[发明专利]一种沉浸式虚拟现实漫游系统中的视觉定位标识布局方法

权利要求书

1.一种沉浸式虚拟现实漫游系统中的视觉定位标识布局方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、根据沉浸式虚拟现实场景中包括天花板高度、玩家身高范围在内的室内场景参数，以及摄像头水平视角、摄像头垂直视角在内的摄像头参数，计算得到布局多边形边长即定位标识布局间隔；

2)、然后在步骤1)该定位标识布局间隔的基础上结合容错技术扩大标识布局间隔，使得该布局在沉浸式虚拟现实漫游系统中用最少的定位标识实现了大场景的室内定位；

所述步骤2)在定位标识布局间隔的基础上结合容错技术扩大标识布局间隔，具体包括：首先获取丢失帧前面某两帧的图像，根据这两帧图像通过惯性定位方法或函数拟合方法或卡尔曼滤波方法来估算出本丢失帧摄像机所处的位置，再将估算出的位置信息还原到虚拟场景中；

在使用步骤1)得到布局多边形边长即定位标识布局间隔时，当用于视觉定位的摄像头未捕捉到标识时，首先根据前两个定位帧的时间差和距离差计算当前摄像头移动的速度矢量，以前一步计算出的速度为初速度，进行加速度积分算法定位，最终补全视觉定位缺失的定位数据。

2.根据权利要求1所述的沉浸式虚拟现实漫游系统中的视觉定位标识布局方法，其特征在于，所述步骤1)根据沉浸式虚拟现实场景中的天花板高度、玩家身高范围室内场景参数以及摄像头水平视角、摄像头垂直视角摄像头参数得到定位标识布局间隔具体包括：

假设摄像头成像长宽比为s₁、天花板高度为h₁、摄像头高度上限为h₂、摄像头水平视角α和垂直视角β，计算摄像头与天花板之间的最小距离h_min＝h₁-h₂；

计算摄像头在天花板上的最小成像矩形，长边为：短边为：

将标识图形看成一个点，那么规则的布局方法所布局出的形状理应是一个正多边形，根据所采用的布局图形计算其最长对角线与边长之比s₂；

若s₁≤s₂，则使布局多边形内最长的对角线为m，由此计算布局多边形边长；若s₁＞s₂，则使布局多边形边长为n，得到布局多边形边长后即得到定位标识布局间隔。

3.根据权利要求1所述的沉浸式虚拟现实漫游系统中的视觉定位标识布局方法，其特征在于，摄像机捕获图像，若图像中存在标识，则利用计算机视觉定位方法通过摄像机捕获的标识所在位置求取用户当前定位结果；若图像中不存在标识，则首先利用前两帧的定位差和时间差计算初速度矢量；根据惯性仪，利用加速度积分算法计算室内定位，然后摄像头获取下一帧图像，若图像中依然不存在标识，则继续利用惯性定位；若图像中存在标识，则利用计算机视觉定位求取用户当前室内定位结果。

4.根据权利要求3所述的沉浸式虚拟现实漫游系统中的视觉定位标识布局方法，其特征在于，通过容错技术扩大视觉定位技术的定位范围，视觉定位只有在捕获的图像中至少有一个完整标识时才能运行，而结合容错技术的视觉定位技术可以处理摄像机没有捕获到标识的情况，通过试验的方法重新计算误差最小情况下的标识间隔，利用这个间隔布局标识。