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[发明专利]一种基于九轴IMU的姿态解算方法、装置及存储介质-CN202011542749.0有效
发明人：黄永鑫;路晗;方珺 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2020-12-24 - 公布日： 2021-04-06 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本申请提供一种基于九轴IMU的姿态解算方法、装置及存储介质，姿态解算方法包括利用九轴IMU的陀螺仪、加速度计和磁力计输出的原始数据，标定三个内部模块的内部参数，借助标定内部参数，将原始数据转化为标定数据；对陀螺仪和加速度计标定数据进行数据融合，输出IMU的初步姿态数据；在基于磁修正时刻对应周期和姿态修正时刻对应周期的磁力和姿态数据修正算法中，利用重力矢量和权重值最高的磁场矢量修正陀螺仪漂移，输出IMU的最终姿态数据。通过长短周期的磁力和姿态数据的互相校正来对IMU姿态进行修正，抑制磁场干扰对姿态解算的不良影响，实现IMU姿态的准确、稳定输出，满足在室内复杂磁场环境中对IMU器件的应用需求。
一种基于 imu 姿态方法装置存储介质

[实用新型]一种动作捕捉设备-CN202021421805.0有效
发明人：郭*;黄永鑫 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2020-07-17 - 公布日： 2021-01-29 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种动作捕捉设备，涉及虚拟现实技术领域。该动作捕捉设备包括控制器及多个发光装置；多个所述发光装置用于设置在被跟踪对象的壳体；所述控制器与所述发光装置电连接，用于控制所述发光装置按照设定频率发射设定波段的光线。本实用新型的动作捕捉设备，通过发光装置向外发射频闪光线，配合动捕相机实现人体动作的跟踪，与传统的通过发光装置之间形成的结构外形来区分不同动作捕捉设备相比，设计更简单、误差更小、适应性更强。
一种动作捕捉设备

[发明专利]光学惯性混合动作捕捉设备的标定系统和方法-CN202010747511.5在审
发明人：郭*;黄永鑫 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2020-07-29 - 公布日： 2020-10-30 - 主分类号： G06T7/80 文献下载
摘要：本发明提供了光学惯性混合动作捕捉设备的标定系统和方法，包括：惯性传感器用于当二维旋转台旋转位于不同位置，标定本体固定在正六面体治具内的不同面时，采集惯性数据；控制器用于向二维旋转台发送控制指令信息，以使二维旋转台根据控制指令信息进行旋转，并记录二维旋转台的旋转角度；红外动捕相机用于采集光学数据，光学数据包括多个红外灯的光学三维点坐标数据；上位机用于利用旋转角度校准惯性数据，得到误差校正数值；以及根据惯性数据和光学数据，得到旋转矩阵，可以采用二维旋转台进行内参标定和外参标定，使用二维旋转台成本低，占用空间小，且可以实现刚体坐标系与惯性坐标系的统一。
光学惯性混合动作捕捉设备标定系统方法

[发明专利]一种动作捕捉设备及方法-CN202010695690.2在审
发明人：郭*;黄永鑫 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2020-07-17 - 公布日： 2020-09-08 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种动作捕捉设备，涉及虚拟现实技术领域。该动作捕捉设备包括控制器及多个发光装置；多个所述发光装置用于设置在被跟踪对象的壳体；所述控制器与所述发光装置电连接，用于控制所述发光装置按照设定频率发射设定波段的光线。本发明的动作捕捉设备，通过发光装置向外发射频闪光线，配合动捕相机实现人体动作的跟踪，与传统的通过发光装置之间形成的结构外形来区分不同动作捕捉设备相比，设计更简单、误差更小、适应性更强。在此基础上，本发明还提供了一种动作捕捉方法。
一种动作捕捉设备方法

[发明专利]一种基于平行轨道结构的多通道大通量多人引导防护系统-CN201910896813.6在审
发明人：郭*;路晗;张莹 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2019-09-24 - 公布日： 2020-01-14 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明涉及基于虚拟现实VR、增强现实AR、混合现实MR等技术的沉浸式交互应用领域，具体地，是一种基于平行轨道结构的多通道、大通量、多人的引导和防护系统，适用于博物馆、展览展示、主题公园等场所的沉浸式交互体验中。该系统的组成主要包括：多人体验通道、系统主机、平行结构轨道、轨道台车、跟随台车、牵引绳、穿戴式背包、定位传感器。系统可以实现实时的定位跟随、通道切换、引导和防护作用，可以满足多通道沉浸式交互体验场景中大通量、多用户、大空间、安全、稳定、深度沉浸感的沉浸式交互体验需求，提供重要的引导和防护作用。
沉浸式交互防护作用多通道定位传感器防护系统跟随台车轨道台车混合现实平行轨道平行结构通道切换系统主机虚拟现实增强现实展览展示主题公园沉浸感大空间多用户牵引绳穿戴背包场景博物馆轨道安全

[实用新型]一种VR时间同步器-CN201920440739.2有效
发明人：郭*;黄永鑫;张莹 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2019-04-03 - 公布日： 2019-12-17 - 主分类号： H04J3/06 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种VR时间同步器，包括控制模块，通信模块；所述控制模块用于控制系统时钟同步，所述通信模块用于实现虚拟现实系统中不同VR时间同步器之间的通信。所述VR时间同步器有主从之分，虚拟现实系统中只有一个主设备，其他为从设备。所述主设备用于向所述从设备发射时间同步信号，所述从设备接收到时间同步信号后校准自身时钟，从而实现系统时钟同步。本实用新型的VR时间同步器可精准调节虚拟现实系统不同设备的运行时钟，保证系统所有设备精准通同步，并支持有线和无线两种通信方式，适用于多种虚拟现实场景。
时间同步虚拟现实系统从设备时间同步信号本实用新型控制模块通信模块主设备虚拟现实场景保证系统控制系统时钟同步通信方式系统时钟运行时钟校准主从发射通信

[外观设计]红外动作捕捉相机（GOKU130）-CN201930072181.2有效
发明人：郭*;黄永鑫 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2019-02-22 - 公布日： 2019-09-03 - 主分类号： 16-01 文献下载
摘要：1.本外观设计产品名称：红外动作捕捉相机（GOKU130）。2.本外观设计产品的用途：本外观设计产品用于一款基于红外光学的高速动作捕捉相机。3.本外观设计产品的设计要点：在于整体的形状。4.最能表明本外观设计设计要点的图片或照片：立体图。
外观设计动作捕捉相机高速动作红外光学相机捕捉图片

[发明专利]带姿态解算的可编码主动光标识球-CN201711398801.8有效
发明人：郭*;黄永鑫 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2017-12-22 - 公布日： 2019-07-16 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：一种带姿态解算的可编码主动光标识球，其特征在于：包括无线通信模块、LED灯、9轴传感器模块、姿态解算及控制模块；当标识球进行俯仰角、偏航角和翻滚角的姿态输入时，姿态解算及控制模块对从9轴传感器模块中获得的原始传感器数据进行自校准解算，上位机连接信号接收端模块实时获取通过姿态解算及控制模块自校准解算出的高频的姿态数据，上位机根据姿态数据进行虚拟现实应用程序计算；同时姿态解算及控制模块还按指定频率及16位编码控制LED灯的亮灭，LED灯的亮灭频率为摄像机曝光频率的一半；在识别出编码后对识别出的编码球进行跟踪，在跟踪丢失后可以启用再次识别。在追踪系统中使用主动光标识球作为定位标识使得摄像机使用广角的鱼眼镜成为可能，在同等面积下可减少摄像机数目从而可有效的降低VR系统的成本。
姿态解算控制模块光标识轴传感器姿态数据上位机自校准解算亮灭摄像机原始传感器数据无线通信模块应用程序计算接收端模块摄像机使用定位标识连接信号曝光频率实时获取虚拟现实追踪系统标识球翻滚角俯仰角偏航角位编码跟踪眼镜

[外观设计]立体标定杆-CN201830454563.7有效
发明人：郭日韦;黄永鑫;张莹 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2018-08-17 - 公布日： 2019-07-16 - 主分类号： 16-05 文献下载
摘要：1.产品名称：立体标定杆。2.用途：本产品是一款用于多相机标定的立体标定杆。3.设计要点在于保护产品的图案、色彩和形状。4.本产品请求保护色彩。5.指定立体图为最能表明设计要点的图片。
标定杆产品请求相机标定图案图片

[外观设计]中心标定杆-CN201830454562.2有效
发明人：郭日韦;黄永鑫;张莹 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2018-08-17 - 公布日： 2019-07-16 - 主分类号： 10-04 文献下载
摘要：1.产品名称：中心标定杆。2.用途：本产品是一款用于多相机标定的中心标定杆。3.设计要点在于保护产品的图案、色彩和形状。4.本产品请求保护色彩。5.指定立体图为最能表明设计要点的图片。
标定杆产品请求相机标定图案图片

[发明专利]一种惯性传感器与视觉传感器数据融算法-CN201711398804.1有效
发明人：郭*;黄永鑫;路晗;张莹 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2017-12-22 - 公布日： 2019-02-19 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本申请实施例提供一种惯性传感器与视觉传感器数据融合算法，采用本发明实施例提供的一种惯性传感器与视觉传感器数据融合定位的方法，根据惯性传感器采集的定位点的第一定位数据和视觉传感器采集的所述定位点的第二定位数据确定定位信息，或者在没有采集到视觉传感器采集的第二定位数据时根据第一定位数据确定定位信息，从而在确定二维空间坐标和/或三维空间坐标中，不再需要始终根据视觉传感器采集的第二定位数据确定定位信息，在视觉传感器频率较低或者采集图像无法确定准确的定位数据时仍然能够输出定位信息，从而提高定位信息输出频率，降低定位延时。
视觉传感器定位数据定位信息惯性传感器采集定位点二维空间坐标三维空间坐标数据融合算法采集图像定位延时输出频率数据融合算法输出申请

[发明专利]一种新型快速视觉定位传感器-CN201711398805.6有效
发明人：郭*;路晗 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2017-12-22 - 公布日： 2019-02-19 - 主分类号： G01C21/00 文献下载
摘要：本申请提供一种新型快速视觉定位传感器，其包括：2个以上图像传感器、坐标计算器、收发器、连接线等。首先由该定位传感器中的图像传感器采集定位点的定位图像，并提供全部定位点的二维图像坐标，随后该定位传感器中的坐标计算器根据全部定位点的定位图像坐标，计算获得定位点的三维定位信息，接着该定位传感器中的收发器向上位机发送三维定位信息，最后三维定位信息被上位机接收、并用于确定定位信息对应的定位点的运动轨迹，从而能够仅通过该传感器和上位机实现定位点的运动轨迹的确定和刚体位姿的确定。
定位点定位传感器三维定位传感器快速视觉定位图像传感器坐标计算器定位图像运动轨迹上位机收发器二维图像坐标连接线定位信息刚体位机位姿采集发送申请

[发明专利]一种主动光标识球编解码方法及系统-CN201810867244.8在审
发明人：郭*;黄永鑫;张莹 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2018-08-02 - 公布日： 2018-12-21 - 主分类号： H03M7/30 文献下载
摘要：本发明涉及虚拟现实(VR)技术领域，是一种主动光标识球编解码方法及系统。其中系统中每一个主动光标识球均具有唯一编码，其LED灯可以按照编码循环频闪；虚拟现实系统中红外相机曝光频率是LED灯频闪频率的2倍。具体地，系统工作初始需要识别主动光标识球的ID。主动光标识球LED根据自身编码开始频闪，与此同时红外相机曝光采集图像信息，上位机根据红外相机拍摄到的图像，通过计算处理实现解码，从而识别主动光标识球的ID。识别ID后，系统对主动光标识球进行跟踪，LED灯切换至常亮状态。在跟踪丢失情况下，上位机发射启动编解码机制信号，主动光标识球上的无线通信模块接收到信号后，启动编解码机制再次开始频闪。
光标识红外相机频闪编解码机制编解码上位机采集图像信息无线通信模块虚拟现实系统解码编码开始编码循环常亮状态计算处理频闪频率曝光频率唯一编码虚拟现实跟踪图像曝光发射拍摄

[发明专利]一种光惯融合定位方法、设备及系统-CN201810577044.9在审
发明人：郭*;黄永鑫;张莹 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2018-06-07 - 公布日： 2018-12-11 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种光惯融合定位方法、设备及系统。具体地，在任意空间内，根据空间实际需求布设相机。目标物表面绑定光惯融合组件，光惯融合组件表面附着可主动发红外光或者可以反射红外光的标识点，并内置惯性传感器。系统同步组件分别以有线和无线的方式向相机及光惯融合组件发射同步信号，实现系统同步机制。基于同步机制，相机实时获取定位空间的光学数据，通过惯性传感器获取目标物的惯性数据。光学数据通过有线的方式上传至服务器，进行初步解算，并将结果通过无线的传输方式传至计算单元；同时，惯性数据通过有线或者无线的传输方式上传至计算单元。计算单元通过光惯融合算法融合光学与惯性数据，从而解算出光惯融合组件的实时位姿信息。
融合惯性数据计算单元红外光惯性传感器设备及系统相机传输方式光学数据解算上传系统同步机制目标物表面定位空间获取目标融合算法实际需求实时获取同步机制同步信号位姿信息系统同步组件表面标识点布设绑定内置反射附着服务器发射

[发明专利]一种主动光学定位方法、设备及系统-CN201810340646.2在审
发明人：郭*;黄永鑫 -专利权人： 北京轻威科技有限责任公司
申请日： 2018-04-17 - 公布日： 2018-09-21 - 主分类号： G06T7/70 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于单点标定物的多相机内外参标定方、设备及系统。具体地，在任意定位空间内，根据定位空间实际需求布设红外相机。目标物佩戴Tracker，Tracker表面附着可编码可发射红外光的LED marker点。系统通过无线及有线通信的方式控制相机曝光、LED marker闪烁同步，通过红外相机实时获取定位空间的图像信息，根据图像信息识别Marker点的编码并获取marker点的空间位置信息。根据marker点的空间位置信息计算Tracker的空间位置信息，也即目标物的空间位置信息，实现目标物的实时位置追踪。本发明的有益效果在于：本发明采用主动光学定位技术，对比被动光定位方案抗干扰性更强，鲁棒性更好，可推向户外场景；且主动光方案相机工作距离大，单位面积需安装的相机数量少，大大降低成本。
空间位置信息目标物相机设备及系统定位空间红外相机主动光学红外光图像信息识别表面附着单点标定定位技术方式控制工作距离任意定位实际需求实时获取实时位置图像信息鲁棒性布设标定佩戴户外闪烁追踪场景发射曝光

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