[發明專利]一種基于激光管的VR頭盔的轉動延遲測量方法

有效

• 申請號: 201811636622.8
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109696188B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 翁冬冬;荀航;胡翔
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;南昌虛擬現實檢測技術有限公司;南昌新世紀會展中心有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;G01B11/26
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發明提供的一種基于激光管的VR頭盔的轉動延遲測量方法，采用轉臺帶動VR頭盔轉動；所有激光管與轉臺共圓心且等間距排列在一個圓周進行二進制編碼值；VR頭盔運動過程中，在每個激光管處記錄自身轉動角度，VR頭盔再次運動時，VR頭盔感知到激光管處角度時，根據激光管的二進制編碼對應的給VR頭盔輸入對應的黑白圖像，并用另一個光敏傳感器感知黑白圖像；根據激光管脈沖輸出的方波曲線和光敏傳感器感知黑白圖像時輸出的方波曲線，即可獲得VR頭盔的延遲時間；該方法使得VR頭盔中的黑白圖樣與光編碼能夠進行虛實配準，不再有早期方法中手動對齊波形帶來的誤差，使得數據的期望更接近于真實的延遲時間。

技術領域

本發明屬于虛擬現實設備技術領域，具體涉及一種基于激光管的VR頭盔的轉動延遲測量方法。

背景技術

VR頭盔的延遲時間與用戶的使用體驗息息相關，如果時間稍大則可能會引發使用者產生“暈動癥”癥狀。文獻“Luca M D.New Method to Measure End-to-End Delay ofVirtual Reality[M].MIT Press,2010.”提出了一個延遲測量的簡易方案，如圖1(a)所示，在VR頭盔外殼與視窗上各固定一個光敏傳感器，在顯示屏與VR頭盔中都顯示出一個灰度漸變的測試圖，然后將外殼上的光敏傳感器緊貼顯示屏，令VR頭盔緊貼顯示屏并沿著灰度變化方向往復運動，記錄下兩個傳感器返回的波形(圖1(b))。通過計算兩個波形之間的相位差，得到該VR頭盔的延遲時間。該方法的缺陷是，需要手動移動，移動過程中的抖動等會給后邊的信號處理引入許多噪聲；使用手動對齊頻域波形的方法解決虛擬空間中圖樣與顯示屏中圖樣不同步引入的誤差，依靠肉眼判斷，對于延遲時間這種微小的時間，這種方法有時不僅不能消除誤差，反而會引入新的誤差；該測試方法對于頭盔有VR頭盔，需要其能在如此多遮蔽的情況下計算自身的位置數據，這對許多VR頭盔的跟蹤方案是不友好的；所得到的數據有較大的方差，其不穩定性決定其不能夠被用來制作測量儀器。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于激光管的VR頭盔的轉動延遲測量方法，可以通過簡單的設備準確測量VR頭盔的轉動延遲。

一種基于激光管的VR頭盔的轉動延遲測量方法，使用的測量裝置包括第一光敏傳感器(1)、VR頭盔(2)、載物臺(3)、轉臺(4)、控制器(5)、激光管(6)、第二光敏傳感器(7)以及上位機；

載物臺(3)固定在轉臺(4)伸出的中心轉軸上，轉臺(4)由控制器(5)控制轉動，VR頭盔(2)可在載物臺(3)的帶動下與轉臺(4)同軸轉動；第二光敏傳感器(7)固定在VR頭盔(2)的顯示窗口上，用來感知VR頭盔(2)顯示的圖案顏色；第一光敏傳感器(1)固定在載物臺(3)上，光敏頭朝下；激光管(6)有多個，由支架支撐固定在載物臺(3)下方，所有激光管(6)與轉臺(4)共圓心且等間距排列在一個圓周上，當第一光敏傳感器(1)隨載物臺(3)轉動時，可依次對準各激光管(6)，并接收其發射的激光信號；各激光管(6)被依次賦予1和0的二進制編碼值，即編碼值1和0間隔的對應著各個激光管(6)；

所述轉動延遲測量方法具體步驟如下：

步驟1、先控制轉臺(4)從初始位置勻速運動一圈，VR頭盔(2)時刻計算自身轉動的角度；

步驟2、在載物臺(3)轉動過程中，在第一光敏傳感器(1)接收到各激光管(6)信號的時刻，VR頭盔2計算出自身在各個時刻的轉動角度；其中，按照各個激光管(6)對應的編碼值，將VR頭盔(2)自身轉動角度進行編碼，即：在接收到編碼為1的激光管(6)信號時，此時將VR頭盔(2)的轉動角度編碼為1；反之，將轉動角度編碼為0；

步驟3、轉臺完成一周的轉動后，最終得到一組VR頭盔(2)的編碼轉動角度數據集；

步驟4、然后控制載物臺(3)再次從零點開始移動，VR頭盔(2)時刻計算自身轉動的角度，上位機同時記錄第一光敏傳感器(1)與第二光敏傳感器(7)返回的數據；