[发明专利]基于多摄像头的多目标位置捕获定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于多摄像头的多目标位置捕获定位系统，包括服务端、至少两个摄像头、多个VR眼镜、客户端和光球；客户端、光球和VR眼镜的个数均相同；LED光球为摄像头提供体验者位置；服务端接收摄像头发送的图像数据并处理得到体验者位置数据；客户端读取VR眼镜发送的数据并发给服务端；接收和处理由服务端发来的体验者位置数据，将所有体验者的位置数据换算为虚拟环境的坐标，实时生成虚拟环境或模型，将虚拟画面实时渲染给VR眼镜。本发明克服了现有的VR眼镜只支持小范围头部运动和通过手柄操作运动的局限性，使得体验者完全脱离之前的限制自由移动，提供跟接近真实环境的虚拟现实体验；能支持多人共同在同一虚拟环境中交互。

技术领域

本发明属于虚拟现实多位置追踪领域，具体涉及一种定位系统及方法，特别是一种基于多摄像头的多目标位置捕获定位系统及方法。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality：VR)是近年来出现的高新技术：利用电脑模拟产生的一个三维空间的虚拟环境，通过提供给体验者视觉、听觉、触觉等感官上的模拟体验，让体验着身临其境的感受这个虚拟环境，甚至同虚拟环境进行交互。近年来，虚拟现实在某些专业领域，如军事、医疗甚至房地产开发等方面都有了较大应用。但随着美国公司Oculus开发的一款沉浸式虚拟现实眼镜Oculus Rift，拉近了虚拟现实和普通民用的距离。OculusRift内置高分辨显示屏可以给用户提供1280X800分辨率的高清画面，水平可视角度为90度，垂直可视角度为110度，9自由度的姿态与运动传感器以1000HZ的频率追踪头部运动轨迹，以全方位的视觉体验为使用者提供一种全新的虚拟感受。随着Oculus Rift的推出，国外和国内各大厂商以及一些初创公司都推出了各自的虚拟现实眼镜。它们存在以下不足：对头部位置捕捉的局限性使得体验者只能坐在椅子上通过键盘、鼠标或者手柄进行交互或者控制运动，无法让体验者感受到身临其境，真正融入到虚拟环境中，体验效果不佳。

VR眼镜作为虚拟视觉的提供者只能作为虚拟现实整个框架下的一部分，如何将体验者投影到虚拟的环境中并通过体验者自身的运动来控制虚拟人物的运动将是虚拟现实下一步亟待解决的问题。而这一问题的解决最直接的方法便是利用室内定位、位置捕获技术；现有的室内无线定位系统主要采用移动基站、红外、超声波、蓝牙、Wi-Fi、RFID等短距离无线技术，这些设备不仅价格高昂，安装配置复杂，同时精度也无法满足虚拟现实体验的要求。目前，采用计算机视觉技术通过摄像头捕捉眼镜的位置移动被各大厂商广泛使用，但由于单摄像头的局限性，也只能对单目标小范围的头部简单运动进行捕捉，无法扩展到整个房间或更大区域。

发明内容

针对以上现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于多摄像头的多目标位置捕获定位系统及方法。本发明的系统和方法能够实现捕获多名体验者的全向立体运动，并准确实时反馈到虚拟环境。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种基于多摄像头的多目标位置捕获定位系统，包括服务端、客户端和VR眼镜，其特征在于，所述客户端和VR眼镜均有多个，还包括至少两个摄像头、服务端、多个LED光球；其中，客户端、LED光球和VR眼镜的个数均相同；每个摄像头均与服务端连接；VR眼镜与客户端连接；服务端与客户端通过无线网络连接；多个摄像头均匀分布在体验室顶部；服务端安装在体验室内。

以上各部件用于完成如下功能：

所述摄像头用于采集体验者佩戴光球的图像数据，并传送给所述服务端；

所述LED光球用于发光为摄像头提供体验者的位置；

所述服务端用于对VR眼镜、LED光球、摄像头进行初始化；用于接收所有摄像头发送的图像数据并进行处理，将处理得到的体验者位置数据分发给每个客户端；