本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位特征點(diǎn)識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

空間定位一般采用光學(xué)或超聲波的模式進(jìn)行定位和測(cè)算，通過(guò)建立模型來(lái)推導(dǎo)待測(cè)物體的空間位置。一般的虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位系統(tǒng)采用紅外點(diǎn)和光感攝像頭接收的方式來(lái)確定物體的空間位置，紅外點(diǎn)在近眼顯示裝置的前端，在定位時(shí)，光感攝像頭捕捉紅外點(diǎn)的位置進(jìn)而推算出使用者的物理坐標(biāo)。如果知道至少三個(gè)光源和投影的對(duì)應(yīng)關(guān)系，再調(diào)用PnP算法就可得到頭盔的空間定位位置，而實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的關(guān)鍵就是確定投影對(duì)應(yīng)的光源ID(Identity，序列號(hào))。目前的虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位在確定投影對(duì)應(yīng)光源ID時(shí)常常存在對(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確和對(duì)應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)，影響了定位的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位方法確定投影ID(Identity，序列號(hào))的準(zhǔn)確性和效率不高的缺陷，本發(fā)明提供一種確定投影ID準(zhǔn)確性和效率較高的虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位特征點(diǎn)識(shí)別方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位特征點(diǎn)識(shí)別方法，包括以下步驟：

S1：確認(rèn)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔上的紅外點(diǎn)光源全部熄滅，若所述紅外點(diǎn)光源未全部熄滅，熄滅處于點(diǎn)亮狀態(tài)的所述紅外點(diǎn)光源；

S2：點(diǎn)亮所述虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔上的一個(gè)所述紅外點(diǎn)光源，處理單元記錄紅外攝像頭所拍攝的圖像上的光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述紅外點(diǎn)光源的ID；

S3：所述虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔保持上一幀時(shí)點(diǎn)亮的所述紅外點(diǎn)光源處于點(diǎn)亮狀態(tài)，并點(diǎn)亮一個(gè)新的紅外點(diǎn)光源，所述處理單元確定紅外攝像頭所拍攝的圖像上新增加的光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述紅外點(diǎn)光源的ID；

S4：重復(fù)S3，直至所有所述紅外點(diǎn)光源被點(diǎn)亮并且所述處理單元確定所述紅外攝像頭所拍攝的圖像上的所有光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述紅外點(diǎn)光源的ID。

優(yōu)選地，當(dāng)所述虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔靜止時(shí)，通過(guò)比較當(dāng)前幀和上一幀的圖像差別確定新增的光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述紅外點(diǎn)光源的ID。

優(yōu)選地，當(dāng)所述虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述處理單元結(jié)合上一幀已知的歷史信息對(duì)上一幀圖像的光斑點(diǎn)做一個(gè)微小的平移使上一幀圖像的光斑點(diǎn)與當(dāng)前幀圖像的光斑點(diǎn)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)該對(duì)應(yīng)關(guān)系和上一幀的歷史信息判斷當(dāng)前幀圖像上有對(duì)應(yīng)關(guān)系的每個(gè)光斑點(diǎn)的對(duì)應(yīng)ID。

優(yōu)選地，當(dāng)前幀圖像上與上一幀圖像上無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系的光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)新點(diǎn)亮的所述紅外點(diǎn)光源的ID。

優(yōu)選地，在執(zhí)行S2和S4的過(guò)程中，如果點(diǎn)亮的所述紅外點(diǎn)光源的數(shù)量和圖像上的光斑點(diǎn)數(shù)量不匹配，重新執(zhí)行S1。

優(yōu)選地，在定位過(guò)程中，如果圖像上的光斑點(diǎn)數(shù)量不滿足PnP算法需要的點(diǎn)的數(shù)量，重新執(zhí)行S1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)逐次點(diǎn)亮紅外點(diǎn)光源的方法對(duì)應(yīng)尋找紅外攝像頭所拍攝的圖像上光斑對(duì)應(yīng)紅外點(diǎn)光源ID的方法，提供了一種確定光斑ID的方法，準(zhǔn)確且高效。當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔靜止時(shí)，通過(guò)前后兩幀圖像的對(duì)比即可判斷新增光斑對(duì)應(yīng)的ID，當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)添加位移的方式判斷新增光斑及其對(duì)應(yīng)ID，提供了虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的光斑ID的識(shí)別方法。通過(guò)對(duì)紅外點(diǎn)光源數(shù)量和圖像上的光斑點(diǎn)數(shù)量是否匹配和光斑點(diǎn)數(shù)量是否滿足PnP算法需要的點(diǎn)的數(shù)量的監(jiān)控，保證了定位的準(zhǔn)確性，防止出現(xiàn)偏差。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位特征點(diǎn)識(shí)別方法虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔示意圖；

圖2是本發(fā)明虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位特征點(diǎn)識(shí)別方法原理示意圖；

圖3是紅外攝像頭拍攝的紅外點(diǎn)圖像。

具體實(shí)施方式

為了解決當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位方法確定投影ID的準(zhǔn)確性和效率不高的缺陷，本發(fā)明提供一種確定投影ID準(zhǔn)確性和效率較高的虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位特征點(diǎn)識(shí)別方法。

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

圖1——圖2示出了本發(fā)明虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位特征點(diǎn)識(shí)別方法的原理圖。本發(fā)明虛擬現(xiàn)實(shí)空間定位特征點(diǎn)識(shí)別方法包括虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10、紅外攝像頭20和處理單元30，紅外攝像頭20與處理單元30電性連接。虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10包括前面板11，在虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10的前面板11及上、下、左、右四個(gè)側(cè)面板分布有多個(gè)的紅外點(diǎn)光源13，多個(gè)紅外點(diǎn)光源13可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10的固件接口根據(jù)需要點(diǎn)亮或者關(guān)閉。

圖3示出了紅外攝像頭拍攝的紅外點(diǎn)圖像，當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10的正面板11朝向紅外攝像頭(圖未示)時(shí)，由于紅外攝像頭的帶通特性，只有紅外點(diǎn)光源能13在圖像上形成光斑投影，其余部分皆形成均勻的背景圖像。虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10上的紅外點(diǎn)光源13在圖像上可以形成光斑點(diǎn)。

當(dāng)ID識(shí)別開始時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10處于初始狀態(tài)，點(diǎn)亮虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10上的一個(gè)紅外點(diǎn)光源13，處理單元30根據(jù)圖像上的光斑點(diǎn)記錄點(diǎn)亮的紅外點(diǎn)光源13與光斑點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即記錄紅外攝像頭所拍攝的圖像上的光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅外點(diǎn)光源13的ID。該過(guò)程完成后，虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10保持上一幀時(shí)點(diǎn)亮的紅外點(diǎn)光源13處于點(diǎn)亮狀態(tài)，并點(diǎn)亮一個(gè)新的紅外點(diǎn)光源13，這時(shí)在紅外攝像頭20拍攝的圖像上能找到兩個(gè)光斑點(diǎn)，處理單元30確定新增加的光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅外點(diǎn)光源13的ID。該過(guò)程完成后，虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10保持上一幀時(shí)點(diǎn)亮的紅外點(diǎn)光源13處于點(diǎn)亮狀態(tài)，并點(diǎn)亮一個(gè)新的紅外點(diǎn)光源13，并用同樣的方法確定圖像上新增光斑點(diǎn)的ID，依照上述方法每一幀新增點(diǎn)亮一個(gè)紅外點(diǎn)光源13，直到所有的紅外點(diǎn)光源13都點(diǎn)亮，每一個(gè)光斑點(diǎn)成功對(duì)應(yīng)點(diǎn)亮的紅外點(diǎn)光源13的ID，ID識(shí)別過(guò)程結(jié)束。

在增加點(diǎn)亮紅外點(diǎn)光源13的過(guò)程中，如果發(fā)生紅外點(diǎn)光源13被遮擋，點(diǎn)亮的紅外點(diǎn)光源13的數(shù)量和圖像上的光斑點(diǎn)數(shù)量不匹配時(shí)，需要重新執(zhí)行ID識(shí)別過(guò)程。同時(shí)，在ID識(shí)別過(guò)程結(jié)束后的定位過(guò)程中，如果發(fā)生紅外點(diǎn)光源13被遮擋，圖像上光斑點(diǎn)的數(shù)目不足以滿足PnP算法需要的點(diǎn)的數(shù)目時(shí)，需要重新執(zhí)行ID識(shí)別過(guò)程。

處理單元30確定新增加的光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅外點(diǎn)光源13的ID的方法是：在虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10初始狀態(tài)下沒有上一幀的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，或者上一幀數(shù)據(jù)丟失需要重新確定對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，本發(fā)明在初始時(shí)僅點(diǎn)亮一個(gè)紅外點(diǎn)光源13，這樣在圖像上也最多只有一個(gè)光斑點(diǎn)，這種情況下可以很容易確定對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)每次增加點(diǎn)亮一個(gè)新的紅外點(diǎn)光源13，就可以在多個(gè)紅外點(diǎn)光源13點(diǎn)亮?xí)r也能確定要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)分兩種情況，當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10靜止時(shí)，通過(guò)比較當(dāng)前幀和上一幀的圖像差別即可確定新增的紅外點(diǎn)光源13對(duì)應(yīng)的光斑點(diǎn)，該光斑點(diǎn)的對(duì)應(yīng)ID即為新增點(diǎn)亮的紅外點(diǎn)光源13的ID。在虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于每幀的采樣時(shí)間足夠小，一般采樣時(shí)間為30ms，所以一般情況下上一幀的每個(gè)光斑點(diǎn)和當(dāng)前幀上的除新增光斑點(diǎn)外的每個(gè)光斑點(diǎn)的位置差別很小，處理單元30結(jié)合上一幀已知的歷史信息對(duì)上一幀圖像的光斑點(diǎn)做一個(gè)微小的平移使上一幀圖像的光斑點(diǎn)與當(dāng)前幀圖像的光斑點(diǎn)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)該對(duì)應(yīng)關(guān)系和上一幀的歷史信息判斷當(dāng)前幀圖像上有對(duì)應(yīng)關(guān)系的每個(gè)光斑點(diǎn)的對(duì)應(yīng)ID，同時(shí)，當(dāng)前幀圖像上與上一幀圖像上無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系的光斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)新點(diǎn)亮的所述紅外點(diǎn)光源的ID。

ID識(shí)別完成后，處理單元30再調(diào)用PnP算法就可得到頭盔的空間定位位置，PnP算法屬于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不再贅述。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)逐次點(diǎn)亮紅外點(diǎn)光源13的方法對(duì)應(yīng)尋找紅外攝像頭20所拍攝的圖像上光斑對(duì)應(yīng)紅外點(diǎn)光源13ID的方法，提供了一種確定光斑ID的方法，準(zhǔn)確且高效。當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10靜止時(shí)，通過(guò)前后兩幀圖像的對(duì)比即可判斷新增光斑對(duì)應(yīng)的ID，當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)添加位移的方式判斷新增光斑及其對(duì)應(yīng)ID，提供了虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔10多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的光斑ID的識(shí)別方法。通過(guò)對(duì)紅外點(diǎn)光源13數(shù)量和圖像上的光斑點(diǎn)數(shù)量是否匹配和光斑點(diǎn)數(shù)量是否滿足PnP算法需要的點(diǎn)的數(shù)量的監(jiān)控，保證了定位的準(zhǔn)確性，防止出現(xiàn)偏差。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。