本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺(jué)感知外，還有聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等感知，甚至還包括嗅覺(jué)和味覺(jué)等，也稱(chēng)為多感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛、手勢(shì)、或其他人體行為動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)來(lái)處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶的輸入作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。
目前，對(duì)于虛擬空間中人體的移動(dòng)，是基于現(xiàn)實(shí)中人體的具體的行走或者借助于外部的裝置實(shí)現(xiàn)的，其對(duì)現(xiàn)實(shí)中人的行走的空間有一定的要求。因此，在空間有限的條件下或無(wú)外部的裝置的條件下，不利于實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬空間移動(dòng)的控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制方法及裝置，通過(guò)設(shè)置于手持設(shè)備中的慣性傳感器獲取人體在原地運(yùn)動(dòng)的縱向軸向加速度，并進(jìn)一步根據(jù)該加速度及該加速度出現(xiàn)的頻率，獲取虛擬空間中的移動(dòng)速度；本發(fā)明將原地的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動(dòng)，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無(wú)外部的裝置時(shí)對(duì)虛擬空間移動(dòng)的控制。
本發(fā)明提供的一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制方法，應(yīng)用于頭戴式VR設(shè)備；該頭戴式VR設(shè)備包括佩戴于頭部的部件，以及安裝其上作為VR裝置的移動(dòng)終端，所述控制方法包括步驟：
A、當(dāng)用戶佩戴頭戴式VR設(shè)備在被限制的空間進(jìn)行原地運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)該頭戴式VR設(shè)備中的慣性傳感器持續(xù)獲取其豎直方向的加速度；
B、根據(jù)持續(xù)獲得的所述加速度得到連續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的加速度曲線，并根據(jù)所述曲線中的各個(gè)波峰和/或波谷對(duì)應(yīng)的間隔時(shí)間獲取各最大加速度出現(xiàn)的頻率；
C、根據(jù)所述最大加速度出現(xiàn)的頻率，轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的用戶水平方向應(yīng)移動(dòng)的速度；
D、將所述應(yīng)移動(dòng)的速度映射到虛擬空間中，以使所述虛擬空間中的用戶以所述應(yīng)移動(dòng)的速度移動(dòng)。
由上，通過(guò)設(shè)置于手持設(shè)備中的慣性傳感器獲取人體在原地運(yùn)動(dòng)的縱向軸向加速度，并進(jìn)一步根據(jù)該加速度及該加速度出現(xiàn)的頻率，獲取虛擬空間中的移動(dòng)速度；本發(fā)明將原地的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動(dòng)，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無(wú)外部的裝置時(shí)對(duì)虛擬空間移動(dòng)速度的控制。
可選的，還根據(jù)所述加速度值結(jié)合所述最大加速度出現(xiàn)的頻率，確定虛擬空間中的用戶的應(yīng)移動(dòng)方式；
步驟D中還根據(jù)所述應(yīng)移動(dòng)方式轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的用戶應(yīng)移動(dòng)方式移動(dòng)。
由上，將原地的運(yùn)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動(dòng)方式，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無(wú)外部的裝置時(shí)對(duì)虛擬空間移動(dòng)方式的控制。
可選的，所述移動(dòng)方式包括以下其一：跳動(dòng)、水平方向的移動(dòng)。
可選的，當(dāng)所述加速度值大于重力加速度，且所述最大加速度出現(xiàn)的頻率小于一指定閾值時(shí)，所述移動(dòng)方式為跳動(dòng)；
當(dāng)所述加速度小于重力加速度時(shí)，所述移動(dòng)方式為水平方向的移動(dòng)。
可選的，所述水平方向的移動(dòng)包括：跑動(dòng)、走動(dòng)；
其中，當(dāng)所述最大加速度出現(xiàn)的頻率大于一指定閾值時(shí)，所述移動(dòng)方式為跑動(dòng)；
當(dāng)所述加速度小于重力加速度，且所述最大加速度出現(xiàn)的頻率位于上述兩指定閾值之間時(shí)，所述移動(dòng)方式為走動(dòng)。
可選的，對(duì)應(yīng)不同的移動(dòng)方式，所述虛擬空間中的用戶水平方向應(yīng)移動(dòng)的速度具有不同基準(zhǔn)值。
可選的，所述指定閾值預(yù)先設(shè)定且可調(diào)。
本發(fā)明還提供了一種虛擬空間移動(dòng)控制裝置，包括：
加速度獲取模塊，用于當(dāng)用戶佩戴頭戴式VR設(shè)備在被限制的空間進(jìn)行原地運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)該頭戴式VR設(shè)備中的慣性傳感器持續(xù)獲取其豎直方向的加速度；
頻率獲取模塊，用于根據(jù)持續(xù)獲得的所述加速度得到連續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的加速度曲線，并根據(jù)所述曲線中的各個(gè)波峰和/或波谷對(duì)應(yīng)的間隔時(shí)間獲取各最大加速度出現(xiàn)的頻率；
移動(dòng)速度獲取模塊，用于根據(jù)所述最大加速度出現(xiàn)的頻率，轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的用戶水平方向應(yīng)移動(dòng)的速度；
映射模塊，將所述應(yīng)移動(dòng)的速度映射到虛擬空間中，以使所述虛擬空間中的用戶以所述應(yīng)移動(dòng)的速度移動(dòng)。
綜上所述，本發(fā)明提供一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制方法及裝置，通過(guò)設(shè)置于手持設(shè)備中的慣性傳感器獲取人體在原地運(yùn)動(dòng)的垂直于地面向上的加速度，并進(jìn)一步根據(jù)該加速度及該加速度出現(xiàn)的頻率，獲取虛擬空間中的移動(dòng)速度；本發(fā)明將原地的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動(dòng)，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無(wú)外部的遙控裝置時(shí)對(duì)虛擬空間中移動(dòng)的控制。同時(shí)，本申請(qǐng)的慣性傳感器設(shè)置于手持設(shè)備中，不需要外部的其他定位裝置(例如GPS)，設(shè)備構(gòu)成更加簡(jiǎn)單，降低成本。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明提供的一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的做進(jìn)一步的描述。本發(fā)明提供一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制方法及裝置，應(yīng)用于包含VR頭盔及手持設(shè)備的系統(tǒng)，包括步驟：
S101、當(dāng)用戶佩戴頭戴式VR設(shè)備在被限制的空間進(jìn)行原地運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)該頭戴式VR設(shè)備中的慣性傳感器持續(xù)獲取其豎直方向的加速度。
具體的，本發(fā)明通過(guò)手機(jī)中內(nèi)置MEMS慣性傳感器獲取垂直于地面向上的加速度。其中，所述慣性傳感器包括：三軸微加速計(jì)與三軸陀螺儀。
S102、根據(jù)持續(xù)獲得的所述加速度得到連續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的加速度曲線，并根據(jù)所述曲線中的各個(gè)波峰和/或波谷對(duì)應(yīng)的間隔時(shí)間獲取各最大加速度出現(xiàn)的頻率。
其中，所述獲取加速度出現(xiàn)的頻率的計(jì)算公式為：
fa＝1/t
其中，所述fa表示加速度出現(xiàn)的頻率；所述a表示所述間隔時(shí)間；此處若為勻速運(yùn)動(dòng)，則間隔時(shí)間相等，若為變速運(yùn)動(dòng)，則間隔時(shí)間取均值。
S103、根據(jù)所述最大加速度出現(xiàn)的頻率，轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的用戶水平方向應(yīng)移動(dòng)的速度。
具體的，根據(jù)所述加速度出現(xiàn)的頻率，獲取虛擬空間中的水平方向移動(dòng)速度；
其中，所述獲取虛擬空間中的水平方向移動(dòng)速度的計(jì)算公式為：
V＝V’×fa
其中，所述V’為指定速度；所述fa表示加速度出現(xiàn)的頻率。
其中，該步驟還包括：根據(jù)所述加速度及加速度出現(xiàn)的頻率，獲取虛擬空間中的移動(dòng)方式。所述移動(dòng)方式包括以下其一：跑動(dòng)、跳動(dòng)、移動(dòng)軌跡。
其中，當(dāng)所述加速度大于重力加速度，且所述加速度出現(xiàn)的頻率小于指定閾值時(shí)，所述移動(dòng)方式為跳動(dòng)；
當(dāng)所述加速度小于重力加速度，且所述加速度出現(xiàn)的頻率大于指定閾值時(shí)，所述移動(dòng)方式為跑動(dòng)；
當(dāng)所述加速度小于重力加速度，且所述最大加速度出現(xiàn)的頻率位于上述兩指定閾值之間時(shí)，所述移動(dòng)方式為走動(dòng)。
同時(shí)，根據(jù)所述加速度及加速度出現(xiàn)的頻率，可以獲取水平移動(dòng)方向的速度，進(jìn)一步地，通過(guò)垂直于地面方向的加速度和水平移動(dòng)方向的速度可以獲取虛擬空間中的移動(dòng)軌跡。
S104、將所述應(yīng)移動(dòng)的速度映射到虛擬空間中，以使所述虛擬空間中的用戶以所述應(yīng)移動(dòng)的速度移動(dòng)。
綜上所述，本發(fā)明提供一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制方法及裝置，通過(guò)設(shè)置于手持設(shè)備中的慣性傳感器獲取人體在原地運(yùn)動(dòng)的垂直于地面向上的加速度，并進(jìn)一步根據(jù)該加速度及該加速度出現(xiàn)的頻率，獲取虛擬空間中的移動(dòng)速度；本發(fā)明將原地的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動(dòng)，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無(wú)外部的遙控裝置時(shí)對(duì)虛擬空間中移動(dòng)的控制。同時(shí)，本申請(qǐng)的慣性傳感器設(shè)置于手持設(shè)備中，不需要外部的其他定位裝置(例如GPS)，設(shè)備構(gòu)成更加簡(jiǎn)單，降低成本。
實(shí)施例二
基于實(shí)施例一中的一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制方法，本發(fā)明還提供了一種基于慣性傳感器的虛擬空間移動(dòng)控制裝置，應(yīng)用于包含VR頭盔和手持設(shè)備連接的系統(tǒng)中，其特征在于，包括：
加速度獲取模塊，用于當(dāng)用戶佩戴頭戴式VR設(shè)備在被限制的空間進(jìn)行原地運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)該頭戴式VR設(shè)備中的慣性傳感器持續(xù)獲取其豎直方向的加速度；
頻率獲取模塊，用于根據(jù)持續(xù)獲得的所述加速度得到連續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的加速度曲線，并根據(jù)所述曲線中的各個(gè)波峰和/或波谷對(duì)應(yīng)的間隔時(shí)間獲取各最大加速度出現(xiàn)的頻率；
移動(dòng)速度獲取模塊，用于根據(jù)所述最大加速度出現(xiàn)的頻率，轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的用戶水平方向應(yīng)移動(dòng)的速度；
映射模塊，將所述應(yīng)移動(dòng)的速度映射到虛擬空間中，以使所述虛擬空間中的用戶以所述應(yīng)移動(dòng)的速度移動(dòng)。
以上所述，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。