[发明专利]一种基于编码器的VR头盔的转动延迟测量方法

说明书

本发明提供的一种基于编码器的VR头盔的转动延迟测量方法，采用转台带动VR头盔转动；将转台转动一圈均分为多个扇形区域，扇形区域依次赋予1和0的二进制编码值；VR头盔运动过程中，在每个扇形区域分割线处记录自身转动角度，VR头盔再次运动时，VR头盔感知到扇形区域分割线处角度时，根据扇形区域二进制编码对应的给VR头盔输入对应的黑白图像，并用光敏传感器感知黑白图像；根据编码输出的方波曲线和光敏传感器感知黑白图像时输出的方波曲线，即可获得VR头盔的延迟时间；该方法使得VR头盔中的黑白图样与光编码能够进行虚实配准，不再有早期方法中手动对齐波形带来的误差，使得数据的期望更接近于真实的延迟时间。

技术领域

本发明属于虚拟现实设备技术领域，具体涉及一种基于编码器的VR头盔的转动延迟测量方法。

背景技术

VR头盔的延迟时间与用户的使用体验息息相关，如果时间稍大则可能会引发使用者产生“晕动症”症状。文献“Luca M D.New Method to Measure End-to-End Delay ofVirtual Reality[M].MIT Press,2010.”提出了一个延迟测量的简易方案，如图1(a)所示，在VR头盔外壳与视窗上各固定一个光敏传感器，在显示屏与VR头盔中都显示出一个灰度渐变的测试图，然后将外壳上的光敏传感器紧贴显示屏，令VR头盔紧贴显示屏并沿着灰度变化方向往复运动，记录下两个传感器返回的波形(图1(b))。通过计算两个波形之间的相位差，得到该VR头盔的延迟时间。该方法的缺陷是，需要手动移动，移动过程中的抖动等会给后边的信号处理引入许多噪声；使用手动对齐频域波形的方法解决虚拟空间中图样与显示屏中图样不同步引入的误差，依靠肉眼判断，对于延迟时间这种微小的时间，这种方法有时不仅不能消除误差，反而会引入新的误差；该测试方法对于头盔有VR头盔，需要其能在如此多遮蔽的情况下计算自身的位置数据，这对许多VR头盔的跟踪方案是不友好的；所得到的数据有较大的方差，其不稳定性决定其不能够被用来制作测量仪器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于编码器的VR头盔的转动延迟测量方法，可以通过简单的设备准确测量VR头盔的转动延迟。

一种基于编码器的VR头盔的转动延迟测量方法，使用的测量装置包括光敏传感器(1)、VR头盔(2)、载物台(3)、转台(4)、控制器(5)、编码器以及上位机；

载物台(3)固定在转台(4)伸出的中心转轴上，转台(4)由控制器(5)控制转动，VR头盔(2)可在载物台(3)的带动下与转台(4)同轴转动；光敏传感器(1)固定在VR头盔(2)的显示窗口上，用来感知VR头盔(2)显示的图案颜色；编码器安装在转台(4)的中心转轴上，用于测量转台(4)旋转的角度并传至上位机；将转台(4)转动一圈的360度角度等间隔分成偶数个扇形区域，将扇形区域依次赋予1和0的二进制编码值；将扇形区域对应的编码值与相邻两扇形区域之间的分隔角度作为编码角度数据集记录在上位机中；

所述转动延迟测量方法具体步骤如下：

步骤1、先控制转台(4)从初始位置开始匀速运动一圈，VR头盔(2)时刻计算自身的转动角度；

步骤2、在载物台(3)转动过程中，编码器返回转台(4)实时转动的角度信息并报给上位机，当编码器返回每个分割线的角度时，上位机根据存储的编码角度数据集，确定该分割线左、右两侧对应的编码值，并将左侧编码为1、右侧编码为0的分隔角度定义为1-0分隔角度，将左侧编码为0、右侧编码为1的分隔角度定义为0-1分隔角度；同时，每次编码器反馈到1-0分隔角度或者0-1分隔角度时，上位机读取在该时刻VR头盔(2)计算出的自身转动角度，并记录下来；

步骤3、转台完成一周的转动后，最终得到一组VR头盔(2)的转动角度数据集；

步骤4、控制转台(4)再次从初始位置开始匀速运动一圈，VR头盔(2)计算出的自身转动角度，上位机同时记录编码器返回的转动角度信息与光敏传感器(1)返回的数据；