[发明专利]一种定位物体的定位方法、系统和头戴显示设备

权利要求书

1.一种定位物体的定位方法，其特征在于，所述方法包括：

通过头戴显示设备上设置的摄像头获取所述头戴显示设备所处空间的空间图像；

通过所述头戴显示设备的第一惯性测量单元IMU采集所述头戴显示设备的第一姿态信息，依据所述空间图像和所述第一姿态信息，获取所述头戴显示设备的六个自由度信息；

所述头戴显示设备获取发光体的历史轨迹和第二IMU的历史轨迹；其中，所述发光体和所述第二IMU均设置在与所述头戴显示设备对应的手柄上；

所述头戴显示设备接收所述第二IMU采集的所述手柄的姿态信息；

依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标，其中，所述发光点与所述发光体相对应；

根据所述三维坐标和所述手柄的姿态信息，确定所述手柄的六个自由度信息；

所述依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标包括：

根据所述发光体的历史轨迹获取所述发光体的线速度和线加速度；

依据所述线速度和所述线加速度确定所述发光体的三维坐标；

将所述发光体的三维坐标反投影到所述空间图像上，获得所述空间图像中所述发光体的二维坐标；

计算所述空间图像中的发光点的二维坐标；其中，所述空间图像中的发光点与所述发光体相对应；将所述发光体的二维坐标值和所述发光点的二维坐标值进行比较，将所述发光点的二维坐标值和所述发光体的二维坐标值的差异值在预设阈值范围的所述发光点，确定为与所述发光体具有对应关系的发光点；

依据与所述发光体具有对应关系的所述发光点的二维坐标，确定所述发光体的三维坐标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述历史轨迹和所述空间图像中发光点的位置信息，确定所述发光体的三维坐标包括：

根据所述历史轨迹确定所述发光体的第一时刻的三维位置、所述第二IMU的第一时刻的速度、以及所述第二IMU第一时刻的单位方向向量；

根据所述第二IMU采集的姿态信息获取所述第二IMU第二时刻的单位方向向量；

根据所述第二时刻的单位方向向量和所述第一时刻的单位方向向量，计算所述第二IMU的方向变化单位向量；

根据三维坐标公式计算所述发光体第二时刻的三维坐标。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述获取所述头戴显示设备的六个自由度信息之后，所述方法进一步包括：

结合所述第一惯性测量单元IMU采集的第一姿态信息，将所述头戴显示设备的六个自由度进行平滑插值滤波，将滤波后的所述头戴显示设备的六个自由度作为所述头戴显示设备最终的六个自由度；

在所述确定所述手柄的六个自由度信息之后，所述方法进一步包括：

结合所述第二IMU采集的所述手柄的姿态信息，将所述手柄的六个自由度进行平滑插值滤波，将滤波后的所述手柄的六个自由度作为所述手柄最终的六个自由度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述手柄的六个自由度信息之后，所述方法还包括：

保存所述手柄的六个自由度信息，所述六个自由度信息用以记录所述发光体和所述第二IMU的历史轨迹。