六自由度定位方法、装置、可穿戴设备及可读存储介质制造方法及图纸

技术编号:37044902 阅读:19 留言:0更新日期:2023-03-29 19:23
本发明专利技术公开了一种六自由度定位方法、装置、可穿戴设备及可读存储介质,所述方法包括:根据红外摄像头发射的发射红外线和红外线反光结构基于发射红外线反射的反射红外线,确定手柄中的第一标志点和第二标志点;确定第一标志点与红外摄像头之间的第一间距以及确定第二标志点与红外摄像头之间的第二间距;根据第一间距和第二间距确定手柄的空间位置。通过将本发明专利技术中的六自由度定位方法应用于可穿戴设备,能够精确且高效地实时确定手柄所在的空间位置,并且实现手柄六自由度定位的硬件成本较低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
六自由度定位方法、装置、可穿戴设备及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及智能穿戴
,尤其涉及一种六自由度定位方法、装置、可穿戴设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]近几年包括AR(Augmented Reality,增强现实)眼镜、VR(Virtual Reality,虚拟现实)眼镜等在内的可穿戴设备受到了越来越多的用户的追捧和选择。
[0003]目前可穿戴设备中的6DOF(degree of freedom,自由度)技术,通常采用多颗LED灯作为标志点,然后通过多个摄像头对手柄中的标志点进行捕捉,再通过空间算法对标志点的位置进行计算定位。由于摄像头对标志点的捕捉没有精准的距离和尺寸,仅能通过相对位置进行计算,导致定位误差较大,精度较低,且需要很多自发光的标志点和多个摄像头才能确定手柄的相对位置,使得六自由度定位技术所需的硬件成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种六自由度定位方法、装置、可穿戴设备及计算机可读存储介质,旨在解决可穿戴设备的六自由度定位技术精度较低且成本较高的技术问题。
[0005]为实现上述目的,本专利技术提供一种六自由度定位方法,所述六自由度定位方法应用于可穿戴设备,所述可穿戴设备包括红外摄像头和手柄;其中,所述手柄设置有红外线反光结构,所述红外线反光结构至少包括不同位置的第一标志点和第二标志点;
[0006]所述六自由度定位方法包括以下步骤:
[0007]根据所述红外摄像头发射的发射红外线和所述红外线反光结构基于所述发射红外线反射的反射红外线,确定所述手柄中的所述第一标志点和所述第二标志点;
[0008]确定所述第一标志点与所述红外摄像头之间的第一间距以及确定所述第二标志点与所述红外摄像头之间的第二间距;
[0009]根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的空间位置。
[0010]可选地,所述根据所述红外摄像头发射的发射红外线和所述红外线反光结构基于所述发射红外线反射的反射红外线,确定所述手柄中的所述第一标志点和所述第二标志点的步骤,包括:
[0011]根据所述红外摄像头发射的发射红外线和所述红外线反光结构基于所述发射红外线反射的反射红外线,获取到所述手柄的手柄红外图像;
[0012]根据所述手柄红外图像的图像特征,确定所述手柄中的所述第一标志点和所述第二标志点。
[0013]可选地,所述确定所述第一标志点与所述红外摄像头之间的第一间距以及确定所述第二标志点与所述红外摄像头之间的第二间距的步骤,包括:
[0014]获取所述发射红外线的发射时间,并获取所述红外摄像头接收到所述第一标志点
的反射红外线的第一接收时间以及所述第二标志点的反射红外线的第二接收时间;
[0015]确定所述第一接收时间和所述第二接收时间分别与所述发射时间之间的第一时间差和第二时间差;
[0016]根据所述第一时间差和预设光速确定第一标志点与所述红外摄像头之间的第一间距,并根据所述第二时间差和预设光速确定第二标志点与所述红外摄像头之间的第二间距。
[0017]可选地,所述根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的空间位置的步骤,包括:
[0018]根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的偏移角度;
[0019]根据所述第一间距、所述第二间距以及所述偏移角度确定所述手柄的空间位置。
[0020]可选地,所述根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的偏移角度的步骤,包括:
[0021]获取所述第一标志点与所述第二标志点之间的第三间距;
[0022]根据所述第一间距、所述第二间距以及所述第三间距,确定所述手柄的一个或多个偏移角度。
[0023]可选地,在所述根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的空间位置的步骤之后,所述方法还包括:
[0024]将所述手柄的空间位置实时映射在虚拟空间中与所述手柄对应的虚拟道具的虚拟位置;
[0025]根据所述虚拟位置的变化信息,确定并显示所述虚拟道具的实时动态画面。
[0026]此外,为实现上述目的,本专利技术还提供一种六自由度定位装置,所述六自由度定位装置,包括:
[0027]图像识别模块,用于根据红外摄像头发射的发射红外线和所述红外线反光结构基于所述发射红外线反射的反射红外线,确定手柄中的所述第一标志点和所述第二标志点;
[0028]距离检测模块,用于确定所述第一标志点与所述红外摄像头之间的第一间距以及确定所述第二标志点与所述红外摄像头之间的第二间距;
[0029]手柄追踪模块,用于根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的空间位置。
[0030]此外,为实现上述目的,本专利技术还提供一种可穿戴设备,包括处理器、存储单元、以及存储在所述存储单元上的可被所述处理器执行的六自由度定位程序,其中,所述六自由度定位程序被所述处理器执行时,实现如上所述的六自由度定位方法的步骤。
[0031]可选地,所述可穿戴设备包括红外摄像头和手柄;其中,所述手柄设置有红外线反光结构;所述红外线反光结构为微玻璃球反光结构,所述微玻璃球反光结构包括反射膜,所述反射膜包括反射层和多个预设体积的玻璃球,所述玻璃球的反光侧与所述反射层贴附连接。
[0032]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有六自由度定位程序,其中,所述六自由度定位程序被处理器执行时,实现如上所述的六自由度定位方法的步骤。
[0033]本专利技术技术方案中的六自由度定位方法,通过在可穿戴设备的主机设备上设置一
颗红外摄像头,可以不再需要其他的多个摄像头,从而节约了摄像头的硬件成本;通过在可穿戴设备的手柄上设置红外反光结构,以反射光的方式省去了LED灯自发光的硬件结构,从而不仅节约了LED灯的硬件成本,还能够节约LED灯带来的电能损耗;以及通过在红外线反光结构上设置第一标志点和第二标志点,不需要像传统的可穿戴设备设置很多个标志点就能够准确识别到手柄的空间位置,大幅节约了可穿戴设备的运算资源,提高可穿戴设备确定手柄的空间位置变化的识别效率,并能够更高效地针对手柄的空间位置变化作出及时地响应,提升用户使用可穿戴设备的体验。
[0034]基于本专利技术的可穿戴设备的上述硬件结构,通过根据所述红外摄像头发射的发射红外线和所述红外线反光结构基于所述发射红外线反射的反射红外线,确定所述手柄中的所述第一标志点和所述第二标志点的步骤,由于本专利技术所采用的飞行时间(时差法)的测距精度能达到毫米级别以及红外线反光结构对红外线的瞬时反射,所以能够精确且高效地确定第一标志点和第二标志点所在的空间位置;通过确定所述第一标志点与所述红外摄像头之间的第一间距以及确定所述第二标志点与所述红外摄像头之间的第二间距的步骤以及根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的空间位置的步骤,仅基于两个标志点和简单的运算过程就能够准确高效地定位出手柄所在的空间位置,大幅节省了运算资源,从而最终大幅本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六自由度定位方法,其特征在于,所述六自由度定位方法应用于可穿戴设备,所述可穿戴设备包括红外摄像头和手柄;其中,所述手柄设置有红外线反光结构,所述红外线反光结构至少包括不同位置的第一标志点和第二标志点;所述六自由度定位方法包括以下步骤:根据所述红外摄像头发射的发射红外线和所述红外线反光结构基于所述发射红外线反射的反射红外线,确定所述手柄中的所述第一标志点和所述第二标志点;确定所述第一标志点与所述红外摄像头之间的第一间距以及确定所述第二标志点与所述红外摄像头之间的第二间距;根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的空间位置。2.如权利要求1所述的六自由度定位方法,其特征在于,所述根据所述红外摄像头发射的发射红外线和所述红外线反光结构基于所述发射红外线反射的反射红外线,确定所述手柄中的所述第一标志点和所述第二标志点的步骤,包括:根据所述红外摄像头发射的发射红外线和所述红外线反光结构基于所述发射红外线反射的反射红外线,获取到所述手柄的手柄红外图像;根据所述手柄红外图像的图像特征,确定所述手柄中的所述第一标志点和所述第二标志点。3.如权利要求1所述的六自由度定位方法,其特征在于,所述确定所述第一标志点与所述红外摄像头之间的第一间距以及确定所述第二标志点与所述红外摄像头之间的第二间距的步骤,包括:获取所述发射红外线的发射时间,并获取所述红外摄像头接收到所述第一标志点的反射红外线的第一接收时间以及所述第二标志点的反射红外线的第二接收时间;确定所述第一接收时间和所述第二接收时间分别与所述发射时间之间的第一时间差和第二时间差;根据所述第一时间差和预设光速确定第一标志点与所述红外摄像头之间的第一间距,并根据所述第二时间差和预设光速确定第二标志点与所述红外摄像头之间的第二间距。4.如权利要求1所述的六自由度定位方法,其特征在于,所述根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的空间位置的步骤,包括:根据所述第一间距和所述第二间距确定所述手柄的偏移角度;根据所述第一间距、所述第二间距以及...

【专利技术属性】
技术研发人员:鲁建辉尹伟
申请(专利权)人:歌尔科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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