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)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運(yùn)動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計(jì)算機(jī)來處理與參與者的動作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對用戶的輸入作出實(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，對于虛擬空間中人體的移動，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外部的裝置的條件下，不利于實(shí)現(xiàn)對虛擬空間移動的控制。
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控制方法及裝置，通過設(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速度；本發(fā)明將原地的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無外部的裝置時(shí)對虛擬空間移動的控制。
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)動時(shí)，通過該頭戴式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)移動的速度；
D、將所述應(yīng)移動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)移動的速度移動。
由上，通過設(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速度；本發(fā)明將原地的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無外部的裝置時(shí)對虛擬空間移動速度的控制。
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)移動方式；
步驟D中還根據(jù)所述應(yīng)移動方式轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的用戶應(yīng)移動方式移動。
由上，將原地的運(yùn)動方式轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動方式，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無外部的裝置時(shí)對虛擬空間移動方式的控制。
可選的，所述移動方式包括以下其一：跳動、水平方向的移動。
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)，所述移動方式為跳動；
當(dāng)所述加速度小于重力加速度時(shí)，所述移動方式為水平方向的移動。
可選的，所述水平方向的移動包括：跑動、走動；
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)，所述移動方式為跑動；
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)，所述移動方式為走動。
可選的，對應(yīng)不同的移動方式，所述虛擬空間中的用戶水平方向應(yīng)移動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)動時(shí)，通過該頭戴式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/或波谷對應(yīng)的間隔時(shí)間獲取各最大加速度出現(xiàn)的頻率；
移動速度獲取模塊，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)移動的速度；
映射模塊，將所述應(yīng)移動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)移動的速度移動。
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控制方法及裝置，通過設(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速度；本發(fā)明將原地的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無外部的遙控裝置時(shí)對虛擬空間中移動的控制。同時(shí)，本申請的慣性傳感器設(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)成更加簡單，降低成本。
附圖說明
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)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動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)動時(shí)，通過該頭戴式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，則間隔時(shí)間相等，若為變速運(yùn)動，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速度；
其中，所述獲取虛擬空間中的水平方向移動速度的計(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方式。所述移動方式包括以下其一：跑動、跳動、移動軌跡。
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)，所述移動方式為跳動；
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)，所述移動方式為跑動；
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)，所述移動方式為走動。
同時(shí)，根據(jù)所述加速度及加速度出現(xiàn)的頻率，可以獲取水平移動方向的速度，進(jìn)一步地，通過垂直于地面方向的加速度和水平移動方向的速度可以獲取虛擬空間中的移動軌跡。
S104、將所述應(yīng)移動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)移動的速度移動。
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控制方法及裝置，通過設(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速度；本發(fā)明將原地的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為虛擬空間中的移動，有利于實(shí)現(xiàn)在空間有限或無外部的遙控裝置時(shí)對虛擬空間中移動的控制。同時(shí)，本申請的慣性傳感器設(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)動時(shí)，通過該頭戴式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/或波谷對應(yīng)的間隔時(shí)間獲取各最大加速度出現(xiàn)的頻率；
移動速度獲取模塊，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)移動的速度；
映射模塊，將所述應(yīng)移動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)移動的速度移動。
以上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(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。