一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法及装置，应用于头戴式VR设备；所述方法包括：当用户佩戴头戴式VR设备在被限制的空间进行原地运动时，通过该头戴式VR设备中的惯性传感器持续获取其竖直方向的加速度；根据持续获得的所述加速度得到连续时间对应的加速度曲线，并根据所述曲线中的各个波峰和/或波谷对应的间隔时间获取各最大加速度出现的频率；根据所述最大加速度出现的频率，转换为虚拟空间中的用户水平方向应移动的速度；将所述应移动的速度映射到虚拟空间中，以使所述虚拟空间中的用户以所述应移动的速度移动。由上，本发明专利技术有利于实现在空间有限或无外部的装置时对虚拟空间移动的控制。

Virtual space mobile control method and device based on inertial sensor

The invention discloses a virtual space inertial sensor based mobile control method and device used in head mounted VR device; the method comprises the following steps: when a user wearing a head mounted VR device movement in situ in confined space, through the head mounted inertial sensors of VR equipment in continued access to the vertical the direction of the acceleration; according to the acceleration curve of the acceleration continue to get the corresponding continuous time, and obtain the maximum acceleration of the frequency according to the time interval of each peak in the curves and / or trough corresponding; according to the maximum acceleration of the frequency conversion to user level direction in virtual space should be mobile speed; the speed of mobile mapping to the virtual space, so that the users in the virtual space to the mobile speed should be. In addition, the invention facilitates the control of the movement of the virtual space when the space is limited or without an external device.

【技术实现步骤摘要】
一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法及装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法及装置。
技术介绍
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。目前，对于虚拟空间中人体的移动，是基于现实中人体的具体的行走或者借助于外部的装置实现的，其对现实中人的行走的空间有一定的要求。因此，在空间有限的条件下或无外部的装置的条件下，不利于实现对虚拟空间移动的控制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法及装置，通过设置于手持设备中的惯性传感器获取人体在原地运动的纵向轴向加速度，并进一步根据该加速度及该加速度出现的频率，获取虚拟空间中的移动速度；本专利技术将原地的运动转换为虚拟空间中的移动，有利于实现在空间有限或无外部的装置时对虚拟空间移动的控制。本专利技术提供的一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法，应用于头戴式VR设备；该头戴式VR设备包括佩戴于头部的部件，以及安装其上作为VR装置的移动终端，所述控制方法包括步骤：A、当用户佩戴头戴式VR设备在被限制的空间进行原地运动时，通过该头戴式VR设备中的惯性传感器持续获取其竖直方向的加速度；B、根据持续获得的所述加速度得到连续时间对应的加速度曲线，并根据所述曲线中的各个波峰和/或波谷对应的间隔时间获取各最大加速度出现的频率；C、根据所述最大加速度出现的频率，转换为虚拟空间中的用户水平方向应移动的速度；D、将所述应移动的速度映射到虚拟空间中，以使所述虚拟空间中的用户以所述应移动的速度移动。由上，通过设置于手持设备中的惯性传感器获取人体在原地运动的纵向轴向加速度，并进一步根据该加速度及该加速度出现的频率，获取虚拟空间中的移动速度；本专利技术将原地的运动转换为虚拟空间中的移动，有利于实现在空间有限或无外部的装置时对虚拟空间移动速度的控制。可选的，还根据所述加速度值结合所述最大加速度出现的频率，确定虚拟空间中的用户的应移动方式；步骤D中还根据所述应移动方式转换为虚拟空间中的用户应移动方式移动。由上，将原地的运动方式转换为虚拟空间中的移动方式，有利于实现在空间有限或无外部的装置时对虚拟空间移动方式的控制。可选的，所述移动方式包括以下其一：跳动、水平方向的移动。可选的，当所述加速度值大于重力加速度，且所述最大加速度出现的频率小于一指定阈值时，所述移动方式为跳动；当所述加速度小于重力加速度时，所述移动方式为水平方向的移动。可选的，所述水平方向的移动包括：跑动、走动；其中，当所述最大加速度出现的频率大于一指定阈值时，所述移动方式为跑动；当所述加速度小于重力加速度，且所述最大加速度出现的频率位于上述两指定阈值之间时，所述移动方式为走动。可选的，对应不同的移动方式，所述虚拟空间中的用户水平方向应移动的速度具有不同基准值。可选的，所述指定阈值预先设定且可调。本专利技术还提供了一种虚拟空间移动控制装置，包括：加速度获取模块，用于当用户佩戴头戴式VR设备在被限制的空间进行原地运动时，通过该头戴式VR设备中的惯性传感器持续获取其竖直方向的加速度；频率获取模块，用于根据持续获得的所述加速度得到连续时间对应的加速度曲线，并根据所述曲线中的各个波峰和/或波谷对应的间隔时间获取各最大加速度出现的频率；移动速度获取模块，用于根据所述最大加速度出现的频率，转换为虚拟空间中的用户水平方向应移动的速度；映射模块，将所述应移动的速度映射到虚拟空间中，以使所述虚拟空间中的用户以所述应移动的速度移动。综上所述，本专利技术提供一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法及装置，通过设置于手持设备中的惯性传感器获取人体在原地运动的垂直于地面向上的加速度，并进一步根据该加速度及该加速度出现的频率，获取虚拟空间中的移动速度；本专利技术将原地的运动转换为虚拟空间中的移动，有利于实现在空间有限或无外部的遥控装置时对虚拟空间中移动的控制。同时，本申请的惯性传感器设置于手持设备中，不需要外部的其他定位装置(例如GPS)，设备构成更加简单，降低成本。附图说明图1为本专利技术提供的一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一下面结合附图和实施例对本专利技术的做进一步的描述。本专利技术提供一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法及装置，应用于包含VR头盔及手持设备的系统，包括步骤：S101、当用户佩戴头戴式VR设备在被限制的空间进行原地运动时，通过该头戴式VR设备中的惯性传感器持续获取其竖直方向的加速度。具体的，本专利技术通过手机中内置MEMS惯性传感器获取垂直于地面向上的加速度。其中，所述惯性传感器包括：三轴微加速计与三轴陀螺仪。S102、根据持续获得的所述加速度得到连续时间对应的加速度曲线，并根据所述曲线中的各个波峰和/或波谷对应的间隔时间获取各最大加速度出现的频率。其中，所述获取加速度出现的频率的计算公式为：fa＝1/t其中，所述fa表示加速度出现的频率；所述a表示所述间隔时间；此处若为匀速运动，则间隔时间相等，若为变速运动，则间隔时间取均值。S103、根据所述最大加速度出现的频率，转换为虚拟空间中的用户水平方向应移动的速度。具体的，根据所述加速度出现的频率，获取虚拟空间中的水平方向移动速度；其中，所述获取虚拟空间中的水平方向移动速度的计算公式为：V＝V’×fa其中，所述V’为指定速度；所述fa表示加速度出现的频率。其中，该步骤还包括：根据所述加速度及加速度出现的频率，获取虚拟空间中的移动方式。所述移动方式包括以下其一：跑动、跳动、移动轨迹。其中，当所述加速度大于重力加速度，且所述加速度出现的频率小于指定阈值时，所述移动方式为跳动；当所述加速度小于重力加速度，且所述加速度出现的频率大于指定阈值时，所述移动方式为跑动；当所述加速度小于重力加速度，且所述最大加速度出现的频率位于上述两指定阈值之间时，所述移动方式为走动。同时，根据所述加速度及加速度出现的频率，可以获取水平移动方向的速度，进一步地，通过垂直于地面方向的加速度和水平移动方向的速度可以获取虚拟空间中的移动轨迹。S104、将所述应移动的速度映射到虚拟空间中，以使所述虚拟空间中的用户以所述应移动的速度移动。综上所述，本专利技术提供一种基于惯性传感器的虚拟空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法，应用于头戴式VR设备；该头戴式VR设备包括佩戴于头部的部件，以及安装其上作为VR装置的移动终端，其特征在于，所述控制方法包括步骤：A、当用户佩戴头戴式VR设备在被限制的空间进行原地运动时，通过该头戴式VR设备中的惯性传感器持续获取其竖直方向的加速度；B、根据持续获得的所述加速度得到连续时间对应的加速度曲线，并根据所述曲线中的各个波峰和/或波谷对应的间隔时间获取各最大加速度出现的频率；C、根据所述最大加速度出现的频率，转换为虚拟空间中的用户水平方向应移动的速度；D、将所述应移动的速度映射到虚拟空间中，以使所述虚拟空间中的用户以所述应移动的速度移动。

【技术特征摘要】
1.一种基于惯性传感器的虚拟空间移动控制方法，应用于头戴式VR设备；该头戴式VR设备包括佩戴于头部的部件，以及安装其上作为VR装置的移动终端，其特征在于，所述控制方法包括步骤：A、当用户佩戴头戴式VR设备在被限制的空间进行原地运动时，通过该头戴式VR设备中的惯性传感器持续获取其竖直方向的加速度；B、根据持续获得的所述加速度得到连续时间对应的加速度曲线，并根据所述曲线中的各个波峰和/或波谷对应的间隔时间获取各最大加速度出现的频率；C、根据所述最大加速度出现的频率，转换为虚拟空间中的用户水平方向应移动的速度；D、将所述应移动的速度映射到虚拟空间中，以使所述虚拟空间中的用户以所述应移动的速度移动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还根据所述加速度值结合所述最大加速度出现的频率，确定虚拟空间中的用户的应移动方式；步骤D中还根据所述应移动方式转换为虚拟空间中的用户应移动方式移动。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动方式包括以下其一：跳动、水平方向的移动。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述加速度值大于重力加速度，且所述最大加速度出现的频率小于一指定阈值时，所述移动方式为跳动；当所述加速度小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，王宇，
申请(专利权)人：北京奇幻科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11