Valve专利提出1000Hz频率的VR头显内向外定位追踪系统

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V社正在探索一种频率达到1000Hz的内向外定位追踪系统

映维网 2021年08月09日)从Lighthouse 1到Lighthouse 2,Valve的产品一直是业内最为出色的外向内定位追踪系统之一。对于下一代的Lighthouse 3,不知道你又有怎样的期待呢?根据日前美国专利商标局公布的一份专利,V社正在探索一种频率达到1000Hz的内向外定位追踪系统。

这家公司在名为“Position tracking system for head-mounted display systems that includes angle sensitive detectors”的专利申请中指出,内向外追踪与外向内追踪的不同点在于摄像头或传感器的位置。对于无标记的内向外追踪,摄像头或传感器属于头显机载组件。对于采用标记的外向内追踪,摄像头或传感器则位于环境中的固定位置。

无标记的内而外追踪主要是利用一个或多个前向传感器来确定头显位置相对于环境的变化。系统可以利用最初存在于环境中的独特特征(如自然特征)来确定位置和方向,而算法识别特定的图像或形状,并使用它们来计算设备在空间中的位置。另外,来自加速度计和陀螺仪的数据可用于提高位置追踪的精度。

尽管大多数VR一体机的内向外追踪系统无需基站,但V社构思的内向外追踪系统依然可以包含基站,而基站可以为内向外追踪提供发射光源,以帮助其确定头显的位置。

另外,尽管下面的图例是有线头显,但V社表示传输链路“可以是有线的,如图2所示的一条或多条数据线,又或者可以是无线的”。

V社指出,专利描述的头戴式显示系统可包括可由用户佩戴的第一头戴式显示系统组件。由第一头戴式显示系统组件携带的多个角度敏感探测器。多个角度敏感探测器中的每一个捕捉指示从一个或多个光源发射的光的到达角的传感器数据。第一头戴式显示组件可以进一步包括至少一个处理器,至少一个处理器从多个角敏感检测器接收所述传感器数据,并处理接收到的传感器数据,然后至少部分地基于所述处理来追踪第一头戴式显示系统组件的位置。

头戴式显示系统同时可以包括包括多个光源的第二头戴式显示系统组件。第二头戴式显示系统组件可以包括头戴式显示设备、控制器或基站中的一个。第二头戴式显示组件可以固定在靠近头戴式显示系统的环境的位置。

多个光源可包括LED光源。在操作中,第二头戴式显示系统组件可在给定时间照亮多个光源的子集。在操作中,第二头戴式显示系统组件可以顺序地照亮多个光源。在操作中,第二头戴式显示系统组件可以使用多路复用来照亮多个光源。复用可包括时间复用、波长复用、频率复用或偏振复用中的至少一种。每个光源可包括光学子系统,所述光学子系统包括透镜、滤波器或偏振器中的至少一个。

在一个实施例中,为了处理接收到的传感器数据,至少一个处理器可以将接收到的传感器数据作为输入提供给经过训练的机器学习模型。处理器可配置为接收训练数据并使用训练数据训练机器学习模型。第一头戴式显示系统组件可以包括惯性测量单元(IMU)传感器,IMU传感器耦合到至少一个处理器。在操作中,至少一个处理器从IMU传感器接收IMU传感器数据,处理IMU传感器数据和从多个光学角度敏感探测器接收的传感器数据,然后至少部分地基于接收到的IMU传感器数据和接收到的传感器数据的处理来追踪第一头戴式显示系统组件的位置。

V社写道,所述的“角度敏感探测器的帧速率可大于或等于每秒1000帧”。

图3是一个内向外追踪头显的示例。其中,头显设备344包括支撑前向摄像头346的前向结构343和一种或多种类型的多个角度敏感检测器348a-348f(统称348)。作为一个示例,角度敏感检测器348可以帮助确定设备344在空间中的位置和方向。角度敏感检测器348可以是用于检测从光源发射的光的到达角的任何类型检测器。角度敏感探测器的非限制性示例包括光电二极管探测器和使用电阻片的位置敏感探测器等等。

如图所示,前向摄像头346和角度敏感探测器348朝向前方的实际场景或环境。一般地,角度敏感探测器348可引导朝向其他区域(如向上、向下、向左、向右或向后)以检测来自不同光源的光,例如安装在不同位置的控制器或基站。

相关专利Valve Patent | Position tracking system for head-mounted display systems that includes angle sensitive detectors

名为“Position tracking system for head-mounted display systems that includes angle sensitive detectors”的专利申请最初在2020年1月提交,并在日前由美国专利商标局公布。

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