基于虚拟世界空间定位和移动方法与流程

xiaoxiao2026-08-27  7


本发明涉及虚拟现实,具体为基于虚拟世界空间定位和移动方法。


背景技术:

1、虚拟现实(vi rtua l rea l ity)和增强现实(augmentedrea l ity)是近年来出现的高新技术,其原理是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,向使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般,可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。而交互控制领域是虚拟现实和增强现实技术的重要应用方向之一,也为虚拟现实和增强现实技术的快速发展起了巨大的需求牵引作用。

2、经检索,公开号为:cn105759963a的中国专利公开了一种基于相对位置关系定位人手在虚拟场景中运动轨迹的方法,其中,该方法包括:将现实空间中的物体分为固定标志物和可移动标志物,并采样包含物体的图像;通过处理图像确定穿戴式智能设备在现实空间中相对于所述固定标志物的位置,以及人手相对于穿戴式智能设备的运动轨迹;将物体和人手映射到虚拟场景中获得人手在虚拟场景中的虚拟运动轨迹。本发明能够准确定位人手在虚拟场景中的运动轨迹,从而保证用户在虚拟世界中准确无误地操作实体虚拟物。

3、但是:

4、现有技术中,真实世界坐标与虚拟世界坐标之间容易产生误差,进而导致体验感降低的问题。


技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足,本发明提供了基于虚拟世界空间定位和移动方法。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:基于虚拟世界空间定位和移动方法,包括虚拟终端设备,所述虚拟终端设备包括:投影仪、头戴vr装置、追踪设备、处理设备、虚拟人物模型、虚拟控制设备;

5、所述投影仪用以展示虚拟影像;

6、所述头戴vr装置用以显示虚拟场景,并通过第一同时定位与地图构建地图获得实体物件位于虚拟世界的虚拟世界坐标;

7、所述追踪设备用以从二维影像中撷取该实体物件,并通过第二同时定位与地图构建地图获得该实体物件位于真实世界的该真实世界坐标;

8、所述处理设备用以重合该虚拟世界坐标及该真实世界坐标,并将该虚拟场景与该实体物件合并,以产生混合现实影像;

9、所述虚拟人物模型与现实空间中的用户身体相对应;

10、所述虚拟控制设备与现实空间中的虚拟现实手柄相对应;

11、所述虚拟终端设备的空间定位方法包括以下步骤:

12、步骤一、虚拟场景搭建

13、在真实室内空间当中构建场景,通过真实的道具进行结构设定,通过计算机建模创建虚拟场景,然后通过投影仪将虚拟场景投影到房间中,投影内容包括对房间外貌的改变,道具外部特征的改变,以及移动增强现实交互式的标志点改变,构建一个通过移动增强现实设备进行交互的沉浸式环境;

14、步骤二、虚拟现实交互

15、通过用户穿戴头戴vr装置,可以通过虚拟控制设备实时获取虚拟现实手柄在现实空间中的定位信息,形成虚拟手柄标识;

16、步骤三、实时移动定位

17、根据定位信息,通过处理设备实时反馈虚拟世界坐标,若根据所述定位信息在虚拟场景中确定所述虚拟手柄标识移动至设置于所述虚拟人物模型之上的触发区域时,则在虚拟场景中触发与触发区域对应的操作指令。

18、优选的,所述定位信息用于表征在现实空间中所述虚拟现实手柄与所述用户身体的位置关系。

19、若根据所述定位信息在虚拟场景中确定所述虚拟手柄标识移动至设置于所述虚拟人物模型之上的触发区域时,则在虚拟场景中触发与所述触发区域对应的操作指令,包括:根据所述定位信息,在虚拟场景中确定虚拟手柄标识,所述虚拟手柄标识为所述虚拟现实手柄在虚拟场景的投影;根据预设的对应关系,在所述虚拟场景中确定所述触发区域对应的虚拟触发点,其中,所述虚拟触发点设置在虚拟人物模型上,所述虚拟人物模型用于在所述虚拟场景实时模拟所述用户身体的轮廓;若所述虚拟手柄标识移动至所述虚拟触发点,则在虚拟场景中触发与所述触发区域对应的操作指令,若所述虚拟手柄标识移动至所述虚拟触发点,则在虚拟场景中触发与所述触发区域对应的操作指令,包括:获取预设的触发轨迹信息,所述触发轨迹信息用于表征在所述虚拟场景中,所述虚拟手柄标识移动至所述虚拟触发点的过程中,能够触发所述操作指令的运动轨迹;若所述虚拟手柄标识移动至所述虚拟触发点的运动轨迹与所述触发轨迹信息相匹配,则在虚拟场景中触发与所述触发区域对应的操作指令。

20、优选的,所述触发轨迹信息对应的运动轨迹与所述虚拟触发点所在平面成预设夹角,根据所述虚拟手柄标识,判断所述虚拟现实手柄是否处于触发激活状态;若所述虚拟手柄标识移动至所述虚拟触发点的运动轨迹与所述触发轨迹信息相匹配,则在虚拟场景中触发与所述虚拟触发点对应的操作指令,包括:若所述虚拟现实手柄处于激活状态,且在所述虚拟场景中所述虚拟手柄标识移动至所述虚拟触发点的运动轨迹与所述触发轨迹信息相匹配,则在虚拟场景中触发与所述虚拟触发点对应的操作指令。

21、优选的,所述的虚拟场景搭建基于xnaun ity3d游戏引擎控制,建立在真实训练场景中。

22、优选的,所述追踪设备和处理设备协同时还包括:获取用户的动作数据和语音数据,对所述动作数据或所述语音数据进行分析,得到所述用户当前在所述虚拟场景发起的互动指令;基于所述互动指令,确定所述虚拟人物模型在所述虚拟场景的响应动作信息或应答语音信息;并基于所述响应动作信息或所述应答语音信息,从所述头戴vr装置当前连接的移动终端下载与所述虚拟人物模型匹配的动作数据包或语音数据包。

23、优选的,所述追踪设备和处理设备协同时还包括:对用户进行视线追踪识别和语音追踪识别,得到所述用户在所述虚拟场景的视线特征信息和语音特征信息;基于所述视线特征信息或所述语音特征信息,调整所述虚拟人物模型加载所述动作数据包或所述语音数据包后在所述虚拟场景的动作状态或语音状态。

24、优选的,所述处理设备还包括:对所述用户在观看所述虚拟场景过程中进行视线方向追踪识别和语音追踪识别,得到所述用户在所述虚拟场景的视线方向信息和语音语速信息,基于所述视线方向信息,确定所述用户在所述虚拟场景的最佳观看区域;再基于所述最佳观看区域,调整所述虚拟人物模型加载所述动作数据包后在所述虚拟场景的动作幅度,从而使所述虚拟人物模型始终在所述最佳观看区域内与所述用户进行动作互动。

25、优选的,所述真实室内空间为封闭空间的室内场所,提供多种实体的训练环境,包括房间的机械装置设备,及自动化控制系统;通过红外,重力感应触发器进行机械装置控制。

26、优选的,投影显示为平面或曲面。

27、(三)有益效果

28、与现有技术相比,本发明提供了基于虚拟世界空间定位和移动方法,具备以下有益效果:

29、该基于虚拟世界空间定位和移动方法,通过无需使用绿幕就能取得实体物件影像,也无须将内建真实世界坐标的相机跟内建虚拟世界坐标的控制器重合进行坐标校准,还加入更多可拓展的虚拟元素,极大丰富训练内容,通过实时获取虚拟现实手柄在现实空间中的定位信息,定位信息用于表征在现实空间中虚拟现实手柄与用户身体的位置关系。


技术特征:

1.基于虚拟世界空间定位和移动方法,包括虚拟终端设备,其特征在于:所述虚拟终端设备包括:投影仪、头戴vr装置、追踪设备、处理设备、虚拟人物模型、虚拟控制设备;

2.根据权利要求1所述的基于虚拟世界空间定位和移动方法,其特征在于:所述定位信息用于表征在现实空间中所述虚拟现实手柄与所述用户身体的位置关系。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟世界空间定位和移动方法,其特征在于:所述的虚拟场景搭建基于xnaunity3d游戏引擎控制,建立在真实训练场景中。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟世界空间定位和移动方法,其特征在于:所述追踪设备和处理设备协同时还包括:获取用户的动作数据和语音数据,对所述动作数据或所述语音数据进行分析,得到所述用户当前在所述虚拟场景发起的互动指令;基于所述互动指令,确定所述虚拟人物模型在所述虚拟场景的响应动作信息或应答语音信息;并基于所述响应动作信息或所述应答语音信息,从所述头戴vr装置当前连接的移动终端下载与所述虚拟人物模型匹配的动作数据包或语音数据包。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟世界空间定位和移动方法,其特征在于:所述追踪设备和处理设备协同时还包括:对用户进行视线追踪识别和语音追踪识别,得到所述用户在所述虚拟场景的视线特征信息和语音特征信息;基于所述视线特征信息或所述语音特征信息,调整所述虚拟人物模型加载所述动作数据包或所述语音数据包后在所述虚拟场景的动作状态或语音状态。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟世界空间定位和移动方法,其特征在于:所述处理设备还包括:对所述用户在观看所述虚拟场景过程中进行视线方向追踪识别和语音追踪识别,得到所述用户在所述虚拟场景的视线方向信息和语音语速信息,基于所述视线方向信息,确定所述用户在所述虚拟场景的最佳观看区域;再基于所述最佳观看区域,调整所述虚拟人物模型加载所述动作数据包后在所述虚拟场景的动作幅度,从而使所述虚拟人物模型始终在所述最佳观看区域内与所述用户进行动作互动。

7.根据权利要求1所述的基于虚拟世界空间定位和移动方法,其特征在于:所述真实室内空间为封闭空间的室内场所,提供多种实体的训练环境,包括房间的机械装置设备,及自动化控制系统;通过红外,重力感应触发器进行机械装置控制。

8.根据权利要求1所述的基于虚拟世界空间定位和移动方法,其特征在于:投影显示为平面或曲面。


技术总结
本发明涉及虚拟现实技术领域,且公开了基于虚拟世界空间定位和移动方法,包括虚拟终端设备,所述虚拟终端设备包括:投影仪、头戴VR装置、追踪设备、处理设备、虚拟人物模型、虚拟控制设备;所述投影仪用以展示虚拟影像;所述头戴VR装置用以显示虚拟场景,并通过第一同时定位与地图构建地图获得实体物件位于虚拟世界的虚拟世界坐标。通过无需使用绿幕就能取得实体物件影像,也无须将内建真实世界坐标的相机跟内建虚拟世界坐标的控制器重合进行坐标校准,还加入更多可拓展的虚拟元素,极大丰富训练内容,通过实时获取虚拟现实手柄在现实空间中的定位信息,定位信息用于表征在现实空间中虚拟现实手柄与用户身体的位置关系。

技术研发人员:严振兴,杨剑钊,黄元武
受保护的技术使用者:厦门风云科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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