[发明专利]一种虚拟现实设备及定位方法

权利要求书

1.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括：中央处理模块，摄像头模块，超声波模块，惯性测量模块，所述虚拟现实设备与手柄连接；

所述中央处理模块，用于通过所述摄像头模块追踪所述手柄；

当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之外时，通过所述超声波模块获取所述手柄的第一定位数据，通过所述惯性测量模块获取所述手柄的第二定位数据，并根据所述第一定位数据和所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置；

当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之内时，通过所述摄像头模块追踪所述手柄上安装的光学定位器并解算得到所述手柄的第四定位数据，通过所述惯性测量模块获取所述手柄的第二定位数据，并根据所述第四定位数据和所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。

2.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述中央处理模块具体用于：

当确定所述手柄位于所述摄像头模块的照射范围之外，且所述手柄位于所述超声波模块的脉冲信号覆盖范围之外时，根据所述第二定位数据，确定所述手柄的定位的位置。

3.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，还包括：

所述超声波模块，用于接收脉冲信号，根据超声波测距原理得到所述第一定位数据；

所述惯性测量模块，用于获取所述手柄的加速度值、角速度值以及环境磁场值，对所述角速度值进行积分得到所述手柄的姿态角，利用所述加速度值和所述环境磁场值对所述姿态角进行漂移矫正，得到姿态矩阵；利用所述姿态矩阵将所述加速度值转换到惯性坐标系，并扣除重力加速度后得到所述手柄在所述惯性坐标系下的线性加速度；对所述线性加速度进行二次积分，获得所述手柄的第二定位数据；

所述中央处理模块，还用于将所述第一定位数据和所述第二定位数据按照加权的方式进行处理，得到所述手柄的第三定位数据，根据所述第三定位数据，确定所述手柄的定位的位置，其中，所述加权的方式是根据所述超声波的物理特性对所述手柄的影响以及惯性测量的测量特性对所述手柄的影响决定的。

4.如权利要求3所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述中央处理模块具体用于：

所述第一定位数据和所述第二定位数据之间的加权系数为k，得到所述手柄的第三定位数据为第二定位数据+k*(第一定位数据-第二定位数据)；其中，k的取值范围为[0，1]。

5.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述中央处理模块具体用于：

将所述第四定位数据和所述第二定位数据按照加权的方式进行处理，得到所述手柄的第五定位数据，根据所述第五定位数据，确定所述手柄的定位的位置，其中，所述加权的方式是根据所述摄像头的物理特性对所述手柄的影响以及所述惯性测量的测量特性对所述手柄的影响决定的；

所述第四定位数据和所述第二定位数据之间的加权系数为η，得到所述手柄的第五定位数据为第二定位数据+η*(第四定位数据-第二定位数据)；其中，η的取值范围为[0，1]。