CN207439417U - 姿态传感装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种姿态传感装置，包括主板，主板上集成有连接器、微处理器，信息融合单元，惯性跟踪单元以及光学跟踪单元；信息融合单元接收惯性跟踪单元和光学跟踪单元所采集的数据，并根据接收的数据生成六自由度姿态数据，并通过第一总线传输给微处理器，微处理器再通过连接器与虚拟现实产品的处理器进行通讯。因本实用新型的惯性跟踪单元和光学跟踪单元集成在主板上，使处理器接收到六自由度姿态数据后可直接应用，无需查询姿态传感器的位置，节省了处理器资源，简化了连接结构。因此本实用新型具有高度模块化、功耗低、效率高、便于升级，易于拓展的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种模块化传感装置。
背景技术
物体在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度,因此，要完全确定物体的位置和方向，就必须清楚这六个自由度。六自由度交互系统是虚拟现实设备的核心，也是最复杂的一部分，也只有好的六自由度交互系统才能保证良好的沉浸感。
但是，现有的六自由交互系统存在以下缺点：其一，要求硬件上的放置必须按照规定方向进行布局，不能随意放置，导致移植效率低；其二，大量数据的处理，利用多传感器信息融合的算法运算，占用了处理器的较多资源，使原本性能有限的处理器进一步降低了处理效率。为了提高处理效率，若采用更高性能的处理器，则会大大增加产品的成本，并且发热量和功耗也会随之增加，用户体验较差；其三，硬件上的设置，很难进行调整或更新，也不便于进行功能拓展。
实用新型内容
针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种姿态传感装置，该装置具有高度模块化、功耗低、效率高、便于后续更新升级，易于拓展的优点。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种姿态传感装置，包括主板，所述主板上集成有微处理器，与所述微处理器电连接的连接器和信息融合单元，以及分别与所述信息融合单元电连接的惯性跟踪单元和光学跟踪单元；所述惯性跟踪单元采集姿态对应的数据并传输给所述信息融合单元；所述光学跟踪单元采集图像信息并实时传输给所述信息融合单元。
优选方式为，所述主板上还集成有与所述信息融合单元电连接的温漂补偿单元，所述温漂补偿单元包括温度传感器，所述温度传感器采集环境温度值传输给所述信息融合单元，所述信息融合单元根据温度值去校正惯性跟踪单元和光学跟踪单元输出的数据。
优选方式为，所述信息融合单元根据接收的数据和图像信息通过第一总线传输六自由度姿态数据给所述微处理器，所述微处理器通过所述连接器输出六自由度姿态数据。
优选方式为，所述连接器为USB接口。
优选方式为，所述惯性跟踪单元包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和三轴地磁传感器，所述三轴加速度传感器用于测量三轴加速度，所述三轴陀螺仪传感器用于测量三轴转动角速度，所述三轴地磁传感器用于测量当前空间磁场方向的三个正交方向的分量。
优选方式为，所述惯性跟踪单元通过第二总线传输所采集的转动姿态对应的数据给所述信息融合单元。
优选方式为，所述光学跟踪单元包括多个摄像头。
优选方式为，所述光学跟踪单元通过第三总线传输图像信息给所述信息融合单元。
优选方式为，所述信息融合单元输出的六自由度姿态数据与所述三轴加速度传感器、所述三轴陀螺仪传感器、所述三轴地磁传感器、所述摄像头以及所述温度传感器在所述主板上的排布位置相适配。
采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
由于本实用新型的姿态传感装置，包括主板，该主板上集成有连接器、微处理器，信息融合单元，惯性跟踪单元以及光学跟踪单元；其中信息融合单元接收惯性跟踪单元和光学跟踪单元所采集的姿态数据和图像信息，并根据接收的数据和信息输出六自由度姿态数据，并传输给微处理器，微处理器再通过连接器传输给虚拟现实产品的处理器。因本实用新型的惯性跟踪单元和光学跟踪单元集成在主板上，使处理器接收到六自由度姿态数据后可直接应用，无需查询姿态传感器的位置，节省了处理器资源，还简化了连接方式。可见，本实用新型的装置在实现原有六自由度姿态传感功能的基础上，还具有高度模块化、功耗低、效率高、便于后续更新升级，易于拓展的优点。
由于信息融合单元根据接收的数据和图像信息通过第一总线传输六自由度姿态数据给微处理器，微处理器通过连接器输出六自由度姿态数据；与现有技术相比简化了结构设置，进行模块化配置，数据仅通过一根总线传输即可。
由于惯性跟踪单元通过第二总线传输所采集的转动姿态对应的数据给信息融合单元；与现有技术相比简化了结构设置，进行模块化配置，各传感器所采集的数据仅通过一根总线传输即可。
由于光学跟踪单元通过第三总线传输图像信息给信息融合单元；与现有技术相比简化了结构设置，进行模块化配置，所有摄像头采集的图像信息仅通过一根总线传输即可。
附图说明
图1是本实用新型姿态传感装置的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种姿态传感装置，包括主板，主板上集成有微处理器，与微处理器电连接的连接器和信息融合单元，以及分别与信息融合单元电连接的惯性跟踪单元和光学跟踪单元。
上述惯性跟踪单元采集姿态对应的数据并传输给信息融合单元，本实施例的惯性跟踪单元包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和三轴地磁传感器。三轴加速度传感器用于测量三轴加速度，三轴陀螺仪传感器用于测量三轴转动角速度，三轴地磁传感器用于测量当前空间磁场方向的三个正交方向的分量。惯性跟踪单元接收到各传感器采集的数据，经过处理后通过第二总线将转动姿态对应的数据传输给信息融合单元。利用一根总线传输数据的结构配置，简化了连接结构，降低了功耗低、提高了效率高、还便于后续更新升级，易于拓展。
上述光学跟踪单元采集图像信息并实时传输给信息融合单元，本实施例的光学跟踪单元包括多个摄像头，具体使用时可使用带有摄像头的照相机，如图1中的摄像头一、摄像头二……摄像头N。同上，光学跟踪单元的各摄像头所采集的图像信息，通过第三总线传输给信息融合单元。利用一根总线传输信息的结构配置，进一步简化了连接结构，降低了功耗低、提高了效率高、还便于后续更新升级，易于拓展。
本实施例，主板上还集成与与信息融合单元电连接的温漂补偿单元，温漂补偿单元包括温度传感器，温度传感器采集环境温度值传输给信息融合单元，信息融合单元根据温度值去校正惯性跟踪单元和光学跟踪单元输出的数据。具体为：温漂补偿单元通过温度传感器采集当前温度值用于校正惯性跟踪单元和光学跟踪单元的输出，实现对六自由度姿态数据的温度补偿，避免环境温度对六自由度姿态数据产生干扰。
上述信息融合单元根据接收的姿态对应的数据，以及各摄像头采集的图像信息，经过处理后输出六自由度姿态数据。因惯性跟踪单元中的各传感器与光学跟踪单元中的各摄像头，在主板上的方向布局按照要求进行统一布局，使信息融合单元可按照布局处理各数据，使后续不再需要考虑其方向放置问题。信息融合单元集成了用于惯性跟踪单元的卡尔曼滤波等算法和用于光学跟踪单元的多目视觉算法，基于传感器原始数据和图像原始数据生成虚拟现实应用可直接使用的六自由度姿态数据。
微控制器通过第一总线从信息融合单元读取六自由度姿态数据后，通过连接器向处理器传输通知信号。处理器接收到通知信号后，暂停当前正在执行的动作，以便接收微控制器传输来的六自由度姿态数据信号。因本实用新型采用上述的模块化配置方式，使处理器不需要查询各传感器的状态，在六自由度姿态数据未准备好时，处理器正常执行其他动作，不需要循环等待，节省了处理器的资源。
另外本实用新型与处理器通讯的连接器使用USB接口。
综上所述，本实用新型基于光学追踪和惯性跟踪的六自由度姿态传感装置硬件上，可以替换当前虚拟现实设备中需要多传感器和多摄像头与处理器之间的复杂连接，省去了复杂的底层驱动工作和依赖于操作系统的信息融合算法，减轻了主板上处理器的负担，节省了处理器资源，并且高度模块化的姿态传感装置也便于根据需求随时进行更新升级，易于拓展。
以上所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种姿态传感装置结构的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.姿态传感装置，包括主板，其特征在于，所述主板上集成有微处理器，与所述微处理器电连接的连接器和信息融合单元，以及分别与所述信息融合单元电连接的惯性跟踪单元和光学跟踪单元；
所述惯性跟踪单元采集姿态对应的数据并传输给所述信息融合单元；
所述光学跟踪单元采集图像信息并实时传输给所述信息融合单元。
2.根据权利要求1所述的姿态传感装置，其特征在于，所述主板上还集成有与所述信息融合单元电连接的温漂补偿单元，所述温漂补偿单元包括温度传感器，所述温度传感器采集环境温度值传输给所述信息融合单元，所述信息融合单元根据温度值去校正惯性跟踪单元和光学跟踪单元输出的数据。
3.根据权利要求1所述的姿态传感装置，其特征在于，所述信息融合单元根据接收的数据和图像信息通过第一总线传输六自由度姿态数据给所述微处理器，所述微处理器通过所述连接器输出六自由度姿态数据。
4.根据权利要求1所述的姿态传感装置，其特征在于，所述连接器为USB接口。
5.根据权利要求2所述的姿态传感装置，其特征在于，所述惯性跟踪单元包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和三轴地磁传感器，所述三轴加速度传感器用于测量三轴加速度，所述三轴陀螺仪传感器用于测量三轴转动角速度，所述三轴地磁传感器用于测量当前空间磁场方向的三个正交方向的分量。
6.根据权利要求5所述的姿态传感装置，其特征在于，所述惯性跟踪单元通过第二总线传输所采集的转动姿态对应的数据给所述信息融合单元。
7.根据权利要求5所述的姿态传感装置，其特征在于，所述光学跟踪单元包括多个摄像头。
8.根据权利要求7所述的姿态传感装置，其特征在于，所述光学跟踪单元通过第三总线传输图像信息给所述信息融合单元。
9.根据权利要求7所述的姿态传感装置，其特征在于，所述信息融合单元输出的六自由度姿态数据与所述三轴加速度传感器、所述三轴陀螺仪传感器、所述三轴地磁传感器、所述摄像头以及所述温度传感器在所述主板上的排布位置相适配。
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|---|---|---|---|---|
| CN109597005A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-09 | 上海理工大学 | 基于视觉定位的空间磁场测量系统 |
| CN111623750A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-04 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 隧道结构位移近景摄影靶向监测系统 |
| WO2022061495A1 (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-31 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 参数标定方法、装置及可移动平台 |
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| CN109597005B (zh) * | 2018-12-20 | 2021-04-30 | 上海理工大学 | 基于视觉定位的空间磁场测量系统 |
| CN111623750A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-04 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 隧道结构位移近景摄影靶向监测系统 |
| WO2022061495A1 (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-31 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 参数标定方法、装置及可移动平台 |
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