一种用于分体式可穿戴设备的定位装置、设备和方法与流程

本发明涉及可穿戴设备，具体涉及一种用于分体式可穿戴设备的定位装置、分体式可穿戴设备、定位方法和声音播放方法。

背景技术：

1、用户在使用vr/ar/mr设备观看影片或进行游戏时，显示系统提供了身临其境的感觉，但目前的音频仅能支持双声道环绕声，导致临场感较弱，用户还期望体验沉浸式3d声场。

2、当观众用户的动作，行为发生变化时，对于用户而言，虚拟现实中声源的方位已经变化，但是观众用户佩戴的音频播放设备如(耳机)中重放的声源的方位却并未做相应的改变，如此极大地影响虚拟画面营造出的沉浸感，降低了用户体验的效果。

3、另外，无论是入耳耳机还是头戴式耳机，长久佩戴都很容易会影响用户的听音能力，毕竟是一个较为封闭的声音环境。而入耳式耳机的危害则相对更加明显，佩戴太频繁还容易诱发耳道发炎等问题。耳机塞长时间佩戴会不舒服甚至引起耳道发炎，而夏季佩戴包裹式的耳机则会容易闷热出汗。

4、因此，目前出现了分体式可穿戴设备，由头显与颈挂两部分组成，其中在头显上显示图像，而在颈挂上的扬声器播放声音。在分体式设备中，由于扬声器与佩戴者的耳朵的位置不再相对固定，从而产生了二者之间如何准确定位的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种用于分体式可穿戴设备的定位装置、设备和方法，实现分体式可穿戴设备中头戴装置和颈挂件的相对定位，进而实现耳朵和颈挂件上扬声器的定位，有利于提高扬声器播放立体声效果。

2、在第一方面，本发明提供一种用于分体式可穿戴设备的定位装置，所述分体式可穿戴设备包括头戴设备和颈挂件，所述定位装置包括：

3、设置在所述头戴设备上的第一惯性测量单元，用于获取所述头戴设备的第一惯导数据；

4、设置在所述颈挂件上的图像获取单元，用于获取所述头戴设备的图像数据；

5、控制器，基于所述第一惯导数据和图像数据得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位。

6、在上述定位装置的一个技术方案中，所述颈挂件还包括：

7、扬声器，至少包括两个，与所述头戴设备的佩戴者的两个耳朵对应的位置，其中所述控制器基于所述头戴设备和颈挂件的相对定位得到所述扬声器和耳朵的相对定位。

8、在上述定位装置的一个技术方案中，所述图像获取单元的图像采集频率被选择为足够高以使得所述控制器能够基于所述第一惯导数据和图像数据得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位。

9、在上述定位装置的一个技术方案中，所述定位装置还包括：设置在所述颈挂件上的第二惯性测量单元，用于获取所述颈挂件的第二惯导数据，

10、其中，所述控制器基于所述第一惯导数据、第二惯导数据和图像数据得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位。

11、在上述定位装置的一个技术方案中，所述定位装置还包括：设置在所述头戴设备上的发光光源或反射光源，用于在所述图像获取单元获取所述头戴设备的图像数据时定位所述头戴设备。

12、在上述定位装置的一个技术方案中，所述反射光源为逆反膜。

13、在上述定位装置的一个技术方案中，所述发光光源为led灯。

14、在上述定位装置的一个技术方案中，所述光源为不在同一平面上的至少2个。

15、在上述定位装置的一个技术方案中，所述光源仅1个。

16、在上述定位装置的一个技术方案中，所述图像获取单元为单目相机。

17、在上述定位装置的一个技术方案中，，所述图像获取单元为双目相机。

18、在上述定位装置的一个技术方案中，在所述光源为反射光源的情况下，所述颈挂件还包括辅助光源，用于在所述图像获取单元拍摄时照亮所述反射光源。

19、在上述定位装置的一个技术方案中，所述辅助光源为红外光源。

20、在上述定位装置的一个技术方案中，所述图像获取单元包括近红外滤光片。

21、在上述定位装置的一个技术方案中，在所述图像获取单元为单目相机的情况下，所述红外光源设置在所述单目相机旁；

22、在所述图像获取单元为双目相机的情况下，所述红外光源设置在所述双目相机之间。

23、在上述定位装置的一个技术方案中，所述头戴设备包括本体和与佩戴者耳朵的连接件，其中所述光源设置在所述连接件上。

24、在上述定位装置的一个技术方案中，所述控制器设置在所述颈挂件上。

25、在第二方面，本发明提供一种分体式可穿戴设备，包括：

26、头戴设备；

27、颈挂件；以及

28、根据第一方面所述的定位装置。

29、在上述设备的一个技术方案中，所述头戴设备为头显设备。

30、在第三方面，本发明提供一种用于分体式可穿戴设备的定位方法，包括：

31、通过设置在头戴设备上的第一惯性测量单元获取所述头戴设备的第一惯导数据；

32、通过设置在所述颈挂件上的图像获取单元获取所述头戴设备的图像数据；

33、通过控制器基于所述第一惯导数据和图像数据得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位。

34、在上述定位方法的一个技术方案中，所述基于所述第一惯导数据和图像数据得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位，包括：

35、根据所述图像数据得到所述头戴设备的绝对位置信息；

36、根据所述第一惯导数据得到所述头戴设备的相对位置信息；

37、使用所述绝对位置信息修正所述相对位置信息，以得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位。

38、在第四方面，本发明提供了一种用于分体式可穿戴设备的声音播放方法，包括：

39、根据在第三方面所述的方法得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位；

40、根据所述头戴设备和颈挂件的相对定位获得设置在所述颈挂件上的扬声器和头戴设备的佩戴者的耳朵的相对定位；

41、根据所述扬声器和所述耳朵的相对定位，获取所述扬声器对应的头相关传递函数；

42、基于所述头相关传递函数，控制所述扬声器发声。

43、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

44、本发明在头戴设备上设置一块惯性测量单元或者头戴设备与颈挂件上各设置一块惯性测量单元，结合颈挂件上设置的图像获取单元，以惯性测量单元数据提供高速率的相对定位，以视觉定位结果对惯性测量数据进行修正，最终通过图像和惯性测量单元精确、实时得到头戴装置相对于图像获取单元的位置，进而得到头戴装置相对于颈挂件的平移、旋转情况，实现二者的相对定位。

45、应用本发明定位装置可以根据头戴设备和耳朵的相对位置以及颈挂件上扬声器的安装位置，得到耳朵和扬声器的相对位置。

46、通过本发明定位装置得到的耳朵和扬声器的相对位置，可以实时调整各个扬声器输出的声音信号，营造空间沉浸感。

技术特征：

1.一种用于分体式可穿戴设备的定位装置，所述分体式可穿戴设备包括头戴设备和颈挂件，其特征在于，所述定位装置包括：

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述颈挂件还包括：扬声器，至少包括两个，与所述头戴设备的佩戴者的两个耳朵对应的位置，其中所述控制器基于所述头戴设备和颈挂件的相对定位得到所述扬声器和耳朵的相对定位。

3.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述图像获取单元的图像采集频率被选择为足够高以使得所述控制器能够基于所述第一惯导数据和图像数据得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位。

4.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：设置在所述颈挂件上的第二惯性测量单元，用于获取所述颈挂件的第二惯导数据，

5.根据权利要求3或4所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：设置在所述头戴设备上的发光光源或反射光源，用于在所述图像获取单元获取所述头戴设备的图像数据时定位所述头戴设备。

6.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所述图像获取单元为单目相机或双目相机；其中，在所述图像获取单元为单目相机情况下，所述光源为不在同一平面上的至少2个；在所述图像获取单元为双目相机的情况下，所述光源为仅1个。

7.根据权利要求6所述的定位装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的定位装置，其特征在于，

9.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于，

10.一种分体式可穿戴设备，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述头戴设备为头显设备。

12.一种用于分体式可穿戴设备的定位方法，其特征在于，包括：

13.根据权利要求12所述的定位方法，其特征在于，所述基于所述第一惯导数据和图像数据得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位，包括：

14.一种用于分体式可穿戴设备的声音播放方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及可穿戴设备技术领域，具体涉及一种用于分体式可穿戴设备的定位装置、分体式可穿戴设备、定位方法和声音播放方法，本发明定位装置包括设置在所述头戴设备上的第一惯性测量单元，用于获取头戴设备的第一惯导数据；设置在颈挂件上的图像获取单元，用于获取所述头戴设备的图像数据；控制器，基于所述第一惯导数据和图像数据得到所述头戴设备和颈挂件的相对定位。本发明实现分体式可穿戴设备中头戴装置和颈挂件的相对定位，进而实现耳朵和颈挂件上扬声器的定位，有利于提高扬声器播放立体声效果。

技术研发人员：李亚鹏,李扬冰,赵方圆,胡飞涛
受保护的技术使用者：京东方科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17