[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

说明书

本发明公开了基于单目摄像头的追踪方法、VR设备和VR头戴设备。所述方法包括：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。本发明的基于单目摄像头的追踪方案，只需要一个单目摄像头就能够实现对对象的定位追踪。

技术领域

本发明涉及追踪定位技术，更具体的，涉及基于单目摄像头的追踪方法、VR设备和VR头戴设备。

背景技术

随着VR(Virtual Reality，虚拟现实)产业的火热发展，各类虚拟现实设备层出不穷。对于虚拟现实设备来说，支持位置追踪是一个非常重要的特性，可以让虚拟现实体验更加真实。

现阶段，VR设备很多都依赖外部套件进行追踪，但是外部套件对于移动VR设备来说并不是一个合理的解决方案，因为这些外部套件会使VR设备移动失去便携性。一些厂商针对移动设备开发了双目摄像头，SLAM(simultaneous localization and mapping，同步定位与建图)等追踪方案，但是存在成本较高，计算复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于单目摄像头的追踪方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于单目摄像头的追踪方法，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。

可选地，所述摄像头搭载在VR设备上。

根据本发明的第二方面，提供了一种基于单目摄像头的追踪方法，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

根据本发明的第三方面，提供了一种VR设备，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；