[发明专利]用户控制装置的在空间中的三维跟踪

权利要求书

1.一种系统，包括：

显示器，被配置为显示虚拟空间内的立体三维(3D)场景；

用户控制装置，被配置为操纵立体三维场景内的目标，其中，用户控制装置包含一个或多个位置或方向传感器，以及至少一个视觉可检测点；

至少一个跟踪传感器，被配置为跟踪物理空间中的至少一个视觉可检测点；和

处理子系统，被配置为：

向显示器提供立体三维场景；

从至少一个跟踪传感器接收用于至少一个视觉可检测点的第一位置信息；

从用户控制装置中的一个或多个位置或方向传感器接收第二位置信息；

基于第一和第二位置信息确定用户控制装置的位置和方向；以及

基于物理空间中所确定的用户控制装置的位置和方向，向显示器提供更新的立体三维场景，其中，虚拟空间中更新的三维立体场景与物理空间相关。

2.根据权利要求1所述的系统，

其中，至少一个视觉可检测点包含第一和第二视觉可检测点，其中，第一和第二视觉可检测点不相邻，其中，第一视觉可检测点被配置为发射具有第一定时条件的光，并且其中，第二视觉可检测点被配置为发射具有第二定时条件的光。

3.根据权利要求1所述的系统，

其中，至少一个视觉可检测点包含第一和第二视觉可检测点，其中，第一视觉可检测点被配置为产生具有第一不透光部分的第一光场，其中，第二视觉可检测点被配置为产生具有与第一不透光部分不同的第二不透光部分的第二光场。

4.根据权利要求1所述的系统，

其中，用户控制装置的一个或多个位置或方向传感器包括场独立改变方向的机构和恒定方向确定机构，并且其中，第二位置信息包括来自场独立改变方向的机构和恒定方向确定机构的信息。

5.根据权利要求4所述的系统，

其中，恒定方向确定机构是恒定重力确定机构。

6.根据权利要求4所述的系统，

其中，场独立改变方向的机构和恒定方向确定机构分别用陀螺仪和加速度计实现。

7.根据权利要求1所述的系统，

其中，为执行所述确定用户控制装置的位置和方向，处理子系统进一步被配置为确定至少一个视觉可检测点的中心。

8.根据权利要求1所述的系统，

其中，处理子系统进一步被配置为基于所跟踪的至少一个视觉可检测点和第二位置信息之间的不一致来补偿用户控制装置的测量装置的偏差或偏置。

9.根据权利要求1所述的系统，

其中，处理子系统被进一步配置为解决所跟踪的至少一个视觉可检测点和第二位置信息之间的不一致。

10.根据权利要求1所述的系统，

其中，为提供更新的三维场景，处理器子系统被进一步配置为呈现用户控制装置的虚拟表示，其中，用户控制装置的虚拟表示反映用户控制装置在物理空间中的位置和方向相对于在图形空间中的位置和方向的对应。

11.根据权利要求1所述的系统，

其中，至少一个跟踪传感器包含第一和第二摄像机，其中，第一和第二摄像机每个都被配置为捕获至少一个视觉可检测点的不同的视图。

12.根据权利要求11所述的系统，

其中，第一和第二摄像机彼此分开足够远，从而能进行三轴三角测量确定，并且其中，第一和第二摄像机相对于显示器的预定义的位置和方向被定位。

13.根据权利要求1所述的系统，

其中，用户控制装置的一个或多个位置或方向传感器包括磁强计，并且其中，第二位置信息包括来自磁强计的信息。