本发明涉及一种图像识别定位方法，尤其是一种用于虚拟现实的图像识别定位方法。
背景技术：
虚拟现实(virtualreality，vr)技术是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供给用户关于视觉等感官的模拟，让用户仿佛身临其境，由于其逼真的效果，被广泛应用于教育、医学、交通等领域，引起越来越多的关注。
为使用户能够与虚拟现实世界进行自由的交互，增强虚拟现实的沉浸感，需要对用户的实时运动姿态进行空间定位。现有虚拟现实定位技术常用激光扫描定位技术和图像识别定位技术两种，图像识别定位技术具有硬件设备安装简单、可根据使用情况调节定位摄像头角度与位置，便捷快速准确等优点。
目前常用的图像识别定位技术定位流程为：定位摄像头采集虚拟现实设备运动姿态图像后，利用系统芯片对每帧图像进行压缩，再通过usb线将压缩数据传输到个人计算机(pc)主机，pc主机进行解压缩操作后计算虚拟现实设备姿态定位信息；在实际使用中，现有图像定位技术存在定位延时较长、采用usb数据线连接操作不便且限制定位范围等缺点。
为了解决上述问题，本发明设计了一种图像识别定位方法，包括定位图像采集步骤，数据提取与传输步骤，即安装在定位摄像头端的系统芯片对采集到的定位图像进行图像预处理，提取有效数据后，通过无线传输方式向计算机主机传输数据步骤，数据整合与姿态分析步骤，即计算机主机接收到定位数据后，对数据进行整合，并结合虚拟现实设备惯性测量单元(imu)的定位数据，得到虚拟现实设备姿态信息。本发明方法能够有效保证整个定位过程的稳定流畅，且能够有效的解决定位延时较长而引起的晕动症等问题，以此给用户提供良好的虚拟现实沉浸感。
技术实现要素：
本发明目的是：提供一种用于虚拟现实的图像识别定位方法，以降低系统定位延时，减轻硬件系统负担，并扩大可定位范围和定位系统的灵活性。
本发明的技术方案是：设计一种用于虚拟现实的图像识别定位方法，包括定位图像采集步骤：利用高速摄像头采集虚拟现实设备姿态信息；数据提取与传输步骤：安装在定位摄像头端的系统芯片对采集到的定位图像进行图像预处理，提取待定位虚拟现实设备的识别标识分布数据，屏蔽光学噪声；所述系统芯片类型包括数字信号处理器(discretesignalprocessor，dsp)，现场可编程逻辑门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)与基于高级精简指令集架构(advancedriscmachine，arm)的处理器等，提取有效数据后通过无线传输方式向计算机主机传输数据；数据整合与姿态分析步骤：计算机主机接收到定位数据后，对数据进行整合，并结合虚拟现实设备惯性测量单元(imu)的定位数据，得到虚拟现实设备姿态信息。
本发明技术关键点在于：
1.采用斑点检测(blobdetection)算法对定位摄像头采集到的设备姿态图像进行降噪与数据提取；
2.定位数据采用无线传输方式传输至计算机主机，无线传输方式包括无线局域网(wifi)传输方式，蓝牙传输方式与2.4g封闭协议通讯技术等传输方式。
3.所述无线传输方式对图像处理步骤提取到的每一个标识点的相应空间位置坐标进行实时传输，有效降低系统延时；
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
1.本发明方案定位图像的采集采用高速红外摄像头，可获得更加流畅的姿态信息，且能够避免环境中可见光的干扰；
2.本发明方案中采用在定位摄像头端进行图像数据的预处理，过滤无用信息，能够减轻数据传输的压力，降低数据传输延时，同时减轻计算机主机的数据处理压力；
3.本发明方案中定位摄像头采用无线实时传输方式将定位数据传输给计算机主机，有效的扩大了可定位的范围，与现有技术中采用usb数据线连接方式相比，硬件系统更加简单便携，灵活性强。
4.本发明方案中无线传输方式对图像处理步骤提取到的每一个标识点的相应空间位置坐标进行实时传输，与现有技术中以帧为单位的有线传输方式相比，能够有效的降低传输延时。
附图说明
图1为本发明图像识别定位方法流程图；
图2为红外摄像头拍摄的虚拟现实设备使用状态实物图；
图3为本发明定位图像数据提取点示意图；
具体实施方式
如背景技术中所述，现有技术的图像识别定位方法在实际应用中仍然存在定位延时较长、有线连接安装不便且限制定位范围等问题。
在本发明方案中，采用高速摄像头采集虚拟现实设备姿态信息；数据提取与传输步骤：安装在定位摄像头端的系统芯片对采集到的定位图像进行图像预处理，提取有效数据后，通过无线传输方式向计算机主机传输数据；数据整合与姿态分析步骤：计算机主机接收到定位数据后，对数据进行整合，并结合虚拟现实设备惯性测量单元(imu)的定位数据，得到虚拟现实设备姿态信息。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1为本发明图像识别定位方法流程图；
步骤101：摄像头采集设备姿态图像；
所述设备姿态图像中包括虚拟现实头戴显示设备与操作手柄位置姿态信息；
步骤102：图像数据处理；
定位摄像头端集成有系统芯片，对采集到的设备姿态图片进行降噪、去畸变等处理，此步骤能有效降低待处理数据量，减轻传输压力与计算机主机的计算压力；
步骤103：定位关键点的提取；
所述提取定位关键点方法为从经过处理的图像中找到虚拟现实设备的识别标识位置，采用斑点检测(blobdetection)算法对每一个标识点的相应空间位置坐标进行标记；
步骤104：数据的无线实时传输；
所述的每一个标识点的相应空间位置坐标可采用无线局域网(wifi)传输方式，蓝牙传输方式或2.4g封闭协议通讯技术传输方式进行传输；
且所述无线传输方式对每一个标识点的相应空间位置坐标进行实时传输，能够有效的降低系统延时；
步骤105：接收数据及解析；
计算机主机端通过无线传输方式接收定位数据信息，并对每个标识点的数据信息进行整合，恢复每一帧图像定位信息；
步骤106：获得姿态空间位置信息；
计算机主机通过整合定位摄像头发送的图像定位信息与惯性测量单元(imu)的测量信息，得出虚拟现实设备的实时姿态信息；
图2为红外摄像头拍摄的虚拟现实设备使用状态实物图；
从图中可以看到虚拟现实头戴显示设备及操作手柄外形轮廓，及设备上的定位标识点，此原始图像会经过定位摄像头端的系统芯片进行降噪和数据提取处理；
图3为本发明定位图像数据提取点示意图；
在系统芯片进行数据提取时，通过斑点检测(blobdetection)算法提取定位标识点的数据信息，图中黑色背景信息被过滤，此方法可以有效的降低数据计算量，提高数据计算与传输效率；
具体而言，本发明方案所公开的虚拟现实设备包括但不限于虚拟现实头戴显示设备与操作控制设备；
所述虚拟现实头戴显示设备包括但不限于虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜；
所述虚拟现实操作控制设备包括但不限于虚拟现实操作手柄及各种操作外设；
以上所述，仅为本发明具体实施方式。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。