[发明专利]面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真方法及其系统

权利要求书

1.一种面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真方法，其特征在于包括如下步骤：

获取手柄松开操作键时，被掷虚拟物品所获得的三维方向上的初始速度和角速度；

将获得的初始速度和角速度转化为对应于虚拟环境中坐标系的三维方向上的初始速度和角速度值；

根据虚拟环境中的三维方向上的初始速度和角速度，结合重力加速度因素，计算虚拟环境中的抛掷轨迹；

将虚拟物品根据所述抛掷轨迹显示出来。

2.如权利要求1所述的虚拟物品抛掷仿真方法，其特征在于：

获取被掷虚拟物品所获得的三维方向上的初始速度和角速度时，采用摄像机定位、激光定位、传感器定位中的任意一种。

3.如权利要求2所述的虚拟物品抛掷仿真方法，其特征在于：

所述传感器是由三轴陀螺仪和三轴角速度计组成的六轴传感器，或者由三轴陀螺仪、三轴角速度计、三轴地磁计组成的九轴传感器中的一种。

4.如权利要求2所述的虚拟物品抛掷仿真方法，其特征在于采用摄像机定位方式时，进一步包括如下步骤：

在摄像机定位系统中，获取相邻两帧深度图像；

根据深度图像中手柄的位置计算手柄的三维位移值；

获取相邻两帧深度图像的时间间隔；

根据手柄的三维位移值和相邻两帧深度图像的时间间隔计算手柄松开操作键时被掷虚拟物品获得的三维方向上的初始速度。

5.如权利要求2所述的虚拟物品抛掷仿真方法，其特征在于采用激光定位方式时，进一步包括如下步骤：

在激光定位系统中，计算相邻两个信号接收周期内手柄在三维测量坐标系中的两组三维坐标：

分别计算手柄在相邻两个信号接收周期内X轴、Y轴和Z轴的位移值；

获取激光定位系统中的信号接收周期；

根据手柄在相邻两个信号接收周期内X轴、Y轴和Z轴的位移值和信号接收周期计算手柄松开操作键时被掷虚拟物品获得的三维方向上的初始速度。

6.如权利要求2所述的虚拟物品抛掷仿真方法，其特征在于采用传感器定位方式时，进一步包括如下步骤：

在手柄内安装可获取三轴方向速度和角速度的传感器；

手柄松开操作键时，传感器分别获得操作键松开瞬间手柄在三维方向上的初始速度和角速度。

7.如权利要求1所述的虚拟物品抛掷仿真方法，其特征在于将获得的初始速度转化为对应于虚拟环境中坐标系的三维方向上的初始速度，包括如下步骤：

将定位基站设定的定位坐标系中三维方向上的初始速度分别按照虚拟环境中坐标系的三维方向进行分解；

获得虚拟环境中坐标系的每个方向上的三个初始速度分量；

将所述三个初始速度分量求和，得到虚拟环境中坐标系的三维方向上的初始速度。

8.一种面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真系统，其特征在于包括操作模块、信号接收模块、数据处理模块、显示模块；

其中，所述操作模块用于触发所述信号接收模块；

信号接收模块收到所述操作模块的触发后，获取被掷虚拟物品三维方向上的初始速度和角速度，并将该初始速度和角速度发送到所述数据处理模块；

所述数据处理模块将接收的初始速度和角速度进行处理，结合重力加速度因素，得到虚拟环境中的抛掷轨迹，并将该抛掷轨迹发送到所述显示模块；

所述显示模块在虚拟现实应用中显示所述抛掷轨迹。

9.如权利要求8所述的虚拟物品抛掷仿真系统，其特征在于：

所述信号接收模块为设置在手柄内部的传感器，通过传感器获取被掷虚拟物品获得的三维方向上的初始速度和角速度。

10.如权利要求8所述的虚拟物品抛掷仿真系统，其特征在于：

所述信号接收模块为在手柄内部的处理器，收到所述操作模块的触发后，获取手柄在X轴、Y轴、Z轴的位移值以及移动时间，根据获取的信息计算手柄松开操作键时被掷虚拟物品获得的三维方向上的初始速度和角速度，并将该初始速度和角速度发送到所述数据处理模块。