[发明专利]对虚拟现实系统中的对象的位置和定向的跟踪

说明书

跟踪在VR系统中的手部控制器的技术涉及通过手部控制器中的光电二极管检测由HMD中的漫射LED生成的漫射辐射的图案。这种技术还可以包括将检测到的图案与先前被离线模拟并且被表示在查找表(LUT)中的图案进行比较。通过在LUT中查找检测到的图案，VR系统可以以亚毫米精度确定手部控制器的位置和/或定向。改进技术的一些优点可以在于在得出手部控制器的位置和定向时，在不牺牲精度的情况下，组件的简单性和/或低成本。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月27日提交的美国专利申请15/964,499的优先权并且是其继续申请，所述美国专利申请15/964,499要求于2017年5月1日提交的美国专利申请No.62/492,801的优先权，这些申请的公开内容均通过引用全文结合于此。

技术领域

本说明书涉及跟踪在虚拟现实(VR)系统中使用的真实对象的三维位置和定向。

背景技术

在一些VR系统中，用户使用头戴式显示器(HMD)和一对手部控制器与虚拟环境中的任意数量的虚拟对象交互。在这样的VR系统中，用户使用HMD观看和收听对象，而同时VR系统使用手部控制器跟踪控制器的位置和定向。然后，VR系统将控制器的六个自由度(6DOF)反馈给HMD以更新虚拟环境内的用户视图，所述六个自由度即三维位置和定向。

发明内容

在一个总体方面中，VR系统可以包括手部控制器和HMD。在该VR系统中，一种方法可以包括由处理电路从位于HMD中的多个辐射发射器接收漫射电磁辐射的脉冲。该方法还可以包括由处理电路根据漫射电磁辐射生成数字信号。该方法可以进一步包括由处理电路基于数字信号，获得手部控制器的位置和定向。

在附图和下述描述中阐述了一个或多个实施方式的细节。其他特征根据说明书和附图以及权利要求将是显而易见的。

附图说明

图1A是示出VR系统中的示例性HMD和手部控制器的图。

图1B是示出包括在HMD中的示例性LED发射器的图。

图1C是示出典型LED的示例性亮度分布的图。

图1D是示出LED的另一示例性亮度分布的图。

图2是示出给定图1B中所示的亮度分布的LED的示例性模拟坐标图的图。

图3A和3B是示出在带通滤波之前和带通滤波之后的从图1中所示的LED发出的脉冲辐射的示例性时间分布的图。

图4A是位于手部控制器中的示例性光电二极管的集合的图。

图4B是手部控制器中的典型光电二极管的示例性响应的图。

图4C是为手部控制器中的典型光电二极管提供带通滤波的示例性电路的图。

图5A、图5B、图5C和图5D是手部控制器可以占用空间中的示例性可能的三维坐标的集合的图。

图6是示出根据从HMD中的LED接收的漫射辐射产生的示例性信号的图。

图7是示出可以从其中得出手部控制器的位置和定向的示例性查找表(LUT)的图。

图8是示出用于从LUT和由光电二极管响应于从LED接收漫射光而生成的信号来得出热图的示例性过程的流程图。

图9A是示出用于抑制来自外部源的DC光的示例性电路拓扑的图。

图9B是示出用于抑制来自外部源的DC光的示例性电路的图。

图10示出了可以与本文所述的电路一起使用的计算机设备和移动计算机设备的示例。

图11是描绘示例性VR头戴式显示器(HMD)的图。