[发明专利]一种定位物体的定位方法、系统和头戴显示设备

说明书

本发明公开了一种定位物体的定位方法、系统和头戴显示设备。该方法包括：通过头戴显示设备上设置的摄像头获取头戴显示设备所处空间的空间图像；通过头戴显示设备的第一IMU采集头戴显示设备的第一姿态信息，依据空间图像和第一姿态信息，获取头戴显示设备的六个自由度信息；头戴显示设备获取手柄上的发光体的历史轨迹和第二IMU的历史轨迹；头戴显示设备接收第二IMU采集的手柄的姿态信息；依据历史轨迹和空间图像中发光点的位置信息，确定发光体的三维坐标；根据三维坐标和手柄的姿态信息，确定手柄的六个自由度信息。可见，本发明中的定位设备是设置在定位物体上，不需要预先设置外置的定位设备，应用便利，定位范围广，提高用户体验。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别涉及一种定位物体的定位方法、系统和头戴显示设备。

背景技术

定位技术被广泛应用于虚拟现实、增强现实、动作捕捉等领域，是人机交互的重要组成部分。其中，光学定位以其高精度、低成本、高刷新率等优点成为室内定位领域中被最广泛应用的技术。

现有技术中的光学定位一般是通过外置于物体的定位设备进行物体的定位。但是，这种方案的定位范围依赖定位设备的视角和可识别距离，定位范围有限，特别是在头戴显示设备和手柄的定位应用中，一旦头戴显示设备或手柄不在定位范围内，无法实现头戴显示设备或手柄的准确定位；且需要预先设置外置定位设备，应用不便利，影响用户体验。

发明内容

鉴于现有技术中的光学定位方案的定位范围有限，应用不便利，影响用户体验的问题，提出了本发明的一种定位物体的定位方法和系统，以便解决或至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种定位物体的定位方法，所述方法包括：

通过头戴显示设备上设置的摄像头获取所述头戴显示设备所处空间的空间图像；

通过所述头戴显示设备的第一惯性测量单元(Inertial measurement unit，简称IMU)采集所述头戴显示设备的第一姿态信息，依据所述空间图像和所述第一姿态信息，获取所述头戴显示设备的六个自由度信息；

所述头戴显示设备获取发光体的历史轨迹和第二IMU的历史轨迹；其中，所述发光体和所述第二IMU均设置在与所述头戴显示设备对应的手柄上；

所述头戴显示设备接收所述第二IMU采集的所述手柄的姿态信息；

依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标，其中，所述发光点与所述发光体相对应；

根据所述三维坐标和所述手柄的姿态信息，确定所述手柄的六个自由度信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括摄像头、第一惯性测量单元IMU；所述头戴显示设备还包括：

图像采集单元，用于通过所述摄像头获取所述头戴显示设备所处空间的空间图像；

定位单元，通过所述第一惯性测量单元IMU采集所述头戴显示设备的第一姿态信息，依据所述空间图像和所述第一姿态信息，获取所述头戴显示设备的六个自由度信息；

获取单元，用于获取发光体的历史轨迹和第二IMU的历史轨迹；其中，所述发光体和所述第二IMU均设置在与所述头戴显示设备对应的手柄上；

接收单元，用于接收所述第二IMU采集的所述手柄的姿态信息；

三维坐标确定单元，用于依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标，其中，所述发光点与所述发光体相对应；

所述定位单元，还用于根据所述三维坐标和所述手柄的姿态信息，确定所述手柄的六个自由度信息。