[發明專利]融合慣性手持控制器與手動跟蹤的六自由度混合現實輸入

有效

• 申請號: 201780035230.3
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN109313495B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: A·O·巴蘭;C·杜魯
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0346
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;李崢宇

1.一種用于輸入管理的系統，包括：

頭戴式顯示設備(HMD)，包括：

處理器；

可佩帶立體顯示器，所述可佩帶立體顯示器適用于顯示增強現實(AR)環境或者完整虛擬現實(VR)環境中的一個環境；以及

光學傳感器系統，所述光學傳感器系統針對無線手持輸入控制器在特定時刻產生位置數據，其中所述位置數據是從安裝在所述HMD上的深度相機獲得的，以及其中所述位置數據由x，y和z坐標定義；

所述無線手持輸入控制器包括：

慣性測量單元(IMU)，所述慣性測量單元包括用于確定所述無線手持輸入控制器的朝向數據的一個或多個傳感器，以及其中所述朝向數據是由相對于預定參考系的俯仰角(仰角)、偏航角(方位角)和滾動角(旋轉)來定義的；以及

微控制器，所述微控制器向所述HMD的所述處理器傳輸相對于所述朝向數據的一個或多個用戶輸入；以及

其中所述HMD的所述處理器使用由所述無線手持輸入控制器的所述IMU提供的在所述特定時刻的所述朝向數據和由所述HMD的所述光學傳感器系統提供的在所述特定時刻的所述位置數據，來關于所述HMD以六個自由度確定所述無線手持輸入控制器的位置和朝向，所述六個自由度是從在所述HMD處確定的所述x、y和z坐標以及在所述無線手持輸入控制器的所述IMU處確定的所述俯仰角、偏航角和滾動角而得出的。

2.根據權利要求1所述的系統，其中所述HMD還包括安裝在所述HMD上的板載圖像產生系統。

3.根據權利要求1所述的系統，其中所述HMD包括虛擬現實顯示器。

4.根據權利要求1所述的系統，其中所述HMD包括三維增強現實顯示器。

5.根據權利要求1所述的系統，其中所述無線手持輸入控制器包括：一個或多個瞬時開關，所述一個或多個瞬時開關操作地連接到所述微控制器并且選擇性地向所述微控制器提供輸入；一個或多個狀態LED，所述一個或多個狀態LED操作地連接到所述微控制器、以及無線電裝置，所述無線電裝置操作地連接到所述微控制器以用于將用戶輸入和朝向數據發送給所述HMD的所述處理器。

6.根據權利要求5所述的系統，其中所述IMU包括3軸加速度計、3軸陀螺儀和3軸磁力計中的一個或多個。

7.根據權利要求6所述的系統，其中所述朝向數據包括θ_pitch、θ_yaw和θ_roll坐標。

8.根據權利要求7所述的系統，其中所述深度相機是紅外相機。

9.根據權利要求1所述的系統，其中所述HMD還包括面向內的光學傳感器，所述面向內的光學傳感器檢測用戶的眼睛的凝視方向。

10.根據權利要求1所述的系統，其中所述HMD還包括安裝至所述HMD上的板載位置傳感器系統。

11.根據權利要求10所述的系統，其中安裝至所述HMD的所述位置傳感器系統包括慣性測量單元(IMU)，所述慣性測量單元包括以下中的一個或多個：

3軸加速度計；

3軸陀螺儀；

3軸磁力計；

全球定位系統；以及

多點定位跟蹤器。

12.根據權利要求1所述的系統，其中所述無線手持輸入控制器的確定的所述位置和所述朝向是關于真實世界參考系內的x，y，z，θ_pitch、θ_yaw和θ_roll坐標而確定的。