CN108415566B

CN108415566B - 虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法及装置

Info

Publication number: CN108415566B
Application number: CN201810161229.1A
Authority: CN
Inventors: 邱涛
Original assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Current assignee: Goertek Techology Co Ltd
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2038-02-27
Also published as: CN108415566A

Abstract

本发明公开了一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法及装置，外接设备与虚拟现实头戴设备连接，该方法包括：在确定虚拟现实头戴设备进入休眠状态时，获取外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，以及虚拟现实场景中虚拟摄像头的第一旋转角度信息；在确定虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，获取虚拟摄像头的第二旋转角度信息；对第二旋转角度信息和第一旋转角度信息进行相减处理，得到第三旋转角度信息；根据第三旋转角度信息和位置信息，确定在虚拟现实头戴设备结束睡眠时，外接设备在虚拟现实场景中的位置信息。根据本发明的一个实施例，使得用户观看到的外接设备的姿态是与虚拟现实头戴设备结束睡眠时显示的虚拟现实场景是同步的。

Description

虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，更具体地，涉及一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法、一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定装置、一种虚拟现实头戴设备和一种虚拟现实系统。

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，为使用者提供关于视觉、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。用户可通过虚拟现实头戴设备和与虚拟现实头戴设备连接的外部设备配合使用，完成沉浸式体验。

在虚拟现实头戴设备和外接设备配合使用过程中，用户可在虚拟现实头戴设备显示的VR场景中观看到外接设备对应的模型。VR场景中外接设备对应的模型在VR场景中的相对位置是不变的，例如，外接设备对应的模型位于VR场景中的中间部位。当用户转动头部时，用户观看到的VR场景会发生变化，但是虚拟现实场景中外接设备对应的模型在VR场景中的相对位置是不变的。

目前，当用户摘下虚拟现实头戴设备后，虚拟现实头戴设备处于休眠状态，虚拟现实头戴设备处于休眠期间，用户旋转虚拟现实头戴设备，当用户再次戴上虚拟现实头戴设备时，由于VR场景中外接设备没有根据虚拟现实头戴设备处于休眠期间的虚拟现实头戴设备的实时转动信息进行调整，导致用户在虚拟现实头戴设备再次唤醒显示的VR场景中观看不到外接设备对应的模型，进而导致用户不能通过外接设备准确地操作VR场景中外接设备对应的模型。

因此，需要提供一种新的技术方案，针对上述现有技术中的技术问题进行改进。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法，外接设备与虚拟现实头戴设备连接，包括：

在确定所述虚拟现实头戴设备进入休眠状态时，获取所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，以及虚拟现实场景中虚拟摄像头的第一旋转角度信息；

在确定所述虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，获取所述虚拟摄像头的第二旋转角度信息；

对所述第二旋转角度信息和所述第一旋转角度信息进行相减处理，得到第三旋转角度信息；

根据所述第三旋转角度信息和所述位置信息，确定在所述虚拟现实头戴设备结束睡眠时，所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息。

可选地，所述第一旋转角度信息和所述第二旋转角度信息均为根据设置在虚拟现实头戴设备的传感器测量得到的数据得到的。

可选地，在确定所述虚拟现实头戴设备进入休眠状态时，获取所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，以及虚拟现实场景中虚拟摄像头的第一旋转角度信息之前，所述方法还包括：

获取设置在所述虚拟现实头戴设备的距离感应器测量得到的距离值；

根据所述距离值，确定所述虚拟现实头戴设备是否进入休眠状态；和/或，

在确定所述虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，获取所述虚拟摄像头的第二旋转角度信息之前，所述方法还包括：

根据所述距离值，确定所述虚拟现实头戴设备是否结束休眠状态。

可选地，在所述虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，所述方法还包括：

获取设置在外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息；

根据外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息，确定在所述虚拟现实头戴设备结束睡眠时，所述外接设备在虚拟现实场景中的旋转信息。

可选地，在确定所述虚拟现实头戴设备结束睡眠时，所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息和姿态信息之后，所述方法还包括：

根据所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息和姿态信息，对所述外接设备进行渲染，并将渲染后的外接设备显示在虚拟现实场景中。

根据本发明的第二方面，提供了一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定装置，外接设备与虚拟现实头戴设备连接，包括：

第一获取模块，用于在确定所述虚拟现实头戴设备进入休眠状态时，获取所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，以及虚拟现实场景中虚拟摄像头的第一旋转角度信息；

第二获取模块，用于在确定所述虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，获取所述虚拟摄像头的第二旋转角度信息；

处理模块，用于对所述第二旋转角度信息和所述第一旋转角度信息进行相减处理，得到第三旋转角度信息；

位置信息确定模块，用于根据所述第三旋转角度信息和所述位置信息，确定在所述虚拟现实头戴设备结束睡眠时，所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息。

可选地，所述第二获取模块还用于：获取设置在外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息；

所述装置还包括：旋转信息确定模块，用于根据外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息，确定在所述虚拟现实头戴设备结束睡眠时，所述外接设备在虚拟现实场景中的旋转信息。

根据本发明的第三方面，提供了一种虚拟现实场景中外接设备姿态的确定装置，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头戴设备，包括如上述所述的虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定装置。

根据本发明的第五方面，提供了一种虚拟现实系统，包括：如上述所述的虚拟现实头戴设备和外接设备。

根据本发明的一个实施例，根据第一旋转角度信息、第二旋转角度信息和位置信息，确定虚拟现实头戴设备结束睡眠时，外接设备在虚拟现实头戴设备显示的虚拟现实场景中的位置信息，使得用户观看到的外接设备的姿态是与虚拟现实头戴设备结束睡眠时显示的虚拟现实场景是同步的，避免了现有技术中当用户再次佩戴虚拟现实头戴设备时，会出现用户在虚拟现实头戴设备显示的VR场景中观看不到外接设备对应的模型的问题。

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虚拟现实场景中外接设备姿态的确定方法的流程示意图。

图2示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实场景中外接设备姿态的确定装置的结构示意图。

图3示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实场景中外接设备姿态的确定装置的另一种结构示意图。

图4示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实场景中外接设备姿态的确定装置的硬件结构示意图。

图5示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实头戴设备的结构示意图。

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。

现有技术中，当用户摘下并再次佩戴虚拟现实头戴设备时，虚拟现实头戴设备显示的当前帧虚拟现实场景中外接设备的姿态，是与虚拟现实头戴设备处于休眠状态时显示的虚拟现实场景中的外接设备的姿态相同，导致可能会出现用户在虚拟现实场景中观看不到外接设备的情况。

针对上述技术问题，本发明的一个实施例提供了一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法。本发明实施例中，虚拟现实头戴设备与外接设备连接。外接设备的姿态信息可呈现在虚拟现实头戴设备显示的虚拟现实场景中。

图1示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法的流程示意图。参见图1，该方法至少包括以下步骤S101至步骤S104。

步骤S101，在确定虚拟现实头戴设备进入休眠状态时，获取外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，以及虚拟现实场景中虚拟摄像头的第一旋转角度信息。

在虚拟现实头戴设备开启并与外接设备建立连接后，用户通过操作虚拟现实头戴设备进入一个沉浸式体验应用。用户可在该应用对应的虚拟现实场景中观看到外接设备。在用户进入该沉浸式应用时，外接设备在虚拟现实场景中的位置信息可从该应用对应的程序中直接获取。

虚拟现实场景是以虚拟摄像头(例如，Unity Camera)的视角进行显示的，即虚拟现实场景始终显示在虚拟摄像头的正前方。

本发明的一个实施例中，虚拟现实头戴设备设置有传感器。该传感器可为加速度计、陀螺仪和磁力计。当用户戴着虚拟现实头戴设备发生转动时，虚拟现实头戴设备可根据传感器测量得到的数据，确定虚拟摄像头的旋转角度信息。当用户戴着虚拟现实头戴设备进行转动时，虚拟现实头戴设备会根据虚拟摄像头的旋转角度信息，显示对应的虚拟现实场景。在显示虚拟现实场景之前，根据虚拟摄像头的旋转角度信息和上一帧虚拟现实场景中外接设备的位置信息，确定当前帧虚拟现实场景中的外接设备的位置信息，这样使得虚拟现实场景中的外接设备的位置是不变的。

在虚拟现实头戴设备开启之后，可通过设置在虚拟现实头戴设备的距离感应器(例如，P-sensor)，确定虚拟现实头戴设备是否处于休眠状态。用户摘下虚拟现实头戴设备的过程中，用户与距离感应器的距离越来越远。当用户与距离感应器的距离达到预定距离阈值时，虚拟现实头戴设备进入休眠状态。

需要说明地是，当用户进入上述沉浸式应用时，可定义当前时刻的虚拟摄像头的旋转角度为0。

步骤S102，在确定虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，获取虚拟摄像头的第二旋转角度信息。

本发明实施例中，当用户再次佩戴虚拟现实头戴设备的过程中，用户与距离感应器的距离越来越近。当用户与距离感应器的距离达到预定距离阈值时，可确定虚拟现实头戴设备结束休眠状态。

第一旋转角度信息和第二旋转角度信息均为根据设置在虚拟现实头戴设备的传感器测量得到的数据得到的。

步骤S103，对第二旋转角度信息和第一旋转角度信息进行相减处理，得到第三旋转角度信息。

步骤S104，根据第三旋转角度信息和位置信息，确定在虚拟现实头戴设备结束睡眠时，外接设备在虚拟现实场景中的位置信息。

例如，可以虚拟摄像头为原点，建立三维坐标系。根据以下计算式(1)-(3)，得到外接设备在虚拟现实场景中的位置信息。根据计算式(1)，得到外接设备沿着三维坐标系的z轴的位置信息，

根据计算式(2)，得到外接设备沿着三维坐标系的y轴的位置信息，

根据计算式(3)，得到外接设备沿着三维坐标系的z轴的位置信息，

其中，θ为第三旋转角度信息，(x，y,z)为在虚拟现实头戴设备进入休眠状态时，外接设备在虚拟现实场景中的位置信息。

本发明的一个实施例中，在虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，该方法还包括：获取设置在外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息；根据外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息，确定在虚拟现实头戴设备结束睡眠时，外接设备在虚拟现实场景中的旋转信息。

用户可通过转动外接设备，实现外接设备在虚拟现实场景中的旋转操作。本发明实施例中，外接设备的传感器可为加速度计、陀螺仪和磁力计。外接设备的传感器测量得到的数据可实时传送至虚拟现实头戴设备。虚拟现实头戴设备可根据外接设备的传感器测量得到的数据，确定外接设备在虚拟现实场景中的旋转信息。

在确定虚拟现实头戴设备结束睡眠时，外接设备在虚拟现实场景中的位置信息和姿态信息之后，对外接设备进行渲染，并将渲染后的外接设备显示在虚拟现实场景中。

基于同一发明构思，本发明的一个实施例提供了虚拟现实场景中外接设备姿态的确定装置。图2示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实场景中外接设备姿态的确定装置的结构示意图。参见图2，该装置至少包括：第一获取模块210，用于在确定虚拟现实头戴设备进入休眠状态时，获取外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，以及虚拟现实场景中虚拟摄像头的第一旋转角度信息；第二获取模块220，用于在确定虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，获取虚拟摄像头的第二旋转角度信息；处理模块230，用于对第二旋转角度信息和第一旋转角度信息进行相减处理，得到第三旋转角度信息；位置信息确定模块240，用于根据第三旋转角度信息和位置信息，确定在虚拟现实头戴设备结束睡眠时，外接设备在虚拟现实场景中的位置信息。

本发明的一个实施例中，第一旋转角度信息和第二旋转角度信息均为根据设置在虚拟现实头戴设备的传感器测量得到的数据得到的。

本发明的一个实施例中，第二获取模块220还用于：获取设置在外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息。参见图3，该装置还包括：旋转信息确定模块250，用于根据外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息，确定在虚拟现实头戴设备结束睡眠时，外接设备在虚拟现实场景中的旋转信息。

本发明的一个实施例中，在确定虚拟现实头戴设备结束睡眠时，外接设备在虚拟现实场景中的位置信息和姿态信息之后，对外接设备进行渲染，并将渲染后的外接设备显示在虚拟现实场景中。

本发明的一个实施例中，在虚拟现实头戴设备开启之后，可通过设置在虚拟现实头戴设备的距离感应器(例如，P-sensor)，确定虚拟现实头戴设备是否进入休眠状态或者结束休眠状态。

图4示出了根据本发明一个实施例的虚拟现实场景中外接设备姿态的确定装置的硬件结构示意图。参见图4，虚拟现实场景中外接设备姿态的确定装置包括存储器401和处理器402，该存储器401用于存储指令，该指令用于控制处理器402进行操作以执行本发明的虚拟现实场景中外接设备姿态的确定方法。

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头戴设备。参见图5，虚拟现实头戴设备包括如图2或图4示出的虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定装置。

基于同一发明构思，本发明提供了一种虚拟现实系统。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，虚拟现实系统包括：虚拟现实头戴设备610和外接设备620，其中，虚拟现实头戴设备610和外接设备620连接。虚拟现实头戴设备610包括如图2或图4示出的虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定装置。

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

1.一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定方法，外接设备与虚拟现实头戴设备连接，其特征在于，包括：

根据所述第三旋转角度信息和所述位置信息，确定在所述虚拟现实头戴设备结束睡眠时，所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，

其中，在所述虚拟现实头戴设备结束休眠状态时，所述方法还包括：

获取设置在外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一旋转角度信息和所述第二旋转角度信息均为根据设置在虚拟现实头戴设备的传感器测量得到的数据得到的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述虚拟现实头戴设备进入休眠状态时，获取所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，以及虚拟现实场景中虚拟摄像头的第一旋转角度信息之前，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述虚拟现实头戴设备结束睡眠时，所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息和姿态信息之后，所述方法还包括：

5.一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定装置，外接设备与虚拟现实头戴设备连接，其特征在于，包括：

位置信息确定模块，用于根据所述第三旋转角度信息和所述位置信息，确定在所述虚拟现实头戴设备结束睡眠时，所述外接设备在虚拟现实场景中的位置信息，

其中，所述第二获取模块还用于：获取设置在外接设备的传感器测量得到的旋转角度信息；

6.一种虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定装置，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1-4中的任何一项所述的方法。

7.一种虚拟现实头戴设备，其特征在于，包括如权利要求5或6所述的虚拟现实场景中外接设备姿态信息的确定装置。

8.一种虚拟现实系统，其特征在于，包括：如权利要求7所述的虚拟现实头戴设备和外接设备。