[发明专利]对虚拟现实系统中的对象的位置和定向的跟踪

权利要求书

1.在包括手部控制器和头戴式显示器HMD的虚拟现实VR系统中，一种跟踪所述手部控制器的位置和定向的方法，所述方法包括：

由所述VR系统的处理电路在所述手部控制器中包括的多个检测器处从所述HMD中包括的多个辐射发射器接收漫射电磁辐射的脉冲，所述多个检测器中的每一个从与所述多个检测器中的另一个检测器接收所述漫射电磁辐射脉冲的视角所不同的视角接收所述漫射电磁辐射脉冲，所述多个检测器中的每一个检测器接收所述漫射电磁辐射脉冲的视角基于所述检测器在所述手部控制器中的位置；

由所述处理电路生成多个数字信号，所述多个数字信号中的每个数字信号是在所述多个检测器的相应的检测器处基于在该检测器处接收所述漫射电磁辐射的视角而生成的；以及

由所述处理电路基于所述多个数字信号获得所述手部控制器的位置和定向。

2.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述多个数字信号获得所述手部控制器的位置和定向包括：

将所述多个数字信号中的数字信号与查找表LUT的多个信号表示进行比较，所述多个信号表示中的每一个对应于所述手部控制器的相应的位置和定向。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述LUT的所述多个信号表示中的每个预定信号表示包括用于位于所述HMD中的所述多个辐射发射器中的每一个辐射发射器的相应的信号部分。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述LUT的所述多个信号表示中的每个预定信号表示对应于所述漫射辐射的脉冲从所述HMD中的所述多个辐射发射器被发射的时间。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述多个数字信号中的每个数字信号包括第一部分和第二部分；

其中，将所述数字信号与所述LUT的所述多个信号表示中的预定信号表示进行比较包括：

基于所述数字信号的所述第一部分，产生所述漫射辐射的脉冲从所述HMD中的所述多个辐射发射器被发射的时间；以及

基于所述信号的所述第二部分和所述漫射辐射的脉冲从所述HMD中的所述多个辐射发射器被发射的所述时间，产生所述手部控制器的所述位置和定向。

6.如权利要求2所述的方法，其中，所述多个辐射发射器在所述HMD内以指定的角度图案被布置。

7.如权利要求2所述的方法，其中，所述处理电路包括光电二极管，

其中，所述方法进一步包括通过执行对所述光电二极管对来自所述HMD中的所述辐射发射器中的每一个辐射发射器的照明的响应的模拟来离线地生成所述LUT，所述光电二极管响应具有传递函数，所述传递函数具有噪声分布和信号分布，所述信号分布在具有上频率和下频率的指定频带之外为零，所述噪声分布包括低于临界频率的1/f噪声，所述临界频率低于所述信号分布的所述频带的下频率。

8.如权利要求2所述的方法，其中，将所述数字信号与所述LUT的所述多个信号表示进行比较包括：

生成指示所述LUT中的信号表示与所检测的漫射辐射的图案的接近度的热图，所述热图包括信号表示对应于其中所述所检测的漫射辐射的图案的热区域以及其中信号表示不对应于所述所检测的漫射辐射的图案的冷区域；以及

选择所述热图的所述热区域中的信号表示。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述热图在三维位置空间中被绘制，以及

其中，选择所述LUT的所述热区域中的所述信号表示包括将所述手部控制器的位置识别为所述热图的所述热区域中的坐标三元组。

10.如权利要求9所述的方法，其中，选择所述LUT的所述热区域中的所述信号表示进一步包括：

在被识别为所述手部控制器的所述位置的所述热图的所述热区域中的所述坐标三元组处生成第二热图，所述第二热图在三维俯仰-偏转-滚转角度空间中被绘制，所述第二热图包括其中信号表示对应于所述所检测的漫射辐射的图案的热区域以及其中信号表示不对应于所述所检测的漫射辐射的图案的冷区域；以及

选择所述第二热图的所述热区域中的信号表示。