增强现实系统中抑制磁力跟踪器互干扰的方法

摘要

本发明公开了一种增强现实系统中抑制磁力跟踪器互干扰的方法，该方法首先将磁力跟踪器固定在合适的方位，然后根据交互时头、手各自的运动特征，对头、手的跟踪干扰采用不同的抑制方法：对手的跟踪干扰采用粒子滤波；对头的跟踪干扰，先判断头所处的状态，再根据不同状态采用不同的处理方法，静止时采用卡尔曼滤波；缓慢移动时采用内在几何量双边滤波；快速移动时停止滤波。该方法用户无需更改、添加硬件配置，操作方便、经济实用，在一个真实手抓取虚拟物体的增强现实系统中根据不同的状态采用不同的滤波方式，能对磁力发射器的干扰产生一定的抑制作用，减少欧拉角受干扰，使欧拉角中每一个角度的变化，显得光滑。

主权项

1.一种增强现实系统中抑制磁力跟踪器互干扰的方法，其特征在于，首先将磁力跟踪器固定在合适的方位，然后根据交互时头、手各自的运动特征，对头、手的跟踪干扰采用不同的抑制方法：对手的跟踪干扰采用粒子滤波；对头的跟踪干扰，先判断头所处的状态，再根据不同状态采用不同的处理方法，静止时采用卡尔曼滤波；缓慢移动时采用内在几何量双边滤波；快速移动时停止滤波，其具体步骤如下：(1)、将磁力跟踪器固定，发射器置于手的活动区域正下方；两个接收器分别置于光透式头盔的帽檐和数据手套的手背上；头和手在磁力发射器正上方0.4×0.5×0.45m的有效范围内活动；发射器之间水平放置且两两相距不小于1.8m。(2)、读取上述两个接收器中头、手运动轨迹数据，判断是否抓取到虚拟物体，若抓取到，则对跟踪手部的干扰数据处理转步骤(3)，对跟踪头部干扰数据处理转步骤(4)；若没有抓到，则只需对跟踪头部干扰数据进行处理转步骤(4)；(3)、对跟踪手部的干扰数据处理：将干扰数据分解成6个一维向量，然后分别应用以二阶ARP模型为系统状态模型，以这些分解之后的一维向量为观测模型，将收到的磁力接收器的值，采用SIR算法进行粒子滤波，输出空间坐标以及欧拉角；(4)、对跟踪头部干扰数据处理：判断头部所处的状态，若头部处于为静止状态，则转步骤(5)，静止时采用卡尔曼滤波；若头部处于为缓慢移动状态，则转步骤(6)；若头部处于为快速移动状态，则转步骤(7)；(5)、头部处于静止状态，得到系统状态模型，将得到的6DOF数据分解成空间坐标，欧拉角两类，然后采用集中卡尔曼滤波分别对空间坐标和欧拉角进行滤波，滤波完成后直接输出空间坐标、欧拉角；(6)、头部处于缓慢移动状态，采用内在几何量双边滤波方法对头部的干扰数据进行滤波，滤波完成后直接输出空间坐标、欧拉角；(7)、头部处于为快速移动状态，判断前一状态是什么状态，若也是快速移动状态，则停止滤波，不做其他处理直接输出空间坐标、欧拉角；若前一状态是静止状态或者缓慢移动状态，则停止滤波，同时利用临界阻尼弦计算新的速度和位置，然后将其输出空间坐标、欧拉角。