分离式虚拟系统的空间定位方法、虚拟系统与流程

1.本发明涉及虚拟技术领域，具体涉及分离式虚拟系统的空间定位方法、虚拟系统。


背景技术：

2.目前市场上已大量涌现出vr盒子与移动终端组成的新型虚拟现实(virtual reality，vr)头显设备。这种新型vr头显设备的性能主要由移动终端的性能决定，其性能远不如传统的电脑-vr头显设备、或vr一体机。电脑-vr头显设备、或vr一体机的显示器与vr虚拟头显设备一般是不可分离的，只能配套使用，因此便捷性受到限制。
3.但是移动终端拆卸后需要重新对控制手柄、头显装置进行准确的定位，否则无法进行流畅的人机交互，进而影响游戏体验。而当前也未有对移动终端可分离式vr头显设备进行准确定位的方法。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了分离式虚拟系统的空间定位方法、虚拟系统，解决了现有技术中虚拟系统无法分离设置，且无法准确定位的技术问题。
5.作为本发明的第一方面，本发明提供了一种分离式虚拟系统的空间定位方法，所述分离式虚拟系统包括：虚拟头显设备、可拆卸安装在所述虚拟头显设备上的移动终端以及与所述移动终端通信连接的控制手柄，其中所述移动终端上设有第一惯性传感器，所述移动终端和/或所述虚拟头显设备上设有摄像装置，所述第一惯性传感器用于检测所述移动终端的imu数据；其中，所述分离式虚拟系统的空间定位方法包括：当确定所述移动终端安装在所述虚拟头显设备上时，控制所述摄像装置对所述虚拟头显设备所在环境进行拍摄，形成第一图像；控制所述第一惯性传感器检测所述虚拟头显设备的imu数据；根据所述虚拟头显设备的imu数据以及所述第一图像进行计算，生成所述虚拟头显设备的空间定位信息。
6.在本发明一实施例中，根据所述虚拟头显设备的imu数据以及所述第一图像进行计算，生成所述虚拟头显设备的空间定位信息，包括：基于所述第一图像确定所述虚拟头显设备的平移自由度数据；以及基于所述虚拟头显设备的所述平移自由度数据以及所述虚拟头显设备的所述imu数据确定所述虚拟现实头显设备的6dof数据；其中，所述虚拟头显设备的空间定位信息包括所述虚拟头显设备的6dof数据。
7.在本发明一实施例中，基于所述第一图像确定所述虚拟头显设备的平移自由度数据，包括：在所述第一图像中提取图像特征点，在参考图像中提取参考特征点；将所述图像特征点以及所述参考特征点进行匹配，生成有效特征点；根据所有效特征点，基于滑动窗口法从所述第一图像中提取关键区域；基于所述关键区域、所述有效特征点以及所述虚拟显示设备所在的空间的地图，生成地图点；以及基于所述地图点以及所述地图确定所述虚拟显示设备的地图信息，所述地图信息包括所述平移自由度数据。
8.在本发明一实施例中，基于滑动窗口法从所述第一图像中提取关键区域之前；所
述基于所述第一图像确定所述虚拟头显设备的平移自由度数据，还包括：判断所述第一图像是否被初始化；当确定所述第一图像被初始化时，根据所有效特征点，基于滑动窗口法从所述第一图像中提取关键区域。
9.在本发明一实施例中，所述基于所述第一图像确定所述虚拟头显设备的平移自由度数据，还包括：当确定所述第一图像未被初始化时，根据所述地图对所述第一图像进行重新定位，确定所述第一图像的定位状态；根据所有效特征点，基于滑动窗口法从所述第一图像中提取关键区域，包括：基于所述第一图像的定位状态，根据所有效特征点，基于滑动窗口法从所述第一图像中提取关键区域。
10.在本发明一实施例中，当确定所述第一图像被初始化时，根据所有效特征点，基于滑动窗口法从所述第一图像中提取关键区域，包括：确定所述第一图像中的滑动窗口的滑窗状态；根据所述滑窗状态确定所述第一图像的定位状态；根据所述定位状态，将所述滑动窗口从所述第一图像中划过；以及对所述滑动窗口划过的图像区域进行检测，将检测到有效特征点的滑动窗口保存为所述关键区域。
11.在本发明一实施例中，控制手柄上安装有红外传感器以及第二惯性传感器，所述移动终端上的所述摄像装置还用于拍摄所述红外传感器的光斑图像；其中，所述分离式虚拟系统的空间定位方法还包括：当确定所述移动终端安装在所述虚拟头显设备上时，控制所述摄像装置对所述控制手柄上的所述红外传感器进行拍摄，形成光斑图像；控制所述第二惯性传感器检测所述控制手柄的imu数据；根据所述虚拟头显设备的空间定位信息、所述控制手柄的imu数据以及所述光斑图像计算，生成所述控制手柄的空间定位信息。
12.在本发明一实施例中，当确定所述移动终端安装在所述虚拟头显设备上时，控制所述摄像装置对所述虚拟头显设备所在环境进行拍摄，形成第一图像，包括：当所述移动终端的连接插件与所述虚拟头显设备的连接插件连通后，控制所述摄像装置对所述虚拟头显设备所在的环境进行拍摄，形成第一图像。
13.作为本发明的第二方面，本发明提供了一种分离式虚拟系统，包括：移动终端；设置在所述移动终端上的第一惯性传感器，所述第一惯性传感器用于检测所述移动终端的imu数据；虚拟头显设备，所述智能终端可拆卸安装在所述虚拟头显设备上；设置在所述移动终端和/或所述虚拟头显设备上的摄像装置；分离式虚拟系统的空间定位控制器，所述空间定位控制器分别与所述移动终端、所述第一惯性传感器、所述摄像装置通信连接；其中，所述空间定位控制器包括：功能切换单元，用于当确定所述移动终端安装在所述虚拟头显设备上时，切换所述移动终端的功能为虚拟头显功能；摄像控制单元，用于控制所述摄像装置对所述虚拟头显设备所述环境进行拍摄，形成第一图像；传感器控制单元，用于控制所述第一惯性传感器检测所述虚拟头显设备的imu数据；以及定位单元，用于根据所述虚拟头显设备的imu数据以及所述第一图像进行计算，生成所述虚拟头显设备的空间定位信息。
14.在本发明一实施例中，所述定位单元包括：平移自由度确定模块，用于基于所述第一图像确定所述虚拟头显设备的平移自由度数据；以及六自由度确定模块，用于基于所述虚拟头显设备的所述平移自由度数据以及所述虚拟头显设备的所述imu数据确定所述虚拟现实头显设备的6dof数据；其中，所述虚拟头显设备的空间定位信息包括所述虚拟头显设备的6dof数据。
15.在本发明一实施例中，所述平移自由度确定模块包括：特征确定模块，用于在所述
第一图像中提取图像特征点，在参考图像中提取参考特征点；并将所述图像特征点以及所述参考特征点进行匹配，生成有效特征点；区域提取模块，用于根据所有效特征点，基于滑动窗口法从所述第一图像中提取关键区域；地图点生成模块，用于基于所述关键区域、所述有效特征点以及所述虚拟显示设备所在的空间的地图，生成地图点；以及地图信息确定模块，用于基于所述地图点以及所述地图确定所述虚拟显示设备的地图信息，所述地图信息包括所述平移自由度数据。
16.在本发明一实施例中，所述分离式虚拟系统，还包括：控制手柄；以及设置在所述控制手柄上的红外传感器以及第二惯性传感器，所述第二惯性传感器用于测量所述控制手柄的imu数据；所述移动终端上的所述摄像装置还用于拍摄所述红外传感器的光斑图像；其中，所述摄像控制单元还用于控制所述摄像装置对所述控制手柄上的所述红外传感器进行拍摄，形成光斑图像；所述传感器控制单元还用于控制所述第二惯性传感器检测所述控制手柄的imu数据；所述定位单元还用于根据所述虚拟头显设备的空间定位信息、所述控制手柄的imu数据以及所述光斑图像计算，生成所述控制手柄的空间定位信息。
17.本发明提供的分离式虚拟系统的空间定位方法，当移动终端安装在虚拟头显设备上，移动终端进入虚拟模式后，从设置在移动终端的摄像装置拍摄到的第一图像中确定平移自由度，并基于设置在移动终端上设置的第一惯性传感器获得旋转自由度，进而确定虚拟头显设备的空间定位信息，增加了移动终端的空间定位的精准性。另外，基于空间定位信息进行人机交互提升游戏体验，从而提高移动终端分离式头戴现实装置的性能。
附图说明
18.通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
19.图1所示为本发明一实施例提供的一种分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图；
20.图2所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图；
21.图3所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图；
22.图4所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图；
23.图5所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图；
24.图6所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图；
25.图7所示为本发明一实施例提供的一种分离式虚拟系统的工作原理图；
26.图8所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的工作原理图；
27.图9所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的工作原理图；
28.图10所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的工作原理图；
29.图11所示为本发明一实施例提供的电子设备的工作原理图。
具体实施方式
30.本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.图1所示为本发明提供的一种分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图，其中，分离式系统包括：虚拟头显设备、可拆卸安装在虚拟头显设备上的移动终端以及与移动终端通信连接的控制手柄，其中移动终端上设有第一惯性传感器，移动终端和/或虚拟头显设备上设有摄像装置，第一惯性传感器用于检测移动终端的imu数据。具体的，摄像装置的数量以及安装位置可以为以下三种情况：(1)摄像装置的数量等于1，摄像装置可以安装在移动终端上，也可以安装在虚拟头显设备上；(2)摄像装置的数量大于1，摄像装置可以均安装在移动终端上，也可以均安装在虚拟头显设备上；(3)摄像装置的数量大于1，部分摄像装置安装在移动终端上，部分摄像装置安装在虚拟头显设备上。
34.具体的，惯性传感器(inertial measurement unit，简称imu)是测量物体的三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个imu包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，因此惯性传感器可测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态，例如解算出物体的旋转自由度，旋转自由度是指上下、前后、左右3个位置相关的自由度。imu数据则为惯性传感器检测物体的结果数据，即惯性传感器检测到的一个物体在三维空间中的角速度和加速度数据。因此，设置在移动终端上的第一惯性传感器可以检测到移动终端的imu数据，并以移动终端的imu数据可以解算出移动终端的姿态，例如移动终端的旋转自由度，旋转自由度是指上下、前后、左右3个位置相关的自由度。
35.如图1所示，该分离式虚拟系统的空间定位方法包括如下步骤：
36.s101：当确定移动终端安装在虚拟头显设备上时，控制摄像装置对虚拟头显设备
环境进行拍摄，形成第一图像；
37.由于移动终端虚拟头显设备是可拆卸连接，移动终端不仅具有虚拟头显功能，还具有其他功能，例如，当移动终端是智能手机时，移动终端在不安装在虚拟头显设备时，移动终端可以作为智能手机使用，具有智能手机应有的功能，例如通信功能、显示功能等。当移动终端安装在虚拟头显设备上时，移动终端则行使虚拟头显功能，与虚拟头显设备以及控制手柄共同构成虚拟系统，例如当虚拟显示设备为vr头盔时，即当移动终端安装在vr头盔上时，移动终端则与vr头盔以及控制手柄共同构成vr系统。
38.具体的，移动终端可拆卸安装在虚拟头显设备的具体可拆卸安装方式可以如下：虚拟头显设备预留安装槽，移动终端安装到虚拟头显设备预留的安装槽中，以使得移动终端固定在虚拟头显设备上。
39.具体的，移动终端和控制手柄的通信连接方式可以如下：移动终端的两端设有连接口，以供通过接入连接口的连接线与控制手柄连接。可以理解地，还可以通过蓝牙等无线的方式将移动终端与控制手柄连接。当移动终端与控制手柄连接成功后，确认进入虚拟模式。进入虚拟模式后，移动终端具有游戏界面显示、图像处理等功能。
40.当确定移动终端安装在虚拟头显设备上时，即移动终端行使虚拟头显功能，此时，移动终端与控制手柄也将取得通信连接，此时，移动终端行使虚拟头显功能，即移动终端与控制手柄以及虚拟头显设备共同组成虚拟系统，在虚拟系统工作过程中，移动终端与控制手柄均需要空间定位，此时，控制位于移动终端上的摄像装置对虚拟头显设备环境进行拍摄，摄像装置在控制下开启工作，对虚拟头显设备所处的环境进行拍照，形成第一图像，以用于对移动终端进行空间定位。
41.s102：控制第一惯性传感器检测虚拟头显设备的imu数据；
42.当确定移动终端与虚拟头显设备连接后，移动终端与虚拟头显设备以及控制手柄组成虚拟系统，用户则操作虚拟系统以体验虚拟场景，此时，控制第一惯性传感器开启工作，第一惯性传感器则在控制下检测虚拟头显设备的imu数据
43.控制设置在移动终端上的第一惯性传感器检测移动终端的imu数据。
44.s103：对虚拟头显设备的imu数据以及第一图像进行计算，生成虚拟头显设备的空间定位信息。
45.当获取到摄像装置传输的第一图像以及第一惯性传感器传输的imu数据后，则对imu数据以及第一图像即可确定移动终端的空间定位信息，即移动终端的六自由度数据(以下简称6dof数据)，即基于平移自由度与旋转自由度即可获得6个角度的自由度。
46.本发明提供的分离式虚拟系统的空间定位方法，当移动终端安装在虚拟头显设备上，移动终端进入虚拟模式后，从设置在移动终端的摄像装置拍摄到的第一图像以及设置在移动终端上设置的第一惯性传感器的获得旋转自由度，进而确定虚拟头显设备的空间定位信息，增加了移动终端的空间定位的精准性。另外，基于空间定位信息进行人机交互提升游戏体验，从而提高移动终端分离式头戴现实装置的性能。
47.在本发明一实施例中，图2所示为本发明另一实施例提供的分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图，如图2所示，步骤s103(对虚拟头显设备的imu数据以及第一图像进行计算，生成虚拟头显设备的空间定位信息)具体包括如下步骤：
48.步骤s1031：基于第一图像确定虚拟头显设备的平移自由度数据；
49.平移自由度指的是虚拟头显设备在空间的左右，上下，前后移动数据。
50.步骤s1032：基于虚拟头显设备的平移自由度数据以及虚拟头显设备的imu数据确定虚拟现实头显设备的6dof数据；其中，虚拟头显设备的空间定位信息包括虚拟头显设备的6dof数据。
51.虚拟头显设备的imu数据指的是虚拟头显设备的转动imu数据，转动imu数据指的是虚拟头显设备的三个转动自由度数据。根据虚拟头显设备的平移imu数据和转动imu数据可确定虚拟头显设备的六自由度数据，即6dof数据，根据虚拟头显设备的6dof数据可以准确的追踪虚拟头显设备在空间内的准确定位，可以将虚拟头显设备在现实世界中的移动精确的在虚拟场景中实现精确的映射。
52.在本发明一实施例中，图3所示为本发明另一实施例提供的分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图，如图3所示，步骤s1031(基于第一图像确定虚拟头显设备的平移自由度数据)具体包括如下步骤：
53.步骤s1：在第一图像中提取图像特征点，在参考图像中提取参考特征点；
54.参考图像指的是虚拟头显设备所在空间环境的地图中的部分图像，例如，当虚拟头显设备所在的空间环境为客厅时，地图则是客厅地图，参考图像则为空间地图上的一部分的图像，例如客厅一个角落的图像。
55.步骤s2：将图像特征点以及参考特征点进行匹配，生成有效特征点；
56.将图像特征点与参考特征点进行匹配，匹配成功的图像特征点为有效特征点。
57.步骤s3：根据所有效特征点，基于滑动窗口法从第一图像中提取关键区域；
58.滑动窗口法可以通过滑动窗口最左侧滑出的部分对搜索空间的剪枝，从而减少了重复计算、降低了时间复杂度、避免了暴力的搜索。
59.步骤s4：基于关键区域、有效特征点以及虚拟显示设备所在的空间的地图，生成地图点；以及
60.步骤s5：基于地图点以及地图确定虚拟显示设备的地图信息，地图信息包括平移自由度数据。
61.本发明基于空间的地图以及参考图像确定第一图像中的有效特征点，然后根据有效特征点基于滑动窗口法提取第一图像中的关键区域，不仅可以提高平移自由度数据的精确性，还减少了重复计算，降低了时间复杂性，提高效率。
62.在本发明一实施例中，图4所示为本发明另一实施例提供的分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图，如图4所示，在步骤s3(根据所有效特征点，基于滑动窗口法从第一图像中提取关键区域)之前，步骤s1031(基于第一图像确定虚拟头显设备的平移自由度数据)还包括如下步骤：
63.步骤s10：判断第一图像是否被初始化；
64.当步骤s10中的判断结果为是时，即第一图像已经被初始化，执行步骤s3，即根据有效特征点，基于滑动窗口法从第一图像中提取关键区域，其中，第一图像为被初始化的图像。
65.第一图像被初始化指的是第一图像的亮度、灰阶、分辨率满足预设要求，则确定为初始化图像。
66.当步骤s10中的判断结果为否时，即第一图像并没有被初始化，此时，执行步骤s6。
67.步骤s6：根据地图对第一图像进行重新定位，确定第一图像的定位状态；
68.此时，步骤s3(根据所有效特征点，基于滑动窗口法从第一图像中提取关键区域)具体包括：s31：基于第一图像的定位状态，根据所有效特征点，基于滑动窗口法从第一图像中提取关键区域。
69.在本发明一实施例中，图5所示为本发明另一实施例提供的分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图，如图5所示，步骤s3(根据所有效特征点，基于滑动窗口法从第一图像中提取关键区域)具体包括如下步骤：
70.步骤s32：确定第一图像中的滑动窗口的滑窗状态；
71.步骤s33：根据滑窗状态确定第一图像的定位状态；
72.步骤s34：根据定位状态，将滑动窗口从第一图像中划过；以及
73.步骤s35：对滑动窗口划过的图像区域进行检测，将检测到有效特征点的滑动窗口保存为关键区域。
74.在本发明一实施例中，控制手柄上安装有红外传感器以及第二惯性传感器，移动终端上的摄像装置还用于拍摄红外传感器的光斑图像；图6所示为本发明另一实施例提供的分离式虚拟系统的空间定位方法的流程示意图，如图6所示，分离式虚拟系统的空间定位方法还包括：
75.步骤s104：当确定移动终端安装在虚拟头显设备上时，控制摄像装置对控制手柄上的红外传感器进行拍摄，形成光斑图像；
76.当确定移动终端安装在虚拟头显设备上时，控制手柄与移动终端取得通信连接，此时，控制设置在移动终端上的摄像装置对控制手柄上的红外传感器进行拍摄，以形成红外传感器的光斑图像。
77.步骤s105：控制第二惯性传感器检测控制手柄的imu数据；
78.当确定移动终端安装在虚拟头显设备上时，控制手柄与移动终端取得通信连接，此时，控制二惯性传感器开启工作，检测控制手柄的imu数据；
79.步骤s106：根据虚拟头显设备的空间定位信息、控制手柄的imu数据以及光斑图像计算，生成控制手柄的空间定位信息。
80.通过步骤s104-步骤s106即可实现控制手柄的空间定位。即通过移动终端上的摄像装置拍摄控制手柄上的红外传感器的光斑图像，以及位于掌第二惯性传感器检测的控制手柄的imu数据即可确定控制手柄的空间定位信息。
81.在本发明一实施例中，步骤s101(当确定移动终端安装在虚拟头显设备上时，控制摄像装置对虚拟头显设备环境进行拍摄，形成第一图像)具体包括如下步骤：
82.步骤s1011：判断移动终端的连接插件与虚拟头显设备的连接插件是否连通；
83.具体的，移动终端的连接插件以及虚拟头显设备的连接插件可以为通讯连接件，也可以为机械连接件。
84.当步骤s1011中的判断结果为是时，即移动终端的连接插件与虚拟头显设备的连接插件连通时，说明移动终端执行虚拟头显模式，此时执行步骤s1012。
85.步骤s1012：控制摄像装置对虚拟头显设备所在的环境进行拍摄，形成第一图像。
86.需要说明的是，步骤s1011-步骤s1012即判断移动终端是否与虚拟头显设备连通的过程。当判断移动终端与虚拟头显设备连通后，即说明移动终端执行虚拟模式。作为本发
明的第二方面，本发明还提供了一种分离式虚拟系统的空间定位控制器，图7所示为本发明一实施例提供的一种分离式虚拟系统的工作原理图；如图7所示，该分离式虚拟系统包括：
87.移动终端2；
88.设置在移动终端上的第一惯性传感器20以及摄像装置30，第一惯性传感器20用于检测移动终端的imu数据；
89.虚拟头显设备，智能终端2可拆卸安装在虚拟头显设备上；以及
90.分离式虚拟系统的空间定位控制器10，空间定位控制器10分别与移动终端2、第一惯性传感器20、摄像装置30通信连接；
91.其中，空间定位控制器10包括：
92.功能切换单元100，用于当确定移动终端安装在虚拟头显设备上时，切换移动终端的功能为虚拟头显功能；
93.摄像控制单元200，与功能切换单元100通信连接，当功能切换单元100将移动终端的功能确定为虚拟头显功能时，功能切换单元100将切换成功信号传输至摄像控制单元200，此时移动终端与虚拟头显设备以及控制手柄共同构成虚拟系统，用户在使用虚拟系统时，摄像控制单元200则控制摄像装置30对虚拟头显设备环境进行拍摄，形成第一图像，以为移动终端的空间定位信息做准备。
94.传感器控制单元300，用于控制第一惯性传感器20检测虚拟头显设备的imu数据；
95.传感器控制单元300，与功能切换单元100通信连接，当功能切换单元100将移动终端的功能确定为虚拟头显功能时，功能切换单元100将切换成功信号传输至摄像控制单元200，此时移动终端与虚拟头显设备以及控制手柄共同构成虚拟系统，用户在使用虚拟系统时，传感器控制单元300控制第一惯性传感器20检测虚拟头显设备的imu数据，即转动imu数据。
96.定位单元400，用于根据虚拟头显设备的imu数据以及第一图像进行计算，生成虚拟头显设备的空间定位信息。
97.定位单元400分别与功能切换单元100、摄像装置30以及第一惯性传感器20通信连接，摄像装置30在摄像控制单元200的控制下对虚拟头显设备的周围环境进行拍摄，形成第一图像，摄像装置30将第一图像发送至定位单元400；同时，第一惯性传感器20在传感器控制单元300的控制下检测虚拟头显设备的imu数据，并将虚拟头显设备的imu数据传输至定位单元400；定位单元400收到第一图像以及虚拟头显设备的imu数据后，对第一图像以及imu数据进行计算，生成虚拟头显设备的空降定位信息。
98.本发明提供的分离式虚拟系统的空间定位控制器，当移动终端安装在虚拟头显设备上，移动终端进入虚拟模式后，控制器控制从设置在移动终端的摄像装置拍摄虚拟头显设备所处环境的第一图像，控制设置在移动终端上设置的第一惯性传感器检测虚拟头显设备的imu数据，然后确定虚拟头显设备的空间定位信息，增加了移动终端的空间定位的精准性。另外，基于空间定位信息进行人机交互提升游戏体验，从而提高移动终端分离式头戴现实装置的性能。
99.可选的，该定位控制器10可以设置在移动终端上，当定位控制器设置在移动终端上时，该定位控制器不仅可以在虚拟头显功能是实现移动终端的空间定位，还可以实现移动终端行使其他功能时的空间定位，例如当移动终端为手机时，当手机行使通信功能时，该
定位控制器依然可以定位手机的通信空间定位。当移动终端与游戏手柄共同构成游戏掌机时，该定位控制器依然可以定位移动终端的空间位置，以供使用者更好的体验游戏。
100.可选的，该定位控制器10还可以设置在虚拟头显设备或者控制手柄上。
101.在本发明一实施例中，图所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的工作原理图；如图8所示，定位单元400包括：
102.平移自由度确定模块401，用于基于第一图像确定虚拟头显设备的平移自由度数据；
103.平移自由度确定模块401与摄像装置30通信连接，摄像装置30将拍摄到的第一图像传输至平移自由度确定模块401，平移确定自由度模块401则根据第一图像确定虚拟头显设备的平移自由度数据；
104.六自由度确定模块402，用于基于虚拟头显设备的平移自由度数据以及虚拟头显设备的imu数据确定虚拟现实头显设备的6dof数据，其中，虚拟头显设备的空间定位信息包括虚拟头显设备的6dof数据；
105.六自由度确定模块402分别与平移自由度模块401以及第一惯性传感器20通信连接，六自由度确定模块402接收平移自由度确定模块401传输的平移自由度数据以及第一惯性传感器20传输的imu数据，并根据imu数据以及平移自由度数据进行计算，生成虚拟头显设备的6dof数据。
106.在本发明一实施例中，图所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的工作原理图；如图9所示，平移自由度确定模块401包括：
107.特征确定模块404，用于在第一图像中提取图像特征点，在参考图像中提取参考特征点；并将图像特征点以及参考特征点进行匹配，生成有效特征点；
108.区域提取模块405，用于根据所有效特征点，基于滑动窗口法从第一图像中提取关键区域；
109.地图点生成模块406，用于基于关键区域、有效特征点以及虚拟显示设备所在的空间的地图，生成地图点；以及
110.地图信息确定模块407，用于基于地图点以及地图确定虚拟显示设备的地图信息，地图信息包括平移自由度数据。
111.在本发明一实施例中，图10所示为本发明另一实施例提供的一种分离式虚拟系统的工作原理图；如图10所示，该分离式虚拟系统还包括：控制手柄4；以及设置在控制手柄4上的红外传感器50以及第二惯性传感器40，移动终端2上的摄像装置30还用于拍摄红外传感器的光斑图像；如图10所示，摄像控制单元200还用于控制摄像装置30对控制手柄上的红外传感器50进行拍摄，形成光斑图像；传感器控制单元300还用于控制第二惯性传感器40检测控制手柄4的imu数据；定位单元400还用于根据虚拟头显设备的空间定位信息、控制手柄4的imu数据以及光斑图像计算，生成控制手柄4的空间定位信息。即可以控制摄像装置30对红外传感器进行拍摄以及控制第二惯性传感器40检测控制手柄4上的imu数据，从而可以确定控制手柄的空间定位信息。
112.下面，参考图11来描述根据本发明实施例的电子设备。图11所示为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
113.如图11所示，电子设备900包括一个或多个处理器901和存储器902。
114.处理器901可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或信息执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备900中的其他组件以执行期望的功能。
115.存储器901可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序信息，处理器901可以运行所述程序信息，以实现上文所述的本发明的各个实施例的分离式虚拟系统的空间定位方法或者其他期望的功能。
116.在一个示例中，电子设备900还可以包括：输入装置903和输出装置904，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
117.该输入装置903可以包括例如键盘、鼠标等等。
118.该输出装置904可以向外部输出各种信息。该输出装置904可以包括例如显示器、通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
119.当然，为了简化，图11中仅示出了该电子设备900中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备900还可以包括任何其他适当的组件。
120.除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序信息，所述计算机程序信息在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书中描述的根据本发明各种实施例的分离式虚拟系统的空间定位方法中的步骤。
121.所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
122.此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序信息，所述计算机程序信息在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书根据本发明各种实施例的分离式虚拟系统的空间定位方法中的步骤。
123.所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的通信连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
124.以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。
125.本发明中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图
要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
126.还需要指出的是，在本发明的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。
127.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
128.以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。