[发明专利]一种基于光栅尺的VR头盔的移动延迟测量方法

权利要求书

1.一种基于光栅尺的VR头盔的移动延迟测量方法，其特征在于，使用的测量装置包括光敏传感器(1)、VR头盔(2)、载物台(3)、数控导轨(4)、导轨控制器(5)、光栅尺(6)以及上位机；光敏传感器(1)固定在VR头盔(2)的显示窗口上；光栅尺(6)沿数控导轨(4)的行程方向布置，用于反馈载物台(3)的实时位置至上位机；光栅尺(6)的量程等间隔分为多段，将各段依次赋予1和0的二进制编码值，即编码0和1间隔对应在各段上；将各段对应的二进制编码值与相邻两段之间的分隔位置作为编码位置数据集记录在上位机中；

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)从初始位置沿数控导轨(4)匀速运动，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，光栅尺(6)返回载物台(3)的实时位置信息并报给上位机，当光栅尺(6)返回每个间隔位置信息时，上位机根据存储的编码位置数据集，确定该间隔位置左、右两段对应的二进制编码值，并将左段为1、右段为0的间隔位置定义为1-0位置，将左段为0、右段为1的间隔位置定义为0-1位置；同时，每次感知到1-0位置或者0-1位置时，上位机读取在该位置时VR头盔(2)计算出的自身位置，并记录下来；

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)再次从初始位置开始匀速移动，VR头盔(2)计算当前自身位置；上位机同时开始记录光栅尺(6)返回的位置信息与光敏传感器(1)返回的数据；

步骤5、VR头盔(2)根据之前记录的所述位置数据集，结合VR头盔(2)计算的当前自身位置，VR头盔(2)显示对应的黑白画面，即：当计算的位置为1-0位置，向VR头盔(2)输出黑色图案；当计算的位置为0-1位置，向VR头盔(2)输出白色图案；VR头盔(2)显示窗口上的光敏传感器(1)在此过程中，感知VR头盔(2)镜头输出的黑白图像，当感知到白色图像时，光敏传感器(1)返回高电平，当感知到黑色图像时，光敏传感器(1)返回低电平，由此得到一组方波信号，称之为检测波形；

步骤6、与此同时，上位机根据光栅尺(6)返回的位置信息，在之前存储的编码位置数据集中查找各个间隔位置对应的二进制编码值，由此生成一组方波信号，作为参考波形，生成规则为：当二进制编码值为1时返回高电平，当二进制编码值为0时返回低电平；

步骤7、计算检测波形与参考波形的时间延迟Δt，即得到VR头盔(2)的时间延迟。

2.如权利要求1所述的一种基于光栅尺的VR头盔的移动延迟测量方法，其特征在于，所述步骤7中，对参考波形和检测波形进行线性拟合，然后进行采样，以获得更多数据量，具体方法为：

A、从左到右依次给光栅尺(6)量程各段的分界线赋予编号，则基于光栅尺(6)各段的二进制编码值获得的参考波形、与参考波形对应的检测波形的各个跳变沿也对应取得了编号；

B、以时间为x轴，编号为y轴建立坐标系，以参考波形方波跳变沿的时间信息为x坐标，以参考波形方波跳变沿的编号值为y坐标，以此在坐标系中绘制得到表征跳变沿编号和时间的离散点；同理，得到检测波形各跳变沿对应的离散点；

C、分别对两组离散点进行线性拟合，得到两条曲线，通过对y值进行设定步长的采样，得到同一y值下两曲线间x轴的坐标差值，即检测波形相对于参考波形的一个延迟时间数据；对y轴有效区间进行多次采样后，得到多个延迟时间数据并求取均值，即得到VR头盔(2)的精确时间延迟量。

3.如权利要求1或2所述的一种基于光栅尺的VR头盔的移动延迟测量方法，其特征在于，控制载物台(3)在数控导轨(4)上反复运动，获得多条参考波形和检测波形曲线，由此得到多个时间延迟Δt，取平均后，均值作为VR头盔(2)的精确时间延迟量。

4.如权利要求3所述的一种基于光栅尺的VR头盔的移动延迟测量方法，其特征在于，分别取光栅尺(6)两侧若干段作为信息头，并采用不同的编码方式。