[发明专利]VR系统及其定位追踪方法

权利要求书

1.一种VR系统，包括头戴显示器和手柄，其特征在于，所述头戴显示器包括第一惯性传感器、第一处理器和多个第一拍摄装置，所述手柄包括第二惯性传感器和多个第二拍摄装置，所述第一拍摄装置采集头戴显示器坐标系的外部环境图像，所述第一惯性传感器采集头戴显示器的惯性数据，所述第二拍摄装置采集手柄坐标系的外部环境图像，所述第二惯性传感器采集手柄的惯性数据，所述第一处理器通过头戴显示器的惯性数据和第一拍摄装置拍摄的头戴显示器坐标系的外部环境图像获得头戴显示器在世界坐标系下的6DOF数据，通过第二拍摄装置拍摄的手柄坐标系的外部环境图像和第二惯性传感器采集的手柄的惯性数据获得手柄在世界坐标系下的6DOF数据，生成头戴显示器上手柄端的6DOF数据。

2.如权利要求1所述的VR系统，其特征在于，还包括第一时间同步模块，将头戴显示器作为主设备，手柄作为从设备，通过数据信号在主设备和从设备之间的传输获得头戴显示器和手柄的时间偏差，实现头戴显示器和手柄的时间同步。

3.如权利要求2所述的VR系统，其特征在于，所述头戴显示器还包括第一无线传输模块，所述手柄还包括第二无线传输模块，在物理层解析和回复数据信号。

4.如权利要求3所述的VR系统，其特征在于，所述第一无线传输模块在T1时刻发送同步信号，第二无线传输模块在T2时刻接收到同步信号，第一无线传输模块将包含T1时刻的主设备数据包发送到从设备；延时设定时间后，在T3时刻，第二无线传输模块将包含T3时刻的从设备数据包发送给主设备，在T4时刻，主设备接收到从设备数据包；第一无线传输模块将包含T4时刻主设备数据包发送给从设备；所述第一时间同步模块通过下式获得头戴显示器和手柄的时间偏差T0

T0＝(T2-T1-T4+T3)/2。

5.如权利要求2所述的VR系统，其特征在于，还包括第二时间同步模块，通过时间戳对头戴显示器和手柄进行时间同步，所述第二时间同步模块包括：

第一时间戳添加单元，按照曝光中心点时刻在第一拍摄装置采集的外部环境图像添加第一时间戳；

第二时间戳添加单元，按照曝光中心点时刻在第二拍摄装置采集的外部环境图像添加第二时间戳；

第一时间同步单元，通过第一时间戳和第二时间戳的统一对头戴显示器和手柄进行时间同步。

6.如权利要求5所述的VR系统，其特征在于，所述第二时间同步模块还包括：

第三时间戳添加单元，基于数据中断在第一惯性传感器采集的头戴显示器的惯性数据中添加第三时间戳，所述第三时间戳减去第一惯性传感器的延时获得误差修正后的第三时间戳；

第四时间戳添加单元，基于数据中断在第二惯性传感器采集的手柄的惯性数据中添加第四时间戳，所述第四时间戳减去第二惯性传感器的延时获得误差修正后的第四时间戳；

所述误差修正后的第三时间戳和误差修正后的第四时间戳包含在数据信号中，通过第一时间同步模块对头戴显示器和手柄进行时间同步。

7.如权利要求4所述的VR系统，其特征在于，还包括第三时间同步模块，根据图像传输延时对头戴显示器和手柄进行时间同步，根据第二拍摄装置采集的环境图像的灰度图像评估第二无线传输模块和第一无线传输模块之间的图像传输延时。

8.如权利要求4所述的VR系统，其特征在于，所述第一拍摄装置和第二拍摄装置为鱼眼相机。