[发明专利]一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质

说明书

本发明涉及VR虚拟现实技术领域，尤其涉及一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质。包括步骤：基于惯性传感器和摄像头获取运动数据和环境图像数据；微控制单元对运动数据和环境图像数据预处理后得到处理运动数据和处理环境图像数据；微控制单元根据处理运动数据和处理环境图像数据运行SLAM算法后得到第一位姿和第一环境地图；头显装置通过SLAM算法建立第二环境地图；微控制单元根据第一环境地图和第二环境地图进行初始化对准获取位姿转换矩阵T；微控制单元根据第一位姿和位姿转换矩阵T得到VR手柄的第二位姿；微控制单元将第二位姿发送至头显装置。解决了VR手柄需要依赖外部设备来进行空间定位的问题。

技术领域

本发明涉及VR虚拟现实技术领域，尤其涉及一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质。

背景技术

目前，VR虚拟现实设备的VR手柄大概分为三种：第一种为基于IMU(惯性传感器)和红外灯带的方案，该方案通过头显装置或者外部基站的摄像头跟踪VR手柄上的红外灯进行定位，同时融合VR手柄内置IMU的惯性导航数据，得到VR手柄在空间中的6DoF位姿信息；第二种为基于IMU和超声波传感器的方案，该方案通过头显装置或者外部基站的超声波传感器对VR手柄进行定位，同时融合VR手柄内置IMU的惯性导航数据，得到VR手柄在空间中的6DoF位姿信息；第三种为基于IMU和电磁传感器的方案，该方案通过头显装置或者外部基站的电磁传感器对VR手柄进行定位，同时融合VR手柄内置IMU的惯性导航数据，得到VR手柄在空间中的6DoF位姿信息。

但是，目前现有的VR手柄定位方案都需要依赖外部设备(头显或者外部基站)进行空间定位，当环境中存在遮挡或者干扰时，VR手柄的定位性能会受到影响。例如，基于IMU和红外灯的方案，会受到环境光和相机视场的影响，复杂的环境光会影响相机的成像质量，从而影响VR手柄的追踪性能，当VR手柄长时间处于相机视场之外时，会导致VR手柄跟踪丢失；由于超声波受多径效应和在空气中传播距离短，基于IMU和超声波传感器的方案的定位精度较差，定位范围较小；电磁传感器对环境中的电磁信号比较敏感，容易受到环境中复杂的电磁信号干扰，使其电磁传感器会产生错误的VR手柄的电磁追踪数据，故基于IMU和电磁传感器的方案定位精度和稳定性不高。因此，目前VR手柄姿态追踪方法会受到正常环境下的不同干扰源的影响，存在较多的局限性，导致VR手柄在虚拟场景中，会有漂移，抖动，卡顿等现象，比较严重影响用户体验。

综上所述，本发明实际解决的技术问题是如何解决VR手柄需要依赖外部设备来进行空间定位的问题。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种VR手柄的自定位的方法、VR手柄及计算机存储介质，解决了VR手柄需要依赖外部设备来进行空间定位的问题。

本发明公开了一种VR手柄的自定位的方法，应用于VR虚拟现实设备，包括步骤：

基于设于VR手柄上的惯性传感器和摄像头获取运动数据和环境图像数据，并传输至设于VR手柄上的微控制单元上；

微控制单元对运动数据和环境图像数据进行预处理后得到处理运动数据和处理环境图像数据；

微控制单元根据处理运动数据和处理环境图像数据分别运行SLAM算法后得到第一位姿和第一环境地图；

VR虚拟现实设备的头显装置通过SLAM算法建立第二环境地图；

微控制单元根据第一环境地图和第二环境地图进行初始化对准获取位姿转换矩阵T；

微控制单元根据第一位姿和位姿转换矩阵T计算VR手柄的第二位姿；

微控制单元将第二位姿发送至VR虚拟现实设备的头显装置，头显装置将第二位姿在第二环境地图中运行。

优选地，微控制单元对运动数据和环境图像数据进行预处理时，包括对运动数据和环境图像数据进行去噪和时间同步。