车辆(12)的调节设备(13)包括边缘模型，其中，所述调节设备...
【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：
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