CN108061879A - 空间定位方法、装置、电子设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种空间定位方法、装置、电子设备及系统，该方法包括：电子设备分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间。根据第一时间计算水平扫描信号扫描过的第一角度，根据第二时间计算竖直扫描信号扫描过的第二角度。进而根据M个信号接收器各自的第一角度和第二角度以及两两信号接收器之间的预设距离值计算出每个信号接收器在空间中的位置。再根据被扫描到的每个信号接收器的位置确定电子设备的位置。上述过程可以理解为一种利用光信号定位的方法，并未涉及任何拍摄图像以及图像处理的操作，使得定位结果不再受限于图像处理算法以及拍摄设备，提高了空间定位的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种空间定位方法、装置、电子设备及系统。
背景技术
近几年，虚拟现实技术已经越来越深入到人们的生活中。一种常见的使用场景：用户可以通过使用虚拟现实系统中的游戏手柄实现与虚拟现实场景中的物体进行交互，增强用户互动的真实感，达到身临其境的感觉。
在现有技术中，通常是通过确定游戏手柄在物理空间中的位置，再将此位置映射至头戴式显示设备内显示的虚拟场景中，从而实现与虚拟现实场景中物体互动的效果。因此，互动效果的精准性就与确定出的游戏手柄在物理空间中的位置密切相关。
现有技术中常用的定位方法包括单目或双目光学定位法。但这两种方法实质上都可以理解为一种通过图像处理的方式来实现定位的方法。而上述定位方法定位结果的准确性很大程度上取决于拍摄设备拍摄到图像的分辨率高低以及图像处理结果的准确性。当拍摄设备拍摄到的图像分辨率较低或者图像处理算法准确性不高时，则会大大影响定位结果的准确性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种空间定位方法、装置、电子设备及系统，通过几何计算方式进行空间定位，用以提高定位的准确性。
本发明实施例提供一种空间定位方法，包括：
分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间，其中，M≥4；
根据所述第一时间确定所述水平扫描信号扫描过的第一角度；
根据所述第二时间确定所述竖直扫描信号扫描过的第二角度；
根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及所述M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算所述M个信号接收器的位置；
根据所述M个信号接收器的位置确定配置有所述M个信号接收器的电子设备的位置。
可选地，在所述分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间之后，所述方法还包括：
获取信号接收器接收到的所述水平扫描信号以及所述竖直扫描信号的信号参数；
若所述信号参数与所述预设信号参数相同，则执行所述根据所述第一时间确定所述水平扫描信号扫描过的第一角度的步骤。
可选地，所述根据所述第一时间确定所述水平扫描信号扫描过的第一角度，包括：
根据以下公式确定所述M个信号接收器中任一信号接收器的第一角度：α＝ω1(t2-t1)
其中，ω1为水平扫描信号的扫描速度，t1为水平扫描周期的开始时间，t2为所述M个信号接收器中任一信号接收器接收水平扫描信号的第一时间；
所述根据所述第二时间确定所述竖直扫描信号扫描过的第二角度，包括：
根据以下公式确定所述M个信号接收器中任一信号接收器的第二角度：β＝ω2(t4-t3)
其中，ω2为竖直扫描信号的扫描速度，t3为竖直扫描周期的开始时间，t4为M个信号接收器中任一信号接收器接收竖直扫描信号的第二时间。
可选地，所述根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及所述M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算所述M个信号接收器的位置，包括：
根据所述M个信号接收器预设的器件标识从配置文件中查询两两信号接收器之间的预设距离值；
根据所述预设距离值以及所述M个信号接收器的在预设空间坐标系中的位置坐标建立以下方程组：
其中，M个信号接收器预设的器件标识分别为1，2…M，两两信号接收器之间的距离值分别为d12,d23…dM-1M，M个信号接收器中任一信号接收器的位置坐标为(xi,yi,zi)，(xi,yi,zi)可以表示为(tanβi·zi,tanαi·tanβi·zi,zi),i＝1,…,M，αi，βi为所述M个信号接收器中任一信号接收器第一角度和第二角度。
求解所述方程组，以确定所述M个信号接收器的位置坐标。
可选地，所述根据所述M个信号接收器的位置确定配置有所述M个信号接收器的电子设备的位置，包括：
分别根据所述M个信号接收器的位置与所述M个信号接收器各自对应的预设重心权重值确定所述电子设备的位置。
可选地，在所述根据所述M个信号接收器的位置确定配置有所述M个信号接收器的电子设备的位置之后，所述方法还包括：
将定位出的所述电子设备的位置发送至头戴式显示设备，以使所述头戴式显示设备根据所述位置在虚拟现实场景中的相应位置显示与所述电子设备对应的虚拟图像。
本发明实施例提供一种空间定位装置，包括：
时间获取模块，用于分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间，其中，M≥4；
角度确定模块，用于根据所述第一时间确定所述水平扫描信号扫描过的第一角度，以及根据所述第二时间确定所述竖直扫描信号扫描过的第二角度；
第一位置确定模块，用于根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及所述M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算所述M个信号接收器的位置；
第二位置确定模块，用于根据所述M个信号接收器的位置确定配置有所述M个信号接收器的电子设备的位置。
本发明实施例提供一种电子设备，包括：处理器，以及分别与所述处理器连接的存储器以及信号接收器；
所述存储器，用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令供所述处理器调用执行；
所述处理器，用于执行所述一条或多条计算机指令以上述空间定位方法中的任意一种方法；
所述信号接收器，用于接收光源发射的水平扫描信号和竖直扫描信号。
可选地，所述设备还包括：
数据传输接口，用于所述电子设备与其他电子设备进行数据传输。
本发明实施例提供一种空间定位系统，包括：光源以及上述电子设备；
所述光源，用于发射水平扫描信号和竖直扫描信号。
本发明实施例提供的空间定位方法、装置、电子设备及系统，电子设备中配置有多个信号接收器，电子设备分别获取被扫描到的M个信号接收器接收到水平扫描信号的第一时间以及接收到竖直扫描信号的第二时间。电子设备根据第一时间计算水平扫描信号扫描过的第一角度，根据第二时间计算竖直扫描信号扫描过的第二角度。进而根据每个被扫描到的信号接收器的第一角度和第二角度以及被扫描到的两两信号接收器之间的预设距离值计算出每个信号接收器在空间中的位置。最终，电子设备再根据被扫描到的每个信号接收器的位置确定配置有此信号接收器的电子设备在空间中的位置。上述定位电子设备的过程可以理解为一种利用光信号定位的方法，其中并未涉及任何拍摄图像以及图像处理的操作，使得定位结果不再受限于图像处理算法以及电子设备之外的其他的拍摄设备，提高了空间定位的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的空间定位方法实施例一的流程图；
图2为本发明实施例提供的空间定位方法实施例二的流程图；
图3a为本发明实施例提供的任一信号接收器所在位置在预设坐标系中的立体示意图；
图3b为本发明实施例提供的任一信号接收器的第一角度在预设坐标系中的平面示意图；
图3c为本发明实施例提供的任一信号接收器的第二角度在预设坐标系中的平面示意图；
图4为本发明实施例提供的空间定位装置实施例一的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的空间定位装置实施例二的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的电子设备实施例一的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的空间定位系统实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
在进行电子设备的定位之前，可以在预设空间的预设位置放置一个配置有至少一个光信号发射器的光源。光源放置完成后再开始进行电子设备的定位。
以一个实际应用场景为例，预设空间可以为一个房间，预设位置可以是房间的高处，也即是可以在房间的高处放置一个光源。光源上设置有至少一个信号发射器，每个信号发射器可以沿水平方向或者竖直方向移动，用于发射出水平扫描信号或者竖直扫描信号，此水平扫描信号或者竖直扫描信号都可以扫描到房间内的任一角落。可选地，在实际应用中，信号发射器一般设置为2个，扫描信号可以是红外光信号。然后，信号发射器在进行扫描的过程中会扫描到位于房间中某一位置的电子设备。此时，电子设备便可以利用光源发出的扫描信号以及自身内部预先配置的多个信号接收器来对自身进行定位。其中，电子设备可以是与头戴式虚拟现实设备配套的游戏手柄或者是其他具有定位需求的电子设备。
基于上述描述，图1为本发明实施例提供的空间定位方法实施例一的流程图，本实施例提供的该空间定位方法的执行主体可以为电子设备，如图1所示，该方法包括如下步骤：
S101，分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间，其中，M≥4。
在确定需要对电子设备进行定位后，首先，可选地，可以通过人为操作的方式开启光源，也可以是光源响应于被定位电子设备的开启信号自动开启光源。然后，光源中的多个信号发射器会分别发射水平扫描信号和竖直扫描信号。可选地，多个信号发射器的个数可以是2个，用于分别发射水平扫描信号和竖直扫描信号。可选地，水平扫描信号和竖直扫描信号的发射可以是交替进行的，并且两种扫描信号的扫描周期可以是相同或不同的预设时长。
需要说明的是，本实施例以及下述实施例是以先水平扫描再竖直扫描的顺序为例描述如何对电子设备进行定位的。但本发明并不限定水平扫描与竖直扫描的先后顺序，可以实际情况选择相应的顺序进行扫描。
在配置于电子设备内的多个信号接收器中有M个信号接收器先后被水平扫描信号和竖直扫描信号扫描过后，电子设备可以直接获取此M个被扫描到的信号接收器接收到水平扫描信号的第一时间以及接收到竖直扫描信号的第二时间。同时电子设备还会对第一时间和第二时间添加一个器件标识，此器件标识用以表示接收到的多个第一时间以及多个第二时间是分别对应于M个信号接收器中的哪个信号接收器。其中，为了保证后续电子设备能够被成功定位，需要使被扫描到的信号接收器的个数是大于或等于4的，即M≥4。
S102，根据第一时间确定水平扫描信号扫描过的第一角度。
S103，根据第二时间确定竖直扫描信号扫描过的第二角度。
由于光源上设置有至少一个信号发射器，每个信号发射器可以沿水平方向或者竖直方向移动，用于发射出水平扫描信号或者竖直扫描信号。因此，当电子设备中的M个信号接收器分别被水平扫描信号以及竖直扫描想信号扫描过后，M信号接收器会产生各自的第一角度和第二角度。
以水平方向为例，第一角度可以理解为从水平扫描周期的开始时间对应的水平扫描信号的角度与第一时间对应水平扫描信号的角度之间的夹角。竖直方向与水平方类似，第二角度可以理解为从竖直扫描周期的开始时间对应的竖直扫描信号的角度与第二时间对应竖直扫描信号的角度之间的夹角。
因此，可以根据水平信号的预设扫描速度、水平扫描周期的开始时间以及M个信号接收器中任一信号接收器接收水平扫描信号的第一时间确定M个信号接收器中任一信号接收器的第一角度。
类似地，也可以根据竖直信号的预设扫描速度、竖直扫描周期的开始时间以及M个信号接收器中任一信号接收器接收竖直扫描信号的第二时间确定M个信号接收器中任一信号接收器的第二角度。
其中，由于水平扫描信号的扫描周期以及竖直扫描信号的扫描周期都是预先设置好的，因此，电子设备也很容易得到水平扫描周期的开始时间以及竖直扫描周期的开始时间。
S104，根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算M个信号接收器的位置。
S105，根据M个信号接收器的位置确定配置有M个信号接收器的电子设备的位置。
在确定出M个信号接收器各自的第一角度和第二角度之后，可选地，确定出的M个信号接收器的位置以及电子设备的位置都可以以坐标的形式表示的，例如，M个信号接收器中任一信号接收器在预设坐标系中的位置坐标可以表示为(xi,yi,zi)，可选地，此预设坐标系可以是左手坐标系或者是右手坐标系。
一种可选的方式，可以通过将任一信号接收器的位置坐标(xi,yi,zi)向预设坐标系投影的方式来得到第一角度、第二角度以及位置坐标之间的等式关系。根据M个信号接收器对应的上述等式关系以及M个信号接收器两两之间的预设距离值即可分别确定出M个信号接收器的位置。
其中，电子设备中预先配置的多个信号接收器之间的位置关系可以按照任意4个信号接收器都不再一个平面上的原则进行设置。在信号接收器的位置设置完成后，便可以直接获取到两两信号接收器之间的距离值，此距离值也即是上述涉及的预设距离值。
最终，由于M个信号接收器是配置于电子设备内部的，因此，M个信号接收器的位置可以大致表明电子设备的位置。可选地，根据确定出的M个信号接收器在预设坐标系中的位置坐标，可以将M个信号接收器中任一信号接收器的位置坐标确定为电子设备的位置。可选地，也可以根据M个信号接收器在预设坐标系中的位置坐标分别计算出x坐标、y坐标以及z坐标的平均值，并将这三个平均值构成的位置坐标确定为电子设备的位置。
本实施例中，电子设备分别获取被扫描到的M个信号接收器接收到水平扫描信号的第一时间以及接收到竖直扫描信号的第二时间。电子设备根据第一时间计算水平扫描信号扫描过的第一角度，根据第二时间计算竖直扫描信号扫描过的第二角度。进而根据每个被扫描到的信号接收器的第一角度和第二角度以及被扫描到的两两信号接收器之间的预设距离值计算出每个信号接收器在空间中的位置。最终，电子设备再根据被扫描到的每个信号接收器的位置确定配置有此信号接收器的电子设备在空间中的位置。上述定位电子设备的过程可以理解为一种利用光信号定位的方法，其中并未涉及任何拍摄图像以及图像处理的操作，使得定位结果不再受限于图像处理算法以及电子设备之外的其他的拍摄设备，提高了空间定位的准确性。
由于在预设空间中，除了发射扫描信号的正常光源之外，有可能还会出现其他干扰光源的情况，比如预设空间中存在用于其他用途并且也可以发出扫描信号的光源。这样就会出现信号接收器被干扰光源扫描过的情况，若利用这些信号接收器确定电子设备的位置，则大大降低电子设备定位结果的准确性。
为了避免干扰光源对定位结果的影响，图2为本发明实施例提供的空间定位方法实施例二的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
S201，分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间，其中，M≥4。
上述步骤S201执行过程与前述实施例的相应步骤相似，可以参见如图1所示实施例中的相关描述，在此再不赘述。
S202，获取信号接收器接收到的水平扫描信号以及竖直扫描信号的信号参数。
S203，若信号参数与预设信号参数相同，根据第一时间确定水平扫描信号扫描过的第一角度。
S204，根据第二时间确定竖直扫描信号扫描过的第二角度。
在获取到被扫描到的M个信号接收器的第一时间以及第二时间后，同时电子设备还会获取第一时间对应的水平扫描信号以及第二时间对应的竖直扫描信号的信号参数。然后，将获取到的信号参数与预设信号参数进行比对，若二者相同，则表明此被扫描到的信号接收器接收到的扫描信号是由正常光源发射的，此被扫描过的信号接收器可以用于进行电子设备定位。此时，电子设备可以进一步根据第一时间确定第一角度以及根据第二时间确定第二角度。若二者不同，则表明此被扫描到的信号接收器接收到的扫描信号是由干扰光源发射的，此信号接收器不能用于电子设备的定位，也即是此信号接收器在定位过程中是需要被忽略的。其中，预设信号参数是指正常光源发射的扫描信号的信号参数。可选地，信号参数以及预设信号参数可以是扫描信号的信号强度与信号频率二者中的任意一个或者全部。可选地，在计算出任一信号接收器的第一角度和第二角度之后，电子设备也会对第一角度和第二角度添加一个器件标识，用此器件标识表明第一角度和第二角度对应于M个信号接收器中的哪个信号接收器。
可选地，电子设备可以根据以下公式来确定M个信号接收器中任一信号接收器的第一角度：α＝ω1(t2-t1)。
其中，ω1为水平扫描信号的扫描速度，t1为水平扫描周期的开始时间，t2为M个信号接收器中任一信号接收器接收水平扫描信号的第一时间。
类似地，可选地，电子设备可以根据以下公式来确定M个信号接收器中任一信号接收器的第二角度：β＝ω2(t4-t3)。
其中，ω2为竖直扫描信号的扫描速度，t3为竖直扫描周期的开始时间，t4为M个信号接收器中任一信号接收器接收竖直扫描信号的第二时间。
同时，t1～t3为一个水平扫描周期，t3～t5为一个竖直扫描周期，并且t1＜t2＜t3＜t4＜t5。
S205，根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算M个信号接收器的位置。
M个信号接收器位置的具体计算方式都是相同的，针对M个信号接收器中任一信号接收器来说，可选地，电子设备可以通过以下方式来计算M个信号接收器中任一信号接收器的位置。
首先，根据M个信号接收器预设的器件标识从配置文件中查询两两信号接收器之间的预设距离值。
电子设备在获取到M个信号接收器各自的第一角度和第二角度之后，可以根据第一角度的器件标识和第二器件标识来确定此第一角度和第二角度对应于那个信号接收器。由于电子设备内部的配置文件中已经预先写入任意两个信号接收器之间的预设距离值以及每个预设距离值对应于哪两个器件标识的信号接收器。因此，电子设备可以通过查询配置文件来查询到M个信号接收器中任意两个接收器之间的预设距离值。
进而，根据预设距离值以及M个信号接收器的在预设空间坐标系中的位置坐标建立以下方程组：
其中，M个信号接收器预设的器件标识分别为1，2…M，两两信号接收器之间的距离值分别为d12,d23…dM-1M，M个信号接收器中任一信号接收器的位置坐标为(xi,yi,zi)，(xi,yi,zi)可以表示为(tanβi·zi,tanαi·tanβi·zi,zi),i＝1,…,M，αi，βi为M个信号接收器中任一信号接收器第一角度和第二角度。
在上述方程组中等式右边的d12,d23…dM-1M是从配置文件中查询到的预设距离值，而等式坐标的全部都是未知数，这样的话此方程组是无法得到解的。为此需要根据任一信号接收器的第一角度和第二角度建立此信号接收器的位置坐标(xi,yi,zi)中xi值、yi值以及zi值之间的等式关系，可选地，xi值、yi值以及zi值之间的等式关系可以具体为：xi与zi之间的等式关系以及yi与xi之间的等式关系。这样便可以减少方程组未知数的数量，从而求解出方程组。
可选地，对于任一信号接收器位置坐标(xi,yi,zi)中xi值、yi值以及zi值之间的等式关系可以通过以下方式来确定。
如图3a所示，假设A点是任一信号接收器位置坐标(xi,yi,zi)，过A点做面XOZ的垂线与XOZ面交点为E，过E做ED垂直于OZ轴交点为D，连接DA，构成三角形AED；过A做AB垂直于YOZ平面交点为B,过B做BC垂直于OY轴，交点为C，连接CA,构成三角形ABC。其中，∠ADE＝α,∠ACB＝β。
从图3a中单独取出三角形AED，如图3b所示，三角形中边AE的长度为yi，ED边的长度为xi，则从图3a中单独取出三角形ABC，如图3c所示，三角形中边AB的长度为xi，BC边的长度为zi，则对于任一信号接收器位置坐标(xi,yi,zi)可以变为：(tanβi·zi,tanβi·tanαi·zi,zi)
上述方程组(1)可以变为以下方程组(2)：
此时方程组中未知数的数量从3M个减少为M个。
最后，求解方程组，以确定M个信号接收器的位置坐标。
可选地，可以采用最小二乘法的方式对上述方程组(2)进行求解，从而得到M个信号接收器的位置坐标。
S206，根据M个信号接收器的位置确定配置有M个信号接收器的电子设备的位置。
通过上述步骤S205，电子设备可以计算出M个信号接收器位置，并且可选地，此位置可以是以位置坐标的形式表示的。可选地，电子设备可以分别根据M个信号接收器的位置与M个信号接收器各自对应的预设重心权重值确定电子设备的位置。
具体地，电子设备中已经预先设置了每个信号接收器各自对应的预设重心权重值，可选地，可以根据每个信号接收器与电子设备重心位置之间的距离大小为每个信号接收器设置不同的预设重心权重值。距离越近，则此信号接收器具有的预设重心权重值也大。
对于M个信号接收器中任一信号接收器来说，可以将此任一信号接收器对应的预设重心权重值分别与此任一信号接收器的位置坐标(xi,yi,zi)中xi值、yi值以及zi值相乘，从而得到此任一信号接收器的权重位置坐标(xi',yi',zi')。然后，将M个信号接收器的权重位置坐标中的全部x值相加、全部y值相加、全部z值相加，最终由相加后的x值、y值、z值构成的一个最终位置坐标，并将此最终位置坐标作为电子设备的位置。
需要说明的是，上述实施例中定位出的位置是电子设备在物理空间中的位置。
一个实际的电子设备定位场景可以为：用户使用头戴式显示设备玩虚拟游戏时，此时，电子设备可以为游戏手柄。在这种场景下，会需要根据确定出的电子设备的位置来实现与虚拟现实场景中的物体进行交互。因此，空间定位方法还可以包括以下步骤：
S207，将定位出的电子设备的位置发送至头戴式显示设备，以使头戴式显示设备根据位置在虚拟现实场景中的相应位置显示与电子设备对应的虚拟图像。
电子设备可以将确定出的电子设备在物理空间中的位置发送至头戴式显示设备。头戴式显示设备在接收到的此位置后，可以将此位置映射到虚拟现实场景中。然后，电子设备在虚拟现实场景中会显示出一个对应的虚拟图像，可以通过此虚拟图像来完成与虚拟现实场景中物体的交互。
以射击游戏为例，电子设备在此游戏中对应的虚拟图像可以为一把手枪，电子设备在物理空间中的位置发生改变，则虚拟现实场景中的虚拟图像，即手枪，在虚拟现实场景中的位置也会发生相应的变化，从而可以通过电子设备位置的改变对虚拟现实场景中的物体进行射击，从而完成与虚拟现实场景中物体的交互。
另外，在实际应用中，如果只在预设空间中设置一个光源，则有可能出现电子设备被空间中的其他物体遮挡的情况，此时光源并不能扫描到电子设备，也就不能进行定位。为了避免出现种此情况，可以在预设空间中的不同位置设置多个光源，用于从多个方位对电子设备进行扫描。可选地，不同的光源发出的扫描信号可以具有不同的信号参数。这样电子设备可以区分出扫描信号是来源与那个光源。电子设备可以通过多个正常光源来完成自身的定位，其定位过程与上述实施例中描述的方法相同，在此不再赘述。
本实施例中，在获取被扫描到的信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间之后，电子设备会根据预设的信号参数判断水平扫描信号以及竖直扫描信号是正常光源发射的，还是干扰光源发射的，并在定位的过程中忽略被干扰光源扫描到的信号接收器，从而避免干扰光源对最终电子设备定位结果的影响，提高定位的精准性。同时，此空间定位方法还可以应用到虚拟现实场景中，将电子设备的定位结果映射到虚拟现实场景中并产生一个虚拟图像。通过定位结果与虚拟图像的位置映射关系实现与虚拟现实场景中物体的交互。
图4为本发明实施例提供的空间定位装置实施例一的结构示意图，如图4所示，该空间定位装置包括：时间获取模块11、角度确定模块12、第一位置确定模块13和第二位置确定模块14。
时间获取模块11，用于分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间，其中，M≥4。
角度确定模块12，用于根据第一时间确定水平扫描信号扫描过的第一角度，以及根据第二时间确定竖直扫描信号扫描过的第二角度。
第一位置确定模块13，用于根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算M个信号接收器的位置。
第二位置确定模块14，用于根据M个信号接收器的位置确定配置有M个信号接收器的电子设备的位置。
图4所示装置可以执行图1所示实施例的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图1所示实施例中的描述，在此不再赘述。
图5为本发明实施例提供的空间定位装置实施例二的结构示意图，如图5所示，在图4所示实施例基础上，该空间定位装置还包括：参数获取模块21。
参数获取模块21，用于获取信号接收器接收到的水平扫描信号以及竖直扫描信号的信号参数。
可选地，该空间定位装置中的角度确定模块12具体用于：
根据以下公式确定M个信号接收器中任一信号接收器的第一角度：α＝ω1(t2-t1)，
其中，ω1为水平扫描信号的扫描速度，t1为水平扫描周期的开始时间，t2为M个信号接收器中任一信号接收器接收水平扫描信号的第一时间。
根据以下公式确定M个信号接收器中任一信号接收器的第二角度：β＝ω2(t4-t3)，
其中，ω2为竖直扫描信号的扫描速度，t3为竖直扫描周期的开始时间，t4为M个信号接收器中任一信号接收器接收竖直扫描信号的第二时间。
可选地，该空间定位装置中的第一位置确定模块13包括：
查询单元131，用于根据M个信号接收器预设的器件标识从配置文件中查询两两信号接收器之间的预设距离值。
方程建立单元132，用于根据预设距离值以及M个信号接收器的在预设空间坐标系中的位置坐标建立以下方程组：
其中，M个信号接收器预设的器件标识分别为1，2…M，两两信号接收器之间的距离值分别为d12,d23…dM-1M，M个信号接收器中任一信号接收器的位置坐标为(xi,yi,zi)，(xi,yi,zi)可以表示为(tanβi·zi,tanαi·tanβi·zi,zi),i＝1,…,M，αi，βi为M个信号接收器中任一信号接收器第一角度和第二角度。
求解单元133，用于求解方程组，以确定M个信号接收器的位置坐标。
可选地，该空间定位装置中的第二位置确定模块14具体用于：
分别根据M个信号接收器的位置与M个信号接收器各自对应的预设重心权重值确定电子设备的位置。
可选地，该空间定位装置还包括：发送模块22。
发送模块22，用于将定位出的电子设备的位置发送至头戴式显示设备，以使头戴式显示设备根据位置在虚拟现实场景中的相应位置显示与电子设备对应的虚拟图像。
图5所示装置可以执行图2所示实施例的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图2所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图2所示实施例中的描述，在此不再赘述。
以上描述了空间定位装置的内部功能和结构，在一个可能的设计中，空间定位装置的结构可实现为一电子设备，该电子设备比如为游戏手柄。图6为本发明实施例提供的电子设备实施例一的结构示意图，如图6所示，该电子设备包括：处理器31，以及分别与处理器31连接的存储器32以及信号接收器33。存储器32用于存储电子设备执行上述任一实施例中提供的空间定位方法的程序。处理器31被配置为用于执行存储器32中存储的程序，程序包括一条或多条计算机指令，其中，一条或多条计算机指令被处理器31执行时能够实现如下步骤：
分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间，其中，M≥4；
根据第一时间确定水平扫描信号扫描过的第一角度；
根据第二时间确定竖直扫描信号扫描过的第二角度；
根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算M个信号接收器的位置；
根据M个信号接收器的位置确定配置有M个信号接收器的电子设备的位置。
信号接收器33，用于接收光源发射的水平扫描信号和竖直扫描信号。
可选地，电子设备还包括：数据传输接口34。
数据传输接口34，用于电子设备与其他电子设备进行数据传输。
可选地，处理器32还用于执行前述各方法步骤中的全部或部分步骤。
图7为本发明实施例提供的空间定位系统的结构示意图，如图7所示，该空间定位系统包括：光源41以及如图5所示的电子设备42。
本实施例未详细描述的部分，可参考对图1-2所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图1-2所示实施例中的描述，在此不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以产品的形式体现出来，该计算机产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种空间定位方法，其特征在于，包括：
分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间，其中，M≥4；
根据所述第一时间确定所述水平扫描信号扫描过的第一角度；
根据所述第二时间确定所述竖直扫描信号扫描过的第二角度；
根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及所述M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算所述M个信号接收器的位置；
根据所述M个信号接收器的位置确定配置有所述M个信号接收器的电子设备的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间之后，所述方法还包括：
获取信号接收器接收到的所述水平扫描信号以及所述竖直扫描信号的信号参数；
若所述信号参数与所述预设信号参数相同，则执行所述根据所述第一时间确定所述水平扫描信号扫描过的第一角度的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时间确定所述水平扫描信号扫描过的第一角度，包括：
根据以下公式确定所述M个信号接收器中任一信号接收器的第一角度：α＝ω1(t2-t1)
其中，ω1为水平扫描信号的扫描速度，t1为水平扫描周期的开始时间，t2为所述M个信号接收器中任一信号接收器接收水平扫描信号的第一时间；
所述根据所述第二时间确定所述竖直扫描信号扫描过的第二角度，包括：
根据以下公式确定所述M个信号接收器中任一信号接收器的第二角度：β＝ω2(t4-t3)
其中，ω2为竖直扫描信号的扫描速度，t3为竖直扫描周期的开始时间，t4为M个信号接收器中任一信号接收器接收竖直扫描信号的第二时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及所述M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算所述M个信号接收器的位置，包括：
根据所述M个信号接收器预设的器件标识从配置文件中查询两两信号接收器之间的预设距离值；
根据所述预设距离值以及所述M个信号接收器的在预设空间坐标系中的位置坐标建立以下方程组：
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其中，M个信号接收器预设的器件标识分别为1，2…M，两两信号接收器之间的距离值分别为d12,d23…dM-1M，M个信号接收器中任一信号接收器的位置坐标为(xi,yi,zi)，(xi,yi,zi)可以表示为(tanβi·zi,tanαi·tanβi·zi,zi),i＝1,…,M，αi，βi为所述M个信号接收器中任一信号接收器第一角度和第二角度；
求解所述方程组，以确定所述M个信号接收器的位置坐标。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述M个信号接收器的位置确定配置有所述M个信号接收器的电子设备的位置，包括：
分别根据所述M个信号接收器的位置与所述M个信号接收器各自对应的预设重心权重值确定所述电子设备的位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述M个信号接收器的位置确定配置有所述M个信号接收器的电子设备的位置之后，所述方法还包括：
将定位出的所述电子设备的位置发送至头戴式显示设备，以使所述头戴式显示设备根据所述位置在虚拟现实场景中的相应位置显示与所述电子设备对应的虚拟图像。
7.一种空间定位装置，其特征在于，包括：
时间获取模块，用于分别获取被扫描到的M个信号接收器接收水平扫描信号的第一时间以及接收竖直扫描信号的第二时间，其中，M≥4；
角度确定模块，用于根据所述第一时间确定所述水平扫描信号扫描过的第一角度，以及根据所述第二时间确定所述竖直扫描信号扫描过的第二角度；
第一位置确定模块，用于根据M个信号接收器两两之间的预设距离值以及所述M个信号接收器各自的第一角度和第二角度分别计算所述M个信号接收器的位置；
第二位置确定模块，用于根据所述M个信号接收器的位置确定配置有所述M个信号接收器的电子设备的位置。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及分别与所述处理器连接的存储器以及信号接收器；
所述存储器，用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令供所述处理器调用执行；
所述处理器，用于执行所述一条或多条计算机指令以实现权利要求1至6中任一项所述的方法；
所述信号接收器，用于接收光源发射的水平扫描信号和竖直扫描信号。
9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述设备还包括：
数据传输接口，用于所述电子设备与其他电子设备进行数据传输。
10.一种空间定位系统，包括：光源以及如权利要求8至9中任一项所述的电子设备；
所述光源，用于发射水平扫描信号和竖直扫描信号。
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