[发明专利]光透视增强现实系统中双手人机交互方法

权利要求书

1.一种光透视增强现实系统中双手人机交互方法，其特征在于包括以下操作步骤：

1)：初始化系统环境，设置系统参数，扫描和检查系统设备；

2)：设计算法对磁力跟踪传感器(6，8)的读数进行误差校正，并利用校正过的跟踪数据完成对用户头部、手部的实时方位跟踪以及虚拟模型的三维注册；

3)：设计算法对数据手套(5)的读数进行自适应处理，并利用处理后的数据实时获取用户手指的弯曲状态；

4)：测量磁力跟踪传感器(8)与用户眼睛之间的距离，修正视点的偏移量和可视角度；

5)：设计算法对手部的空间位置跟踪数据和手指弯曲状态进行分析处理，完成交互手势的实时识别；

6)：根据用户的输入操作进行虚拟场景实时建模，并根据其交互操作对场景模型进行实时变换和渲染,生成反馈动画；

7)：将真实场景与虚拟模型无缝融合；

8)：用户使用光透视头盔显示器(7)查看结果。

2.根据权利要求1所述的光透视增强现实系统中双手人机交互方法，其特征在于所述步骤2）具体包括以下步骤：

2)-1：空间网格划分：将工作空间S划分为n个独立小立方体C_i，即                                               ；

2)-2：建立磁力跟踪坐标与真实世界坐标的对应表：将磁力跟踪传感器(6，8)读数坐标空间和真实世界坐标空间中的坐标点建立对应关系；

2)-3：定位待校正点：由于磁场强度衰减使得空间网格发生形变，为避免定位误差，从X轴，Y轴，Z轴三个方向缩减搜索空间；以X方向为例，X_i表示磁力跟踪坐标系中处于同一平面上坐标点X轴坐标值的集合，由于X_i+1min>X_imin且X_i+1max>X_imax。设有待校正点P(x_p, y_p, z_p) ，从X轴正方向最大值出发，沿X轴负方向遍历各，找到满足x_p<X_imin最小的i，即为点P所处搜索空间X方向上的右边界；从X轴负方向最小值出发，沿X轴正方向遍历各X_jmax，找到满足最大的，即为点P所处搜索空间X方向上的左边界，且j<i；同样，可以找到Y方向的上下边界Y_k、Y_l (l<k)和Z方向的前后边界Z_m、Z_n (n<m)；由此将点P的搜索空间由全部顶点缩小到由平面X_i、X_j、Y_k、Y_l、Z_m、Z_n所界定的较小的空间中；然后，对此空间中所包含的顶点进行遍历，最终确定点P属于哪一个单位网格之中；

2)-4：反距离权重插值求解待校正点的真实世界坐标值：在已确定的搜索空间中，计算每个顶点与点P的距离，找出与点P距离最小的顶点Q；而点P必然处于以点Q为中心的六面体ABCD-A`B`C`D`中；因Q相对于其他顶点和P的相似度最大，所以赋予Q点更大的权重，点P真实世界坐标值可表示为：

；

其中，d₀为点P于点Q之间的距离，t₀为d₀的权重，d_i为点P与顶点i之间的距离，t_i为d_i的权重，n为不含点Q在内的顶点个数，w为定义的权重系数，实际使用中，令w=n。