[發明專利]一種用于VR頭戴設備的光學追蹤器和運動健身系統

有效

• 申請號: 202110533386.2
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113368486B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 吳濤
• 申請（專利權）人: 青島小鳥看看科技有限公司
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06;G02B27/01;G06F3/01
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 徐雅琴

本申請公開一種用于VR頭戴設備的光學追蹤器和運動健身系統，其中光學追蹤器包括多個發光單元、控制單元、第一慣性導航傳感器和無線傳輸單元；多個發光單元按照預定的物理幾何規則分布在光學追蹤器的殼體內，控制單元控制多個發光單元同時點亮，以便于VR頭戴設備利用內置的攝像頭拍攝到多個發光單元的光斑圖像，實時獲取光學追蹤器的發光單元信息；第一慣性導航傳感器實時獲取光學追蹤器的慣性導航傳感器信息，并轉發至VR頭戴設備；VR頭戴設備融合光學追蹤器的發光單元信息和慣性導航傳感器信息，實時追蹤光學追蹤器相對于VR頭戴設備的6DoF位姿信息。該光學追蹤器的追蹤精度高、追蹤實時性和穩定性好。

技術領域

本申請涉及VR領域，具體涉及一種用于VR頭戴設備的光學追蹤器和運動健身系統。

背景技術

隨著VR虛擬現實技術的深度開發，應用領域不斷地被開發和挖掘出來，如今健身行業也越來越多在吸收VR(Virtual Reality，虛擬現實)技術，通過VR虛擬現實設備去鍛煉身體，能夠使健身提高趣味性，改善本身的枯燥感，可以讓人們快樂的享受健身。

然而，現有VR頭戴設備無法實時追蹤用戶頭部和四肢運動的位姿信息，在使用VR設備進行健身時，用戶不能確定肢體動作是否標準，不能及時矯正自身動作姿勢，導致健身效率較低，健身效果欠佳。

發明內容

鑒于現有健身方式存在的上述問題，提出了本申請以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的用于VR頭戴設備的光學追蹤器和運動健身系統。

依據本申請的一個方面，提供了一種用于VR頭戴設備的光學追蹤器，所述光學追蹤器包括多個發光單元、控制單元、第一慣性導航傳感器和無線傳輸單元；

多個發光單元按照預定的物理幾何規則分布在所述光學追蹤器的殼體內，所述控制單元控制所述多個發光單元同時點亮，以便于所述VR頭戴設備利用內置的攝像頭拍攝到所述多個發光單元的光斑圖像，實時獲取所述光學追蹤器的發光單元信息；

所述第一慣性導航傳感器實時獲取所述光學追蹤器的慣性導航傳感器信息，并將獲取的慣性導航傳感器信息發送給所述控制單元，由所述控制單元通過所述無線傳輸單元轉發至所述VR頭戴設備；

所述VR頭戴設備融合所述光學追蹤器的發光單元信息和慣性導航傳感器信息，實時追蹤所述光學追蹤器相對于所述VR頭戴設備的6DoF位姿信息。

進一步地，所述光學追蹤器的殼體呈環形或弧形。

進一步地，所述光學追蹤器的殼體包括內殼體和外殼體，其中內殼體用于支撐發光單元，外殼體用于覆蓋發光單元。

進一步地，所述光學追蹤器的內殼體的尺寸與外殼體的尺寸之間呈預定比例。

進一步地，每個發光單元相對于所述光學追蹤器內殼體表面的夾角在預定夾角范圍內。

進一步地，按照預定的物理幾何規則形成的圖形由多邊形網格或三角網格組成，且其中的多邊形網格的邊數大于等于6。

進一步地，所述光學追蹤器的內殼體和外殼體組成的整個殼體結構相對于所述光學追蹤器的主干結構的傾斜角度在預定傾斜角度范圍內。

進一步地，所述多個發光單元串聯連接在所述控制單元的同一個電路主板上。

進一步地，所述控制單元控制所述多個發光單元按照預定的占空比同時點亮，且所述多個發光單元在每一幀的點亮時間相同。

依據本申請的另一方面，提供了一種運動健身系統，所述系統包括VR頭戴設備、一個或多個如上述任一項所述的光學追蹤器，所述VR頭戴設備內置有環境位姿追蹤器，所述位姿追蹤器包括攝像頭和第二慣性導航傳感器；

用戶運動健身過程中，所述VR頭戴設備佩戴在用戶的頭部，每個光學追蹤器佩戴在用戶的手部或腳部，所述VR頭戴設備與每個光學追蹤器無線連接；