[发明专利]用于使用位置向量解析半球模糊度的方法和系统

说明书

实施例在包括传感器的系统处解析半球模糊度。该系统的手持式控制器发射磁场。定位在该系统的耳机内的传感器检测磁场。基于磁场在第一半球内确定手持式控制器相对于耳机的第一位置和取向。基于磁场在第二半球内确定手持式控制器相对于耳机的第二位置和取向，第二半球与第一半球在直径上相对。确定相对于耳机的法向量以及标识在第一半球中手持式控制器相对于耳机的位置的位置向量。计算法向量和位置向量的点积，并且当点积的结果是正时，确定手持式控制器的第一位置和取向是准确的。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月23日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS FOR AUGMENTEDREALITY(用于增强现实的系统和方法)”的美国临时专利申请No.62/702,339的优先权，其全部公开内容通过整体引用而被合并以用于所有目的，如同在本文完整阐述一样。

本申请与2017年12月29日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS FOR AUGMENTEDREALITY(用于增强现实的系统和方法)”的美国专利申请No.15/859,277有关，其整体通过引用而被合并。

技术领域

本公开涉及在增强现实系统的环境中定位一个或多个对象的位置和取向的系统和方法。

背景技术

现代计算和显示技术已经促进了用于所谓“虚拟现实”或者“增强现实”体验的系统的发展，其中，数字再现图像或其部分以看起来是真实或者可被感知为真实的方式被呈现给用户。虚拟现实或“VR”场景典型地涉及数字或者虚拟图像信息的呈现，而对其它实际的真实世界视觉输入无需透明；增强现实或者“AR”场景典型地涉及数字或者虚拟图像信息的呈现，作为对用户周围的实际世界的可视化的增强。

尽管在AR和VR系统中取得了进步，但在AR和VR设备的环境中仍需要更好的定位系统。

发明内容

本发明涉及最佳解释来自多个传感器的数据输入的系统和方法；换句话说，本文所描述的实施例用比用于校正来自单个传感器输入的数据输入更少的计算资源来将多个输入细化为共相干输出。

在一个实施例中，用于在包括一个或多个传感器的系统处解析半球模糊度的计算机实现的方法包括：在系统的手持式控制器处发射一个或多个磁场。该方法还包括：由定位在系统的耳机内的一个或多个传感器检测一个或多个磁场。该方法还包括：基于一个或多个磁场，确定在第一半球内手持式控制器相对于耳机的第一位置和第一取向，以及基于一个或多个磁场，确定在第二半球内手持式控制器相对于耳机的第二位置和第二取向。相对于耳机，第二半球与第一半球在直径上相对。该方法还包括：确定相对于耳机的法向量以及标识在第一半球中手持式控制器相对于耳机的位置的位置向量。另外，该方法包括：计算法向量和位置向量的点积，并且当点积的结果是正时，确定手持式控制器的第一位置和第一取向是准确的。该方法还包括：当点积的结果是负时，确定手持式控制器的第二位置和第二取向是准确的。

在一个或多个实施例中，以耳机的坐标系定义位置向量。法向量起源于耳机并以与耳机的水平线的预定角度延伸。在一些实施例中，预定角度是从耳机的水平线向下45°角。根据一些实施例，当点积的结果是正时，第一半球被识别为相对于耳机的前半球，第二半球被识别为相对于耳机的后半球。在一些实施例中，当点积的结果是负时，第二半球被识别为相对于耳机的前半球，第一半球被识别为相对于耳机的后半球。在一个或多个实施例中，系统是光学设备。根据一些实施例，该方法在耳机的初始化过程期间被执行。

在一些实施例中，该方法还包括：基于以下来将虚拟内容传递到显示器：当点积的结果是正时，基于第一位置和第一取向；或者当点积的结果是负时，基于第二位置和第二取向。

在一些实施例中，来自第一传感器的数据输入由来自第二传感器的校正数据输入点更新。由于噪声数据被收集(诸如通过高频IMU)，因此，它被周期性地更新或调整以防止过多的误差或漂移对系统性能或该数据的解释的负面影响。