CN117008501A - 控制器六自由度画面的生成方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种控制器六自由度画面的生成方法、装置、设备及存储介质，涉及人工智能技术领域，包括：获取第一设备发射电磁波的发射时间；获取控制器的姿态信息、接收时间以及电磁波的回波数据；对回波数据进行处理，以确定回波数据对应的散射截面特征；根据散射截面特征、发射时间以及接收时间，确定控制器的空间位置；基于空间位置以及姿态信息，生成包含控制器六自由度的虚拟现实画面。由此，由于电磁波不是机械波和音波，避免出现超声波反射引起的音波叠加，提高对控制器定位的准确度，利用电磁波的特性，计算控制器的位移信息，从而最终生成包含控制器六自由度的虚拟现实画面，由于无需在控制器内部安置功率设备，提高了控制器的续航时间。

Description

控制器六自由度画面的生成方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种控制器六自由度画面的生成方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

在车辆中，通过对一些简易控制器进行6dof(6自由度)的定位追踪，并配合虚拟现实设备，可以为用户在车内带来非常丰富的视觉体验。

控制器的位置和姿态信息是生成控制器6dof虚拟现实画面的必备条件，控制器中内置的陀螺仪可以测量控制器的姿态，而控制器的定位检测技术是识别控制器位置的关键。

相关技术中，多采用超声波对控制器进行定位，然而超声波是一种机械波，在车内很容易反射，因而造成的超声波的叠加非常影响定位精度。因而，如何确定一种不受音波叠加影响的定位方案，是当前亟需解决的问题。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本公开第一方面实施例提出了一种控制器六自由度画面的生成方法，包括：

获取第一设备发射电磁波的发射时间；

获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据；

对所述回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征；

根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置；

基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。

本公开第二方面实施例提出了一种控制器六自由度画面的生成装置，包括：

发射模块，用于获取第一设备发射电磁波的发射时间；

接收模块，用于获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据；

第一确定模块，用于对所述回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征；

第二确定模块，用于根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置；

生成模块，用于基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。

本公开第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本公开第一方面和/或第二方面实施例提出的控制器六自由度画面的生成方法。

本公开第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本公开第一方面和/或第二方面实施例提出的控制器六自由度画面的生成方法。

本公开提供的控制器六自由度画面的生成方法、装置、计算机设备及存储介质，存在如下有益效果：

本公开实施例中，首先获取第一设备发射电磁波的发射时间，然后获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据，然后对所述回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征，然后根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置，然后基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。由此，由于电磁波不是机械波和音波，因而可以避免出现超声波反射引起的音波叠加，提高了对控制器定位的精度和准确度，利用电磁波的特性，计算控制器的位移信息，从而最终生成包含控制器六自由度的虚拟现实画面，由于无需在控制器内部安置功率设备，提高了控制器的续航时间，减少了数据传输，提高了系统的响应性。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本公开第一实施例所提供的控制器六自由度画面的生成方法的流程示意图；

图2为本公开第二实施例所提供的控制器六自由度画面的生成方法的流程示意图；

图3为本公开第三实施例所提供的控制器六自由度画面的生成装置的结构框图；

图4示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算机设备的框图。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

下面参考附图描述本公开实施例的控制器六自由度画面的生成方法、装置、计算机设备和存储介质。

图1为本公开第一实施例所提供的控制器六自由度画面的生成方法的流程示意图。

其中，可以说明的是，本实施例的控制器的六自由度画面生成方法的执行主体为控制器的六自由度画面生成装置，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置在车端的服务器中，也即车机，下面将以车机作为执行主体来对本公开提出的控制器的六自由度画面生成方法进行说明，在此不进行限定。

如图1所示，该控制器六自由度画面的生成方法可以包括以下步骤：

步骤101，获取第一设备发射电磁波的发射时间。

其中，第一设备可以是车辆中可以预设有电磁发射器天线，其中，电磁发射器天线可以预设于车辆内部的顶部，且电磁发射器天线发射的电磁波覆盖车辆的车内空间。

或者，第一设备也可以是控制器中的电磁波收发器。

下面，本公开第一实施例以第一设备为车辆中预设的电磁发射器天线进行说明，而不作为对本公开的限定。

其中，发射时间可以为车机通过第一设备发射电磁波的时间。

需要说明的是，车机可以在启动位于车顶内部的电磁发射器天线之后，电磁发射器天线即可以一个较高的频率发射半方向性的电磁波，电磁波将覆盖整个车内的空间，另外，如果单个电磁发射器天线不能覆盖的话，可以增加电磁发射器天线的数量，保障电磁波覆盖车辆的车内空间。

另外，电磁波的扫描频率还可以具体根据刷新率和线束带宽进行调整，如果刷新率要求比较高，同时带宽可以承受较高的数据量，则可以提升扫描频率。

需要说明的是，电磁波发射器天线可以以一定的周期，以及可以根据每隔一个单位时间，发射一次电磁波。

步骤102，获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据。

其中，控制器可以为一种电子交互设备，其可以包含蓝牙模组、NFC模组等通信模组，从而可以与车机进行通信，进而传递电量信息、物理地址信息(MAC)、控制器的形态(类型)信息以及型号信息等等，在此不做限定。另外，在控制器中还可以安装有陀螺仪等姿态传感器，用于对控制器的姿态信息进行采集。

需要说明的是，本公开中的控制器可以为简易控制器，比如戒指状的控制器、手表状的控制器、球状的控制器、手柄状的控制器等等，在此不进行限定。

其中，姿态信息可以由控制器的惯性测量传感器，比如陀螺仪传感器测量获得，其可以包含控制器的加速度、角速度等数据，其可以为俯仰角、航向角，在此不做限定。控制器的姿态信息可以是车机实时通过与控制器之间的蓝牙通信或者无线网通信接收到的。

其中，接收时间可以为第一设备接收电磁波的时间。

需要说明的是，若第一设备为电磁波发射器天线，则电磁波发射器天线在发射电磁波之后，可以立即切换至接收状态，以接收电磁波的回波。电磁波在发射到控制器上时，一部分电磁波发生了发射，一部分电磁波发生了衍射，本公开中的电磁波发射器天线可以接收反射回来的电磁波，也即电磁波的回波。

需要说明的是，控制器可以和车机之间基于预设的通讯模块进行通信，从而车机可以获取到控制器的姿态信息。在第一设备中也可以预先安装有通讯模块，从而第一设备可以实时地将接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据发送给车机。

步骤103，对回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征。

可选的，车机可以对回波进行滤波处理，以保留与第二设备对应的目标回波数据，其中，所述第二设备为参考设备或者所述控制器，然后基于回波数据进行电磁计算，以确定回波数据对应的散射截面特征。

下面本公开实施例，以第二设备作为控制器为例进行说明，在此不做限定。

其中，目标回波数据为与第二设备对应的回波数据。

需要说明的是，控制器的表面可以是电磁敏感材料制成的，对电磁波的反射性更强。

本公开中，控制器可以预先在微波暗室中对控制器进行测试，并记录当前控制器上的电磁敏感材料对应的参数，之后对回波进行滤波处理，以保留只在控制器上进行反射的电磁波。

需要说明的是，电磁波在发射到控制器上时，控制器的不同截面，其对应的散射截面特征是不相同的，也即如果控制器相对于电磁发射器天线的不同角度不同，其反射的电磁波的回波也是不同的。更具体的，可以体现在，电磁波在碰撞到控制器上时，碰撞的不同截面对应的微观粒子的散射概率是不相同的，微观粒子受靶粒子势场的作用,其运动方向偏离入射方向的角度可以是不同的。因而，散射截面特征可以反映控制器相对于电磁发射器天线的角度。

具体的，可以对回波进行滤波处理，以筛除不是从控制器上反射的回波，进而保留与控制器的电磁敏感材料对应的回波。通过对回波进行电磁学计算，可以确定回波对应的散射截面特征值。

步骤104，根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置。

可选的，在散射截面特征为控制器对应的散射截面特征的情况下，根据散射截面特征、发射时间、接收时间及电磁发射器天线的坐标，确定控制器的空间位置。

需要说明的是，车机可以根据发射时间和接收时间之间的时间差，以及电磁波的波速，确定控制器和电磁发射器天线之间的距离。另外，在车机中可以预先录有控制器的各个角度对应的散射截面特征，从而在获取了散射截面特征之后，车机可以基于该散射截面特征，计算控制器相对于电磁发射器天线的角度。

本公开中，可以预先在车机内录入各个控制器相对于电磁发射器天线的角度与散射截面特征之间的映射关系，之后在获取到散射截面特征之后，可以基于该散射截面特征进行匹配，以确定对应的相对于电磁发射器天线的角度。

具体的，在确定了控制器相对于电磁发射器天线的角度和距离之后，可以基于电磁发射器天线的坐标，确定控制器在车内的空间位置，也即在车内的世界坐标系下的三维坐标信息。

可选的，车机可以首先根据所述散射截面特征，确定当前控制器相对于电磁发射器天线的角度，然后根据所述发射时间与所述接收时间之间的时间差，确定控制器相对于所述电磁发射器天线的距离，之后根据所述距离、所述角度以及所述电磁发射器天线的坐标，确定所述控制器的空间位置。

作为一种可能实现的方式，可以首先将散射截面特征与预设的映射关系表中包含的各个参考散射截面特征进行匹配，以确定散射截面特征对应的目标参考散射截面特征，其中，预设的映射关系表中包含了各个参考散射截面特征与控制器的角度之间的映射关系，之后将与目标参考散射截面特征对应的控制器的角度确定为控制器相对于电磁发射器天线的角度。

其中，参考散射截面特征可以为预先测试后录入的控制器的散射截面特征。需要说明的是，为了保证获取到的控制器相对于电磁发射器天线的角度的准确度，映射关系表中可以包含控制器的各个参考散射截面特征，也即，需要对控制器预先进行充分的测试，从而使得参考散射截面特征足够多和全面。

在确定控制器相对于所述电磁发射器天线的距离时，若发射时间为t1,接收时间为t2,电磁波的波速为v,则可以计算控制器相对于电磁发射器天线之间的距离为s＝0.5v(t2-t1)，在此不做限定。

其中，电磁发射器天线的坐标可以为在世界坐标系下的坐标。

进一步地，本公开中，可以基于控制器相对于电磁发射器天线以及角度和电磁发射器天线的坐标，计算控制器在车内的空间位置，也即在车内的三维坐标。

步骤105，基于空间位置以及姿态信息，生成包含控制器六自由度的虚拟现实画面。

具体的，车机可以基于当前的空间位置和历史空间位置，确定控制器在世界坐标系下的位移信息。其中，历史空间位置可以为上一单位时间确定的空间位置。

需要说明的是，由于是车机测得的控制器是相对于车辆的位置，因而获得的是绝对位置，无需虚拟现实设备获得位置后再结合虚拟现实设备的位置通过坐标转化得到控制器的位置，节省了数据的传输时间，提高了系统的响应性。

之后，车机可以通过具有渲染能力的系统基于控制器在世界坐标系下的位移信息以及姿态信息对已获得的虚拟现实设备所拍摄的图像进行渲染处理，生成渲染后的虚拟现实画面，从而该虚拟现实画面可以包含控制器的六自由度信息。

需要说明的是，所述控制器在世界坐标系下的位置坐标包括控制器沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的位置信息，所述姿态信息包括控制器绕X、Y、Z三个直角坐标轴方向的姿态信息Pitch、Yaw、Roll，其中，Pitch是围绕X轴旋转的俯仰角，Yaw是围绕Y轴旋转的偏航角，Roll是围绕Z轴旋转的翻滚角。通常将沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的位置信息和绕X、Y、Z三个直角坐标轴方向的姿态信息Pitch、Yaw、Roll合称为六自由度信息。

本公开实施例中，首先获取第一设备发射电磁波的发射时间，然后获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据，然后对所述回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征，然后根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置，然后基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。由此，由于电磁波不是机械波和音波，因而可以避免出现超声波反射引起的音波叠加，提高了对控制器定位的精度和准确度，利用电磁波的特性，计算控制器的位移信息，从而最终生成包含控制器六自由度的虚拟现实画面，由于无需在控制器内部安置功率设备，提高了控制器的续航时间，减少了数据传输，提高了系统的响应性。

图2是根据本公开第二实施例的控制器六自由度画面的生成方法的流程示意图。

步骤201，向第一设备发送电磁波发射指令，以控制所述第一设备发射电磁波，并获取所述电磁波的发射时间。

下面本公开第二实施例以第一设备为控制器中的电磁波收发器进行说明。

其中，电磁波发射指令用于控制第一设备启动电磁波发射器发射电磁波。

本公开中，第一设备在发射电磁波时，可以记录发射电磁波的时刻，也即发射时间，并向车机返回电磁波的发射时间。

其中，控制器在发射电磁波时可以按照一定的频率进行发射，比如，可以每隔一个单位时间，比如1ms,也即1ms/次，发射电磁波。该频率可以具体根据刷新率和线束带宽进行调整。比如，如果刷新率要求比较高，同时带宽可以承载较高的数量时，则可以适当地压缩单位时间，也即提高发射频率，比如0.8ms/次，在此不做限定。

步骤202，获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据。

可选的，车机可以基于第一设备接收电磁波的回波，并获取第一设备返回的接收时间和姿态信息。

具体的，控制器在发射电磁波之后，可以即刻进入接收状态，并利用安装在表面区域的电磁波接收器接收电磁波的回波。其中，电磁波的回波是电磁波在到达物体上后反射回来的波。

需要说明的是，电磁波可能发射到人体上，VR眼镜，或者车内的任意器件，之后在物体上会反射回波。

本公开中，控制器在接收电磁波时，还需要记录接收电磁波的回波的时间，也即接收时间。

其中，姿态信息可以由控制器的惯性测量传感器，比如陀螺仪传感器测量获得，其可以包含控制器的加速度、角速度等数据，其可以为俯仰角、航向角，在此不做限定。控制器的姿态信息可以是车机实时通过与控制器之间的蓝牙通信或者无线网通信接收到的。

其中，接收时间可以为第一设备接收电磁波的时间。

步骤203，对所述回波数据进行滤波处理，以保留与第二设备对应的目标回波数据，其中，所述第二设备为参考设备或者所述控制器。

其中，第二设备可以为参考设备或者控制器，在此不进行限定。

需要说明的是，若第一设备为控制器中的电磁波收发器，则第二设备则可以为参考设备。若第一设备为车辆中预设的电磁波发射天线，则第二设备为控制器。

本公开第二实施例以第二设备为参考设备进行说明。

其中，目标回波数据为从第二设备返回的电磁波回波对应的回波数据。

本公开中，参考设备可以为位置信息为预先确定的电子设备。可以理解的是，可以默认参考设备的位置信息是固定不变的，或者，也可以认为参考设备与控制器之间存在一定的位置关系。其中，该位置关系可以在单位时间内是确定的。

其中，指定时间间隔可以为控制器发射电磁波的时间间隔，或者，还可以大于该时间间隔。可以理解的是，在指定时间间隔内，可以认为参考设备和控制器之间的位置关系是不会发生变化的，或者，变化程度较小，可以忽略。

其中，特定位置关系可以为相对存在的角度、距离以及方向，在此不进行限定。

其中，参考设备可以为虚拟现实设备，比如VR眼镜、VR头显，或者还可以为头戴式耳机、人工智能头盔、人工智能眼镜、人工智能头带，或者还可以为电子硬件配饰，比如项链，或者还可以为一些安装有硬件设备的服饰，在此不做限定。

可以理解的是，参考设备可以在表面区域使用电磁敏感材料，因而对电磁波的反射能力较强，更容易被识别和定位。且参考设备可以是预先在微波暗室中经过测试，因而可以对参考设备对应的各个参数进行记录，比如滤波特征，因而，在对回波进行滤波处理时，可以根据滤波特征，确定电磁波的回波中从参考设备上反射回来的波，也即与参考设备对应的回波。

可选的，在获取了电磁波的回波之后，可以首先对回波进行滤波处理，也即可以将无效的回波滤除，只保留参考设备返回的回波。由于滤波处理后的回波是从参考设备返回的，而不是从周边的器件返回的，因而可以保障计算结果的准确性和可靠性。

需要说明的是，由于参考设备表面有电磁敏感材料，因而在进行滤波时，可以根据参考设备的回波的特征滤除其他的无效的回波。

其中，散射截面是描述微观粒子散射概率的一种物理量。又称碰撞截面，简称截面。

其中，散射截面特征为一种电磁散射特性，和当前待测量的目标结构，也即参考设备密切相关，参考设备的不同截面对应的散射截面特征也是不同的，因而，散射截面特征可以唯一表征参考设备的一个表面。

步骤204，基于所述目标回波数据进行电磁计算，以确定所述目标回波数据对应的散射截面特征。

本公开中，可以通过图形计算电磁学的方法进行电磁计算，比如物理光学积分、几何建模、矩量法，以确定当前的滤波后的回波数据对应的散射截面特征。需要说明的是，散射截面特征可以较好的表示物体的复杂表面形状，也即参考设备的表面，也即使得测量的参考设备的表面特征更加准确。

步骤205，在所述散射截面特征为参考设备对应的散射截面特征的情况下，根据所述散射截面特征，确定所述参考设备相对于所述控制器的角度，其中，所述参考设备为在指定时间间隔内与所述控制器存在特定位置关系的电子设备。

可选的，车机可以首先将散射截面特征与预设的特征数据表进行匹配，以确定所述散射截面特征与各个参考散射截面特征的匹配度，其中，所述特征数据表包含了所述各个参考散射截面特征与所述参考设备相对于所述控制器的角度之间的映射关系，之后将与所述散射截面特征匹配度最高的所述参考散射截面特征对应的所述角度，确定为所述参考设备相对于所述控制器的角度。

其中，预设的特征数据表中可以包含多个参考散射截面特征。需要说明的是，特征数据表是经过充分的测试生成的，因而，特征数据表中的多个参考散射截面特征可以包含参考设备各个散射截面对应的特征，以提供充分的数据支持。

举例来说，特征数据表中可以包括参考散射截面特征S1,S2,S3,S4,S5,S6....Sn,以及每个参考散射截面特征对应的角度a1,a2,a3,a4,a5,a6....an。其中，S1对应a1,S2对应a2,S3对应a3,S4对应a4.....Sn对应an。如果当前确定的散射截面特征为S2,则a2即为最匹配的参考设备相对于控制器的角度，在此不进行限定。

具体需要说明的是，本公开中，计算所得的散射截面特征可以为一组值，因而在将散射截面特征在特征数据表中进行匹配时，可以将与该组值匹配度最高的参考散射截面特征作为当前的目标散射截面特征。

或者，每个参考散射截面特征可以为一个范围，如果当前的散射截面特征位于参考散射截面特征所在的范围中，则可以将该参考散射截面特征对应的角度作为参考设备相对于控制器的角度。

步骤206，根据所述发射时间和所述接收时间之间的时间差，确定所述控制器与所述参考设备之间的距离。

举例来说，若发射时间为t1,接收时间为t2,电磁波的波速为v,则可以计算控制器相对于参考设备之间的距离为s＝0.5v(t2-t1)，在此不做限定。

步骤207，根据所述距离、所述角度以及当前保存的所述参考设备的位置信息，计算所述控制器的位置。

可以理解的是，参考设备的位置信息可以是预先标定的，也即以一个指定的位置作为参考设备的位置。在确定了参考设备相对于控制器的角度、位置以及已经记录的参考设备的位置信息之后，则控制器即可进行计算，也即进行坐标转换，将参考设备的坐标换算成控制器自己的坐标，进而即可确定控制器的位置。

步骤208，基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。

具体的，车机可以基于当前的位置和历史空间位置，确定控制器在世界坐标系下的位移信息。其中，历史空间位置可以为上一单位时间确定的空间位置。

其中，姿态信息可以由控制器的惯性测量传感器，比如陀螺仪传感器测量获得，其可以包含控制器的加速度、角速度等数据，其可以为俯仰角、航向角，在此不做限定。控制器的姿态信息可以是车机实时通过与控制器之间的蓝牙通信或者无线网通信接收到的。

之后，车机可以通过具有渲染能力的系统基于控制器在世界坐标系下的位移信息以及姿态信息对已获得的虚拟现实设备所拍摄的图像进行渲染处理，生成渲染后的虚拟现实画面，从而该虚拟现实画面可以包含控制器的六自由度信息。

需要说明的是，所述控制器在世界坐标系下的位置坐标包括控制器沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的位置信息，所述姿态信息包括控制器绕X、Y、Z三个直角坐标轴方向的姿态信息Pitch、Yaw、Roll，其中，Pitch是围绕X轴旋转的俯仰角，Yaw是围绕Y轴旋转的偏航角，Roll是围绕Z轴旋转的翻滚角。通常将沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的位置信息和绕X、Y、Z三个直角坐标轴方向的姿态信息Pitch、Yaw、Roll合称为六自由度信息。

综上所述，可以通过控制器发射电磁波、参考设备接收电磁波，进而根据参考设备的散射截面数据，并通过矢量运算得到待测控制器的特征角度和距离，使得对控制器计算的位置更加精准，由于无需在控制器内部安置功率设备，提高了控制器的续航时间，减少了数据传输，提高了系统的响应性。由于控制器和参考设备之间没有遮挡，因而使得计算结果更加准确和可靠。

图3为本公开第三实施例所提供的控制器六自由度画面的生成装置的结构示意图。

如图3所示，该控制器六自由度画面的生成装置500可以包括：发射模块310、接收模块320、第一确定模块330、第二确定模块340、生成模块350。

发射模块，用于获取第一设备发射电磁波的发射时间；

接收模块，用于获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据；

第一确定模块，用于对所述回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征；

第二确定模块，用于根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置；

生成模块，用于基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。

可选的，所述第二确定模块，包括：

第一确定单元，用于在所述散射截面特征为参考设备对应的散射截面特征的情况下，根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间以及当前保存的所述参考设备的位置信息，确定控制器的位置，所述参考设备为在指定时间间隔内与所述控制器存在特定位置关系的电子设备。

第二确定单元，用于在所述散射截面特征为所述控制器对应的散射截面特征的情况下，根据所述散射截面特征、所述发射时间、所述接收时间及电磁发射器天线的坐标，确定所述控制器的空间位置。

可选的，所述第一设备为所述控制器中的电磁波收发器或者车辆中预设的电磁发射器天线。

可选的，所述第一确定模块，包括：

滤波单元，用于对所述回波数据进行滤波处理，以保留与第二设备对应的目标回波数据，其中，所述第二设备为参考设备或者所述控制器；

第三确定单元，用于基于所述目标回波数据进行电磁计算，以确定所述目标回波数据对应的散射截面特征。

可选的，所述滤波单元，具体用于：

根据组成所述第二设备的电磁敏感材料，确定滤波系数；

基于所述滤波系数，对所述回波数据进行滤波处理，以确定与所述第二设备对应的目标回波数据。

可选的，所述第二确定模块，包括：

第四确定单元，用于根据所述散射截面特征，确定当前控制器相对于电磁发射器天线的角度；

第五确定单元，用于根据所述发射时间与所述接收时间之间的时间差，确定控制器相对于所述电磁发射器天线的距离；

第六确定单元，用于根据所述距离、所述角度以及所述电磁发射器天线的坐标，确定所述控制器的空间位置。

可选的，所述第四确定单元，具体用于：

将所述散射截面特征与预设的映射关系表中包含的各个参考散射截面特征进行匹配，以确定所述散射截面特征对应的目标参考散射截面特征，

其中，所述预设的映射关系表中包含了所述各个参考散射截面特征与所述控制器的角度之间的映射关系；

将与所述目标参考散射截面特征对应的所述控制器的角度确定为所述控制器相对于所述电磁发射器天线的角度。

可选的，所述发射模块，具体用于:

向第一设备发送电磁波发射指令，以控制所述第一设备发射电磁波，并获取所述电磁波的发射时间。

可选的，所述电磁发射器天线预设于车辆内部的顶部，且所述电磁发射器天线发射的所述电磁波覆盖所述车辆的车内空间。

可选的，所述第一确定单元，具体用于：

根据所述散射截面特征，确定所述参考设备相对于所述控制器的角度；

根据所述发射时间和所述接收时间之间的时间差，确定所述控制器与所述参考设备之间的距离；

根据所述距离、所述角度以及当前保存的所述参考设备的位置信息，计算所述控制器的位置。

可选的，所述第一确定单元，具体用于：

将所述散射截面特征与预设的特征数据表进行匹配，以确定所述散射截面特征与各个参考散射截面特征的匹配度，其中，所述特征数据表包含了所述各个参考散射截面特征与所述参考设备相对于所述控制器的角度之间的映射关系；

将与所述散射截面特征匹配度最高的所述参考散射截面特征对应的所述角度，确定为所述参考设备相对于所述控制器的角度。

本公开实施例中，首先获取第一设备发射电磁波的发射时间，然后获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据，然后对所述回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征，然后根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置，然后基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。由此，由于电磁波不是机械波和音波，因而可以避免出现超声波反射引起的音波叠加，提高了对控制器定位的精度和准确度，利用电磁波的特性，计算控制器的位移信息，从而最终生成包含控制器六自由度的虚拟现实画面，由于无需在控制器内部安置功率设备，提高了控制器的续航时间，减少了数据传输，提高了系统的响应性。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现如本公开前述实施例提出的控制器六自由度画面的生成方法。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种非临时性计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本公开前述实施例提出的控制器六自由度画面的生成方法。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行如本公开前述实施例提出的控制器六自由度画面的生成方法。

图4示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算机设备的框图。图4显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture；以下简称：MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI)总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(Compact Disc Read OnlyMemory；以下简称：CD-ROM)、数字多功能只读光盘(Digital Video Disc Read OnlyMemory；以下简称：DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本公开各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本公开所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network；以下简称：LAN)，广域网(Wide Area Network；以下简称：WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现前述实施例中提及的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种控制器六自由度画面的生成方法，其特征在于，包括：

获取第一设备发射电磁波的发射时间；

获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据；

对所述回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征；

根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置；

基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，

所述第一设备为所述控制器中的电磁波收发器或者车辆中预设的电磁发射器天线，

所述根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置，包括：

在所述散射截面特征为参考设备对应的散射截面特征的情况下，根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间以及当前保存的所述参考设备的位置信息，确定控制器的位置，所述参考设备为在指定时间间隔内与所述控制器存在特定位置关系的电子设备；

或者，

在所述散射截面特征为所述控制器对应的散射截面特征的情况下，根据所述散射截面特征、所述发射时间、所述接收时间及所述电磁发射器天线的坐标，确定所述控制器的空间位置。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述回波数据进行处理，以确定所述回波对应的散射截面特征，包括：

对所述回波数据进行滤波处理，以保留与第二设备对应的目标回波数据，其中，所述第二设备为参考设备或者所述控制器；

基于所述目标回波数据进行电磁计算，以确定所述目标回波数据对应的散射截面特征。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述回波数据进行滤波处理，以保留与所述第二设备对应的目标回波数据，包括：

根据组成所述第二设备的电磁敏感材料，确定滤波系数；

基于所述滤波系数，对所述回波数据进行滤波处理，以确定与所述第二设备对应的目标回波数据。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述散射截面特征、所述发射时间、所述接收时间及电磁发射器天线的坐标，确定所述控制器的空间位置，包括：

根据所述散射截面特征，确定当前控制器相对于电磁发射器天线的角度；

根据所述发射时间与所述接收时间之间的时间差，确定控制器相对于所述电磁发射器天线的距离；

根据所述距离、所述角度以及所述电磁发射器天线的坐标，确定所述控制器的空间位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述散射截面特征，确定当前控制器相对于电磁发射器天线的角度，包括：

将所述散射截面特征与预设的映射关系表中包含的各个参考散射截面特征进行匹配，以确定所述散射截面特征对应的目标参考散射截面特征，

其中，所述预设的映射关系表中包含了所述各个参考散射截面特征与所述控制器的角度之间的映射关系；

将与所述目标参考散射截面特征对应的所述控制器的角度确定为所述控制器相对于所述电磁发射器天线的角度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一设备发射电磁波的发射时间，包括:

向第一设备发送电磁波发射指令，以控制所述第一设备发射电磁波，并获取所述电磁波的发射时间。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，

所述电磁发射器天线预设于车辆内部的顶部，且所述电磁发射器天线发射的所述电磁波覆盖所述车辆的车内空间。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间以及当前保存的所述参考设备的位置信息，确定控制器的位置，包括：

根据所述散射截面特征，确定所述参考设备相对于所述控制器的角度；

根据所述发射时间和所述接收时间之间的时间差，确定所述控制器与所述参考设备之间的距离；

根据所述距离、所述角度以及当前保存的所述参考设备的位置信息，计算所述控制器的位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述散射截面特征，确定所述参考设备相对于所述控制器的角度，包括：

将所述散射截面特征与预设的特征数据表进行匹配，以确定所述散射截面特征与各个参考散射截面特征的匹配度，其中，所述特征数据表包含了所述各个参考散射截面特征与所述参考设备相对于所述控制器的角度之间的映射关系；

将与所述散射截面特征匹配度最高的所述参考散射截面特征对应的所述角度，确定为所述参考设备相对于所述控制器的角度。

11.一种控制器六自由度画面的生成装置，其特征在于，包括：

发射模块，用于获取第一设备发射电磁波的发射时间；

接收模块，用于获取控制器的姿态信息、所述第一设备接收到所述电磁波的回波的接收时间以及所述电磁波的回波数据；

第一确定模块，用于对所述回波数据进行处理，以确定所述回波数据对应的散射截面特征；

第二确定模块，用于根据所述散射截面特征、所述发射时间以及所述接收时间，确定所述控制器的空间位置；

生成模块，用于基于所述空间位置以及所述姿态信息，生成包含所述控制器六自由度的虚拟现实画面。

12.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-10中任一所述的控制器六自由度画面的生成方法。

13.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-10中任一所述的控制器六自由度画面的生成方法。

14.一种车辆，其特征在于，所述车辆包含权利要求12所述的计算机设备。