【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理，尤其涉及一种游戏头盔中的头部追踪方法。
技术介绍
1、游戏头盔中的头部追踪方法是指通过各种传感器和技术手段，实时跟踪玩家头部的运动，从而实现虚拟现实和增强现实等游戏场景中的头部交互和视角变化。现阶段利用加速度计、陀螺仪等传感器，对头部的姿态变化进行实时监测和追踪；采用红外摄像头或者激光传感器等设备，通过追踪头部上的特定标记或者特征点，实现更为精准的头部定位和追踪；通过结构光或者时间飞行等原理，测量头部与设备之间的距离，实现对头部位置的三维追踪，提高了空间立体感的表现；利用电磁场传感器和发射器，实现对头部位置和姿态的高精度追踪，通常需要辅助设备来产生电磁场，这样通过准确追踪头部运动，可以实现更加真实和沉浸的虚拟现实体验，增强了游戏的交互性和自然性，提升游戏的沉浸感，提高了游戏体验的趣味性。
2、如授权公告号为cn112527102b的中国专利公开了一种头戴式一体机系统及其6dof追踪方法和装置，所述方法包括：控制两路追踪摄像头在每一帧曝光时间段的中心点相同，并控制手柄控制器上的led灯的亮灯时刻与两路追踪摄像头在偶数帧的曝光时间段的中间时刻同步；根据获取到的两路追踪摄像头的奇数帧图像数据，实时计算头戴式一体机在三维空间中的6dof追踪数据；根据获取到的两路追踪摄像头的偶数帧图像数据，实时计算手柄控制器在三维空间中的6dof追踪数据。通过奇偶帧单独控制方式，可以缓解用户头部和手部两个6dof追踪模块一起运行时系统负载压力和cpu资源冲突问题，并进而降低系统功耗和提高追踪性能稳定性。
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4、如授权公告号为cn109634427b的中国专利公开了一种基于头部追踪的ar眼镜控制系统及控制方法，解决了佩戴ar眼镜需借助手持控制器进行操作的问题，该控制系统包括ui系统、人体头部追踪模块和隐形射线发射模块；ui系统用于在以ar眼镜佩戴者为中心的空间弧形面上显示控件；人体头部追踪模块包括运动数据采集单元和角度转换单元；运动数据采集单元用于采集ar眼镜佩戴者的头部运动数据，同时将该数据发送给角度转换单元；角度转换单元将运动数据转换为隐形射线发射模块相应的角度数据，并将该数据发送给隐形射线发射模块；隐形射线发射模块根据接收到的角度信息在弧形面上显示射线与ui系统的碰撞点，从而ui系统执行操作指令。
5、以上专利存在本
技术介绍
提出的问题：有些头部追踪技术可能存在感知死区，无法完全捕捉头部极端运动造成的视角变化，影响了游戏沉浸感，还有部分头部追踪技术对环境的光照和背景要求较高，容易受到外界环境的干扰。为解决这一问题，本专利技术提出一种游戏头盔中的头部追踪方法。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述现有一种游戏头盔中的头部追踪方法存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术目的是提供一种游戏头盔中的头部追踪方法。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：结合摄像头、深度相机和红外线传感器采集头部姿态的传感器数据，包括关键点数据和姿态标签数据；
5、对采集到的所述传感器数据进行预处理，包括信号滤波和校正；
6、利用所述传感器数据构建头部姿态识别模型，推断出用户头部的姿态信息；
7、将构建的所述头部姿态识别模型应用到游戏场景中；
8、在所述游戏场景中引入自适应控制，根据头部姿态追踪实时调整游戏画面；
9、对所述头部姿态识别模型进行优化。
10、作为本专利技术所述一种游戏头盔中的头部追踪方法的一种优选方案，其中：所述关键点数据包括脸部关键点；
11、所述关键点数据的头部坐标函数表达式如下所示：
12、
13、式中，u和v分别表示相机成像的u-v坐标系，zc表示相机坐标系的z坐标，fx表示镜头在u轴方向上的焦距对应的像素值，fy表示镜头在v轴方向上的焦距对应的像素值，u0表示o1在u-v坐标系下的u坐标，v0表示o1在u-v坐标系下的v坐标，r表示3×3的旋转矩阵，ot表示空向量，t表示3×1的平移向量，[xw yw zw 1]t表示头部标准3d关键点坐标；
14、其中，fx＝f/dx，fy＝f/dy，满足o1oc＝o'1oc＝f，dx表示像素点在x轴方向上的物理尺寸，dy表示像素点在y轴方向上的物理尺寸；
15、令空间中有一点p0(x0,y0,z0)，在头部坐标系下寻找相邻点的坐标为p1(x1,y1,z1)、p2(x2,y2,z2)和p3(x3,y3,z3)；
16、借助所述脸部关键点，构建脸部坐标系，以鼻子上标号为51的特征点作为所述脸部坐标系的原点，则所述脸部坐标系的函数表达式如下所示：
17、
18、
19、式中，p51、p52、p53和p54分别表示鼻子上标号为51、52、53和54的四个特征点的三维坐标，p60、p64、p68和p72分别表示眼睛上标号为60、64、68和72的四个特征点的三维坐标；
20、利用鼻子上的四个特征点和眼睛的四个角点按照上述公式构建脸部坐标系的x轴和y轴，并将两个轴向量叉乘得到z轴，则旋转矩阵的函数表达式如下所示：
21、
22、根据旋转矩阵r求出头部偏航角和头部俯仰角，所述头部偏航角的函数表达式如下所示：
23、l＝tan(y3,z3)；
24、式中，l表示所述头部偏航角，y3表示第三个相邻点的y坐标，z3表示第三个相邻点的z坐标；
25、所述头部俯仰角的函数表达式如下所示：
26、
27、式中，c表示所述头部俯仰角，x3表示第三个相邻点的x坐标，y3表示第三个相邻点的y坐标，z3表示第三个相邻点的z坐标。
28、作为本专利技术所述一种游戏头盔中的头部追踪方法的一种优选方案，其中：所述姿态标签数据包括正向、左斜、右斜、抬头和低头这五种头部姿态；
29、判断头部姿态的规则如下所示：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：所述关键点数据包括脸部关键点；
3.如权利要求2所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：所述姿态标签数据包括正向、左斜、右斜、抬头和低头这五种头部姿态；
4.如权利要求3所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：对所述传感器数据进行校正，所述校正的函数表达式如下所示：
5.如权利要求4所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：根据所述关键点数据和所述姿态标签数据构建所述头部姿态识别模型，所述头部姿态识别模型的函数表达式如下所示：
6.如权利要求5所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：将构建的所述头部姿态识别模型应用到游戏场景中，应用的规则如下所示：
7.如权利要求6所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：所述自适应控制的函数表达式如下所示：
8.如权利要求7所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：对所述头部姿态识别模型进行优化，优化所述
9.一种计算机设备，其特征在于：包括，
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该计算机程序被执行时，实现如权利要求1-8任一项所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法。
...【技术特征摘要】
1.一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：所述关键点数据包括脸部关键点；
3.如权利要求2所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：所述姿态标签数据包括正向、左斜、右斜、抬头和低头这五种头部姿态；
4.如权利要求3所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：对所述传感器数据进行校正，所述校正的函数表达式如下所示：
5.如权利要求4所述的一种游戏头盔中的头部追踪方法，其特征在于：根据所述关键点数据和所述姿态标签数据构建所述头部姿态识别模型，所述头部姿态识别模型的函数表达式如下所示：
【专利技术属性】
技术研发人员：黄榜，朱明诚，
申请(专利权)人：江苏蓝创文化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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