VR一体机的运动手柄的六自由度运动测试方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种VR一体机的运动手柄的六自由度运动测试方法和系统，其中，VR一体机的运动手柄的六自由度运动测试方法包括：控制六自由度机械臂沿预定运动轨迹动作，分别得到VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息；根据VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息，计算得到运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据；统计运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据，得到运动手柄的运动异常概率。本发明专利技术的技术方案能解决现有技术中难以模拟真实的运动手柄的运动，难以对运动手柄的运动参数进行准确校准的问题。数进行准确校准的问题。数进行准确校准的问题。

【技术实现步骤摘要】
VR一体机的运动手柄的六自由度运动测试方法和系统


[0001]本专利技术涉及虚拟现实
，尤其涉及一种VR一体机的运动手柄的六自由度运动测试方法和系统。

技术介绍

[0002]VR一体机是具备独立处理器并且同时支持HDMI输入的头戴式显示设备。具备了独立运算、输入和输出的功能。通常VR一体机包括VR头显和运动手柄组成；使用时，VR头显开启VR影像，运动手柄在VR影像中运动，以执行用户对VR影像的各种操作。
[0003]通常，为了完善运动手柄的动作性能，需要在VR一体机出厂时，测试运动手柄在VR头显的的VR场景中的运动情况，从而校准运动手柄的运动误差，模拟运动手柄在虚拟环境中的运动，获取VR影像与真实环境的运动误差，从而带给用户逼真的体验效果。现有技术中，为了对运动手柄的运动误差进行测试和校准，如图1所示，需要设计专门的带有升降组件2的移动设备1，将运动手柄3放置到升降组件2上，这样通过移动设备1的移动和升降组件2的升降，测量上述移动设备1的移动数据和升降组件2的升降数据；在需要移动设备1自身或升降组件2发生动作时，即模拟运动手柄3的动作时，测量运动手柄3的运动轨迹，这样根据上述测量得到运动手柄3的移动数据、升降数据和运动轨迹，对运动手柄3的运动参数进行校准。
[0004]然而，上述带有升降组件的移动设备，无论是自动的还是手动控制的，其移动设备自身的移动和升降组件的升降，只能够模拟运动手柄的直线运动；而实际上用户佩戴VR头显，运动手柄的虚拟场景中的运动存在曲线以及旋转运动，这样就会导致上述移动设备难以准确模拟运动手柄在虚拟场景的各种运动参数，难以对运动手柄的运动参数进行准确校准。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种VR一体机的运动手柄的六自由度测试方案，旨在解决现有技术提供的对运动手柄的运动误差进行测试和校准的设备，难以真实模拟运动手柄的运动，进而难以对运动手柄的运动参数进行准确校准的问题。
[0006]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种VR一体机的运动手柄的六自由度运动测试方法，其中，VR一体机的VR头显和运动手柄分别固定于六自由度机械臂，六自由度运动测试方法包括：
[0007]控制六自由度机械臂沿预定运动轨迹动作，分别得到VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息；
[0008]根据VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息，计算得到运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据；
[0009]统计运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据，得到运动手柄的运动异常概率。
[0010]优选的，上述六自由度运动测试方法中，控制六自由度机械臂沿预定轨迹动作，分
别得到VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息的步骤，包括：
[0011]使用视野内运动指令控制运动手柄在VR头显的VR视野内动作，得到三维空间内运动手柄的位置坐标；
[0012]按照三维空间与VR视野的坐标转换关系转换运动手柄的位置坐标，得到运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据；
[0013]判断运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据是否超出VR视野的视野范围；
[0014]若运动手柄的位置姿态数据超出VR视野的视野范围，则调节六自由度机械臂的运动轨迹，以使运动手柄保持在VR视野的视野范围内。
[0015]优选的，上述六自由度运动测试方法中，控制六自由度机械臂沿预定轨迹动作，分别得到VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息的步骤，包括：
[0016]按照视野内外进出指令控制运动手柄按预定频率进出VR视野，得到三维空间内运动手柄的位置坐标；
[0017]根据三维空间内运动手柄的位置坐标和VR视野的视野范围，转换得到运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据。
[0018]优选的，上述六自由度运动测试方法中，根据VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息，计算得到运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据的步骤，包括：
[0019]对运动手柄和VR头显的位置姿态信息进行坐标变换，得到运动手柄相对于VR视野的位置坐标；
[0020]根据预定公式计算运动手柄的位置坐标，得到运动手柄的姿态转角；
[0021]统计并使用图表展示运动手柄的姿态转角。
[0022]优选的，上述六自由度运动测试方法中，统计运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据，得到运动手柄的运动异常概率的步骤，包括：
[0023]在相同六自由度机械臂的运动轨迹下获取多次运动手柄的位置姿态数据；
[0024]计算多次运动手柄的位置姿态数据中异常位置姿态数据的次数；
[0025]统计异常位置姿态数据的次数占比，得到运动手柄的运动异常概率。
[0026]优选的，上述六自由度运动测试方法中，计算多次运动手柄的位置姿态数据中异常位置姿态数据的次数的步骤，包括：
[0027]计算位置姿态数据中位置坐标的坐标变化幅度以及姿态转角的角度变化幅度；
[0028]分别计算坐标变化幅度的最大值、方差和算术平方根，以及角度变化幅度的最大值、方差和算术平方根；
[0029]分别判断坐标变化幅度的最大值、方差和算术平方根是否超过对应的坐标最大阈值；
[0030]若坐标变化幅度的最大值、方差和算术平方根中任一项超过坐标最大阈值，则判定位置姿态数据为异常位置姿态数据；
[0031]以及，分别判断角度变化幅度的最大值、方差和算术平方根是否超过对应的角度最大阈值；
[0032]若角度变化幅度的最大值、方差和算术平方根中任一项超过角度最大阈值，则判定位置姿态数据为异常位置姿态数据。
[0033]优选的，上述六自由度运动测试方法，控制六自由度机械臂沿预定运动轨迹动作
的步骤之前还包括：
[0034]当六自由度机械臂运动时，使用与VR一体机同轴固定的激光发射器照射预制图卡；
[0035]实时采集预制图卡上的激光点坐标，得到六自由度机械臂的运动轨迹；
[0036]比较同一时刻VR一体机的位置坐标和激光点坐标，得到VR一体机的运动误差；
[0037]使用VR一体机的运动误差，校正VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息。
[0038]根据本专利技术的第二方面，本专利技术还提供了一种VR一体机的运动手柄的六自由度运动测试系统，包括VR一体机、六自由度机械臂和VR测试面板，VR一体机的VR头显和运动手柄分别固定于六自由度机械臂，VR测试面板包括：
[0039]机械臂运动控制模块，用于按照机械臂运动指令控制六自由度机械臂沿预定运动轨迹动作，分别得到VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息；
[0040]位置姿态计算模块，用于根据VR头显的位置姿态信息和运动手柄的位置姿态信息，计算得到运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据；
[0041]位置姿态统计模块，用于统计运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据，得到运动手柄的运动异常概率。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VR一体机的运动手柄的六自由度运动测试方法，其特征在于，所述VR一体机的VR头显和运动手柄分别固定于六自由度机械臂，所述六自由度运动测试方法包括：控制所述六自由度机械臂沿预定运动轨迹动作，分别得到所述VR头显的位置姿态信息和所述运动手柄的位置姿态信息；根据所述VR头显的位置姿态信息和所述运动手柄的位置姿态信息，计算得到所述运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据；统计所述运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据，得到所述运动手柄的运动异常概率。2.根据权利要求1所述的六自由度运动测试方法，其特征在于，所述控制所述六自由度机械臂沿预定轨迹动作，分别得到所述VR头显的位置姿态信息和所述运动手柄的位置姿态信息的步骤，包括：使用视野内运动指令控制所述运动手柄在所述VR头显的VR视野内动作，得到三维空间内所述运动手柄的位置坐标；按照所述三维空间与VR视野的坐标转换关系转换所述运动手柄的位置坐标，得到所述运动手柄相对于所述VR视野的位置姿态数据；判断所述运动手柄相对于所述VR视野的位置姿态数据是否超出所述VR视野的视野范围；若所述运动手柄的位置姿态数据超出所述VR视野的视野范围，则调节所述六自由度机械臂的运动轨迹，以使所述运动手柄保持在所述VR视野的视野范围内。3.根据权利要求1所述的六自由度运动测试方法，其特征在于，所述控制所述六自由度机械臂沿预定轨迹动作，分别得到所述VR头显的位置姿态信息和所述运动手柄的位置姿态信息的步骤，包括：按照视野内外进出指令控制所述运动手柄按预定频率进出所述VR视野，得到三维空间内所述运动手柄的位置坐标；根据三维空间内所述运动手柄的位置坐标和所述VR视野的视野范围，转换得到所述运动手柄相对于所述VR视野的位置姿态数据。4.根据权利要求1所述的六自由度运动测试方法，其特征在于，所述根据所述VR头显的位置姿态信息和所述运动手柄的位置姿态信息，计算得到所述运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据的步骤，包括：对所述运动手柄和所述VR头显的位置姿态信息进行坐标变换，得到所述运动手柄相对于所述VR视野的位置坐标；根据预定公式计算所述运动手柄的位置坐标，得到所述运动手柄的姿态转角；统计并使用图表展示所述运动手柄的姿态转角。5.根据权利要求1所述的六自由度运动测试方法，其特征在于，所述统计所述运动手柄相对于VR视野的位置姿态数据，得到所述运动手柄的运动异常概率的步骤，包括：在相同六自由度机械臂的运动轨迹下获取多次所述运动手柄的位置姿态数据；计算多次所述运动手柄的位置姿态数据中异常位置姿态数据的次数；统计所述异常位置姿态数据的次数占比，得到所述运动手柄的运动异常概率。6.根据权利要求5所述的六自由度运动测试方法，其特征在于，所述计算多次运动手柄
的位置姿态数据中异常位置姿态数据的次数的步骤，包括：计算所述位置姿态数据中位置坐标的坐标变化幅度以及姿态转角的角度变化幅度；分别计算所述坐标变化幅度的最大值、方差和算术平方根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国华，
申请(专利权)人：北京梦想绽放科技有限公司，
类型：发明
国别省市：