[发明专利]头部跟踪系统

权利要求书

1.一种确定用户头部(3)的绝对头部位置的头部跟踪系统(2)，其包括：

第一定位系统(10)，其包括：

参照单元(11)，其被固定地安装成远离所述头部(3)且定义第一坐标系(5)，以及

定位单元(12)，其被附接至所述头部(3)并被配置来与所述参照单元(11)通信以建立第一位置数据(31)，该第一位置数据(31)包括当所述定位单元(12)位于所述参照单元(11)的视场(8)内时指示所述第一坐标系(5)中的头部位置的指示符，

第二定位系统(20)，其包括：

数字罗盘(21)，其被附接至所述头部(3)且被配置来建立包括指示第二坐标系(6)中的头部位置的指示符的第二位置数据，以及

头部位置确定模块(30)，其被配置来基于所述第一位置数据(31)和所述第二位置数据(32)的至少一个来确定所述绝对头部位置，

其中所述头部位置确定模块(30)被配置来：

当所述定位单元(12)位于所述视场(8)内时，基于所述第一位置数据(31)，以第一模式进行操作来确定所述绝对头部位置，以及

当所述定位单元(12)位于所述视场(8)外时，基于所述第一位置数据(31)和所述第二位置数据(32)，以第二模式进行操作来确定所述绝对头部位置。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述参照单元(11)包括光源，所述定位单元(12)包括位敏器件，所述通信是光通信(13)，以及

其中当所述头部(3)被定位于所述视场(8)内时，所述光源发出的光在所述位敏器件上产生光点，以及

其中所述定位单元(12)被配置来基于所述位敏器件上的所述光点的位置来建立所述第一位置数据(31)。

3.如权利要求1所述的系统，其中当以所述第二模式进行操作时，所述头部位置确定模块(30)被配置来基于如下数据来确定所述绝对头部位置

所述定位单元(12)位于所述视场(8)内时在第一头部位置处建立的参照第一位置数据(31)，以及基于

在所述第一头部位置处建立的参照第二位置数据(32)，以及基于

所述定位单元(12)位于所述视场(8)外时在第二头部位置处建立的当前第二位置数据(32)。

4.如权利要求3所述的系统，其中当以所述第二模式进行操作时，所述头部位置确定模块(30)被配置来：

将所述第一头部位置处的所述参照第一位置数据(31)与所述参照第二位置数据(32)进行匹配以获得限定所述第一头部位置处的所述参照第一和第二位置数据(32)中包括的指示符之差的坐标偏移量(35a，35b)，

通过从所述当前第二位置数据(32)中的指示符减去所述坐标偏移量(35a，35b)，对所述第二头部位置处的所述当前第二位置数据(32)进行坐标转换，使得所述指示符指示位于所述第二头部位置的所述第一坐标系(5)中的位置。

5.如权利要求3或4中任一项所述的系统，其中当以所述第二模式进行操作时，所述头部位置确定模块(30)被配置来当所述头部(3)在所述第一头部位置与所述第二头部位置之间移动时持续地追踪所述第二位置数据(32)的演化。

6.如权利要求3或4所述的系统，其中所述第一头部位置关于所述定位单元(12)位于所述视场(8)内的情况下的最新近的头部位置，且其中所述第二头部位置关于所述当前头部位置。

7.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述第二定位系统(20)还包括：

三维加速计(22)，其被配置来测量重力(7)的定向，

处理器(23)，其被配置来：

确定所述数字罗盘(21)的灵敏平面相对于重力(7)的绝对定向，以及

将所述绝对定向包括在所述第二位置数据(32)内。

8.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述第一位置数据(31)中包括的指示符至少关于所述头部(3)相对于所述参照单元(11)的侧向转动角度(40)，以及所述第二位置数据(32)中包括的指示符至少关于所述头部(3)相对于磁北方向的侧向转动角度(41)。