CN108169713A - 外接设备的定位方法及装置、虚拟现实设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外接设备的定位方法及装置、虚拟现实设备及系统,虚拟现实设备设置有超声波发射器,外接设备设置有至少两个超声波接收器,该方法包括:获取至少两个超声波接收器的超声波信号信息,其中,超声波信号信息包括至少两个超声波接收器与超声波发射器的距离以及超声波信号强度;根据超声波信号强度,从至少两个超声波接收器中确定用于定位外接设备的第一超声波接收器;根据第一超声波接收器与超声波发射器的距离,确定第一超声波接收器的位置信息;根据第一超声波接收器的位置信息,确定外接设备的位置信息。根据本发明的一个实施例,提高了外接设备的位置信息的准确性,进而提升了对外接设备的定位效果。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域,更具体地,涉及一种虚拟现实设备的外接设备的定位方法、一种虚拟现实设备的外接设备的定位装置、一种虚拟现实设备以及一种虚拟现实系统。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality),简称VR技术,是利用虚拟现实设备模拟产生一个三度空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
现在开发人员越来越看重在虚拟现实环境中用户沉浸式体验的模拟。该沉浸式体验可以为手部游戏的体验,还可为脚部游戏的体验。例如,可以将虚拟现实头戴设备与外部设备的配合使用完成沉浸式体验。对于该沉浸式体验而言,需要确定穿戴有外接设备的手部或者脚部的位置信息。
目前,将超声波传感器定位技术应用到虚拟现实设备上,是超声定位的一个新的应用领域。例如,虚拟现实设备设置有三个超声波发射器,手柄设置有一个超声波接收器。通过超声波接收器结接收到的超声波信号的信息,可确定手柄的位置信息。但是,设置有超声波传感器的手柄的追踪范围,受限于单个超声波传感器的FOV(即接收信号范围的视场角)。当该手柄翻转到特定角度时,可能会出现接收不到超声波信号的情况,使得对手柄的定位效果较差。
因此,需要提供一种新的技术方法,针对上述现有技术中的问题进行改进。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种虚拟现实设备外接设备的定位方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面,提供了一种虚拟现实设备外接设备的定位方法,所述虚拟现实设备设置有超声波发射器,所述外接设备设置有至少两个超声波接收器,所述方法包括:
获取所述至少两个超声波接收器的超声波信号信息,其中,所述超声波信号信息包括所述至少两个超声波接收器与所述超声波发射器的距离以及超声波信号强度;
根据所述超声波信号强度,从所述至少两个超声波接收器中确定用于定位所述外接设备的第一超声波接收器;
根据所述第一超声波接收器与所述超声波发射器的距离,确定所述第一超声波接收器的位置信息;
根据所述第一超声波接收器的位置信息,确定所述外接设备的位置信息。
可选地,根据所述超声波信号强度,从所述至少两个超声波接收器中确定用于定位所述外接设备的第一超声波接收器,包括:
将各超声波接收器的超声波信号强度分别与预设的超声波信号强度阈值进行比对,得到比对结果;
根据所述比对结果,确定超过所述超声波信号强度阈值的超声波接收器,并将超过所述超声波信号强度阈值的超声波接收器作为所述第一超声波接收器。
可选地,根据所述超声波信号强度,从所述至少两个超声波接收器中确定用于定位所述外接设备的第一超声波接收器,包括:
从所述至少两个超声波接收器中,选取出超声波信号强度最强的超声波接收器;
将所述超声波信号强度最强的超声波接收器作为所述第一超声波接收器。
可选地,在所述用于定位所述外接设备的第一超声波接收器的个数为多个的情况下,其中,
根据所述第一超声波接收器的位置信息,确定所述外接设备的位置信息,包括:
根据所述各第一超声波接收器的位置信息,分别确定各第一超声波接收器对应的外接设备的位置信息;
根据所述各第一超声波接收器的超声波信号强度,分别确定由所述各第一超声波接收器的位置信息确定出的外接设备的位置信息的权重比例;
根据由所述各第一超声波接收器的位置信息确定出的外接设备的位置信息的权重比例,确定所述外接设备的位置信息。
可选地,根据所述第一超声波接收器的位置信息,确定所述外接设备的位置信息,包括:
获取所述外接设备上的惯性测量单元测量得到的参数,得到四元数;
根据所述第一超声波接收器与所述外接设备中心的偏移量和所述四元数,确定变换矩阵;
根据所述第一超声波接收器的位置信息和所述变换矩阵,确定所述外接设备的位置信息。
可选地,在确定所述外接设备的位置信息后,所述方法还包括:
将所述外接设备的位置信息与所述惯性测量单元测量得到的参数进行融合处理,得到所述外接设备优化后的位置信息和姿态信息。
根据本发明的第二方面,提供了一种虚拟现实设备外接设备的定位装置,所述虚拟现实设备设置有超声波发射器,所述外接设备设置有至少两个超声波接收器,所述装置包括:
获取模块,用于获取所述至少两个超声波接收器的超声波信号信息,其中,所述超声波信号信息包括所述至少两个超声波接收器与所述超声波发射器的距离以及超声波信号强度;
第一确定模块,用于根据所述超声波信号强度,从所述至少两个超声波接收器中确定用于定位所述外接设备的第一超声波接收器;
第二确定模块,用于根据所述第一超声波接收器与所述超声波发射器的距离,确定所述第一超声波接收器的位置信息;
第三确定模块,用于根据所述第一超声波接收器的位置信息,确定所述外接设备的位置信息。
根据本发明的第三方面,提供了一种虚拟现实设备外接设备的定位装置,包括:存储器和处理器,其中,所述存储器存储可执行指令,所述可执行指令控制所述处理器进行操作以执行根据上述任何一项所述的方法。
根据本发明的第四方面,提供了一种虚拟现实设备,包括如上述任一所述的虚拟现实设备外接设备的定位装置。
根据本发明的第五方面,提供了一种虚拟现实系统,包括如上述所述虚拟现实设备和与所述虚拟现实设备连接的外接设备。
通过本发明实施例提供的外接设备的位置的确定方法及装置、虚拟现实设备及系统,外接设备上设置有至少两个超声波接收器,外接设备上设置有至少两个超声波接收器,
本发明实施例提供的外接设备的位置的定位方法及装置、虚拟现实设备及系统,外接设备设置有至少两个超声波接收器,根据各超声波接收器的超声波信号强度,确定用于定位外接设备的第一超声波接收器,然后根据第一超声波接收器的位置信息,确定外接设备的位置信息,提高了外接设备的位置信息的准确性,进而提升了对外接设备的定位效果。同时,外接设备设置有至少两个超声波接收器,扩大了超声波信号的接收范围,避免了现有技术中手柄翻转到特定角度时,出现接收不到超声波信号的问题。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1示出了根据本发明一个实施例的设置在外接设备的超声波接收器的位置示意图。
图2示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实设备外接设备的定位方法的处理流程图。
图3示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实设备外接设备的定位装置的结构示意图。
图4示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实设备外接设备的位置的确定装置的硬件结构框图。
图5示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实设备的结构示意图。
图6示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明的一个实施例中,虚拟现实设备设置有超声波发射器,外接设备设置有至少两个超声波接收器。至少两个超声波接收器可设置在外接设备的不同位置,这样,使得各超声波接收器的超声波信号接收范围的视场角是不同的,扩大了超声波信号的接收范围。
以外接设备设置有两个超声波接收器为例,参见图1,一个超声波接收器(第一超声波接收器)设置在外接设备的左上角,另一个超声波接收器(第二超声波接收器)设置在外接设备的右上角。图1还示出了这两个超声波接收器的超声波信号接收范围。参见图1,这两个超声波接收器的超声波信号接收范围是不同的。
图2示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实设备外接设备的定位方法的处理流程图。参见图2,该方法至少包括步骤S201至步骤S204。
步骤S201,获取至少两个超声波接收器的超声波信号信息,其中,超声波信号信息包括至少两个超声波接收器与超声波发射器的距离以及超声波信号强度。
以虚拟现实设备设置有三个超声波发射器为例,对如何确定出超声波接收器与超声波发射器的距离进行说明。该三个超声波发射器以固定时间间隔依次发出超声波信号。超声波发射器发射超声波信号时,可通过射频信号通知超声波接收器开始计时。当超声波接收器接收到超声波信号时,超声波接收器结束计时。通过超声波接收器的计时结果,确定超声波接收器接收各超声波发射器发射的超声波信号所需的时间。根据超声波的传播速度和超声波接收器接收各超声波发射器发射的超声波信号所需的时间,计算得到超声波接收器到各超声波发射器的距离。
本发明实施例涉及的超声波信号强度为超声波信号的幅值大小。
步骤S202,根据超声波信号强度,从至少两个超声波接收器中确定用于定位外接设备的第一超声波接收器。
本发明的一个实施例中,第一超声波接收器的确定可根据以下操作步骤执行。首先,将各超声波接收器的超声波信号强度分别与预设的超声波信号强度阈值进行比对,得到比对结果。其中,预设的超声波信号强度阈值可预存在虚拟现实设备。然后,根据比对结果,确定超过超声波信号强度阈值的超声波接收器,并将超过超声波信号强度阈值的超声波接收器作为第一超声波接收器。
以虚拟现实设备设置有三个超声波发射器为例,在一个周期内,这三个超声波发射器以固定时间间隔依次发出超声波信号,相应地,超声波接收器依次接收到三个超声波信号。根据超声波接收器接收到的每一个超声波信号的幅值大小,均可确定出该超声波信号对应的超声波信号强度。当超声波接收器接收到的三个超声波信号的超声波信号强度均超过上述超声波信号强度阈值时,可将该超声波接收器作为第一超声波接收器。
上述确定出的第一超声波接收器的个数可为一个或者多个。
例如,在一个周期内,当图1示出的左上角的超声波接收器接收到的超声波信号的超声波信号强度超过超声波信号强度阈值,且右上角的超声波接收器接收到的超声波信号的超声波信号强度未超过超声波信号强度阈值时,此时,在该周期内,确定出的第一超声波接收器仅为左上角的超声波接收器。
例如,当图1示出的两个超声波接收器接收到的超声波信号的超声波信号强度均超过超声波信号强度阈值时,此时,在该周期内,确定出的第一超声波接收器包括左上角的超声波接收器和右上角的超声波接收器。
本发明的一个实施例中,第一超声波接收器的确定还可根据以下操作步骤执行。首先,从至少两个超声波接收器中,选取出超声波信号强度最强的超声波接收器,然后,将超声波信号强度最强的超声波接收器作为第一超声波接收器。以图1示出的两个超声波接收器为例,在获取到这两个超声波接收器接收到的超声波信号的超声波信号强度后,将这两个超声波接收器的超声波信号强度进行比较,选取出超声波信号强度较强的超声波接收器,并将超声波信号强度较强的超声波接收器作为第一超声波接收器。
步骤S203,根据第一超声波接收器与超声波发射器的距离,确定第一超声波接收器的位置信息。
当上述确定出的第一超声波接收器为一个时,此时,可直接根据第一超声波接收器与超声波发射器的距离,确定第一超声波接收器在虚拟现实设备本体的位置信息。
以虚拟现实设备设置有三个超声波发射器为例,该三个超声波发射器在虚拟现实设备本体坐标系的位置表示为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3),超声波接收器到该三个超声波发射器的距离分别为d1、d2、d3,然后根据两点间距离计算公式,得到三个一次方程,该三个一次方程如下,
根据上述三个一次方程,可计算得到超声波接收器在虚拟现实设备本体坐标系下的位置(x,y,z)。
当上述确定出的第一超声波接收器为多个时,首先,根据各第一超声波接收器与超声波发射器的距离,确定各第一超声波接收器在虚拟现实设备本体坐标系中的位置信息。然后,根据各第一超声波接收器的位置信息,分别确定各第一超声波接收器对应的外接设备的位置信息。接着,根据各第一超声波接收器的超声波信号强度,分别确定由各第一超声波接收器的位置信息确定出的外接设备的位置信息的权重比例。最后,根据由各第一超声波接收器的位置信息确定出的外接设备的位置信息的权重比例,确定外接设备的位置信息。
以图1示出的两个超声波接收器为例,这两个超声波接收器均作为第一超声波接收器。根据左上角的超声波接收器的位置信息,确定出外接设备的第一位置信息。根据右上角的超声波接收器的位置信息,确定出外接设备的第二位置信息。然后,将这两个超声波接收器接收到的超声波信号的超声波信号强度进行求和,得到总的超声波信号强度。然后,计算得到左上角的超声波接收器的超声波信号强度与总的超声波信号强度的比值,并将该比值作为第一位置信息占外接设备的位置信息的权重比例,以及计算得到右上角的超声波接收器的超声波信号强度与总的超声波信号强度的比值,并将该比值作为第二位置信息占外接设备的位置信息的权重比例。最后,根据第一位置信息占外接设备的位置信息的权重比例,以及第二位置信息占外接设备的位置信息的权重比例,计算得到外接设备的位置信息。
例如,与图1示出的外接设备连接的虚拟现实设备设置有三个超声波发射器,且已确定图1示出的两个超声波接收器均作为第一超声波接收器。在一个周期内,左上角的超声波接收器接收到三个超声波信号,相应地,可得到三个超声波信号强度。右上角的超声波接收器也接收到三个超声波信号,相应地,可得到三个超声波信号强度。将左上角的超声波接收器对应的三个超声波信号强度与右上角的超声波接收器对应的三个超声波信号强度进行求和计算,得到总的超声波信号强度。将左上角的超声波接收器对应的三个超声波信号强度之和与总的超声波信号强度的比值,作为上述第一位置信息占外接设备的位置信息的权重比例。将右上角的超声波接收器对应的三个超声波信号强度之和与总的超声波信号强度比值,作为上述第二位置信息占外接设备的位置信息的权重比例。
步骤S204,根据第一超声波接收器的位置信息,确定外接设备的位置信息。
本发明实施例中,以外接设备的中心位置作为外接设备的位置信息。
本发明的一个实施例中,外接设备还设置有惯性测量单元。上述步骤S204具体为:首先,获取惯性测量单元测量得到的参数,并根据该参数得到四元数,然后,根据第一超声波接收器与外接设备中心的偏移量和四元数,确定变换矩阵,接着,根据第一超声波接收器的位置信息和变换矩阵,确定外接设备的位置信息。其中,第一超声波接收器与外接设备中心的偏移量可根据超声波接收器的安装位置信息得到,并将其预存在虚拟现实设备中。
本发明的一个实施例中,在确定外接设备的位置信息后,该方法还包括:将外接设备的位置信息与惯性测量单元测量得到的参数进行融合处理,得到外接设备优化后的位置信息和姿态信息。
本发明的一个实施例中,基于以下计算式(1)、计算式(2)和计算式(3),根据惯性测量单元测量得到的参数,得到外接设备的位置信息p和姿态信息q,
v=v0+(R*a-g)*dt—计算式(1),
其中,v为当前时刻外接设备沿着世界坐标系的三个坐标轴的速度值,v为3*1的矩阵,v0为上一时刻外接设备沿着世界坐标系的三个坐标轴的速度值,v0为3*1的矩阵,R为从惯性测量单元本体坐标系到世界坐标系的3*3的旋转矩阵,a为当前时刻三轴加速度计的测量值,a为3*1的矩阵,g为重力加速度沿着世界坐标系的三个坐标轴的重力分量,g为3*1的矩阵,p0为上一时刻外接设备的位置信息,p0为3*1的矩阵。本发明的一个实施例中,外接设备的姿态信息可利用四元数q表示,其中,四元数q为4*1的矩阵。q为外接设备的第一姿态信息,q0为上一时刻外接设备的姿态信息,q{ω*dt}为由陀螺仪的测量值ω产生的增量。
本发明的一个实施例中,将外接设备的位置信息与惯性测量单元测量得到的参数进行融合处理,得到外接设备优化后的位置信息和姿态信息可具体为,首先,确定卡尔曼滤波增益参数,接着,根据卡尔曼增益参数、由第一超声波接收器的位置信息确定出的外接设备的位置信息、由惯性测量单元测量得到的参数确定出的外接设备的位置信息p和姿态信息q,确定偏差修正量。然后,利用偏差修正量,对由惯性测量单元测量得到的参数确定出的外接设备的位置信息p和姿态信息q进行修正,得到外接设备的优化后的位置信息和姿态信息。
卡尔曼增益参数K可基于以下计算式(4)计算得到,
K=P×HT×(H×P×HT+V)-1—计算式(4),
其中,P为状态协方差矩阵,H为观测矩阵,V为测量噪声协方差矩阵。
状态协方差矩阵P可以基于以下计算式(5)得到,
P=Fx*P0*Fx T+0.5*dt*(Qw+Fx*Qw*Fx T)-1—计算式(5),其中,
I为3*3的单位矩阵,R为从惯性测量单元本体坐标系到世界坐标系的3*3的旋转矩阵,a为当前时刻三轴加速度计的测量值,a为3*1的矩阵,[R*a]x为对R*a进行倾斜运算(skew),P0为上一时刻状态协方差矩阵,Qw为状态变量的噪声方差矩阵。
观测矩阵H的表达式为其中,I为3*3的单位矩阵,Hm为dj方程的雅克比矩阵。其中,dj方程的方程式如下:
其中,以虚拟现实设备设置有三个超声波发射器,外接设备设置有超声波接收器为例,(xj,yj,zj)为设置在虚拟现实设备的超声波发射器的位置信息,(px,py,pz)为第一超声波接收器的位置信息。其中,该第一超声波接收器是选取出的超声波信号强度最强的超声波接收器。
测量噪声协方差矩阵V的表达式为:
其中,为dj的噪声方差,为(px,py,pz)的噪声协方差矩阵。本发明的一个实施例中,将设置在外接设备的各超声波接收器的超声波信号接收范围区域(即FOV区域)划分成多个子区域,在每个子区域中,测量得到上述测量噪声协方差矩阵V,并将各个子区域对应的测量噪声协方差矩阵V预存在虚拟现实设备中。当外接设备的位置发生变化时,根据外接设备的当前位置所在的第一超声波接收器的子区域,得到相应的测量噪声协方差矩阵V。其中,该第一超声波接收器是选取出的超声波信号强度最强的超声波接收器。
本发明的一个实施例中,基于以下计算式(6),确定所述偏差修正量δx,
δx=K×[u-h(xk))]—计算式(6),
本发明的一个实施例中,基于以下计算式(7),利用偏差修正量δx,对由惯性测量单元测量得到的参数生成的外接设备的位置信息和姿态信息进行修正,得到外接设备优化后的位置信息和姿态信息,
xk=xk0⊕δx—计算式(7),
其中,xk0为由惯性测量单元测量得到的参数生成的外接设备的位置信息和姿态信息,xk0的表达式为xk0=[p v q ba bg],其中,p、v、q分别为基于上述计算式(1)、(2)、(3)得到,ba为陀螺仪偏差值,bg为加速度计偏差值。
基于同一发明构思,本发明的一个实施例提供了一种虚拟现实设备外接设备的定位装置。虚拟现实设备设置有超声波发射器,外接设备设置有至少两个超声波接收器。
图3示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实设备外接设备的定位装置的结构示意图。参见图3,该装置包括:获取模块310,用于获取至少两个超声波接收器的超声波信号信息,其中,超声波信号信息包括至少两个超声波接收器与超声波发射器的距离以及超声波信号强度;第一确定模块320,用于根据超声波信号强度,从至少两个超声波接收器中确定用于定位外接设备的第一超声波接收器;第二确定模块330,用于根据第一超声波接收器与超声波发射器的距离,确定第一超声波接收器的位置信息;第三确定模块340,用于根据第一超声波接收器的位置信息,确定外接设备的位置信息。
图4示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实设备外接设备的位置的确定装置的硬件结构框图。参见图4,该装置包括:存储器420和处理器410。存储器420存储可执行指令,可执行指令控制处理器410进行操作以执行上述任一实施例提供的虚拟现实设备外接设备的定位方法。
图5示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实设备的结构示意图。参见图5,虚拟现实设备500包括上述任一实施例提供的虚拟现实设备外接设备的定位装置510。
图6示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实系统的结构示意图。参见图6,虚拟现实系统600包括上述实施例提供的虚拟现实设备610和与虚拟现实设备610连接的外接设备620。外接设备620包括但不限于游戏手柄、游戏手套、游戏手环以及脚部设备。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质,其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身,诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如,通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备,或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令,并转发该计算机可读程序指令,以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码,所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等,以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中,通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路,例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA),该电子电路可以执行计算机可读程序指令,从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解,流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合,都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器,从而生产出一种机器,使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时,产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中,这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作,从而,存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品,其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上,使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤,以产生计算机实现的过程,从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分,所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是,通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种虚拟现实设备外接设备的定位方法,其特征在于,所述虚拟现实设备设置有超声波发射器,所述外接设备设置有至少两个超声波接收器,所述方法包括:
获取所述至少两个超声波接收器的超声波信号信息,其中,所述超声波信号信息包括所述至少两个超声波接收器与所述超声波发射器的距离以及超声波信号强度;
根据所述超声波信号强度,从所述至少两个超声波接收器中确定用于定位所述外接设备的第一超声波接收器;
根据所述第一超声波接收器与所述超声波发射器的距离,确定所述第一超声波接收器的位置信息;
根据所述第一超声波接收器的位置信息,确定所述外接设备的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述超声波信号强度,从所述至少两个超声波接收器中确定用于定位所述外接设备的第一超声波接收器,包括:
将各超声波接收器的超声波信号强度分别与预设的超声波信号强度阈值进行比对,得到比对结果;
根据所述比对结果,确定超过所述超声波信号强度阈值的超声波接收器,并将超过所述超声波信号强度阈值的超声波接收器作为所述第一超声波接收器。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述超声波信号强度,从所述至少两个超声波接收器中确定用于定位所述外接设备的第一超声波接收器,包括:
从所述至少两个超声波接收器中,选取出超声波信号强度最强的超声波接收器;
将所述超声波信号强度最强的超声波接收器作为所述第一超声波接收器。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述用于定位所述外接设备的第一超声波接收器的个数为多个的情况下,其中,
根据所述第一超声波接收器的位置信息,确定所述外接设备的位置信息,包括:
根据所述各第一超声波接收器的位置信息,分别确定各第一超声波接收器对应的外接设备的位置信息;
根据所述各第一超声波接收器的超声波信号强度,分别确定由所述各第一超声波接收器的位置信息确定出的外接设备的位置信息的权重比例;
根据由所述各第一超声波接收器的位置信息确定出的外接设备的位置信息的权重比例,确定所述外接设备的位置信息。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法,其特征在于,根据所述第一超声波接收器的位置信息,确定所述外接设备的位置信息,包括:
获取所述外接设备上的惯性测量单元测量得到的参数,得到四元数;
根据所述第一超声波接收器与所述外接设备中心的偏移量和所述四元数,确定变换矩阵;
根据所述第一超声波接收器的位置信息和所述变换矩阵,确定所述外接设备的位置信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在确定所述外接设备的位置信息后,所述方法还包括:
将所述外接设备的位置信息与所述惯性测量单元测量得到的参数进行融合处理,得到所述外接设备优化后的位置信息和姿态信息。
7.一种虚拟现实设备外接设备的定位装置,其特征在于,所述虚拟现实设备设置有超声波发射器,所述外接设备设置有至少两个超声波接收器,所述装置包括:
获取模块,用于获取所述至少两个超声波接收器的超声波信号信息,其中,所述超声波信号信息包括所述至少两个超声波接收器与所述超声波发射器的距离以及超声波信号强度;
第一确定模块,用于根据所述超声波信号强度,从所述至少两个超声波接收器中确定用于定位所述外接设备的第一超声波接收器;
第二确定模块,用于根据所述第一超声波接收器与所述超声波发射器的距离,确定所述第一超声波接收器的位置信息;
第三确定模块,用于根据所述第一超声波接收器的位置信息,确定所述外接设备的位置信息。
8.一种虚拟现实设备外接设备的定位装置,其特征在于,包括:存储器和处理器,其中,所述存储器存储可执行指令,所述可执行指令控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求1-6中的任何一项所述的方法。
9.一种虚拟现实设备,其特征在于,包括如权利要求7或8所述的虚拟现实设备外接设备的定位装置。
10.一种虚拟现实系统,其特征在于,包括如权利要求9所述虚拟现实设备和与所述虚拟现实设备连接的外接设备。
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