[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

本發明公開了一種追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的方法和裝置及一種虛擬現實頭盔，該裝置包括：數據采集單元，用于實時采集姿態傳感器的數據；數據校正單元，用于對采集的陀螺儀數據進行校正，避免零漂現象的不良影響；狀態判斷單元，用于判斷虛擬現實頭盔是否處于靜止狀態；數據融合單元，用于當虛擬現實頭盔未處于靜止狀態時，利用采集的磁力計數據和加速度計數據與校正后的陀螺儀數據融合出空間姿態信息；姿態信息輸出單元，用于當虛擬現實頭盔處于靜止狀態時，上報空間姿態未變化的信息，不需要進行姿態融合運算，節省了時間和處理資源，當虛擬現實頭盔未處于靜止狀態時，上報融合出的空間姿態信息，降低環境因素的干擾，提高追蹤的精確性。

技術領域

本發明涉及虛擬現實技術領域，具體涉及一種追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的方法和裝置及一種虛擬現實頭盔。

背景技術

對頭部位置姿態的實時跟蹤技術是虛擬現實頭盔的關鍵技術之一。現有的追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的方案，在獲取姿態傳感器的數據的過程中，沒有對數據進行過處理，往往直接使用姿態傳感器輸出的數據，但是姿態傳感器輸出的數據帶有噪聲、抖動、以及零漂等現象，利用這些數據運算獲取的空間四元數或歐拉角與虛擬現實頭盔實際的空間姿態之間有較大的誤差。

發明內容

本發明提供了一種追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的方法和裝置及一種虛擬現實頭盔，以降低姿態傳感器自身噪聲以及外界環境因素的干擾，提高追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的精確性。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的裝置，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。

根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種虛擬現實頭盔，包括姿態傳感器以及上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。

根據本發明的又一個方面，本發明提供了一種追蹤虛擬現實頭盔空間姿態信息的方法，包括：

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；

對采集到的陀螺儀數據進行校正，得到校正后的陀螺儀數據；

根據校正后的陀螺儀數據判斷虛擬現實頭盔是否處于靜止狀態；

當判斷虛擬現實頭盔處于靜止狀態時，向虛擬現實頭盔上報空間姿態未發生變化的信息；

當判斷虛擬現實頭盔未處于靜止狀態時，利用采集到的磁力計數據和加速度計數據與校正后的陀螺儀數據融合出空間姿態信息，并上報給所述虛擬現實頭盔。