[发明专利]融合惯性手持控制器与手动跟踪的六自由度混合现实输入

权利要求书

1.一种用于输入管理的系统，包括：

头戴式显示设备(HMD)，包括：

处理器；

可佩带立体显示器，所述可佩带立体显示器适用于显示增强现实(AR)环境或者完整虚拟现实(VR)环境中的一个环境；以及

光学传感器系统，所述光学传感器系统针对无线手持输入控制器在特定时刻产生位置数据，其中所述位置数据是从安装在所述HMD上的深度相机获得的，以及其中所述位置数据由x，y和z坐标定义；

所述无线手持输入控制器包括：

惯性测量单元(IMU)，所述惯性测量单元包括用于确定所述无线手持输入控制器的朝向数据的一个或多个传感器，以及其中所述朝向数据是由相对于预定参考系的俯仰角(仰角)、偏航角(方位角)和滚动角(旋转)来定义的；以及

微控制器，所述微控制器向所述HMD的所述处理器传输相对于所述朝向数据的一个或多个用户输入；以及

其中所述HMD的所述处理器使用由所述无线手持输入控制器的所述IMU提供的在所述特定时刻的所述朝向数据和由所述HMD的所述光学传感器系统提供的在所述特定时刻的所述位置数据，来关于所述HMD以六个自由度确定所述无线手持输入控制器的位置和朝向，所述六个自由度是从在所述HMD处确定的所述x、y和z坐标以及在所述无线手持输入控制器的所述IMU处确定的所述俯仰角、偏航角和滚动角而得出的。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述HMD还包括安装在所述HMD上的板载图像产生系统。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述HMD包括虚拟现实显示器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述HMD包括三维增强现实显示器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线手持输入控制器包括：一个或多个瞬时开关，所述一个或多个瞬时开关操作地连接到所述微控制器并且选择性地向所述微控制器提供输入；一个或多个状态LED，所述一个或多个状态LED操作地连接到所述微控制器、以及无线电装置，所述无线电装置操作地连接到所述微控制器以用于将用户输入和朝向数据发送给所述HMD的所述处理器。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述IMU包括3轴加速度计、3轴陀螺仪和3轴磁力计中的一个或多个。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述朝向数据包括θ_pitch、θ_yaw和θ_roll坐标。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述深度相机是红外相机。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述HMD还包括面向内的光学传感器，所述面向内的光学传感器检测用户的眼睛的凝视方向。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述HMD还包括安装至所述HMD上的板载位置传感器系统。

11.根据权利要求10所述的系统，其中安装至所述HMD的所述位置传感器系统包括惯性测量单元(IMU)，所述惯性测量单元包括以下中的一个或多个：

3轴加速度计；

3轴陀螺仪；

3轴磁力计；

全球定位系统；以及

多点定位跟踪器。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线手持输入控制器的确定的所述位置和所述朝向是关于真实世界参考系内的x，y，z，θ_pitch、θ_yaw和θ_roll坐标而确定的。