[發明專利]用于六自由度混合現實輸入的慣性控制器的模塊化擴展

有效

• 申請號: 201780035517.6
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN109313497B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: A·O·巴蘭;C·杜魯;C·D·埃德蒙茲;M·J·費諾齊奧
• 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;G06F3/03
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

1.一種用于保持無線手持輸入控制器的裝置，所述無線手持輸入控制器在用于增強現實或用于虛擬現實的三維環境中被使用，所述裝置包括：

殼體，包括：

第一端和第二端；以及

位于所述第一端和所述第二端之間的中心耦合部分，并且其中所述無線手持輸入控制器和所述中心耦合部分相對于彼此被配置，使得所述無線手持輸入控制器能夠可移除地附接到所述中心耦合部分；

在所述殼體的所述第一端處或靠近所述殼體的所述第一端的第一光學反射標記；

在所述殼體的所述第二端處或靠近所述殼體的所述第二端的第二光學反射標記；并且

其中所述中心耦合部分被定位在所述第一光學反射標記和所述第二光學反射標記之間，并且其中位置由所述中心耦合部分與所述第一光學反射標記和所述第二光學反射標記中的每個光學反射標記之間的固定幾何關系限定，使得當位于所述三維環境中時所述無線手持輸入控制器的光學跟蹤在被耦合到所述中心耦合部分時被增強，增強基于相對于在所述三維環境中被跟蹤的所述第一光學反射標記和所述第二光學反射標記的位置而對所述中心耦合部分的位置的確定來發生。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一光學反射標記和所述第二光學反射標記各自為球形。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一光學反射標記和所述第二光學反射標記各自在所述三維環境中使用光學傳感器系統可跟蹤，所述光學傳感器系統包括安裝在頭戴式顯示設備(HMD)上的紅外深度相機。

4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述殼體的所述第一端和所述第二端形成細長的觸筆，所述細長的觸筆建立分離所述第一光學反射標記和所述第二光學反射標記的足夠基線，使得所述第一光學反射標記和所述第二光學反射標記中的至少一個光學反射標記由所述紅外深度相機在用于保持所述細長的觸筆的手部取向的范圍上可見。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述細長的觸筆包括槍式手柄，所述槍式手柄在所述中心耦合部分附近附接到所述細長的觸筆。

6.根據權利要求3所述的裝置，其中所述HMD包括安裝到所述HMD的處理器，并且其中所述無線手持輸入控制器包括慣性測量單元(IMU)和微處理器，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取向數據的一個或多個傳感器，所述微處理器向所述HMD的所述處理器傳達從所述IMU得到的關于所述取向數據的輸入。

7.根據權利要求6所述的裝置，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提供的所述取向數據、以及從來自所述HMD的所述光學傳感器系統的所述第一光學反射標記和所述第二光學反射標記的所述位置而確定的所述無線手持輸入控制器的位置數據，來參考所述HMD以六自由度確定所述無線手持輸入控制器的位置和取向。

8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述HMD還包括安裝至所述HMD的位置傳感器系統，所述位置傳感器系統包括用于確定所述HMD的取向數據的一個或多個傳感器。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中所述HMD的所述處理器處理由所述HMD的所述位置傳感器系統提供的所述取向數據和由所述無線手持輸入控制器的所述IMU提供的所述取向數據，使得所述HMD和所述無線手持輸入控制器是重力對準和向北對準的。

10.根據權利要求6所述的裝置，其中所述無線手持輸入控制器還包括無線電臺、一個或多個瞬時開關和一個或多個狀態LED。