[发明专利]用于头戴式显示系统的测距和附件跟踪

权利要求书

1.一种用于测距的系统，包括：

包括一个或多个测距传感器的附件，所述附件被配置为由环境中的用户手持或穿戴；

头戴式显示器HMD，所述HMD包括一个或多个测距传感器，其中所述HMD与所述附件通信；

一个或多个处理器；和

存储器，所述存储器包括程序指令，所述程序指令能够由所述一个或多个处理器执行以分析在所述用户穿戴所述HMD并且手持或穿戴所述附件时由所述HMD上的所述测距传感器和所述附件上的所述测距传感器捕获的程距数据，以估计所述环境中的表面和对象相对于所述用户的距离和相对位置；

其中所述附件上的所述测距传感器能够捕获来自所述环境的不在所述HMD上的所述测距传感器的范围内的部分的程距数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是虚拟现实(VR)系统或混合现实(MR)系统，其中所述程序指令能够由所述一个或多个处理器执行以部分地基于所述环境中所述表面和对象的所估计的距离和相对位置来渲染包括虚拟内容的帧。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述程序指令能够由所述一个或多个处理器执行以至少部分地基于所述附件和所述HMD之间测距信号的飞行时间来确定所述附件相对于所述HMD的距离、相对位置和取向。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述程序指令能够由所述一个或多个处理器执行以：

至少部分地基于所述环境中表面和对象的所估计的距离和相对位置来检测与所述环境中的所述表面和对象的潜在碰撞；以及

经由所述HMD或所述附件来提供音频、视觉或触觉反馈中的一者或多者以指示所述潜在碰撞。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述附件包括惯性测量单元IMU，并且其中所述程序指令能够由所述一个或多个处理器执行以：

基于所述环境中所述表面和对象的所估计的距离和相对位置以及由所述IMU获得的运动数据来检测所述附件与所述环境中的表面或对象的潜在碰撞；以及

经由所述附件或所述HMD来提供音频、视觉或触觉反馈中的一者或多者以指示所述潜在碰撞。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，为了分析所述程距数据以估计所述环境中表面和对象的距离和相对位置，所述程序指令能够由所述一个或多个处理器执行以测量和分析在所述测距传感器处接收的由所述测距传感器发射的测距信号的回波的时间延迟，以估计所述表面和对象的距离和相对位置。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述程序指令能够由所述一个或多个处理器执行以至少部分地基于所述环境中所述表面和对象的所估计的距离和相对位置来生成所述环境的地图。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述附件是用于所述HMD的控制器或移动多用途设备。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器和所述存储器是所述HMD的部件。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器和所述存储器是基站的部件，所述基站经由一个或多个有线或无线连接与所述HMD和所述附件通信。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述基站包括一个或多个测距传感器，其中所述程序指令能够进一步执行以结合由所述HMD和所述附件上的所述测距传感器捕获的程距数据来分析由所述基站上的所述测距传感器捕获的程距数据，以估计所述环境中表面和对象的距离和相对位置。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述测距传感器包括超声换能器。