[發(fā)明專利]一種虛擬現(xiàn)實眼鏡與深度相機的聯(lián)合標(biāo)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710594704.X
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107564066B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓成;張超;權(quán)巍;楊帆;楊華民;蔣振剛;丁瑩;李華;薛耀紅;翟宏宇;趙璘;王蒙蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學(xué)
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王薇

本發(fā)明涉及一種虛擬現(xiàn)實眼鏡與深度相機的聯(lián)合標(biāo)定方法，其特征在于：Oculus虛擬現(xiàn)實眼鏡和Leap Motion深度相機分別通過線纜與計算機連接，將高亮回歸式反光球粘貼在Oculus虛擬現(xiàn)實眼鏡的中心；利用高亮回歸式反光球，簡化了標(biāo)定過程，提高了標(biāo)定精度，同時徹底擺脫了對Leap Motion深度相機位置的限制，拓寬了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，提高人機交互的沉浸感，實現(xiàn)人手觸碰虛擬現(xiàn)實中物體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種虛擬現(xiàn)實眼鏡與深度相機的聯(lián)合標(biāo)定方法，屬于虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)不僅僅滿足于虛擬眼鏡帶來的視覺上的沉浸感，而更加的傾向于在滿足視覺效果的同時還能夠與虛擬場景中的物體進(jìn)行交互。Oculus虛擬現(xiàn)實眼鏡用來構(gòu)建沉浸式的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，而Leap Motion深度相機用來實現(xiàn)真實手與虛擬物體的交互，這兩者的信息融合能夠?qū)崿F(xiàn)人與虛擬環(huán)境之間更自然的交互。實現(xiàn)多傳感器的數(shù)據(jù)融合,標(biāo)定是必須解決的問題之一。多傳感器的聯(lián)合標(biāo)定能夠使得多傳感器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確匹配，確保數(shù)據(jù)融合的準(zhǔn)確性。

對于光學(xué)透視頭盔顯示器(OST-HMDs)，最常用的標(biāo)定方法是單點主動對準(zhǔn)方法(SPAAM)，最初這種方法僅處理單眼的OST-HMDs，后來又被擴展為立體SPAAM用于雙眼的OST-HMDs。Hanseul Jun和Gunhee Kim提出了一種快速精確的標(biāo)定方法，該方法需要一個用戶帶著HMD重復(fù)的用指尖指向渲染的虛擬圓圈。北京理工大學(xué)王涌天老師的研究團隊分析了光學(xué)透視頭盔顯示器標(biāo)定的退化影響，對SPAAM方法進(jìn)行了改進(jìn)，同時還提出了一種快速圖像標(biāo)定算法，大大減少了標(biāo)定算法運算難度。Falko Kellner等人提出了一種針對每一個用戶的新型校準(zhǔn)方法，該方法利用了二維點到三維線的對應(yīng)關(guān)系，無經(jīng)驗的用戶在不到一分鐘的時間內(nèi)即可完成標(biāo)定。Oculus眼鏡屬于沉浸式虛擬現(xiàn)實眼鏡，自身不帶有手勢識別功能，Leap Motion深度相機不僅具有較高精度的手勢識別功能，同時還為Oculus眼鏡提供了基座，方便Oculus眼鏡和Leap Motion深度相機的數(shù)據(jù)融合，但是只能將Leap Motion深度相機放置在一些固定的位置上。為了消除Leap Motion深度相機位置的限制，提高數(shù)據(jù)融合的精確性，本發(fā)明提出了一種虛擬現(xiàn)實眼鏡與深度相機的聯(lián)合標(biāo)定方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種虛擬現(xiàn)實眼鏡與深度相機的聯(lián)合標(biāo)定方法，其提高了Oculus虛擬現(xiàn)實眼鏡與Leap Motion深度相機的應(yīng)用靈活度，提高人機交互的沉浸感，實現(xiàn)人手觸碰虛擬現(xiàn)實中物體。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種虛擬現(xiàn)實眼鏡與深度相機的聯(lián)合標(biāo)定方法，包括Oculus虛擬現(xiàn)實眼鏡、Leap Motion深度相機、計算機、高亮回歸式反光球；其中Oculus虛擬現(xiàn)實眼鏡和Leap Motion深度相機分別通過線纜與計算機連接，將高亮回歸式反光球粘貼在Oculus虛擬現(xiàn)實眼鏡的中心；其特征在于具體實現(xiàn)步驟如下：實現(xiàn)步驟：

步驟1、在計算機中，產(chǎn)生一幅標(biāo)定圖像；標(biāo)定圖像包括48個正方形，邊長為30mm，按8行6列排列，每相鄰兩個正方形均為一個黑色正方形和一個白色正方形。用A4紙，將標(biāo)定圖像打印出來，并粘貼在一個平面板上，構(gòu)成標(biāo)定板。

步驟2、保持Leap Motion深度相機的位置和姿態(tài)不變，將標(biāo)定板放置在LeapMotion深度相機中兩臺紅外攝像機的視場范圍內(nèi)。

步驟3、利用Leap Motion深度相機的API中的onFrame函數(shù)，同時攝取標(biāo)定板，分別得到左標(biāo)定板圖片和右標(biāo)定板圖片。

步驟4、在保證標(biāo)定板位于Leap Motion深度相機中兩臺紅外攝像機的視場范圍內(nèi)的前提下，改變標(biāo)定板的位置或角度，重復(fù)步驟2和步驟3得到多幅標(biāo)定板圖片。