虚拟现实空间定位特征点筛选方法技术

本发明专利技术提供一种虚拟现实空间定位特征点筛选方法，包括以下步骤：确保所有红外点光源处于开启状态，处理单元控制红外摄像头拍摄虚拟现实头盔的图像，并计算每个所述红外点光源影像的光斑点的坐标；所述处理单元对成像图片中的每个光斑点进行ID识别，找出所有光斑点对应的ID；所述处理单元计算所述虚拟现实头盔的六自由度信息，并根据所述虚拟现实头盔的方向信息找出正对所述红外摄像头的至少4个所述红外点光源；所述处理单元控制正对所述红外摄像头的至少4个所述红外点光源处于点亮状态，关闭其余的所述红外点光源，所述处理单元控制所述红外摄像头拍摄所述虚拟现实头盔的图像并利用PnP算法对其进行运算定位。

Virtual reality spatial location feature point selection method

The invention provides a virtual reality space locating feature point selection method, which comprises the following steps: ensure that all the infrared point source in the open state, the image processing unit to control the infrared camera virtual reality helmet, and calculate each of the infrared light source image of light spot coordinates; the processing of each light spots on the imaging pictures the unit of ID recognition, corresponding to all spot point ID; six degrees of freedom of the information processing unit to calculate the virtual reality helmet, and according to the virtual reality helmet direction information is found at least 4 of the infrared point source of the infrared camera; the processing is lit at least 4 the infrared point source control unit is opposite to the infrared camera, the rest of the closing of the infrared light source, the processing unit controls the red The external camera takes the image of the virtual reality helmet and uses the PnP algorithm to locate the image.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实领域，更具体地说，涉及一种虚拟现实空间定位特征点筛选方法。
技术介绍
空间定位一般采用光学或超声波的模式进行定位和测算，通过建立模型来推导待测物体的空间位置。一般的虚拟现实空间定位系统采用红外点和光感摄像头接收的方式来确定物体的空间位置，红外点在近眼显示装置的前端，在定位时，光感摄像头捕捉红外点的位置进而推算出使用者的物理坐标。如果知道至少三个光源和投影的对应关系，再调用PnP算法就可得到头盔的空间位置。而实现这一过程的关键就是确定投影对应的光源ID(Identity，序列号)。目前的虚拟现实空间定位由于在一定距离和方向上图片识别不准确导致确定投影对应光源ID时对应时间过长和图片识别不准确，进而影响了定位的准确性和效率。
技术实现思路
为了解决当前虚拟现实空间定位准确性和效率不高的缺陷，本专利技术提供一种可以提高定位准确性和效率的虚拟现实空间定位特征点筛选方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种虚拟现实空间定位特征点筛选方法，包括以下步骤：S1：确保所有红外点光源处于开启状态，处理单元控制红外摄像头拍摄虚拟现实头盔的图像，并计算每个所述红外点光源影像的光斑点的坐标；S2：所述处理单元对成像图片中的每个光斑点进行ID识别，找出所有光斑点对应的ID；S3：所述处理单元计算所述虚拟现实头盔的六自由度信息，并根据所述虚拟现实头盔的方向信息找出正对所述红外摄像头的至少4个所述红外点光源；S4：所述处理单元控制正对所述红外摄像头的至少4个所述红外点光源处于点亮状态，关闭其余的所述红外点光源，所述处理单元控制所述红外摄像头拍摄所述虚拟现实头盔的图像并利用PnP算法对其进行运算定位。优选地，所述处理单元找出最靠近所述成像图片中心位置的光斑点作为中心点，保持该光斑点对应ID的所述红外点光源以及与该红外点光源最接近的3个所述红外点光源处于点亮状态，同时关闭其他所述红外点光源。优选地，所述处理单元控制所述红外点光源的点亮与关闭，保证所述成像图片上有4个光斑点。优选地，当所述成像图片中最左侧的光斑点消失时，所述处理单元控制距离最右侧光斑点对应的所述红外点光源最近的未开启的所述红外点光源点亮。优选地，当所述成像图片中最右侧的光斑点消失时，所述处理单元控制距离最左侧光斑点对应的所述红外点光源最近的未开启的所述红外点光源点亮。优选地，通过比较当前帧和上一帧的所述成像图片的图像差别即可确定新增的所述红外点光源对应的光斑点，该光斑点的对应ID即为新增点亮的所述红外点光源的ID。优选地，所述处理单元结合上一帧已知的历史信息对上一帧图像的光斑点做一个微小的平移使上一帧图像的光斑点与当前帧图像的光斑点产生对应关系，根据该对应关系和上一帧的历史信息判断当前帧图像上有对应关系的每个光斑点的对应ID。与现有技术相比，本专利技术利用关闭会使计算复杂化的红外点光源的做法增加了定位的效率，利用红外点光源在成像图片上的相对位置来筛选需要关闭的红外点光源给出了一种筛选方法。点亮正对红外摄像头的红外点光源方便ID识别的同时也可以防止成像图片上的光斑点迅速移出成像图片影响空间定位的效率。利用定位位置判断虚拟现实头盔的朝向，可以迅速找到正对红外摄像头的红外点光源。通过以最接近成像图片中心的红外点光源作为中心点寻找与其最接近的三个红外点光源的方法可以较快地寻找到正对红外摄像头的四个红外点光源。当成像图片上的光斑点数量减少时，处理单元控制对应红外点光源点亮保证成像图片上光斑点的数量的稳定，方便进行定位，可以有效防止光斑点的数量不满足PnP算法需要的数量导致无法定位的情况。通过给光斑点加一个微小的平移的方法可以在虚拟现实头盔发生位置变化时保证光斑点可以对应好红外点光源的ID。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术虚拟现实空间定位特征点筛选方法原理示意图；图2是本专利技术虚拟现实空间定位特征点筛选方法红外点光源分布示意图；图3示出了红外摄像头拍摄的图像之一；图4示出了经过红外点光源关闭后呈现的成像图片之一；图5示出了红外摄像头拍摄的图像之二；图6示出了红外摄像头拍摄的图像之三；图7示出了红外摄像头拍摄的图像之四；图8示出了红外摄像头拍摄的图像之五。具体实施方式为了解决当前虚拟现实空间定位准确性和效率不高的缺陷，本专利技术提供一种可以提高定位准确性和效率的虚拟现实空间定位特征点筛选方法。为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。请参阅图1—图2。本专利技术虚拟现实空间定位特征点筛选方法包括虚拟现实头盔10、红外摄像头20和处理单元30，红外摄像头20与处理单元30电性连接。虚拟现实头盔10包括前面板11，在虚拟现实头盔10的前面板11及上、下、左、右四个侧面板分布有多个的红外点光源13。红外点光源13的数量至少要满足PnP算法可以运行的最小数量。红外点光源13的形状没有特别的限制。为了举例说明，我们取红外点光源13在前面板11上的数量为7个，7个红外点光源组成近似“w”的形状。多个红外点光源13可以通过虚拟现实头盔10的固件接口根据需要点亮或者关闭。虚拟现实头盔10上的红外点光源13通过红外摄像头20的拍摄在图像上形成光点，由于红外摄像头的带通特性，只有红外点光源能13在图像上形成光斑投影，其余部分皆形成均匀的背景图像。虚拟现实头盔10上的红外点光源13在图像上可以形成光斑点。请参阅图3—图4，图3示出了红外摄像头20拍摄的红外点光源13的成像图片41。确保所有红外点光源13处于开启状态，处理单元30控制红外摄像头20拍摄虚拟现实头盔10的图像，在成像图片41上有七个光斑点。处理单元30首先根据光斑点在成像图片41上的位置计算出每个光斑点的坐标，然后对成像图片41中的每个光斑点进行ID识别，找出所有光斑点对应的ID，并利用PnP算法得出虚拟现实头盔10的六自由度信息。处理单元30根据虚拟现实头盔10的六自由度信息判断虚拟现实头盔10与红外摄像头20的相对位置，并保持虚拟现实头盔10上正对红外摄像头20的至少4个红外点光源13处于开启状态，关闭其他红外点光源13。开启的4个红外点光源13通过以下方式筛选出来：处理单元30找出最靠近成像图片41中心位置的光斑点作为中心点，保持该光斑点对应ID的红外点光源13以及与该红外点光源最接近的3个红外点光源13处于点亮状态，同时关闭其他红外点光源13。此时，在下一帧的成像图片41上仅存在4个光斑点，处理单元30可以跟踪每个光斑点并标定对应ID，具体方法是：在空间定位时，由于每帧的采样时间足够小，一般为30ms，所以一般情况下上一帧的每个光斑点和当前帧上的每个光斑点的位置差别很小，处理单元30结合上一帧已知的历史信息对上一帧图像的光斑点做一个微小的平移使上一帧图像的光斑点与当前帧图像的光斑点产生对应关系，根据该对应关系和上一帧的历史信息即可判断当前帧图像上有对应关系的每个光斑点的对应ID。在所有光斑点对应ID已知的情况下，处理单元30直接调用PnP算法即可得出虚拟现实头盔10的空间定位位置。请参阅图5—图8，当虚拟现实头盔10由于移动导致成像图片41中光斑数量减少时，处理单元30控制虚拟现实头盔10开启相应红外点光源13进行补充，保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟现实空间定位特征点筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确保所有红外点光源处于开启状态，处理单元控制红外摄像头拍摄虚拟现实头盔的图像，并计算每个所述红外点光源影像的光斑点的坐标；S2：所述处理单元对成像图片中的每个光斑点进行ID识别，找出所有光斑点对应的ID；S3：所述处理单元计算所述虚拟现实头盔的六自由度信息，并根据所述虚拟现实头盔的方向信息找出正对所述红外摄像头的至少4个所述红外点光源；S4：所述处理单元控制正对所述红外摄像头的至少4个所述红外点光源处于点亮状态，关闭其余的所述红外点光源，所述处理单元控制所述红外摄像头拍摄所述虚拟现实头盔的图像并利用PnP算法对其进行运算定位。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实空间定位特征点筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确保所有红外点光源处于开启状态，处理单元控制红外摄像头拍摄虚拟现实头盔的图像，并计算每个所述红外点光源影像的光斑点的坐标；S2：所述处理单元对成像图片中的每个光斑点进行ID识别，找出所有光斑点对应的ID；S3：所述处理单元计算所述虚拟现实头盔的六自由度信息，并根据所述虚拟现实头盔的方向信息找出正对所述红外摄像头的至少4个所述红外点光源；S4：所述处理单元控制正对所述红外摄像头的至少4个所述红外点光源处于点亮状态，关闭其余的所述红外点光源，所述处理单元控制所述红外摄像头拍摄所述虚拟现实头盔的图像并利用PnP算法对其进行运算定位。2.根据权利要求1所述的虚拟现实空间定位特征点筛选方法，其特征在于，所述处理单元找出最靠近所述成像图片中心位置的光斑点作为中心点，保持该光斑点对应ID的所述红外点光源以及与该红外点光源最接近的3个所述红外点光源处于点亮状态，同时关闭其他所述红外点光源。3.根据权利要求所述的虚拟现实空间定位特征点筛选方法，其特征在于，所述处理单元控制所述红...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗乘，
申请(专利权)人：深圳市虚拟现实技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44