[发明专利]一种虚拟现实头戴显示设备的移动延迟测量方法

摘要

本发明公开了一种虚拟现实头戴显示设备的移动延迟测量方法，采用导轨带动HMD运动，在导轨一侧设有光编码板，HMD运动过程中根据外设的光敏传感器感知光编码板上的黑白条纹并解算黑白条纹转换时刻的自身位置；HMD再次运动时，在黑白条纹转换的时刻给HMD输入对应的黑白图像，并用另一个光敏传感器感知黑白图像；根据两个光敏传感器感知黑白图像时输出的方波曲线，即可获得HMD的延迟时间；该方法使得HMD中的黑白图样与HMD的光编码图样能够进行虚实配准，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。

主权项

1.一种虚拟现实头戴显示设备的移动延迟测量方法，其特征在于，使用的测量装置包括第一光敏传感器(1)、头戴显示设备(2)、载物台(3)、数控导轨(4)、导轨控制器(5)、光编码板(6)以及第二光敏传感器(7)；数控导轨(4)的一侧放置光编码板(6)，光编码板(6)上设置有编码图形，编码图形为间隔排列的黑白条纹；数控导轨(4)的载物台(3)在导轨控制器(5)的控制下可沿轨道直线运动，第一光敏传感器(1)和头戴显示设备(2)固定在载物台(3)上，其中，第一光敏传感器(1)在跟随载物台(3)运动过程可感知光编码板(6)上的黑白条纹；第二光敏传感器(7)固定在头戴显示设备(2)的显示窗口上；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，头戴显示设备(2)实时计算自身位置；步骤2、在载物台(3)运动过程中，第一光敏传感器(1)感知光编码板(6)上的黑白条纹，在感知到黑条纹转变到白条纹，以及白条纹转变到黑条纹的转换时刻，头戴显示设备(2)计算出在各个转换时刻的自身位置，并记录下来；其中，自身位置包括两种：黑条纹转变到白条纹的位置定义为黑到白位置，白条纹转变到黑条纹的位置定义为白到黑位置；步骤3、完成运动后，得到一组头戴显示设备(2)的位置数据集；步骤4、控制载物台(3)再次从初始位置开始匀速移动，运动过程中头戴显示设备(2)实时计算自身位置，同时记录第一光敏传感器(1)与第二光敏传感器(7)返回的数据；步骤5、根据之前记录的位置数据集，头戴显示设备(2)结合计算的自身当前位置信息，头戴显示设备(2)显示对应的黑白画面，即：当计算的位置为白到黑位置，向头戴显示设备(2)输出黑色图案；当计算的位置为黑到白位置，向头戴显示设备(2)输出白色图案；其上的第二光敏传感器(7)在此过程中，感知头戴显示设备(2)镜头输出的黑白图像，当感知到白色图像时，第二光敏传感器(7)返回高电平，当感知到黑色图像时，第二光敏传感器(7)返回低电平；步骤6、与此同时，第一光敏传感器(1)在移动过程中感知光编码板(6)上的编码图形，感知到白色条纹时，第一光敏传感器(1)返回高电平，当感知到黑色条纹时，第一光敏传感器(1)返回低电平；步骤7、完成移动后，得到两组方波信号：由第一光敏传感器(1)返回的波形称之为参考波形，由第二光敏传感器(7)返回的波形称之为检测波形；步骤8、计算检测波形相对于参考波形的时间延迟Δt，即为头戴显示设备(2)的时间延迟。