CN109507686A - 一种控制方法、头戴显示设备、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种控制方法、头戴显示设备、电子设备及存储介质。该头戴显示设备的控制方法包括：激光雷达传感器在平面一内旋转并发射激光信号；激光雷达传感器接收目标物对激光信号的反射信号；激光雷达传感器根据激光信号和反射信号获得平面一内目标物的相对位置信息；激光雷达传感器将相对位置信息传输给头戴显示设备；头戴显示设备根据相对位置信息确定佩戴用户的当前位置。该头戴显示设备的控制方法能够获得用户所处空间内目标物的相对位置信息，头戴显示设备根据相对位置信息确定佩戴该头戴显示设备的用户的当前位置，能够实现用户的准确定位。
Description
技术领域
本申请涉及头戴显示技术领域，尤其涉及一种控制方法、头戴显示设备、电子设备及存储介质。
背景技术
头戴显示设备(例如虚拟现实头戴显示设备、增强现实头戴显示设备、混合现实头戴显示设备等)能够实现虚拟环境与用户之间的互动，为用户带来全方位的沉浸体验。
目前头戴显示设备的空间定位技术主要通过6DOF摄像头、外置摄像头或者外置灯塔等设备捕捉用户的位置进行空间定位。
现有的头戴显示设备的空间定位技术不能提供用户的准确空间定位，从而影响虚拟环境与用户的互动。
发明内容
本申请提供一种控制方法、头戴显示设备、电子设备及存储介质，能够获得用户所处空间内目标物的相对位置信息，头戴显示设备根据相对位置信息确定佩戴该头戴显示设备的用户的当前位置，能够实现用户的准确定位。
为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种头戴显示设备的控制方法，所述方法包括：
激光雷达传感器在平面一内旋转并发射激光信号；
所述激光雷达传感器接收目标物对所述激光信号的反射信号；
所述激光雷达传感器根据所述激光信号和所述反射信号获得所述平面一内所述目标物的相对位置信息；
所述激光雷达传感器将所述相对位置信息传输给头戴显示设备；
所述头戴显示设备根据所述相对位置信息确定佩戴用户的当前位置。
优选地，所述头戴显示设备根据所述相对位置信息确定佩戴用户的当前位置包括：
所述头戴显示设备根据所述相对位置信息生成所述平面一的2D地图；
根据所述2D地图生成用户所在空间的三维模型；其中，所述2D地图以所述激光雷达传感器为坐标原点。
优选地，所述控制方法还包括：
所述头戴显示设备根据所述三维模型调整待显示内容，以在所述头戴显示设备的显示屏上显示调整后的内容。
优选地，根据所述三维模型调整待显示内容包括：
根据所述三维模型，调整所述头戴显示设备的原始数据至当前数据；
渲染所述当前数据以构建与所述用户实际所处空间匹配的场景。
优选地，所述相对位置信息为所述目标物与所述激光雷达传感器之间的相对位置信息；所述控制方法还包括：
判断所述相对位置信息是否不大于预设值一；
若是，发出障碍提示。
优选地，所述控制方法还包括：
获取平面二相对所述平面一的垂直距离值和夹角值；
根据所述垂直距离值和夹角值、结合所述目标物当前的相对位置信息，构建所述2D地图；
其中，所述平面二为所述激光雷达传感器相对所述平面一上下转动或者上下移动后所在的平面。
优选地，根据距离值a、结合所述目标物当前的相对位置信息，构建以所述头戴显示设备的显示屏中心为参考点的所述2D地图；
其中，所述距离值a为所述头戴显示设备的显示屏中心与所述激光雷达传感器的垂直距离。
优选地，所述激光雷达传感器在平面一内旋转并发射激光信号包括：
所述激光雷达传感器每隔预定时间间隔发射激光信号；或者，所述激光雷达传感器每旋转预定角度α发射一次激光信号。
另外，本申请还提供如下技术方案：
一种头戴显示设备，其特征在于，包括：IMU传感器、至少一组安装于头戴显示设备上的激光雷达传感器，其中，
所述激光雷达传感器与所述头戴显示设备的处理器连接；
所述激光雷达传感器，用于在平面一内旋转并发射激光信号，接收所述目标物对所述激光信号的反射信号，根据所述激光信号和所述反射信号获得所述平面一内所述目标物的相对位置信息，将所述相对位置信息传输给所述头戴显示设备。
另外，本申请还提供如下技术方案：
一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于执行所述计算机指令以实现上述实施例所述的控制方法。
另外，本申请还提供如下技术方案：
一种存储介质，其上存储有指令，该指令被处理器执行时实现上述实施例所述的控制方法。
相较于现有技术，本申请提供的一种头戴显示设备的控制方法包括：激光雷达传感器在平面一内旋转并发射激光信号；激光雷达传感器接收目标物对所述激光信号的反射激光信号；激光雷达传感器根据所述发射激光信号和所述反射激光信号获得平面一内所述目标物的相对位置信息；激光雷达传感器将所述相对位置信息传输给头戴显示设备的处理器。
本申请提供的一种控制方法、头戴显示设备、电子设备及存储介质能够获得用户所处空间内目标物的相对位置信息，头戴显示设备根据相对位置信息确定佩戴该头戴显示设备的用户的当前位置，能够实现用户的准确定位。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例中头戴显示设备的控制方法的流程示意图一；
图2为本申请一些实施例中头戴显示设备的控制方法的流程示意图二；
图3为本申请另一些实施例中头戴显示设备的控制方法的流程示意图；
图4为本申请又一些实施例中头戴显示设备的控制方法的流程示意图；
图5为本申请再一些实施例中头戴显示设备的控制方法的流程示意图；
图6为本申请还一些实施例中头戴显示设备的控制方法的流程示意图；
图7为本申请一些实施例中头戴显示设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
由图1可知，本申请一些实施例提供一种头戴显示设备的控制方法，其中，该头戴显示设备与激光雷达传感器电连接，激光雷达传感器可以设置在头戴显示设备上，也可以独立于头戴显示设备单独存在。该方法包括以下：
步骤S101：激光雷达传感器在平面一内旋转并发射激光信号；
步骤S102：激光雷达传感器发射的激光信号被目标物反射，激光雷达传感器的接收端接收反射信号；
步骤S103：激光雷达传感器根据激光信号和反射信号获得平面一内目标物的相对位置信息；
步骤S104：激光雷达传感器将相对位置信息传输给头戴显示设备；
步骤S105：头戴显示设备根据相对位置信息确定佩戴用户的当前位置。
其中，如图2所示，步骤S105包括：
步骤S1051：头戴显示设备根据目标物的相对位置信息生成平面一的2D地图；
步骤S1052：头戴显示设备根据2D地图生成用户所在空间的三维模型；其中，该2D地图所在的坐标系以激光雷达传感器为坐标原点，以定位用户在该2D地图中的位置。
其中，在步骤S101中，平面一为激光雷达传感器的初始位置所在的水平面。一些实施例中，激光雷达传感器可以设置在头戴显示设备顶部。激光雷达传感器内置的处理器优选为DSP处理器，当然，也可以为其他类型处理器。激光雷达传感器内设置微型马达或者微型电机，该微型马达或者微型电机接收到驱动信号后可驱动激光雷达传感器旋转，并且每隔预定时间间隔或者每旋转预定角度α发射一次激光信号。例如，可每隔10μs，200μs，1ms发射一次激光信号，或者，每旋转5°，10°，20°发射一次激光信号。具体可依情况而定。
其中，在步骤S102中，目标物具体可以是空间内的任何固定的或者移动的物体。
其中，在步骤S103中，该目标物的相对位置信息包括距离值d和角度值θ，可以是目标物相对激光雷达传感器的相对位置信息，当然，也可以是目标物相对其他参考点的相对位置信息。
其中，步骤S104中，激光雷达传感器具体可以将相对位置信息发送至头戴显示设备。
本发明实施例提供的头戴显示设备的控制方法，激光雷达传感器向预定空间内的目标物发射激光信号、接收目标物返回的反射信号，根据激光信号和反射信号获取目标物的相对位置信息，并将该相对位置信息传输给头戴显示设备。之后，头戴显示设备可以根据该相对位置信息确定佩戴该头戴显示设备的用户的当前位置，能够实现用户的准确定位。
在本申请另一些实施例中，如图3所示，头戴显示设备的控制方法还可以包括以下步骤：
步骤S106：头戴显示设备根据三维模型调整待显示内容，以在头戴显示设备的显示屏上显示调整后的内容。
其中，在步骤S106中，根据三维模型调整待显示内容包括：
头戴显示设备根据三维模型，调整头戴显示设备的原始数据至当前数据；
渲染所述当前数据以构建与所述用户实际所处空间匹配的场景。
最终显示在头戴显示设备的显示屏上的内容可以定位用户的位置，并且场景与用户所处空间接近，从而增强用户与虚拟环境的互动和沉浸感。
用户在使用头戴显示设备的过程中，头戴显示设备处理器获取激光雷达传感器获得的目标物当前的相对位置信息，并且根据目标物当前的相对位置信息，更新显示在头戴显示设备的显示屏上的内容。
在本申请又一些实施例中，如图4所示，图1、图2或者图3所示控制方法还可以包括：
步骤S104：激光雷达传感器将相对位置信息传输给头戴显示设备；
头戴显示设备判断相对位置信息中距离值d是否不大于预设值一；其中，预设值一可以为1m、0.5m，当然，也可以为其他预设值；
如果头戴显示设备的判断结果为是，则头戴显示设备发出障碍提示，障碍提示可以通过声音、震动、或者是在头戴显示设备的显示屏上加强障碍物的轮廓、或者是在头戴显示设备的显示屏上以动画的形式提醒用户周围有障碍物，引起用户的注意，以避免发生碰撞。
在本申请再一些实施例中，如图5所示，上述实施例所示的控制方法还可以包括：
步骤S104：激光雷达传感器将相对位置信息传输给头戴显示设备；
同时，头戴显示设备接收IMU传感器获取的平面二相对平面一的垂直距离值和夹角值；
其中，平面二为激光雷达传感器所在的平面随着用户头部运动，相对平面一上下转动或者上下移动后所在的平面；
步骤S1051：头戴显示设备根据接收的垂直距离值和夹角值、结合目标物当前的相对位置信息，构建当前的2D地图，以纠正由于用户头部运动导致构建的2D地图出现的偏差；
S1052：头戴显示设备的根据该2D地图生成用户所在空间的三维模型；
步骤S106：头戴显示设备根据三维模型调整待显示内容，以在头戴显示设备的显示屏上显示调整后的内容。
在本申请还一些实施例中，如图6所示，上述实施例所示的控制方法还可以包括：
步骤S1051：头戴显示设备根据距离值a、结合目标物当前的相对位置信息，构建以头戴显示设备的显示屏中心为参考点的2D地图；
其中，距离值a为头戴显示设备的显示屏中心与激光雷达传感器的垂直距离；补偿由于激光雷达传感器与头戴显示设备的显示屏中心之间的距离导致构建的当前的2D地图出现的偏差；
步骤S1052：头戴显示设备根据当前的2D地图生成用户所在空间的三维模型；
步骤S106：头戴显示设备根据当前的三维模型调整头戴显示设备的原始数据至当前的数据；
渲染当前的数据以构建与佩戴该头戴显示设备的用户实际所处的空间匹配的场景，将渲染后的场景显示在头戴显示设备的显示屏上。避免在显示屏上显示的内容出现偏差，实现用户与虚拟环境之间更好的互动。
基于相同的发明构思，本申请还提供一种头戴显示设备，如图7所示，该头戴显示设备包括IMU传感器、至少一组安装于头戴显示设备上的激光雷达传感器；
激光雷达传感器与头戴显示设备的处理器连接；
激光雷达传感器，用于在平面一内旋转并发射激光信号，接收目标物对激光信号的反射信号，根据激光信号和反射信号获得平面一内目标物的相对位置信息，将相对位置信息传输给头戴显示设备；
该头戴显示设备可以实现上述实施例中所示的控制方法。
另外，本申请实施例还可以提供如下方案：
一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机指令，处理器用于执行计算机指令以实现上述实施例中所示的控制方法。
需要说明的是，本实施例中的电子设备可以是头戴显示设备，例如虚拟现实头戴显示设备、增强现实头戴显示设备或者混合现实头戴显示设备等。
另外，本申请实施例还可以提供：
一种存储介质，该存储介质上存储有指令，该指令被处理器执行时可以实现上述实施例中所示的控制方法。例如，存储介质可以是ROM、RAM等。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种头戴显示设备的控制方法，其特征在于，所述头戴显示设备与激光雷达传感器电连接，所述方法包括以下步骤：
所述激光雷达传感器在平面一内旋转并发射激光信号；
所述激光雷达传感器接收目标物对所述激光信号的反射信号；
所述激光雷达传感器根据所述激光信号和所述反射信号获得所述平面一内所述目标物的相对位置信息；
所述激光雷达传感器将所述相对位置信息传输给所述头戴显示设备；
所述头戴显示设备根据所述相对位置信息确定佩戴用户的当前位置。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述头戴显示设备根据所述相对位置信息确定佩戴用户的当前位置包括：
所述头戴显示设备根据所述相对位置信息生成所述平面一的2D地图；
根据所述2D地图生成用户所在空间的三维模型；其中，所述2D地图以所述激光雷达传感器为坐标原点。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
所述头戴显示设备根据所述三维模型调整待显示内容，以在所述头戴显示设备的显示屏上显示调整后的内容。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，
根据所述三维模型调整待显示内容包括：
根据所述三维模型，调整所述头戴显示设备的原始数据至当前数据；
渲染所述当前数据以构建与所述用户实际所处空间匹配的场景。
5.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，
所述相对位置信息为所述目标物与所述激光雷达传感器之间的相对位置信息；所述方法还包括：
判断所述相对位置信息是否不大于预设值一；
若是，发出障碍提示。
6.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取平面二相对所述平面一的垂直距离值和夹角值；
根据所述垂直距离值和夹角值、结合所述目标物当前的相对位置信息，构建所述2D地图；
其中，所述平面二为所述激光雷达传感器相对所述平面一上下转动或者上下移动后所在的平面。
7.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据距离值a、结合所述目标物当前的相对位置信息，构建以所述头戴显示设备的显示屏中心为参考点的所述2D地图；
其中，所述距离值a为所述头戴显示设备的显示屏中心与所述激光雷达传感器的垂直距离。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述激光雷达传感器在平面一内旋转并发射激光信号包括：
所述激光雷达传感器每隔预定时间间隔发射激光信号；或者，所述激光雷达传感器每旋转预定角度α发射一次激光信号。
9.一种头戴显示设备，其特征在于，包括：IMU传感器、至少一组安装于头戴显示设备上的激光雷达传感器，其中，
所述激光雷达传感器与所述头戴显示设备的处理器连接；
所述激光雷达传感器，用于在平面一内旋转并发射激光信号，接收所述目标物对所述激光信号的反射信号，根据所述激光信号和所述反射信号获得所述平面一内所述目标物的相对位置信息，将所述相对位置信息传输给所述头戴显示设备。
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于执行所述计算机指令以实现如权利要求1-8任一项所述的控制方法。
11.一种存储介质，其特征在于，其上存储有指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的控制方法。
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