[发明专利]基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质。本发明通过在交互笔内设置方向传感器，并辅以设置于立体显示设备上的视觉传感器，在交互过程中，通过利用视觉传感器采集到的交互笔上发光标记点的成像图片中各发光标记点的定位信息，确定在视觉传感器的视角中，交互笔在三维空间中的第一自由度姿态位置信息，并根据确定的第一自由度姿态位置信息，对方向传感器确定的交互笔在三维空间中的第二自由度姿态位置信息(基于方向传感器的视角)进行校准，得到精确度较高的第三自由度姿态位置信息，最后根据第三自由度姿态位置信息来确定交互笔在三维空间中的实际位置，从而有效提升了交互过程中定位的精确度和稳定性。

技术领域

本发明涉及虚拟现实交互技术领域，尤其涉及一种基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术

随着计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的发展，虚拟技术，如虚拟现实的人机交互、混合现实的人机交互成为了研究热点。虚拟技术的发展，大大促进了空间交互场合，如立体投影机、立体遥控器、三维(three dimensional，简称：3D)显示器等交互产品和服务的发展。

以3D显示器为例，目前市面上存在着大量不同尺寸的3D显示器，该类显示器非常适合小组多人同时使用观看立体事物，为了使得3D显示器能够在更多的人群中普及，减小用户购买成本，该类显示器大多没有提供专门的虚拟显示交互设备，如虚拟显示头盔或3D眼镜等，而是提供制备成本较低且可以应用于其他终端设备的交互手柄(大致分为带定位跟踪系统和不带定位跟踪系统)给用户使用。

但是，目前不带定位跟踪系统的交互手柄(相当于常见的空中鼠标，手柄操作仅仅依靠运动传感器)，仅能得到旋转自由度，无法得到高精度的位置定位，根本满足不了精准空间交互应用需求。而带定位跟踪系统的交互手柄，由于其设计初衷是为了配合虚拟显示头盔考虑，因而无法适用于空间桌面立体交互，尤其是桌面型近距离交互应用等场合。即现有产品多数都不能在一个空间内同时开启多个系统时，进行同时使用，这无法满足新型实验教室的应用场合。并且现有的产品大多是基于超声波原理实现定位，因而在交互过程中存在着延时高、精度低、稳定性差的问题，无法满足精准交互的要求。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质，旨在解决现有技术中无法支持桌面类产品多人同时共享，并且交互过程稳定性差、精确度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于交互笔的刚体定位方法，所述方法包括以下步骤：

接收视觉传感器采集的发光标记点的成像图片，所述发光标记点至少为一个，且各所述发光标记点不重叠的设置于交互笔上；

确定各所述发光标记点在所述成像图片中的坐标；

根据各所述发光标记点在所述成像图片中的坐标，确定所述交互笔在三维空间中的第一自由度姿态位置信息；

接收方向传感器采集的所述交互笔在三维空间中的第二自由度姿态位置信息，所述方向传感器设置于所述交互笔内，所述方向传感器的类型根据所述发光标记点的个数确定，所述方向传感器在所述交互笔内所处的位置根据所述发光标记点在所述交互笔上的位置确定；

根据所述第一自由度姿态位置信息，对所述第二自由度姿态位置信息进行校准，得到所述交互笔在三维空间中的第三自由度姿态位置信息；

根据所述第三自由度姿态位置信息，确定所述交互笔在三维空间中的位置，以实现对所述交互笔在虚拟场景中的实时定位和对虚拟场景中物体的交互。