专利解密：小鸟看看实现单目摄像头VR定位追踪技术

嘉勤点评：小鸟看看发明的基于单目摄像头的追踪方案，主要利用红外摄像头采集到的图像信息，并基于VR图像处理算法，实现了只利用一个单目摄像头即可对目标对象的定位追踪。

集微网消息，随着VR(虚拟现实)产业的火热发展，各类虚拟现实设备层出不穷，同时，随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。

对于虚拟现实设备来说，其中一个技术点就是实现位置追踪，支持位置追踪对VR眼镜来说是一个非常重要的特性，可以让虚拟现实体验更加真实，同时，用户与VR设备的每一次交互也都离不开定位追踪技术。

现阶段，VR设备很多都依赖外部套件进行追踪，但是外部套件对于移动VR设备来说并不是一个合理的解决方案，因为这些外部套件会使VR设备移动失去便携性。一些厂商针对移动设备开发了双目摄像头、SLAM(同步定位与建图)等追踪方案，但是这些方案的成本都较高，且例如双目方案也存在计算复杂的问题。

为此，小鸟看看在2017年4月7日申请了一项名为“基于单目摄像头的追踪方法、VR设备和VR头戴设备”的发明专利（申请号：201710225288.6），申请人为北京小鸟看看科技有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利中发明的基于单目摄像头的追踪方法的流程示意图，该方案实施的环境是这样的：在实验场地中，设置有一个圆球，并可以向四周发散红外光，用户佩戴搭载有单目红外摄像头的头戴式VR设备来获取正前方的图像信息。

首先，系统会检测摄像头拍摄的图像中的特征圆球的位置和大小，VR头戴设备搭载有位置追踪算法，单目红外摄像头采集到图像后，VR头戴设备在图像中搜索特征圆球的影像。由于加载了滤波片，在理想状态下，特征圆球表现为黑色背景下有一个圆形光斑，因此通过比较像素颜色，可搜索到图像中的特征圆球。

随后，根据特征圆球的位置和摄像头的视场，可以确定特征圆球偏离摄像头光轴的方向和角度，并根据特征圆球的大小确定特征圆球与摄像头的距离，以及采集摄像头的朝向信息。结合上述这些数据信息，就可以判断出摄像头在空间中的位置。

如上图，为这种VR设备的硬件示意图，其中VR设备包括单目摄像头11、运动传感器13、第一处理模块12和第二处理模块14。运动传感器可以测量摄像头的朝向，第一处理模块可以检测摄像头拍摄图像中的特征圆球的位置和大小，根据特征圆球的大小可以进一步求得圆球与摄像头的距离。之后，VR设备在空间中的位置就可以由第二处理模块根据方向、角度、距离以及摄像头的朝向等确定。

以上就是小鸟看看发明的基于单目摄像头的追踪方法，该方案主要利用红外摄像头采集到的图像信息，并使用图像处理算法，来完成对摄像头所处距离、角度、朝向等信息进行推算，实现了只利用一个单目摄像头即可对目标对象的定位追踪。

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