用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)及方法。包括虛擬現實頭盔、手持手柄、紅外相機和背包主機，虛擬現實頭盔和手持手柄設有反光點，四個紅外相機朝向移動區(qū)域并覆蓋整個移動區(qū)域；人穿戴頭盔在移動區(qū)域內移動，紅外相機捕捉虛擬現實頭盔和手持手柄上的反光點記錄成標記點，根據標記點在空間中的位置信息和旋轉信息進行虛擬呈現，虛擬現實呈現圖像中構建包含虛擬房間、看房人和虛擬手柄的虛擬看房場景，對虛擬手柄投射虛擬射線。本發(fā)明實現了虛擬看房，解決了虛擬現實看房時候的暈眩感問題，增加了和外界人員、場景內部的互動，并解決因為實際定位空間比虛擬空間小而不能漫游全部場景的問題。
【專利說明】
用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及了一種定位系統(tǒng)和定位方法，尤其涉及了一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)及方法，可配合空間定位系統(tǒng)將人在現實中的運動和虛擬場景中結合在一起，呈現虛擬房間內的任何角落。
【背景技術】
[0002]虛擬看房系統(tǒng)作為新的一種看房模式，已經越來越被房地產商所重視。它可以讓買房的人在售樓處就看到整套房子的結構布局，家具裝修風格等，而且可以在較短的時間內看完所有的戶型。但是現在的虛擬看房缺少交互性，看房人只能通過鍵盤鼠標來控制人物在虛擬場景中的移動，交互。這樣的方式，看房人的實際運動狀態(tài)與虛擬場景中的運動狀態(tài)不一致，導致會有比較強的暈眩感。這樣的暈眩感使看房人只能在很短的時間內使用虛擬看房系統(tǒng)。而且目前現有的虛擬看房系統(tǒng)，看房人和房間，以及外界的交互性也比較差。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決【背景技術】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明為實現上述功能，采用的技術方案是:
[0005]—、一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng):
[0006]包括穿戴在人身上的虛擬現實頭盔，虛擬現實頭盔內設有用于顯示的顯示屏幕，虛擬現實頭盔上設有至少三個反光點；
[0007]包括手持在真實人手上的手持手柄，手持手柄上設有至少三個反光點，手持手柄內裝有無線通信模塊；
[0008]包括安裝在移動區(qū)域四角的四個紅外相機，四個紅外相機朝向移動區(qū)域并覆蓋整個移動區(qū)域；
[0009]包括背包主機，背包主機內裝有控制器，控制器與虛擬現實頭盔、手柄連接。
[0010]背包主機可以不是背在人背后的，也可以是位于地面或者桌上的主機。
[0011]所述的虛擬現實頭盔上的反光點直接貼在虛擬現實頭盔的外殼上不同位置處，所述的手持手柄上的反光點通過支桿固定安裝，支桿底端固定在手柄外殼上，支桿頂端向外徑向延伸并在端部安裝有反光點。
[0012]所述的反光點為涂覆有紅外反光材質的點塊。
[0013]所述紅外相機拍攝圖像獲得虛擬現實頭盔和手柄上的反光點形成標記點。
[0014]所述的手持手柄通過無線通信模塊與控制器連接，虛擬現實頭盔與控制器有線連接。
[0015]所述的手持手柄上設有按鍵，按鍵連接到控制器。
[0016]二、一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位方法:
[0017]真實人穿戴所述虛擬現實頭盔在移動區(qū)域內移動，紅外相機拍攝圖像捕捉到虛擬現實頭盔和手持手柄上的反光點，三個以上的反光點被記錄成一個標記點，進而獲得虛擬現實頭盔和手持手柄各自的標記點以及標記點在空間中的位置信息和旋轉信息，傳輸給背包主機中的控制器；
[0018]由此通過紅外相機拍攝這些標志點獲得人物的三維坐標，人在現實空間里走動，虛擬空間中的人物運動和現實中運動的一樣。
[0019]控制器根據虛擬現實頭盔和手柄各自在空間中的位置信息和旋轉信息，發(fā)送虛擬現實呈現圖像到頭盔中的顯示器，虛擬現實呈現圖像中構建包含虛擬房間、看房人和虛擬手柄的虛擬看房場景，以虛擬現實頭盔的位置信息和旋轉信息作為虛擬現實呈現圖像中看房人的位置信息和旋轉信息，以手持手柄的位置信息和旋轉信息作為虛擬現實呈現圖像中虛擬手柄的位置信息和旋轉信息，在虛擬看房場景對虛擬手柄投射一束虛擬射線，虛擬射線與手持手柄的朝向相同，虛擬射線指向虛擬房間里的物體，虛擬射線跟隨手持手柄的朝向而實時改變。
[0020]控制器獲取到信息后實時改變看房人在虛擬房間中的位置信息和旋轉信息，以達到同步的。本發(fā)明利用虛擬現實技術和D建模，模擬出和真實一樣的房間，看房人只需要帶上虛擬現實頭盔，就能和真人進入房間一樣。
[0021]本發(fā)明為手柄增加了空間定位，看房人拿著手持手柄指向任何位置，在虛擬場景中，會從手柄位置發(fā)射出一條虛擬射線指向房間里的物體，第三者人員例如房屋銷售人員就能直觀的知道當前看房人想要了解的房間位置，家具，裝修等。
[0022]所述手持手柄按鍵按下后，將看房人的位置用所述虛擬射線投射到虛擬房間中地面或者墻面的交點所投影到虛擬房間中地面的位置進行賦值，使得看房人在虛擬看房場景中瞬間移動到虛擬射線所指向的地點。
[0023]所述的賦值僅對虛擬看房場景中的看房人的水平位置進行賦值。由于手持手柄的賦值，使得看房人能進行瞬移，使虛擬場景不受現實定位場景大小的限制。
[0024]所述虛擬看房場景中構建與移動區(qū)域邊緣相吻合的虛擬圍墻，真實人在移動區(qū)域中的相對位置與看房人在虛擬圍墻內的相對位置保持相同；并且在虛擬看房場景構建觸發(fā)器，當真實人與移動區(qū)域邊緣之間距離在安全距離閾值范圍內時，通過觸發(fā)器觸發(fā)虛擬圍墻進行顯示，呈現到虛擬看房場景中。本發(fā)明的虛擬圍墻用于提示看房人與真實場地在場景中的相對位置，防止看房人撞到現實中的墻或者其他物體。
[0025]所述的紅外相機拍攝前對虛擬現實頭盔、手持手柄和移動區(qū)域進行標定，使得虛擬看房場景中的人、虛擬手柄、虛擬圍墻分別與虛擬現實頭盔、手持手柄和移動區(qū)域相對應吻合。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:
[0027]本發(fā)明具體實施是利用了虛擬現實技術和3D建模，模擬出真實的房間，看房人帶上虛擬現實頭盔，就能進入虛擬的真實房間，看房人可在現實空間里自由行走，現實空間中的人物運動軌跡和虛擬中的軌跡一樣，暈眩感基本消除。
[0028]本發(fā)明不僅解決了虛擬現實看房時候的暈眩感問題，增加了紅外指向，能明確的指出看房者想要指向的位置，增加了和外界人員、場景內部的互動。比如紅外指向一個燈，按手柄上的按鍵，就能出來燈的一些參數，品牌等信息。
[0029]本發(fā)明在場景中能進行Blink移動，解決因為實際定位空間比虛擬空間小而不能漫游全部場景的問題。
【附圖說明】
[0030]圖1是整套系統(tǒng)的示意圖。
[0031]圖2是手持手柄的結構不意圖。
[0032]圖3是虛擬現實頭盔的外殼圖。
[0033]圖中:1、虛擬現實頭盔，2、手持手柄，3、紅外相機，4、背包主機，5、反光點，6、按鍵，
7、支桿。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0035]本發(fā)明包括穿戴在人身上的虛擬現實頭盔1、手持在真實人手上的手持手柄2、安裝在移動區(qū)域四角的四個紅外相機3和背包主機4，虛擬現實頭盔I內設有用于顯示的顯示屏幕，虛擬現實頭盔I上設有至少三個反光點5，手持手柄2上設有至少三個反光點5，手持手柄內裝有無線通信模塊，四個紅外相機3朝向移動區(qū)域并覆蓋整個移動區(qū)域，背包主機4內裝有控制器，控制器與虛擬現實頭盔、手柄連接。
[0036]背包主機4可以不是背在人背后的，也可以是位于地面或者桌上的主機。
[0037]反光點5為涂覆有紅外反光材質的點塊，虛擬現實頭盔I上的反光點5直接貼在虛擬現實頭盔的外殼上不同位置處，所述的手持手柄2上的反光點5通過支桿7固定安裝，支桿底端固定在手柄外殼上，支桿7頂端向外徑向延伸并在端部安裝有反光點5。
[0038]紅外相機4拍攝圖像獲得虛擬現實頭盔和手柄上的反光點形成標記點。
[0039]手持手柄2通過無線通信模塊與控制器連接，虛擬現實頭盔I與控制器有線連接，手持手柄2上設有按鍵6，按鍵6連接到控制器，按鍵I用于場景內的瞬移。
[0040]本發(fā)明的具體實施工作過程如下:
[0041]看房人穿上定制的背包(包括一個主機，無線投屏設備，充電電池等)，頭上戴著帶有標記點的頭盔，手里拿著帶有標記點的手柄，在4個攝像頭對準的場地內行走。通過Uni ty3D軟件建立一個虛擬的房間場景，看房人在現實中走動，頭藍里看到的圖像也會同步的進行變化。
[0042]頭盔通過HDMI與USB線和背包小主機相連，手柄的無線接收器也連在小主機上。小主機有一個無線投屏的設備，將PC里的畫面顯示在大屏幕的電視上，讓別人可以看到看房人看到的實時內容，以及方便操作。定位系統(tǒng)需要進行校準，確定定位空間的大小以及坐標軸。
[0043]準備好以后，看房人站在由4個紅外攝像頭對準的，可以進行空間定位的現實場景里。開啟虛擬房產場景以后，看房人就可以看到他身處一個房間里，沿著手柄的指向會出現一個虛擬射線。虛擬射線具體實施是利用unity系統(tǒng)的Line Randerer線清染器，生成一條射線，并編寫shader腳本來使射線變更為紅外光射線，再用C#腳本控制線的流動速度、寬度等參數，并指到碰撞體就停止。
[0044]當虛擬射線指向家具時，按下按鍵，會出現家具的參數介紹，在unity中，射線可以和場景中的碰撞體產生碰撞。射線可以獲取到碰撞物體的一些信息，所以當虛擬射線碰到家具時，按下按鍵，就可以調用家具身上的腳本，使家具的一些詳細信息顯示出來，移開以后，觸發(fā)效果效果消失，介紹也會消失。
[0045]虛擬射線指向地面時，按下按鍵，看房人可瞬移至指向的地點。同理，地面上的碰撞體擁有不同的tag，射線檢測到不同的tag會調用不同的腳本，當tag是地面時，按下按鍵，會觸發(fā)瞬移的腳本。
[0046]虛擬射線獲取射線與地面的碰撞點的位置信息，將看房人瞬移至當前的位置。該功能是通過上述的紅外指向功能，當紅外指向unity中特定的Layer層時，會獲取到該點的位置信息，看房人按下手柄上的特定鍵值時，虛擬場景中的人物的位置信息就會被指向點的位置信息所賦值保留Y軸的值，確保人物高度不變，這樣虛擬場景中的人物就會瞬移到剛才指向的點。
[0047]計算瞬移前的位置和碰撞點位置的向量使定位系統(tǒng)的原點和虛擬邊界的中心點移動該位移，這樣看房人可以在整個虛擬房間內進行漫游?？捶咳艘部梢宰约涸诂F實場景中行走，對應虛擬房間里的看房人也會同樣在虛擬房間里行走，比例是一比一。
[0048]人在現實中行走以后，定位系統(tǒng)會通過檢測標記點的位置來獲取一個空間的位置信息，這個位置信息會在一個外面的主機里進行處理，并以UDP廣播的形式進行全網廣播。背包迷你主機接收到該信息以后，會實時改變虛擬場景中人物的位置信息，達到同步的目的。當現實中，人走到邊界時，在虛擬房間里會出現虛擬的墻，用來提示看房人快到邊界了，不能繼續(xù)往外走了?？捶咳诉M行瞬移以后，看房人與虛擬墻的相對位置并沒有發(fā)生改變，所以無論瞬移幾次，看房人都不會走出虛擬墻的范圍。
[0049]虛擬圍墻與現實中的移動區(qū)域范圍一樣大，看房人如果快要走出現實中的移動區(qū)域范圍，就會進入unity中的觸發(fā)器，觸發(fā)器就會讓虛擬圍墻出現，提示看房人以免走出邊緣撞到物體。如果看房人在虛擬場景里瞬移，圍墻會自動計算出看房人之前位置于瞬移后的位置的對應向量，并讓圍墻的中心也移動同樣的向量，保證看房人不會脫離出圍墻的范圍。
【主權項】
1.一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)，包括穿戴在人身上的虛擬現實頭盔(I)，虛擬現實頭盔(I)內設有用于顯示的顯示屏幕，其特征在于: 虛擬現實頭盔(I)上設有至少三個反光點(5); 包括手持在真實人手上的手持手柄(2)，手持手柄(2)上設有至少三個反光點(5)，手持手柄內裝有無線通信模塊； 包括安裝在移動區(qū)域四角的四個紅外相機(3)，四個紅外相機(3)朝向移動區(qū)域并覆蓋整個移動區(qū)域； 包括背包主機(4)，背包主機(4)內裝有控制器，控制器與虛擬現實頭盔、手柄連接。2.根據權利要求1所述的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的虛擬現實頭盔(I)上的反光點(5)直接貼在虛擬現實頭盔的外殼上不同位置處，所述的手持手柄(2)上的反光點(5)通過支桿(7)固定安裝，支桿底端固定在手柄外殼上，支桿(7)頂端向外徑向延伸并在端部安裝有反光點(5)。3.根據權利要求1或2所述的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的反光點(5)為涂覆有紅外反光材質的點塊。4.根據權利要求1所述的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的手持手柄(2)通過無線通信模塊與控制器連接，虛擬現實頭盔(I)與控制器有線連接。5.根據權利要求1所述的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的手持手柄(2)上設有按鍵(6)，按鍵(6)連接到控制器。6.應用于權利要求1?5任一所述系統(tǒng)的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位方法，其特征在于:真實人穿戴所述虛擬現實頭盔(I)在移動區(qū)域內移動，紅外相機拍攝圖像捕捉到虛擬現實頭盔(I)和手持手柄(2)上的反光點(5)，三個以上的反光點被記錄成一個標記點，進而獲得虛擬現實頭盔和手持手柄各自的標記點以及標記點在空間中的位置信息和旋轉信息，傳輸給背包主機中的控制器;控制器根據虛擬現實頭盔和手柄各自在空間中的位置信息和旋轉信息，發(fā)送虛擬現實呈現圖像到頭盔中的顯示器，虛擬現實呈現圖像中構建包含虛擬房間、看房人和虛擬手柄的虛擬看房場景，以虛擬現實頭盔的位置信息和旋轉信息作為虛擬現實呈現圖像中看房人的位置信息和旋轉信息，以手持手柄的位置信息和旋轉信息作為虛擬現實呈現圖像中虛擬手柄的位置信息和旋轉信息，在虛擬看房場景對虛擬手柄投射一束虛擬射線，虛擬射線與手持手柄的朝向相同。7.根據權利要求6所述的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位方法，其特征在于:所述手持手柄按鍵按下后，將看房人的位置用所述虛擬射線投射到虛擬房間中地面或者墻面的交點所投影到虛擬房間中地面的位置進行賦值，使得看房人在虛擬看房場景中瞬間移動到虛擬射線所指向的地點。8.根據權利要求7所述的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位方法，其特征在于:所述的賦值僅對虛擬看房場景中的看房人的水平位置進行賦值。9.根據權利要求6所述的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位方法，其特征在于:所述虛擬看房場景中構建與移動區(qū)域邊緣相吻合的虛擬圍墻，真實人在移動區(qū)域中的相對位置與看房人在虛擬圍墻內的相對位置保持相同；并且在虛擬看房場景構建觸發(fā)器，當真實人與移動區(qū)域邊緣之間距離在安全距離閾值范圍內時，通過觸發(fā)器觸發(fā)虛擬圍墻進行顯示，呈現到虛擬看房場景中。10.根據權利要求6所述的一種用于虛擬看房的虛擬現實空間移動定位方法，其特征在于:所述的紅外相機拍攝前對虛擬現實頭盔、手持手柄和移動區(qū)域進行標定，使得虛擬看房場景中的人、虛擬手柄、虛擬圍墻分別與虛擬現實頭藍、手持手柄和移動區(qū)域相對應吻合。
【文檔編號】G06T19/00GK105913497SQ201610369124
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】徐震杭, 吳震
【申請人】杭州映墨科技有限公司