CN113849072A - 一种无线手柄以及动作捕捉系统 - Google Patents

一种无线手柄以及动作捕捉系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113849072A
CN113849072A CN202111184728.0A CN202111184728A CN113849072A CN 113849072 A CN113849072 A CN 113849072A CN 202111184728 A CN202111184728 A CN 202111184728A CN 113849072 A CN113849072 A CN 113849072A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wireless
wireless handle
handle
computer
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111184728.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李强
许秋子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Realis Multimedia Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Realis Multimedia Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Realis Multimedia Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Realis Multimedia Technology Co Ltd
Priority to CN202111184728.0A priority Critical patent/CN113849072A/zh
Publication of CN113849072A publication Critical patent/CN113849072A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0338—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras

Abstract

本发明公开了一种无线手柄以及动作捕捉系统。该无线手柄包括微处理器MCU、惯性传感器IMU、光学定位模块、无线RF模块，其中，所述IMU用于采集所述无线手柄的旋转坐标，通过RF模块采用无线传输方式传输至计算机；所述光学定位模块用于相机拍摄所述无线手柄照片时，定位所述无线手柄，以使得所述计算机根据所述无线手柄照片合成所述无线手柄的3D空间坐标，并使得所述计算机根据所述无线手柄的旋转坐标和所述无线手柄的3D空间坐标获取所述无线手柄的空间位置。

Description

一种无线手柄以及动作捕捉系统
技术领域
本发明涉及光惯融合领域，尤其涉及一种无线手柄以及动作捕捉系统。
背景技术
随着无线通信技术的发展，现在无线通信设备终端越来越普及，智能家居，无线鼠标键盘以及无线游戏娱乐系统其操作不受线缆的影响，从而深受消费者青睐。
目前市面上的大部分无线交互手柄，大都是无线飞鼠(一种无线连接的移动鼠标)或是无线游戏手柄，只能够满足低精度需求的交互方式，结构较为简单且功能比较单一。基于蓝牙或者红外技术的较多，而靠加速度计陀螺仪等传感器来校准位置，其精度较低。仅仅靠某一种定位方式难以准确的确定手柄的当前的位置。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无线手柄以及动作捕捉系统。能够结合惯性传感器(inertial measurement unit，IMU)与光学定位模块，从而能够准确地确定手柄当前的位置。
本发明第一方面提供了一种无线手柄，该无线手柄包括微处理器(microcontroller unit，MCU)、惯性传感器IMU、光学定位模块、无线(radio frequency，RF)模块，其中，所述IMU用于采集所述无线手柄的旋转坐标，通过RF模块采用无线传输方式传输至计算机；所述光学定位模块用于相机拍摄所述无线手柄照片时，定位所述无线手柄，以使得所述计算机根据所述无线手柄照片合成所述无线手柄的3D空间坐标，并使得所述计算机根据所述无线手柄的旋转坐标和所述无线手柄的3D空间坐标获取所述无线手柄的空间位置。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述光学定位模块具体包括安装于所述无线手柄两侧的两个光球，所述光球用于所述相机拍摄所述无线手柄照片时，定位所述无线手柄。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述无线手柄还包括：摇杆、扳机键模块，所述摇杆与所述扳机键模块分别于所述MCU相连，所述摇杆，用于接收用户的摇摆指令，所述扳机按键模块，用于接收用户的按压指令；所述MCU用于通过所述RF模块将所述摇摆指令与所述按压指令发送至所述计算机。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述无线手柄还包括：发光二极管(light-emitting diode，LED)，和震动马达，所述RF模块，还用于从所述计算机接收互动命令，并通过所述MCU传达至所述LED，和/或，所述震动马达，以使得所述LED闪烁，和/或，所述震动马达震动。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述无线手柄还包括：电池，用于给所述无线手柄供电。
本发明第二方面提供了一种动作捕捉系统，其特征在于，所述动作捕捉系统包括如本申请第一方面至第一方面任意一种可能的实现方式中所述的无线手柄，所述动作捕捉系统还包括计算机，所述计算机包括独立RF模块，所述独立RF模块用于从所述无线手柄中接收无线命令，或将向所述无线手柄发送无线命令。
可选的，结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述动作捕捉系统还包括四个相机，所述四个相机分别从四个方位拍摄所述无线手柄的照片，并传输至所述计算机。
可选的，结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述动作捕捉系统还包括以太网交换机，所述四个相机具体通过所述以太网交换机将所述无线手柄的照片传输至所述计算机。
可选的，结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述计算机具体用于根据所述无线手柄的照片获取所述光球的2D坐标，并根据多张照片中所述光球的2D坐标合成所述光球的3D坐标，从而得到所述无线手柄的3D空间坐标。
可选的，结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述计算机根据所述四个相机中的至少一个相机拍摄的照片获取所述光球的2D坐标。
本发明公开了一种无线手柄以及动作捕捉系统。该无线手柄包括微处理器MCU、惯性传感器IMU、光学定位模块、无线RF模块，其中，所述IMU用于采集所述无线手柄的旋转坐标，通过RF模块采用无线传输方式传输至计算机；所述光学定位模块用于相机拍摄所述无线手柄照片时，定位所述无线手柄，以使得所述计算机根据所述无线手柄照片合成所述无线手柄的3D空间坐标，并使得所述计算机根据所述无线手柄的旋转坐标和所述无线手柄的3D空间坐标获取所述无线手柄的空间位置。
本专利极大的提升了手柄空间定位的精确性。仅有光学定位，手柄的旋转角度不精确，造成手柄旋转操作不流畅。仅有惯性定位，手柄的移动无法检测到，操作体验差。光惯融合后，手柄可在空间随意移动、旋转，对操控3D游戏有更好的体验。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明提供的一种无线手柄的一个结构示意图；
图2为本发明提供的一个动作捕捉系统的一个实施例示意图；
图3为本发明提供的一个动作捕捉系统的一个实施例示意图；
图4为本发明提供的一个动作捕捉系统的一个实施例示意图；
图5为本发明提供的一个计算机的一个实施例示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种无线手柄以及动作捕捉系统。能够结合惯性传感器IMU与光学定位模块，从而能够准确地确定手柄当前的位置。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，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的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。值得注意的是，“至少一项(个)”还可以解释成“一项(个)或多项(个)”。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。
随着无线通信技术的发展，现在无线通信设备终端越来越普及，智能家居，无线鼠标键盘以及无线游戏娱乐系统其操作不受线缆的影响，从而深受消费者青睐。
目前市面上的大部分无线交互手柄，大都是无线飞鼠(一种无线连接的移动鼠标)或是无线游戏手柄，只能够满足低精度需求的交互方式，结构较为简单且功能比较单一。基于蓝牙或者红外技术的较多，而靠加速度计陀螺仪等传感器来校准位置，其精度较低。仅仅靠某一种定位方式难以准确的确定手柄的当前的位置。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种无线手柄，请参见图1，该无线手柄包括：
微处理器MCU、惯性传感器IMU、光学定位模块、无线RF模块，
其中，所述IMU用于采集所述无线手柄的旋转坐标，通过所述RF模块采用无线传输方式传输至计算机；
所述光学定位模块用于相机拍摄所述无线手柄照片时，定位所述无线手柄，以使得所述计算机根据所述无线手柄照片合成所述无线手柄的3D空间坐标，并使得所述计算机根据所述无线手柄的旋转坐标和所述无线手柄的3D空间坐标获取所述无线手柄的空间位置。
进一步的，所述光学定位模块具体包括安装于所述无线手柄两侧的两个光球，所述光球用于所述相机拍摄所述无线手柄照片时，定位所述无线手柄。
进一步的，该无线手柄还包括：摇杆、扳机键模块，所述摇杆与所述扳机键模块分别于所述MCU相连，
所述摇杆，用于接收用户的摇摆指令，所述扳机按键模块，用于接收用户的按压指令：
所述MCU用于通过所述RF模块将所述摇摆指令与所述按压指令发送至所述计算机。
进一步的，该无线手柄还包括：发光二极管LED，和震动马达，所述RF模块，还用于从所述计算机接收互动命令，并通过所述MCU传达至所述LED，和/或，所述震动马达，以使得所述LED闪烁，和/或，所述震动马达震动。
进一步的，所述无线手柄还包括：电池，用于给所述无线手柄供电。
有鉴于上述提供的无线手柄，本申请还提供了一种动作捕捉系统，该动作捕捉系统包括上述提供的无线手柄。请参见图2至图4所示的动作捕捉系统，本申请提供的动作捕捉系统还可以包括计算机，该计算机包括独立RF模块，该独立RF模块用于从该无线手柄中接收无线命令，或将向所述无线手柄发送无线命令。
更进一步的，该作捕捉系统还包括四个相机，所述四个相机分别从四个方位拍摄所述无线手柄的照片，并传输至所述计算机。
更进一步的，动作捕捉系统还包括以太网交换机，所述四个相机具体通过所述以太网交换机将所述无线手柄的照片传输至所述计算机。
更进一步的，该计算机具体用于根据所述无线手柄的照片获取所述光球的2D坐标，并根据多张照片中所述光球的2D坐标合成所述光球的3D坐标，从而得到所述无线手柄的3D空间坐标。
更进一步的，该计算机根据所述四个相机中的至少一个相机拍摄的照片获取所述光球的2D坐标。
本专利极大的提升了手柄空间定位的精确性。仅有光学定位，手柄的旋转角度不精确，造成手柄旋转操作不流畅。仅有惯性定位，手柄的移动无法检测到，操作体验差。光惯融合后，手柄可在空间随意移动、旋转，对操控3D游戏有更好的体验。
图5是本申请实施例提供的一种计算机的结构示意图，该计算机400可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processingunits，CPU)410(例如，一个或一个以上处理器)和存储器420，一个或一个以上存储应用程序433或数据432的存储介质430(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器420和存储介质430可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质430的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对计算机400中的一系列指令操作。更进一步地，处理器410可以设置为与存储介质430通信，在计算机400上执行存储介质430中的一系列指令操作。
计算机400还可以包括一个或一个以上电源440，一个或一个以上有线或无线网络接口430，一个或一个以上输入输出接口460，和/或，一个或一个以上操作系统431，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图5示出的计算机的结构并不构成对数据处理设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法，在没有超过本申请的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前的实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本申请的目的。例如，一些特征可以忽略，或不执行。
本申请方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
以上对本申请实施例所提供的一种无线手柄以及动作捕捉系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无线手柄，其特征在于，所述无线手柄包括微处理器MCU、惯性传感器IMU、光学定位模块、无线RF模块，
所述IMU用于采集所述无线手柄的旋转坐标，通过所述RF模块采用无线传输方式传输至计算机；
所述光学定位模块用于相机拍摄所述无线手柄照片时，定位所述无线手柄，以使得所述计算机根据所述无线手柄照片合成所述无线手柄的3D空间坐标，并使得所述计算机根据所述无线手柄的旋转坐标和所述无线手柄的3D空间坐标获取所述无线手柄的空间位置。
2.根据权利要求1所述的无线手柄，其特征在于，所述光学定位模块具体包括安装于所述无线手柄两侧的两个光球，所述光球用于所述相机拍摄所述无线手柄照片时，定位所述无线手柄。
3.根据权利要求1所述的无线手柄，其特征在于，所述无线手柄还包括：摇杆、扳机键模块，所述摇杆与所述扳机键模块分别于所述MCU相连，
所述摇杆，用于接收用户的摇摆指令，所述扳机按键模块，用于接收用户的按压指令；
所述MCU用于通过所述RF模块将所述摇摆指令与所述按压指令发送至所述计算机。
4.根据权利要求1所述的无线手柄，其特征在于，所述无线手柄还包括：发光二极管LED，和震动马达，
所述RF模块，还用于从所述计算机接收互动命令，并通过所述MCU传达至所述LED，和/或，所述震动马达，以使得所述LED闪烁，和/或，所述震动马达震动。
5.根据权利要求1所述的无线手柄，其特征在于，所述无线手柄还包括：电池，用于给所述无线手柄供电。
6.一种动作捕捉系统，其特征在于，所述动作捕捉系统包括如权利要求1至权利要求5任意一项所述的无线手柄，所述动作捕捉系统还包括计算机，所述计算机包括独立RF模块，所述独立RF模块用于从所述无线手柄中接收无线命令，或将向所述无线手柄发送无线命令。
7.根据权利要求6所述的动作捕捉系统，其特征在于，所述动作捕捉系统还包括四个相机，所述四个相机分别从四个方位拍摄所述无线手柄的照片，并传输至所述计算机。
8.根据权利要求7所述的动作捕捉系统，其特征在于，所述动作捕捉系统还包括以太网交换机，所述四个相机具体通过所述以太网交换机将所述无线手柄的照片传输至所述计算机。
9.根据权利要求7所述的动作捕捉系统，其特征在于，所述计算机具体用于根据所述无线手柄的照片获取所述光球的2D坐标，并根据多张照片中所述光球的2D坐标合成所述光球的3D坐标，从而得到所述无线手柄的3D空间坐标。
10.根据权利要求7所述的动作捕捉系统，其特征在于，所述计算机根据所述四个相机中的至少一个相机拍摄的照片获取所述光球的2D坐标。
CN202111184728.0A 2021-10-11 2021-10-11 一种无线手柄以及动作捕捉系统 Pending CN113849072A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111184728.0A CN113849072A (zh) 2021-10-11 2021-10-11 一种无线手柄以及动作捕捉系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111184728.0A CN113849072A (zh) 2021-10-11 2021-10-11 一种无线手柄以及动作捕捉系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113849072A true CN113849072A (zh) 2021-12-28

Family

ID=78978091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111184728.0A Pending CN113849072A (zh) 2021-10-11 2021-10-11 一种无线手柄以及动作捕捉系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113849072A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103279186A (zh) * 2013-05-07 2013-09-04 兰州交通大学 融合光学定位与惯性传感的多目标运动捕捉系统
CN108595023A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 宁波视睿迪光电有限公司 一种交互手柄及系统
CN111447340A (zh) * 2020-05-29 2020-07-24 深圳市瑞立视多媒体科技有限公司 混合现实虚拟预演拍摄系统
CN112822480A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 青岛小鸟看看科技有限公司 Vr系统及其定位追踪方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103279186A (zh) * 2013-05-07 2013-09-04 兰州交通大学 融合光学定位与惯性传感的多目标运动捕捉系统
CN108595023A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 宁波视睿迪光电有限公司 一种交互手柄及系统
CN111447340A (zh) * 2020-05-29 2020-07-24 深圳市瑞立视多媒体科技有限公司 混合现实虚拟预演拍摄系统
CN112822480A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 青岛小鸟看看科技有限公司 Vr系统及其定位追踪方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11720126B2 (en) Motion and image-based control system
US11748963B2 (en) Cross reality system with simplified programming of virtual content
CN102681958B (zh) 使用物理姿势传输数据
US10445939B2 (en) Tactile interaction in virtual environments
CN107820593B (zh) 一种虚拟现实交互方法、装置及系统
CN109949422B (zh) 用于虚拟场景的数据处理方法以及设备
KR102606785B1 (ko) 동시 로컬화 및 매핑을 위한 시스템 및 방법
US10062213B2 (en) Augmented reality spaces with adaptive rules
KR102338836B1 (ko) 가상 현실 시스템에서 가상 컨트롤러의 위치 및 방위 추적
CN105723302A (zh) 布尔/浮点控制器和姿势识别系统
US10380761B2 (en) Locating method, locator, and locating system for head-mounted display
JP7316282B2 (ja) 拡張現実のためのシステムおよび方法
WO2019019248A1 (zh) 一种虚拟现实交互方法、装置及系统
US10192360B2 (en) Information processing apparatus and information processing method
CN106527887B (zh) 虚拟物体选取方法、装置及vr系统
CN111506094A (zh) 质心位置确定方法、装置、足式机器人及存储介质
CN104950902A (zh) 多旋翼飞行器的控制方法及多旋翼飞行器
JP2018106258A (ja) 仮想空間を提供するための方法、および当該方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、および当該プログラムを実行するための情報処理装置
Keir et al. Gesture-recognition with non-referenced tracking
WO2023060999A1 (zh) 一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统
CN113849072A (zh) 一种无线手柄以及动作捕捉系统
US11436818B2 (en) Interactive method and interactive system
US20190339768A1 (en) Virtual reality interaction system and method
CN111420391A (zh) 一种头戴显示系统及其空间定位方法
CN114723807A (zh) 质心轨迹确定方法、装置、足式机器人、设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211228