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具有最少用户输入的跟踪系统校准

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为了校准位置传感器,随着被跟踪对象穿过丰富运动路径接收被跟踪对象的多个图像位置和图像尺寸。随着被跟踪对象穿过丰富运动路径从被跟踪对象接收惯性数据。基于相应的图像尺寸和位置传感器的视场将所述多个图像位置中的每一个转换成位置传感器的三维坐标系。在位置传感器的三维坐标系中计算被跟踪对象的加速度。使惯性数据与所计算的加速度一致,校准位置传感器。

使惯性数据与所计算的加速度一致。

位置传感器405可W是视频照相机、Z照相机、立体照相机、超声波传感器阵列、光子检测器或能够捕捉图像的其它设备。随着对象410移动(例如通过丰富运动路径),位置传感器405捕捉对象410的位置数据(例如图像),其可W包括图像尺寸和图像位置信息。位置传感器405然后将位置数据传送到计算设备415。在一个实施例中,位置传感器405随着获得位置数据实时地将位置数据流式传输到计算设备415。

使惯性数据与所计算的加速度一致。

图10举例说明依照本发明的一个实施例的被作为楠圆投影到照相机的图像平面上的球体;

图5示出根据一个实施例的多玩家环境500的示意图,其中,使用视觉信息来确定由玩家保持的不同控制器的位置。在多玩家环境500中,位置传感器508获得游戏场518的图像,并分析图像W获得附着球的控制器Cl、C2、C4和C5的位置。通过分析捕捉图像中的各球的形状和尺寸来估计距离dzl、dz2、dz廓dz5。计算设备502使用所获得的坐标和距离来产生玩家在屏幕504中的表示,分别为化身512a和51化。用于良好图像识别的典型距离为约10ft(3m化)。使用视觉识别的一个优点是图像捕捉的改善,并且能够在不必改变控制器的情况下在系统中包括图像识别。

在一个实施例中,位置传感器的参考坐标系和用于惯性数据的参考坐标系之间的相对差需要是不变的。然而,对象的参考坐标系随着对象在俯仰和滚转方面改变而相对于照相机的参考坐标系改变。因此,在方框615处,跟踪系统确定被跟踪对象是否随着对象穿过丰富运动路径保持近似固定的俯仰和/或滚转。如果被跟踪对象保持近似固定的取向,贝U该方法前进至方框625。然而,如果被跟踪对象在俯仰和/或滚转方面改变,则该方法继续至方框620。在一个实施例中,如果俯仰和滚转方面的变化平均为零,则由参考坐标系之间的变化引起的误差能够近似抵消。例如,如果丰富运动路径是圆形路径,则可W实现运一点。在此类条件下,该方法前进至方框625。

游戏控制器1402~1403可用于经由蓝牙链路与系统单元1400无线地通信,或者被连接到USB端口,从而还提供用来对游戏控制器1402~1403的电池充电的功率。游戏控制器1402~1403还可W包括存储器、处理器、存储卡读取器、诸如闪速存储器的永久性存储器、诸如L邸或红外光的发光器、用于超声通信的扩音器和扬声器、声室、数字式照相机、内部时钟,诸如面对游戏控制台的球形部的可识别形状和使用诸如Bluetooth®、WiFi™等协议的无线通信。

然后可W将Ξ维旋转分解成参考坐标系中的任何一个W确定绕该参考坐标系的每个轴的旋转角。例如,可W将Ξ维旋转投影到yz平面(X轴与之垂直的平面)上W确定绕X轴发生的旋转量,然后可W将其投影到XZ平面(y轴与之垂直的平面)W确定绕y轴发生的旋转量。如果Ξ维角被投影到世界参考坐标系中,则绕着与重力对准的轴的旋转是偏航,并且绕着与重力垂直的轴且在位置传感器的成像平面中的旋转是俯仰。可W使用例如Ξ个正交矩阵、旋转矩阵或四元数(quaternion)将Ξ维旋转分解成绕参考坐标系的轴的旋转。

在一个实施例中,位置传感器的参考坐标系和用于惯性数据的参考坐标系之间的相对差需要是不变的。然而,对象410的参考坐标系随着对象410在俯仰和滚转方面变化而相对于位置传感器405的参考坐标系改变。然而,如果对象410未保持近似固定的俯仰和滚转,则惯性数据包括由俯仰的变化和/或滚转的变化引起的加速度的测量结果。此类加速度不反映对象410的位置变化,并且因此可能不提供用于校准的有用信息。此类加速度还可能是不可基于位置数据计算的,并且因此可能没有反映在由位置数据逻辑组件430确定的计算加速度中。运可能导致校准误差。

四元数完全表示对准参考坐标系所需的偏航和俯仰旋转两者。然而,为了提供更直观的结果,可W将四元数转换成俯仰、偏航和滚转的欧拉(Euler)角。可W根据W下公式由四元数来计算滚转、俯仰和偏航。

背景技术

具体实施方式

在本实施例中,视频照相机1412包括单个电荷禪合器件(CCD)、L抓指示器和基于硬件的实时数据压缩和编码设备,使得可适当的格式来传送压缩视频数据,该格式诸如用于由系统单元1400解码的基于图像内的MPEG(运动图像专家组)标准。照相机Lm)指示器被布置为响应于来自系统单元1400的适当控制数据进行照明例如W指示不利光照条件。视频照相机1412的实施例可W经由USB、蓝牙或Wi-Fi通信端口不同地连接到系统单元1400。视频照相机的实施例可W包括一个或多个关联扩音器,并且还能够传送音频数据。在视频照相机的实施例中,CCD可W具有适合于高清晰度视频捕捉的分辨率。在使用中,可W例如在游戏内结合由视频照相机捕捉的图像或将其解释为游戏控制输入。在另一实施例中,照相机是适合于检测红外光的红外照相机。

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