定的直線;參照物在第一時刻和第二時刻的位置連線 如果平行于行進方向,可W直接將相對位移D看作與拍攝寬度L重合;如果參照物在第一時 刻和第二時刻的位置連線不平行于行進方向,可W將參照物在第一時刻和第二時刻的位置 連線在X軸和Y軸上進行分解,假定X軸與行進方向的拍攝寬度L重合,可W分別求出參照 物在X軸和Y軸上相對位移D。
[0037] 為了便于說明,假定參照物在第一時刻和第二時刻的位置連線平行于行進方向, 且傳感模組在第一時刻和第二時刻激光測定長度H相同,拍攝寬度L的兩端點與傳感模組 組成一個=角形,拍攝寬度L即為=角形的底邊,長度H平分=角形的頂角。用戶平移過程 中,相對位移D與拍攝寬度L的比值A%可W直接獲得,即相對位移D占拍攝寬度L的比例 可W簡單獲得,例如一個物體從出現(xiàn)到消失,用戶共走了 10秒鐘,假如第一時刻和第二時 刻時間差為1S,那么相對位移D占拍攝寬度L的比例為10% ;或者用戶走完拍攝寬度L需 要10步,在第一時刻和第二時刻期間用戶共走了 2步,那么相對位移D占拍攝寬度L的比 例為20% ;或者通過分析兩張圖片獲得相對位移D占拍攝寬度L的比例等。在一個=角形 中,頂角已知,頂角角平分線長度已知,頂角角平分線與S角形高的夾角已知,可W輕易求 出底邊長度,底邊長度即為拍攝寬度以從而得到相對位移D,相對位移D即為傳感模組的實 際平移距離S。第一時刻和第二時刻之間的時間間隔可W根據(jù)用戶的移動速度合理取值,通 常取0. 5秒;本發(fā)明可判斷用戶的運動狀態(tài),對地面參考物進行采集,通過參考物的尺寸來 判斷使用者的移動距離,從而更加精準的進行定位W及距離的采集。
[0038] 本發(fā)明的一具體實施例中,所述實際平移距離S通過W下公式獲得:
[0039]
[0040] 其中,a為固定值。對于上述公式,如果角平分線垂直,P的度數(shù)為0,上述公式 可W演變?yōu)橄率龉剑?br>[0041]
[0042] 其中,a為觀察角度,為固定值;0為頭戴式智能設備拍攝寬度與地面成的夾角; H為頭戴式智能設備到地面的垂直距離。
[0043] 傳感模組的拍攝寬度隨傳感模組距離參考面高度的變化而變化,當距離參考面高 時,其拍攝寬度變大,當距離參考面低時,其拍攝寬度變小。從頭戴式智能設備下方可沿= 角形頂角角平分線向參考面發(fā)射激光或者紅外光,通過其彈回時間來推算角平分線的長度 H。
[0044] 圖4為圖1所示的平移檢測方法的拍攝寬度的求解示意圖,如圖4所示,激光或 紅外線測出角平分線的長度H,此時,ZBAC為觀察角度a,直線AD為角平分線H;直線 AD為S角形的高,因此ZDAE為角平分線與垂直方向的夾角ZP角形AFG為等腰S 角形,直線BC為拍攝寬度L;BC=BC+BD,ZDAC為a/2,ZAGB= (180-a)/2,ZACD= ZCAG+ZAGC,ZCAG=Ze,在^角形ADC中運用正弦定理可得:
[0053] 圖5為圖1所示的平移檢測方法的實際平移距離求解示意圖,如圖5所示,假設在 拍攝寬度內(nèi)存在一個石子X,第一次拍攝時其位置為A1,間隔0.5s其位置為A2,石子所變化 的距離S即為傳感模組的平移位置S,根據(jù)整個傳感模組所拍攝寬度L可推斷S所占百分 比,從而推斷出S的距離,S即為用戶實際平移的距離。
[0054] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種用于頭戴式智能設備的平移檢測方法的實施方 式二的流程圖,步驟S201與步驟S101相同,步驟S202與步驟S102相同,步驟S203與步驟 S103相同,步驟S204與步驟S104相同,如圖2所示,所述平移檢測方法還包括:
[0055]S205 :檢測傳感模組在第一時刻和第二時刻的拍攝角度是否變化;
[0056]S206 :如果拍攝角度發(fā)生變化,測定變化角度0;
[0057]S207 :測定拍攝角度變化后觀察角度a角平分線的長度H';
[005引S208 :根據(jù)觀察角度a、變化角度0、比例A%、長度H、長度H'計算出傳感模組的 實際平移距離S。
[0059] 參照圖2,傳感模組在平移過程中有角度變化,傳感器可W測定頭戴式智能設備轉 動角度e,考慮到平移過程中的角度變化,可W更加精準地進行定位W及距離的采集。
[0060] 圖6為圖2所示的平移檢測方法的實際平移距離求解示意圖,如圖6所示,所述實 際平移距離S可W通過W下公式獲得:
[0061]
[0062] 其中,a為傳感模組的觀察角度,為固定值,S'為第一時刻和第二時刻傳感模組 的平移距離,AL為拍攝角度變化所引起的參照物的距離變化;拍攝角度變化方向與傳感 模組移動方向相同時,S=S'+AL;拍攝角度變化方向與傳感模組移動方向相反時,S= S, -AL。
[0063] 參照圖6,假如用戶從左向右移動,在第二時刻做了一個低頭動作,即拍攝角度變 化方向與傳感模組移動方向相反,低頭角度0會引起相對位移D發(fā)生變化,此時相對位移D要比實際值大,相反,如果作仰頭動作,相對位移D要比實際值小,要加上AL。
[0064]S'的求解方法與卷面相同,即:
[0065]
[006引 AL的求解,可^在立角形A孤'中運用余弦定理求出,如圖6所示,ZDAD'等于變 化角度0,AL即為孤'的長,因此:
[0067]
[0068] 如果變化角度0角度為0,則AL也為0,即為公式:
[0069]
[0070]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種用于頭戴式智能設備的平移檢測裝置的結構框 圖,如圖3所示,所述平移檢測裝置包括參數(shù)讀取器10、傳感模組20、測距儀30、傳感器40 和處理器50,其中,參數(shù)讀取器10與所述傳感模組20連接,參數(shù)讀取器10用于讀取傳感模 組的觀察角度a;傳感模組20用于在第一時刻和第二時刻分別拍攝一張包含有同一參照 物的圖片;測距儀30用于測定觀察角度a角平分線的長度H;傳感器40用于測定角平分 線與垂直方向的夾角P;處理器50與所述參數(shù)讀取器10、所述測距儀30和所述傳感器40 連接,處理器50用于對比兩張圖片獲得參照物的相對位移D對應于拍攝寬度L的比例A%, 進而計算出所述傳感模組20的實際平移距離S。
[0071] 參照圖3,傳感模組20可W位于頭戴式智能設備的正下方、下前方、斜下方45度角 等位置,傳感模組20可W由跨界攝像頭和紅外光源組成,跨界攝像頭的個數(shù)可W為一個或 者多個,當跨界攝像頭的個數(shù)為多個時,可W將跨界攝像頭設置于不同位置,例如,正前方 一個、正下方一個,跨界攝像頭可W實現(xiàn)對可見光和紅外光的拍攝,運樣使得本發(fā)明即能夠 適應于白天,也可W適用于夜晚;此外,在工作過程中,跨界攝像頭、測距儀30和傳感器40 之間不發(fā)生相對移動,在一優(yōu)先實施例中,跨界攝像頭、測距儀30和傳感器40的軸線平行。 參數(shù)讀取器10可W為管腳、端口等,測距儀30可W為激光器,處理器50通過參數(shù)讀取器10 讀取傳感模組的參數(shù),當然處理器50也可W通過參數(shù)讀取器10讀取傳感模組20拍攝的圖 像數(shù)據(jù),在具體實施例中,傳感器40可W為九軸傳感器,其中=個軸用于測量加速度、=個 軸用戶測量角加速度、=個軸用于測量地磁力,參數(shù)讀取器10可W與處理器50集成在同一 電路板上;處理器50可W為現(xiàn)場可編程口陳列(FPGA)、數(shù)字信號處理器值SP)、專用集成電 路等,本發(fā)明不W此為限。本發(fā)明的其它實施方式中,傳感模組20還可W由=維攝像頭和 紅外光源組成,由于=維攝像頭能夠實現(xiàn)距離測量,平移檢測裝置可W省去測距儀30,從而 達成節(jié)省成本的目的。本發(fā)明可判斷用戶的運動狀態(tài),對地面參考物進行采集,通過參考物 的尺寸來判斷使用者的移動距離,從而更加精準的進行定位W及距離的采集。本發(fā)明的一 具體實施例中,第一時刻和第二時刻之間的時間間隔為0. 5S。
[0072] 本發(fā)明的一具體實施例中,所述實際平移距離S通過W下公式獲得:
[007:
[0074]其中,a為固定值。
[00巧]本發(fā)明的一具體實施例中,所述傳感器40還用于測定所述傳感模組20在第一時 刻和第二時刻拍攝角度發(fā)生變化的變化角度0 .所述測距儀30還用于測定拍攝角度變化 后觀察角度a角平分線的長度H';所述處理器50還用于根據(jù)觀察角度a、變化角度0、 比例A%、長度H、長度H'計算出所述傳感模組20的實際平移距離S。