[发明专利]一种基于激光管的VR头盔的移动延迟测量方法

说明书

本发明公开了一种基于激光管的VR头盔的移动延迟测量方法，采用导轨带动VR头盔运动，在导轨一侧设置激光管，并对激光管进行编码；通过光敏传感器获得激光管的光信号，VR头盔运动过程中解算各个激光管位置处的自身位置；VR头盔再次运动时，在激光管位置处给VR头盔输入对应的黑白图像，并用光敏传感器感知黑白图像；根据激光管编码获得的方波曲线以及光敏传感器感知黑白图像时输出的方波曲线，即可获得VR头盔的延迟时间；该方法使得VR头盔中的黑白图样与VR头盔的激光管编码能够进行虚实配准，不再有早期方法中手动对齐波形带来的误差；通过往返多次测量以及线性拟合的方式，极大的增加了测试数据样本，使得数据的期望更接近于真实的延迟时间。

技术领域

本发明属于虚拟现实设备技术领域，具体涉及一种基于激光管的VR头盔的移动延迟测量方法。

背景技术

VR头盔的延迟时间与用户的使用体验息息相关，如果时间稍大则可能会引发使用者产生“晕动症”症状。文献“Luca M D.New Method to Measure End-to-End Delay ofVirtual Reality[M].MIT Press,2010.”提出了一个延迟测量的简易方案，如图1(a)所示，在VR头盔外壳与视窗上各固定一个光敏传感器，在显示屏与VR头盔中都显示出一个灰度渐变的测试图，然后将外壳上的光敏传感器紧贴显示屏，令VR头盔紧贴显示屏并沿着灰度变化方向往复运动，记录下两个传感器返回的波形(图1(b))。通过计算两个波形之间的相位差，得到该VR头盔的延迟时间。该方法的缺陷是，需要手动移动，移动过程中的抖动等会给后边的信号处理引入许多噪声；使用手动对齐频域波形的方法解决虚拟空间中图样与显示屏中图样不同步引入的误差，依靠肉眼判断，对于延迟时间这种微小的时间，这种方法有时不仅不能消除误差，反而会引入新的误差；该测试方法对于头盔有VR头盔，需要其能在如此多遮蔽的情况下计算自身的位置数据，这对许多VR头盔的跟踪方案是不友好的；所得到的数据有较大的方差，其不稳定性决定其不能够被用来制作测量仪器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于激光管的VR头盔的移动延迟测量方法，可以通过简单的设备准确测量VR头盔的移动延迟。

一种基于激光管的VR头盔的移动延迟测量方法，使用的测量装置包括第一光敏传感器(1)、VR头盔(2)、载物台(3)、数控导轨(4)、导轨控制器(5)、激光管(6)、第二光敏传感器(7)以及上位机；所述激光管(6)有多个，等间距排成一列并固定在导轨(4)的一侧，由此将导轨(4)的行程等间隔分割成多段，将各段依次赋予1和0的二进制编码值；将各段对应的编码值与各激光管(6)在导轨(4)行程中的位置作为编码位置数据集记录在上位机中；VR头盔(2)固定在导轨(4)的载物台(3)上，第二光敏传感器(7)固定在VR头盔(2)的显示窗口上；第一光敏传感器(1)固定在载物台(3)上，敏感面朝下，并可在随载物台(3)在导轨(4)上移动过程中依次对准各个激光管(6)，探测激光管(6)的光信号；

所述移动延迟测量方法具体步骤如下：

步骤1、先控制载物台(3)从零点沿数控导轨(4)匀速运动，在此过程中VR头盔(2)时刻计算自身位置；

步骤2、在载物台(3)运动过程中，在第一光敏传感器(1)接收到各激光管(6)信号的时刻，VR头盔(2)计算出在各个时刻的自身位置并记录，记录的自身位置分为两种：其中，根据导轨(4)行程的各分段对应的编码值，在接收每个激光管(6)信号时，如果该激光管(6)左段对应的编码值为1，则此时VR头盔(2)的自身位置类别为1-0位置；反之，如果左段为0，则此时VR头盔(2)的自身位置类别为0-1位置；

步骤3、完成整个运动后，最终得到一组VR头盔(2)的位置数据集；

步骤4、然后控制载物台(3)再次从零点开始移动，VR头盔(2)时刻计算自身位置，同时开记录第一光敏传感器(1)与第二光敏传感器(7)返回的数据；