[发明专利]移动式头戴显示器(HMD)的六自由度(6DOF)跟踪

说明书

本发明涉及一种用于对至少一个移动式头戴显示器(HMD)(11)进行检测的系统(10)，包括至少一个车辆(12)，其中，头戴显示器(11)的控制单元设计(16)用于，借助至少一个通过至少一个摄像机(15)记录的摄像机图像执行基于六自由度(6DOF)算法的内外跟踪，并确定基于六自由度算法的、所述至少一个移动式头戴显示器(11)的平移，其中，应用程序(17)附加地设计用于，创建车辆(12)的内部空间的边缘模型，并提供至少一个移动式头戴显示器(11)的基于自动化的计算机视觉的六自由度跟踪。此外，本发明涉及一种用于利用上述的系统(10)确定移动式头戴显示器(11)的6DOF跟踪的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于对至少一个移动式头戴显示器(HMD)进行检测的系统，包括至少一个车辆和所述至少一个头戴显示器，其中，车辆包括至少一个调节设备和至少一个空中接口/无线接口，其中，所述调节设备设计用于提供车辆传感器数据，所述至少一个头戴显示器包括至少一个摄像机、控制单元、空中接口和至少一个应用程序，其中，头戴显示器的控制单元设计用于，借助至少一个通过至少一个摄像机记录/拍摄的摄像机图像执行基于六自由度(6DOF)算法的内外跟踪，并确定基于六自由度算法的、所述至少一个移动式头戴显示器的平移。

背景技术

虚拟现实(VR)和增强现实(AR)是当今已经广泛应用于游戏和生产应用的技术。在此，用户佩戴所谓的头戴显示器(HMD)。对于使用VR和AR头戴设备非常重要的是，在使用期间精确定位HMD，以便能够向用户在视觉上正确地示出内容。在此尤其地，确定沿X、Y、Z方向的6DOF平移以及围绕上述轴线的旋转。

对HMD的定位或检测在此被称为跟踪。在此，区分内外跟踪(从HMD向外)和外内跟踪(由外到HMD)。此前针对静止的应用情况利用外部跟踪传感器、例如通过红外线进行外内跟踪是现有技术。

然而，在未来HMD的开发也集中在移动式HMD上，其中没有外部跟踪器并利用内外跟踪。然而在此，当今的应用情况仅限于静态环境。

例如，从文献EP 2 491 530 B1中已知一种用于确定车辆中的头戴式屏幕系统上的摄像机的位姿的方法。在使用边缘模型的情况下，在六个自由度中以光学方式从环境数据确定摄像机的位姿。

从文献US 20 020 105 484 A1中已知一种用于校准佩戴在用户头部上的显示设备的系统，该显示设备用于在真实环境中显示出虚拟对象。显示设备具有在六个自由度中被操作的检测单元，以用于基于图像数据产生环境模型。

从文献US 20 100 109 976 A1已知一种用于跟踪车辆乘员的头盔上的显示单元的设备。头盔具有光学传感器，其用于以六个自由度检测车辆内部空间的定向标记，并且适用于虚拟现实应用。

在现有技术中已知的VR和AR-HMD已经在固件中实现跟踪算法，然而其中假设静态环境。由于当今的HMD中的固件中的6DOF算法的硬件相关的实现，不能够去激活内外跟踪的平移。

发明内容

本发明的目的是，提供一种在动态环境中也能够使用移动式HMD的系统。

该目的通过具有权利要求1的特征的系统来实现。有利的改进方案是说明书和参照附图所作说明的主题。

本发明涉及一种用于对至少一个移动式头戴显示器(HMD)进行检测的系统，该系统包括至少一个车辆和所述至少一个HMD，其中，车辆包括至少一个调节设备和至少一个空中接口，其中，调节设备设计用于提供车辆传感器数据，所述至少一个HMD包括至少一个摄像机、控制单元、空中接口和至少一个应用程序，其中，HMD的控制单元设计用于，借助至少一个由至少一个摄像机记录的摄像机图像执行基于六自由度(6DOF)算法的内外跟踪，并确定基于6DOF算法的、所述至少一个HMD的平移。至少一个HMD通常设计为眼镜。替代地，至少一个HMD设计为透镜。6DOF算法集成地实现在HMD的固件中。