[发明专利]用于追踪和渲染虚拟对象的追踪系统及用于其的操作方法

说明书

本发明提供一种用于追踪和渲染虚拟对象的追踪系统以及用于其的操作方法。该方法包含：发射多个请求无线信号；响应于由标记装置接收到请求无线信号，由标记装置发射多个对应的响应无线信号；响应于由锚阵列接收到响应无线信号，根据请求无线信号和响应无线信号来计算标记装置与锚阵列的多个锚装置中的每一个之间的多个距离，且相应地计算标记装置的绝对坐标；以及响应于通过处理器将标记装置的绝对坐标识别为在虚拟空间的所见空间中，根据标记装置的绝对坐标来将对应于实体对象的虚拟对象渲染到所见空间中。

相关申请的交叉参考

本申请主张2018年4月16日申请的美国临时申请第62/657，936号的优先权权益。上文所提及的专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中且作为本说明书的一部分。

技术领域

本公开涉及一种追踪系统，且更确切地说，涉及包括可穿戴式电子装置和安置于实体对象中的一或多个标记装置的追踪系统以及用于其的操作方法。

背景技术

虚拟现实(Virtual reality；VR)、增强现实(Augmented reality；AR)或混合现实(Mixed reality；MR)可通过使用户在完全虚拟世界中“活动”或与所见空间中所渲染的虚拟内容进行交互来为用户提供全新的体验，所述所见空间通过相关VR、AR或MR系统的计算机而混合有现实世界场景和虚拟内容。此外，用户可使用一或多个握持实体对象(例如，配件或控制器)，通过控制和/或移动实体对象来执行与由相关VR、AR或MR系统生成的虚拟内容的交互，且VR、AR或MR系统可追踪所述实体对象的位置且将对应虚拟对象相应地渲染到所见空间(the seen space)中。

发明内容

由本发明提供的追踪系统和操作方法能够发射多个请求无线信号且接收由安置于实体对象中的一或多个标记装置发射的多个对应的响应信号，分析那些无线信号的时间差以获得虚拟空间中的一或多个标记装置中的每一个的绝对坐标，以便根据一或多个标记装置的绝对坐标来将对应于实体对象的虚拟对象相应地渲染到虚拟空间中。

根据本发明的概念，提供一种追踪系统。追踪系统包含可穿戴式电子装置和标记装置。可穿戴式电子装置包含锚阵列、处理器以及显示装置。标记装置安置于实体对象中。锚阵列配置成将多个请求无线信号发射到标记装置，其中请求无线信号中的每一个包含请求无线信号中的每一个的发射时间。响应于由标记装置接收到请求无线信号，标记装置配置成将多个对应的响应无线信号发射到锚阵列。响应于由锚阵列接收到响应无线信号，处理器配置成根据请求无线信号和响应无线信号来计算标记装置与锚阵列的多个锚装置中的每一个之间的多个距离。此外，处理器配置成根据距离来计算标记装置的相对坐标且根据相对坐标和可穿戴式电子装置的参考点的参考坐标来计算标记装置的绝对坐标，其中参考坐标是对应于可穿戴式电子装置的在虚拟空间中的参考点的绝对坐标。此外，响应于由处理器将标记装置的绝对坐标识别为在虚拟空间的所见空间中，处理器配置成指示显示装置根据标记装置的绝对坐标将对应于实体对象的虚拟对象渲染到所见空间中。

根据发明的另一概念本，提供一种适用于追踪系统的操作方法，其中追踪系统包括可穿戴式电子装置和安置于实体对象中的标记装置。方法包含：通过可穿戴式电子装置的锚阵列来发射多个请求无线信号，其中请求无线信号中的每一个包含请求无线信号中的每一个的发射时间；响应于由标记装置接收到请求无线信号，由标记装置发射多个对应的响应无线信号；响应于由锚阵列接收到响应无线信号，根据请求无线信号和响应无线信号来由可穿戴式电子装置的处理器计算标记装置与锚阵列的多个锚装置中的每一个之间的多个距离；根据所述距离来由处理器计算标记装置的相对坐标；根据相对坐标和可穿戴式电子装置的参考点的参考坐标来由处理器计算标记装置的绝对坐标，其中参考坐标是对应于可穿戴式电子装置的在虚拟空间中的参考点的绝对坐标；以及响应于由处理器将标记装置的绝对坐标识别为在虚拟空间的所见空间中，根据标记装置的绝对坐标来由可穿戴式电子装置的显示装置将对应于实体对象的虚拟对象渲染到所见空间中。