[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用手機(jī)設(shè)備傳感器進(jìn)行全景定位和朝向的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610103676.2
• 申請(qǐng)日: 2016-02-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105721703B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳愛(ài)青;曹江龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州映墨科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04M1/725
• 分類(lèi)號(hào): H04M1/725;G06F3/0346
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用手機(jī)設(shè)備傳感器進(jìn)行全景定位和朝向的方法。通過(guò)手機(jī)內(nèi)置的陀螺儀采集獲得手機(jī)本體相對(duì)于本身初始位置在設(shè)備坐標(biāo)系三軸上的旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)手機(jī)內(nèi)置的方向傳感器采集數(shù)據(jù)，獲得手機(jī)本體在世界坐標(biāo)系中的方位數(shù)據(jù)，再將旋轉(zhuǎn)角度和方位數(shù)據(jù)加權(quán)融合以進(jìn)行矯正；根據(jù)矯正后的視覺(jué)方位數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)紋理并渲染呈現(xiàn)至VR球模型的內(nèi)表面，將相機(jī)模型置于球模型的球心，相機(jī)模型作為人眼球，VR球模型的內(nèi)表面作為顯示屏幕，根據(jù)移動(dòng)設(shè)備的矯正方位同步改變相機(jī)朝向。本發(fā)明解決了手機(jī)陀螺儀漂移的問(wèn)題，解決了虛擬VR世界上下顛倒旋轉(zhuǎn)問(wèn)題，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)平滑精準(zhǔn)地定位設(shè)備的朝向，獲得全景視頻的沉浸式觀感效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種全景定位的方法，尤其是涉及了一種利用手機(jī)設(shè)備傳感器進(jìn)行全景定位和朝向的方法。

背景技術(shù)

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，移動(dòng)端的VR體驗(yàn)需求越來(lái)越大，例如VR游戲、全景視頻功能等。2015年是國(guó)內(nèi)智能手機(jī)領(lǐng)域最火熱的一年，各大國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商相繼推出了眾多優(yōu)秀的產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：搭載Android智能系統(tǒng)。

根據(jù)一般市場(chǎng)調(diào)查，智能系統(tǒng)在所有移動(dòng)端OS中占比最高，從2015年度智能手機(jī)尺寸的關(guān)注比例可以看出，5寸-5.5寸手機(jī)的關(guān)注比例最高，這也是市面上移動(dòng)版VR眼鏡適配效果最好的尺寸范圍。市面上智能手機(jī)的主流分辨率為1080P，部分手機(jī)已達(dá)到了2K，這也為移動(dòng)端的全景視頻觀感提供了保證。體驗(yàn)過(guò)全景視頻的人一定知道，視頻的每一幀經(jīng)過(guò)渲染、顯示在手機(jī)屏幕上大約只有原本畫(huà)面的三分之一(120度FOV)，這就對(duì)視頻源本身以及手機(jī)屏幕的要求非常高。

目前在手機(jī)上全景視頻播放器所遇到的主要技術(shù)問(wèn)題是漂移、上下顛倒和實(shí)時(shí)同步朝向，如何利用設(shè)備已有的傳感器，參照現(xiàn)實(shí)世界精確、平滑地定位頭部朝向便是本發(fā)明需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用手機(jī)設(shè)備傳感器進(jìn)行全景定位和朝向的方法，解決了手機(jī)陀螺儀漂移的問(wèn)題，用于虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的呈現(xiàn)，并利用OPENGL_ES開(kāi)源庫(kù)實(shí)現(xiàn)全景視頻、全景圖片的渲染開(kāi)發(fā)工作。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述功能，采用的技術(shù)方案是：

在手機(jī)系統(tǒng)中，通過(guò)手機(jī)內(nèi)置的陀螺儀采集獲得手機(jī)本體相對(duì)于本身初始位置在設(shè)備坐標(biāo)系三軸上的旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)手機(jī)內(nèi)置的方向傳感器采集獲得手機(jī)本體在世界坐標(biāo)系中的方位數(shù)據(jù)，將旋轉(zhuǎn)角度和方位數(shù)據(jù)融合以進(jìn)行矯正；矯正后將解碼之后的幀數(shù)據(jù)生成紋理并渲染呈現(xiàn)至VR球模型的內(nèi)表面，將相機(jī)模型置于球模型的球心，相機(jī)模型作為人眼球，VR球模型的內(nèi)表面作為顯示屏幕，根據(jù)移動(dòng)設(shè)備的方位同步改變相機(jī)朝向。

所述的數(shù)據(jù)融合采用加權(quán)濾波器(Weighting Filter)，將方向傳感器獲取的方位數(shù)據(jù)設(shè)置方位權(quán)重值λ＝0.02，設(shè)置陀螺儀的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)的角度權(quán)重值為(1-λ)＝0.98，具體采用以下公式融合：

f＝λ×a+(1-λ)×g

當(dāng)所述陀螺儀的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)g與方向傳感器的方位數(shù)據(jù)a正負(fù)不一致時(shí)，虛擬VR世界會(huì)上下顛倒，這與現(xiàn)實(shí)世界是矛盾的，所以需要將其中為負(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理，并且使取值范圍始終落在(-π,π)間，采用以下方式：

當(dāng)方位數(shù)據(jù)a和旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)g的取值正負(fù)一致時(shí)，不進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理；

當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)g<-π/2并且方位數(shù)據(jù)a>0.0時(shí)，將旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)g加上2π再進(jìn)行加權(quán)融合，將加權(quán)融合后的視覺(jué)方位數(shù)據(jù)f與π比較，若視覺(jué)方位數(shù)據(jù)f>π，則將視覺(jué)方位數(shù)據(jù)f減2π，否則不做處理；

當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)g>0.0并且方位數(shù)據(jù)a<-π/2時(shí)，將方位數(shù)據(jù)a加上2π再進(jìn)行加權(quán)融合，將加權(quán)融合后的視覺(jué)方位數(shù)據(jù)f與π比較，若視覺(jué)方位數(shù)據(jù)f>π，則視覺(jué)方位數(shù)據(jù)f減2π，否則不做處理。