CN106199066B - 智能终端的方向校准方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种虚拟现实技术领域，尤其涉及一种智能终端的方向校准方法和装置及虚拟现实设备，于虚拟现实设备于校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像初始方向值；于角度测量图像中确定与初始方向值对应的初始图像区域；在工作状态下，采集取景图像和方向传感器当前的第一方向值；通过计算取景图像于角度测量图像中的位置，来确定取景图像相对于初始图像的第二方向值；利用第二方向值来校准第一方向值。虚拟现实设备每次进入工作状态之前，方向传感器均会被校准，相当于每次使用均为方向传感器做“置零”处理，减少传感器采集的方向与用户的实际方向之间出现误差。
Description
技术领域
本发明实施例涉及一种虚拟现实技术领域，尤其涉及一种智能终端的方向校准方法和装置及虚拟现实设备。
背景技术
虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉和触觉等感官的模拟，让用户如同身临其境一般，向用户提供全方位的虚拟现实是多种技术的综合。虚拟现实眼镜是一种虚拟现实设备，佩戴虚拟现实眼镜可以将人对外界的视觉封闭，引导观看者产生一种身在虚拟环境中的感觉。虚拟现实眼镜已经愈发受到重视，从谷歌眼镜，到微软新推出的全息眼镜，这种在人眼前近距离显示的装置带给我们带来许多全新的体验。
现有技术中，虚拟现实眼镜的结构一般都是采用“透镜+屏幕”的成像方式，透镜在眼前2-3cm处，屏幕距透镜3-6cm，虚像成像在眼前25cm－50cm左右。头戴式显示设备是可以戴在头上显示的设备(Head Mounted Device,简称HMD)，采用“头盔+透镜+屏幕”的成像原理。
以头戴式虚拟现实设备举例，虚拟现实设备在使用时，虚拟现实设备根据用户头部的操作调整当前虚拟现实设备的显示图像，例如用户将头部向左旋转30°方向，虚拟现实设备调整的显示图像以使得用户能够观察到向左旋转30°的图像，提高用户的现场代入感。现有的虚拟现实设备均通过内部的传感器采集用户的头部操作，根据该采集数据调整显示图像，但是传感器在方向采集不能与用户的实际操作完全匹配，每次的方向采集均会出现误差，例如传感器每次采集的误差为±3°，当用户在原地旋转720°回到初始位置时，传感器因存在采集误差，进而导致传感器采集的方向与用户的实际方向之间出现误差，则虚拟现实设备显示图像与用户预期图像不匹配，且随着使用频率的增多和/或使用时间的延长，误差累积越来越大，其给使用者带来不好的体验，导致用户体验差。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明实施例提出一种智能终端的方向校准方法和装置及虚拟现实设备，旨在消除或者降低方向传感器的角度误差。
第一方面,本发明实施例提供了一种智能终端的方向校准方法，其中，所述智能终端中设有方向传感器，其中，应用于虚拟现实设备，包括：
在校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像，并采集所述方向传感器的初始方向值；
于所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；
在工作状态下，采集取景图像和所述方向传感器当前的第一方向值；
通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；
利用所述第二方向值来校准第一方向值。
优选地，上述的智能终端的方向校准方法，其中，所述角度测量图像采用摄像方式形成。
优选地，上述的智能终端的方向校准方法，其中，利用所述第二方向值来校准第一方向值，包括：
判断所述第一方向值是否匹配所述第二方向值，于所述第二方向值不匹配所述第一方向值的状态下计算误差角度；
判断所述误差角度是否匹配预设误差阈值范围；于所述误差角度不匹配所述误差阈值范围的状态下输出与所述误差角度匹配的一校准信号，根据所述校准信号校准所述第一方向值。
优选地，上述的智能终端的方向校准方法，其中，所述校准信号通过比例缩小所述误差角度方法计算形成。
优选地，上述的智能终端的方向校准方法，其中，根据所述校准信号通过替代赋值方法计算形成。
优选地，上述的智能终端的方向校准方法，其中，根据所述校准信号采用迭代式修正方法计算形成。
第二方面，本发明实施例还提供了一种智能终端的方向校准装置，所述智能终端中设有方向传感器，其中，应用于虚拟现实设备，包括：
角度测量图像采集单元，用于在校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像，
初始方向采集单元，用于在校准设置状态下，采集所述方向传感器的初始方向值；
初始图像获取单元，用于在所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；
取景单元，用于在工作状态下，采集取景图像
读取单元，用于在工作状态下，读取所述方向传感器当前的第一方向值；
计算单元，用于通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；
校准单元，利用所述第二方向值来校准第一方向值。
优选地，上述的智能终端的方向校准装置，其中，所述角度测量图像采用摄像方式形成。
优选地，上述的智能终端的方向校准装置，其中，所述校准单元包括：
第一判断器，用于判断所述第一方向值是否匹配所述第二方向值，并形成第一判断结果输出；
计算器，用以于所述判断结果为所述第二方向值不匹配所述第一方向值的状态下计算误差角度；
第二判断器，用以于判断所述误差角度是否匹配预设误差阈值范围；并形成第二判断结果输出；
校准信号形成器，用以于所述第二判断结果为所述误差角度不匹配所述误差阈值范围的状态下输出与所述误差角度匹配的一校准信号输出，
校准器，根据所述校准信号校准所述第一方向值。
第三方面,本发明实施例还提供了一种虚拟现实设备，其中，包括本发明任意实施例所提供所述智能终端的方向校准装置。
优选地，上述的一种虚拟现实设备，其中，所述虚拟现实设备为头盔，所述智能终端的方向校准装置集成于所述头盔中，或集成于与所述头盔连接的智能终端中。
本本发明实施例中，于所述虚拟现实设备于校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像初始方向值；于所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；在工作状态下，采集取景图像和所述方向传感器当前的第一方向值；通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；第二方向值采用图像定位方式分析获取，第二方向值为传感器当前的实际物理旋转方向值，利用所述第二方向值来校准第一方向值。虚拟现实设备每次进入工作状态之前，方向传感器均会被校准，相当于每次使用均为方向传感器做“置零”处理，减少传感器采集的方向与用户的实际方向之间出现误差，使得虚拟现实设备显示图像匹配用户预期图像，其给使用者带来更好的体验。
附图说明
图1是本发明实施例中的智能终端的方向校准方法流程图；
图2是本发明实施例中的角度测量图像示意图；
图3是本发明实施例中的智能终端的方向校准方法流程图；
图4是本发明实施例中的智能终端的方向校准装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的智能终端的方向校准方法的流程图，本实施例可适用于虚拟现实设备中，该方法可以由虚拟现实设备中的传感器的校准装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的形式来实现。该装置可以集成于虚拟现实设备中，也可以集成于虚拟现实设备所连接的智能终端中。
本实施例所提供的智能终端的方向校准方法，其中，所述智能终端中设有方向传感器，应用于虚拟现实设备，包括：
步骤S1、在校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像，并采集所述方向传感器的初始方向值；进一步地，所述角度测量图像采用摄像方式形成。预定轴线可为与所述方向传感器所处水平面的正交垂直线。
本步骤，虚拟现实设备可以调用自身的摄像头，或调用与其相连的智能终端的摄像头，进行拍摄以所得到的角度测量图像。
步骤S2、于所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；
步骤S3、在工作状态下，采集取景图像和所述方向传感器当前的第一方向值；
步骤S4、通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；
步骤S5、利用所述第二方向值来校准第一方向值。
本发明实施例提供了智能终端的方向校准方法，于每次虚拟现实设备工作于校准设置状态下，虚拟现实设备内的校准程序均优先获取角度测量图像，该角度测量图像根据虚拟现实设备当前所处位置形成，故该角度测量图像仅在当前所处位置，当虚拟现实设备所处位置发生变化时，虚拟现实设备需要重新生成角度测量图像。
于所述虚拟现实设备在工作状态下，采集取景图像和所述方向传感器当前的第一方向值；通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；根据所述第二方向值来校准第一方向值。
本本发明实施例中，于所述虚拟现实设备于校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像初始方向值；于所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；在工作状态下，采集取景图像和所述方向传感器当前的第一方向值；通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；第二方向值采用图像定位方式分析获取，第二方向值为传感器当前的实际物理旋转方向值，利用所述第二方向值来校准第一方向值。虚拟现实设备每次进入工作状态之前，方向传感器均会被校准，相当于每次使用均为方向传感器做“置零”处理，减少传感器采集的方向与用户的实际方向之间出现误差，使得虚拟现实设备显示图像匹配用户预期图像，其给使用者带来更好的体验。
本申请还提出一种智能终端的方向校准方法，即于所述虚拟现实设备进入工作状态之前，均对方向传感器做初始化设置。但是此种方式容易导致虚拟现实功耗较大，且运行效率降低。
具体地，图2为本实施例中角度测量图像示意图，以二维平面图为例，以同一水平面的360°图像解释。且虚拟现实设备处于同一位置获取所需图像。首先，于所述虚拟现实设备在校准设置状态下后，以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像，在采集360°图像过程中可通过摄像方法获得，拍摄过程中记录每个取景图像的角度，其次于所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域，此处以所述初始方向值对应的初始图像区域为图像A，其中图像A相对于摄像头的偏转角度为初始方向值(此处设初始方向值为0°)，即图3中，-180°至180°图像，虚拟现实设备于-180°状态下获得图像D，虚拟现实设备于-90°状态下获得图像B，虚拟现实设备于90°状态下获得图像C，虚拟现实设备于180°状态下获得图像E，根据360°图像、0°初始方向值、图像A形成角度测量图像。
在虚拟现实设备在工作状态下，采集取景图像和所述方向传感器当前的第一方向值，例如，实时的取景图像为图像F，根据图像F于角度测量图像中查询与图像F相匹配的目标图像，计算目标图像相对于初始方向值及图像A的旋转角度，即确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；利用所述第二方向值来校准第一方向值。
实施例三
为了提高虚拟现实设备整体的运行速度，对于方向传感器的较小误差且不影响整体显示效果的情况下，采用“容忍”此类较小误差，旨在提高虚拟现实设备整体的运行效率。具体的，图3是本发明实施例中的智能终端的方向校准方法流程图；
于执行步骤S5、利用所述第二方向值来校准第一方向值中，包括：
步骤S51、判断所述第一方向值是否匹配所述第二方向值，于所述第二方向值不匹配所述第一方向值的状态下计算误差角度；
步骤S52、判断所述误差角度是否匹配预设误差阈值范围；于所述误差角度不匹配所述误差阈值范围的状态下输出与一误差角度匹配的所述校准信号，根据所述校准信号校准所述第一方向值。
通过预制的误差阈值范围，当误差角度不匹配误差阈值范围状态下校准所述方向传感器，当误差角度匹配误差阈值范围状态时，则对于此类误差进行容忍，提高虚拟现实设备的开启速度。
进一步地，列举几种矫正方式：具体的，根据所述校准信号采用比例缩小误差方式校准所述传感器，和/或所述传感器的采集角度赋值为所述旋转角度，和/或根据所述校准信号采用迭代式修正方式调整所述传感器。
实施例五
图4为本发明实施例五提供智能终端的方向校准装置的结构示意图，具体地，该装置包括：角度测量图像采集单元41、初始方向采集单元42、初始图像获取单元43、取景单元44、读取单元45、计算单元46、校准单元47；
其中，角度测量图像采集单元41，用于在校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像，进一步地，所述角度测量图像采用摄像方式形成。
初始方向采集单元42，用于在校准设置状态下，采集所述方向传感器的初始方向值；
初始图像获取单元43，用于在所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；
取景单元44，用于在工作状态下，采集取景图像
读取单元45，用于在工作状态下，读取所述方向传感器当前的第一方向值；
计算单元46，用于通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；
校准单元47，利用所述第二方向值来校准第一方向值。
一种智能终端的方向校准装置，其工作原理为：在校准设置状态下角度测量图像采集单元41，初始方向采集单元42采集所述方向传感器的初始方向值；初始图像获取单元43用于在所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；在工作状态下取景单元44采集取景图像，读取单元45读取所述方向传感器当前的第一方向值；计算单元46通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；校准单元47，利用所述第二方向值来校准第一方向值。
作为进一步优选方案，于上述技术方案基础之上，所述校准单元47包括：
第一判断器，用于判断所述第一方向值是否匹配所述第二方向值，并形成第一判断结果输出；
计算器，用以于所述判断结果为所述第二方向值不匹配所述第一方向值的状态下计算误差角度；
第二判断器，用以于判断所述误差角度是否匹配预设误差阈值范围；并形成第二判断结果输出；
校准信号形成器，用以于所述第二判断结果为所述误差角度不匹配所述误差阈值范围的状态下输出与所述误差角度匹配的一校准信号输出，
校准器，根据所述校准信号校准所述第一方向值。
本发明实施例还提供了一种虚拟现实设备，其中，包括本发明任意实施例所提供所述智能终端的方向校准装置。
作为进一步优先实施方案，于上述技术方案基础之上，所述虚拟现实设备为头盔，所述智能终端的方向校准装置集成于所述头盔中，或集成于与所述头盔连接的智能终端中。
上述产品或装置可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
虽然本发明的各个方面在独立权利要求中给出，但是本发明的其它方面包括来自所描述实施方式的特征和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的组合，而并非仅是权利要求中所明确给出的组合。
这里所要注意的是，虽然以上描述了本发明的示例实施方式，但是这些描述并不应当以限制的含义进行理解。相反，可以进行若干种变化和修改而并不背离如所附权利要求中所限定的本发明的范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种智能终端的方向校准方法，其中，所述智能终端中设有方向传感器，其特征在于，应用于虚拟现实设备，包括：
在校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像，并采集所述方向传感器的初始方向值；
于所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；
在工作状态下，采集取景图像和所述方向传感器当前的第一方向值；
通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；
利用所述第二方向值来校准第一方向值，具体包括判断所述第一方向值是否匹配所述第二方向值，于所述第二方向值不匹配所述第一方向值的状态下计算误差角度；
判断所述误差角度是否匹配预设误差阈值范围；于所述误差角度不匹配所述误差阈值范围的状态下输出与所述误差角度匹配的一校准信号，根据所述校准信号校准所述第一方向值。
2.根据权利要求1所述的智能终端的方向校准方法，其特征在于，所述角度测量图像采用摄像方式形成。
3.根据权利要求1所述的一种智能终端的方向校准方法，其特征在于，所述校准信号通过比例缩小所述误差角度方法计算形成。
4.根据权利要求1所述的一种智能终端的方向校准方法，其特征在于，根据所述校准信号通过替代赋值方法计算形成。
5.根据权利要求1所述的一种智能终端的方向校准方法，其特征在于，根据所述校准信号采用迭代式修正方法计算形成。
6.一种智能终端的方向校准装置，所述智能终端中设有方向传感器，其特征在于，应用于虚拟现实设备，包括：
角度测量图像采集单元，用于在校准设置状态下，获取以预定轴线旋转拍摄所得到的角度测量图像，
初始方向采集单元，用于在校准设置状态下，采集所述方向传感器的初始方向值；
初始图像获取单元，用于在所述角度测量图像中确定与所述初始方向值对应的初始图像区域；
取景单元，用于在工作状态下，采集取景图像
读取单元，用于在工作状态下，读取所述方向传感器当前的第一方向值；
计算单元，用于通过计算所述取景图像于所述角度测量图像中的位置，来确定所述取景图像相对于所述初始图像的第二方向值；
校准单元，利用所述第二方向值来校准第一方向值，具体包括：
第一判断器，用于判断所述第一方向值是否匹配所述第二方向值，并形成第一判断结果输出；
计算器，用以于所述判断结果为所述第二方向值不匹配所述第一方向值的状态下计算误差角度；
第二判断器，用以于判断所述误差角度是否匹配预设误差阈值范围；并形成第二判断结果输出；
校准信号形成器，用以于所述第二判断结果为所述误差角度不匹配所述误差阈值范围的状态下输出与所述误差角度匹配的一校准信号输出，
校准器，根据所述校准信号校准所述第一方向值。
7.根据权利要求6所述的智能终端的方向校准装置，其特征在于，所述角度测量图像采用摄像方式形成。
8.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括权利要求6～7任一项所述智能终端的方向校准装置。
9.根据权利要求8所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备为头盔，所述智能终端的方向校准装置集成于所述头盔中，或集成于与所述头盔连接的智能终端中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190924 Termination date: 20200708 |
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