[发明专利]对输入进行软解耦的系统和方法

说明书

在虚拟现实环境中，用户的移动是耦合的，意味着用户无法在不同的方向上行走和观看。公开用于对在虚拟现实环境中所述用户的所述移动进行软解耦的方法和系统，使得所述用户能够在不同的方向上观看和行走，从而模拟现实世界相互作用。所述软解耦通过从附接到所述用户的传感器接收加速度和定向数据来执行。计算航向和基于比例的航向增量。所计算出的航向和速度被转化成所述虚拟现实环境的软解耦输入。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月28日提交的且名称为“OMNIDIRECTIO NAL LOCOMOTIONSYSTEM AND APPARATUS”的第62/198,032号美国临时申请的权益。本申请要求2015年11月10日提交的名称为“METHOD OF SOFT-DECOUPLING VIRTUAL REALITY INPU T DATA；SYSTEMAND METHOD OF IDENTIFYING A SENSO R”的第62/253,317号美国临时申请的权益。

技术领域

本公开大体涉及可结合虚拟现实系统使用的全向运动系统和设备，且更具体地说，涉及全向运动系统和相关组件的硬件布局和软件方法。

背景

本公开大体上涉及可结合虚拟现实系统使用的运动装置。

在虚拟现实环境内，用户通常期望能够自由地行走。确切地说，能够在现实环境中物理地行走或跑步并将所述运动转化到虚拟环境大大地增加用户在虚拟环境中的沉浸程度。然而，在现实世界中的移动通常受物理空间边界(例如，用户所位于的房间的大小)限制。因此，运动装置经设计以提供给用户自由行走的感觉，同时将用户限制到特定位置。例如，许多运动装置允许用户在具有有限大小的平台上360度自由地行走，而不会离开平台。常规的运动装置包含机动化和非机动化设计，所述设计可结合虚拟现实环境使用。

机动化运动装置通常使用传感器来检测用户的移动，并将反馈发送到电机传动带或传动辊，用户在所述电机传动带或传动辊上移动。皮带或辊经操作以对用户的移动计数，并在每一步之后将用户带回平台的中心部分。机动化运动装置存在许多缺点。例如，由于滚动且机动化组件、传感器、处理单元以及反馈环路，机动化运动装置通常为复杂且昂贵的。另外，滚动且机动化组件需要复杂的算法来对用户的移动正确地计数。对电机的不准确反馈可引起皮带或辊的错误移动，所述错误移动可使得用户失去平衡或渐渐离开平台的中心。在用户加速时反馈和响应的延时还可存在问题，造成过慢的不正确移动或响应，从而可能让用户离开平台。另外，因为皮带或辊的响应移动抵消用户的移动，所以用户可易于失去平衡并绊倒。

除机动化运动装置的操作的问题外，此类装置通常还较大且笨重，且因此，不适应平均大小的住宅房间(例如，游戏室、起居室或卧室)，且可难以拆分成模块化零件以用于运送和储存。所述装置必须较大，以防止用户在正确的系统响应已被处理之前离开平台；因此，致使所述装置不适合于室内消费者使用。

非机动化运动装置缺少机动化组件，且因此，依赖于用户的移动和/或重力来在每一步之后将用户带回到平台的中心。例如，全向滚珠轴承平台具有数百个滚珠轴承，所述滚珠轴承允许用户在适当的位置行走，同时在用户的腰部周围的约束将用户保持在适当的位置。全向滚珠轴承平台的主要问题是用户并不体验具有足跟-脚趾着地移动的自然步态，而是体验类似于在冰上行走的不稳定性的不稳定性。不稳定性导致拖着脚走，其中足跟和脚趾都不离开装置，从而导致减少用户在虚拟环境中的沉浸的不自然的步态。此外，这些装置通常由于多个滚动组件而较重且昂贵。

因此，仍需要允许用户安全地访问虚拟环境同时提供更加自然的步态的感觉的运动装置。

概述