[發明專利]一種虛擬現實頭盔及追蹤其空間姿態信息的方法和裝置

有效

• 申請號: 201611044696.3
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106598230B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 趙紅廷;張瑞生;夏九
• 申請（專利權）人: 北京小鳥看看科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝;吳昊

1.一種追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的裝置，其特征在于，包括：數據采集單元、數據校正單元、狀態判斷單元、數據融合單元以及姿態信息輸出單元；

所述數據采集單元，用于實時采集所述虛擬現實頭盔中的姿態傳感器輸出的數據，所述姿態傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、三軸磁力計；

所述數據校正單元，用于對所述數據采集單元采集到的陀螺儀數據進行校正，得到校正后的陀螺儀數據；

所述狀態判斷單元，用于根據校正后的陀螺儀數據判斷所述虛擬現實頭盔是否處于靜止狀態；

所述數據融合單元，用于當所述狀態判斷單元判斷所述虛擬現實頭盔未處于靜止狀態時，利用所述數據采集單元采集到的磁力計數據和加速度計數據與經過所述數據校正單元校正后的陀螺儀數據融合出空間姿態信息；

所述姿態信息輸出單元，用于當所述狀態判斷單元判斷所述虛擬現實頭盔處于靜止狀態時，向所述虛擬現實頭盔上報空間姿態未發生變化的信息；以及當所述狀態判斷單元判斷所述虛擬現實頭盔未處于靜止狀態時，向所述虛擬現實頭盔上報所述數據融合單元融合出的空間姿態信息；

所述狀態判斷單元包括加權累加模塊、非加權累加模塊和判斷模塊；

所述加權累加模塊，用于將每一個經過所述數據校正單元校正后的陀螺儀數據按照預設的權值累加到預設的加權累加值中；

所述非加權累加模塊，用于將每一個經過所述數據校正單元校正后的陀螺儀數據直接累加到預設的非加權累加值中；

所述判斷模塊，用于判斷加權累加值的絕對值是否小于預設的移動邊界值，若不小于則判斷虛擬現實頭盔未處于靜止狀態；若小于則進一步計算非加權累加值的均值，并判斷加權累加值與非加權累加值的均值之差的絕對值是否小于預設的噪聲邊界值，若不小于則判斷所述虛擬現實頭盔未處于靜止狀態，否則判斷所述虛擬現實頭盔處于靜止狀態。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數據校正單元包括偏移量計算模塊和校正模塊；

所述偏移量計算模塊，用于在追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息之前，將所述虛擬現實頭盔靜置，采集所述虛擬現實頭盔在靜止狀態下輸出的預定數量的陀螺儀數據；對所述預定數量的陀螺儀數據計算均值，作為校正偏移量；

所述校正模塊，用于將所述數據采集單元實時采集到的每一個陀螺儀數據，減去所述偏移量計算模塊計算出的校正偏移量，得到對應的校正后的陀螺儀數據。

3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，數據融合單元包括第一融合模塊、第二融合模塊和互補校正模塊；

所述第一融合模塊，用于根據所述數據采集單元采集到的磁力計數據，以及經過所述數據校正單元校正后的陀螺儀數據融合出第一姿態歐拉角；

所述第二融合模塊，用于根據所述數據采集單元采集到的加速度計數據，以及經過所述數據校正單元校正后的陀螺儀數據融合出第二姿態歐拉角；

所述互補校正模塊，用于根據預設的互補參數對所述第一姿態歐拉角和所述第二姿態歐拉角進行互補校正，得到最終的空間姿態歐拉角，作為所述空間姿態信息。

4.一種虛擬現實頭盔，其特征在于，包括姿態傳感器以及如權利要求1-3任一項所述的追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的裝置，所述姿態傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、三軸磁力計。