[发明专利]基于单目摄像头的追踪方法、VR设备和VR头戴设备

权利要求书

1.一种基于单目摄像头的追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测所述摄像头拍摄的图像中的特征圆球的位置和大小，根据图像中的特征圆球的位置和所述摄像头的视场，确定特征圆球偏离所述摄像头光轴的方向和角度，以及，根据图像中的特征圆球的大小确定特征圆球与所述摄像头的距离；

检测所述摄像头的朝向；

根据特征圆球在空间中的位置、特征圆球偏离所述摄像头光轴的方向和角度、特征圆球与所述摄像头的距离、以及所述摄像头的朝向确定摄像头在空间中的位置；

其中，所述根据图像中的特征圆球的大小确定特征圆球与所述摄像头的距离，包括：

根据摄像头的视场、特征圆球的实际大小、图像中的特征圆球的大小，计算出特征圆球与摄像头的距离。

2.根据权利要求1所述的追踪方法，其特征在于，所述摄像头搭载在VR设备上。

3.一种基于单目摄像头的追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测所述摄像头拍摄的图像中的特征圆球的位置和大小，根据图像中的特征圆球的位置和所述摄像头的视场，确定特征圆球偏离所述摄像头光轴的方向和角度，以及，根据图像中的特征圆球的大小确定特征圆球与所述摄像头的距离；

检测所述摄像头的朝向；

根据摄像头在空间中的位置、特征圆球偏离所述摄像头光轴的方向和角度、特征圆球与所述摄像头的距离、以及摄像头的朝向确定特征圆球在空间中的位置；

其中，所述根据图像中的特征圆球的大小确定特征圆球与所述摄像头的距离，包括：

根据摄像头的视场、特征圆球的实际大小、图像中的特征圆球的大小，计算出特征圆球与摄像头的距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述摄像头搭载在VR头戴设备上，所述特征圆球固定在与所述VR头戴设备配套的手柄上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述摄像头为红外摄像头，所述特征圆球为球形红外光源，所述摄像头设有用于过滤可见光、允许红外光透过的带通滤波片。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述摄像头为红外摄像头，所述特征圆球的表面均匀分布有多个红外发光点，所述摄像头设有用于过滤可见光、允许红外光透过的带通滤波片。

7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，通过携带所述摄像头的设备上的运动传感器测量所述摄像头的朝向。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述图像中的特征圆球的大小是通过图像中的特征圆球的直径的长度来衡量。

9.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述图像中的特征圆球为完整圆形，所述图像中的特征圆球的大小是通过图像中的特征圆球的面积的大小来衡量。

10.一种VR设备，其特征在于，包括单目摄像头、运动传感器、第一处理模块、和第二处理模块；

所述运动传感器，用于测量所述摄像头的朝向；

所述第一处理模块，用于检测所述摄像头拍摄的图像中的特征圆球的位置和大小，根据图像中的特征圆球的位置和所述摄像头的视场，确定特征圆球偏离所述摄像头光轴的方向和角度，以及，根据图像中的特征圆球的大小确定特征圆球与所述摄像头的距离；其中，所述根据图像中的特征圆球的大小确定特征圆球与所述摄像头的距离，包括：根据摄像头的视场、特征圆球的实际大小、图像中的特征圆球的大小，计算出特征圆球与摄像头的距离；

所述第二处理模块，用于根据特征圆球在空间中的位置、特征圆球偏离所述摄像头光轴的方向和角度、特征圆球与所述摄像头的距离、以及所述摄像头的朝向确定所述VR设备在空间中的位置。