[发明专利]一种对齐方法及对齐装置

说明书

本发明实施例公开了一种对齐方法及对齐装置，用于降低硬件工艺要求以及降低成本。该方法包括：确定IMU传感器进入稳定状态时定位目标的第一3D位置以及第一IMU计算3D位置；确定IMU传感器退出稳定状态时所述定位目标的第二3D位置以及第二IMU计算3D位置；根据第一3D位置以及第二3D位置确定第一相对位置；根据第一IMU计算3D位置以及第二IMU计算3D位置信息确定第二相对位置；当第一相对位置以及第二相对位置符合预置的条件时，则将第一相对位置以及第二相对位置进行向量归一化处理确定目标向量对；将目标向量对保存至目标缓冲池中；当目标缓冲池中的向量对个数大于或等于预设值时，根据刚性算法计算出来的旋转矩阵将定位装置与IMU传感器对齐。

技术领域

本发明涉及VR/AR/MR领域，具体涉及一种对齐方法及对齐装置。

背景技术

在当前VR(Virtual reality，虚拟现实)，AR(Augment reality，增强现实)，MR(Mixed Reality，混合现实)应用场景中，越来越依靠多传感器间的融合提升用户的体验，特别是定位装置和IMU(Inertial Measurement Unit惯性测量装置)之间的融合正变得越来越普遍，IMU是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，IMU模块包含了：陀螺仪gyroscopes，加速度计accelerometer，磁力计magnetometer。定位装置和IMU的融合有助于：获取到定位目标在定位系统中的姿态信息，进一步实现定位目标在定位系统中的回正的功能；高帧率的IMU信息可以弥补低帧率的定位系统的不足，以此实现高帧率的位置信息输出大大改善定位的流畅性，提升用户观感。

当前定位系统和IMU传感器间的对齐有以下几种方法:

1、硬件端保证:

例如VIO(Visual-Inertial Odometry，视觉惯性测量系统)应用中的定位装置和IMU传感器刚性绑定到一块，但是这样对硬件工艺要求较高，且限制应用场景，定位系统无法和IMU传感器分离。

2、组合多个定位目标推测姿态:

例如，OptiTrack(全身动作捕捉系统轻松创建台式应用动作捕捉工作室)的rigidbody marker，HTC Vive(是由HTC与Valve联合开发的一款VR虚拟现实头戴式显示器产品)的hand controller，Oculus Rift controller上面均有多个定位目标(定位目标可以为光点，也可以为多个红外接收器作为定位目标)，理论上是可以根据这些多个目标的刚体性质推出定位目标的姿态，再根据IMU传感器装备时与controller的姿态对应关系进一步推出之间的对齐关系。但是这种对硬件工艺要求较高，且组合多个定位目标的装置限制结构设计，价格成倍上升。

发明内容

本发明实施例提供了一种对齐方法及对齐装置，用于降低硬件的工艺要求以及降低成本。

本发明实施例第一方面提供了一种对齐方法，包括：

确定IMU传感器进入稳定状态时定位目标的第一3D位置以及第一IMU计算3D位置，其中所述第一3D位置为所述IMU传感器进入稳定状态时根据定位装置采集的所述定位目标的3D位置信息确定的所述定位目标的3D位置，所述第一IMU计算3D位置为所述IMU传感器进入稳定状态时根据所述IMU传感器采集的信息计算出的所述定位目标的3D位置；

确定所述IMU传感器退出稳定状态时所述定位目标的第二3D位置以及第二IMU计算3D位置，其中所述第二3D位置为所述IMU传感器退出稳定状态时根据所述定位装置采集所述定位目标的3D位置信息确定的所述定位目标的3D位置，所述第二IMU计算3D位置为所述IMU传感器退出稳定状态时根据所述IMU传感器采集的信息计算出的所述定位目标的3D位置；

根据所述第一3D位置以及所述第二3D位置确定第一相对位置，其中所述第一相对位置为所述第一3D位置和所述第二3D位置之间的距离；