[发明专利]一种位姿跟踪系统、方法和存储介质

说明书

本发明公开了一种位姿跟踪系统、方法和存储介质。其中，所述系统包括：姿态测算单元、至少两个红外激光发射器、投影屏幕以及红外相机和处理器；所述处理器与所述姿态测算单元以及所述红外相机通信连接，用于依据红外相机的空间坐标信息、投影屏幕的空间位置信息以及接收到的所述姿态测算单元获取的所述至少两个红外激光发射器的姿态信息和所述红外相机采集的所述投影屏幕上生成的至少两个红外标记点信息进行处理，依据所述处理结果确定待跟踪点的位姿信息。本发明提供的技术方案，无需在虚拟现实系统的投影屏幕上打孔安装相机，保证三维场景的一致性和虚拟现实系统投影屏幕的完整性，极大提升用户在使用虚拟现实系统时的沉浸式体验。

技术领域

本发明实施例涉及运动跟踪技术领域，尤其涉及一种位姿跟踪系统、方法和存储介质。

背景技术

随着计算机软硬件技术的发展，沉浸式虚拟现实(Cave Automatic VirtualEnvironment，CAVE)系统被越来越多地应用于航空、航天、高铁、船舶及汽车等领域。CAVE系统根据用户眼点的空间位置和姿态信息对三维场景进行渲染，产生一个沉浸式虚拟环境。

目前，CAVE系统的运动跟踪设备主要采用光学运动跟踪技术，利用照相测量原理，获取目标的运动轨迹。为完成用户眼点的六自由度位姿跟踪，需要将CAVE投影屏幕打孔完成相机的固定和安装，然而，多相机的安装需要在系统投影屏幕上进行开孔，会破坏场景的一致性，严重影响用户的沉浸体验。

发明内容

本发明提供一种位姿跟踪系统、方法和存储介质，无需在虚拟现实系统的投影屏幕上打孔安装相机，保证三维场景的一致性和虚拟现实系统投影屏幕的完整性，极大提升用户在使用虚拟现实系统时的沉浸式体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种位姿跟踪，所述系统包括姿态测算单元、至少两个红外激光发射器、投影屏幕以及红外相机和处理器；

所述姿态测算单元和所述至少两个红外激光发射器固定连接，所述至少两个红外激光发射器用于在所述投影屏幕上生成至少两个红外标记点，所述姿态测算单元用于获取所述至少两个红外激光发射器的姿态信息；

所述红外相机固定设置于所述投影屏幕的外部，用于采集所述投影屏幕上生成的至少两个红外标记点信息；

所述处理器与所述姿态测算单元以及所述红外相机通信连接，用于依据红外相机的空间坐标信息，以及接收到的所述姿态测算单元获取的所述至少两个红外激光发射器的姿态信息和所述红外相机采集的所述投影屏幕上生成的至少两个红外标记点信息进行处理，确定待跟踪点的位姿信息。

第二方面，本发明实施例还提供了一种位姿跟踪方法，由位姿跟踪系统中的处理器执行，该方法包括：

接收姿态测算单元的获取的至少两个红外激光发射器的姿态信息和红外相机采集的投影屏幕上生成的至少两个红外标记点信息；

依据所述红外相机的空间坐标信息、投影屏幕的空间位置信息，以及接收到的所述姿态测算单元获取的所述至少两个红外激光发射器的姿态信息和所述红外相机所采集的所述投影屏幕上生成的至少两个红外标记点信息，确定待跟踪点的位姿信息。

第三方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的一种位姿跟踪方法。

本发明实施例通过依据红外相机的空间坐标信息、投影屏幕的空间位置信息，以及空间姿态测算单元获取的至少两个红外激光发射器的姿态信息和红外相采集的投影屏幕上生成的至少两个红外标记点信息，确定待跟踪点的位姿信息。本实施例的技术方法，只要场景的空间几何信息已知且红外相机可以观察到红外标记点即可确定待跟踪点的位姿信息，无需在投影屏幕打孔安装相机，应用场景限制较小，保证了三维场景的一致性和CAVE系统投影屏幕的完整性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种位姿跟踪系统的结构示意图；