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TW202201178A

Low power visual tracking systems

Abstract

Systems, methods, and non-transitory media are provided for low-power visual tracking systems. An example method can include receiving one or more images captured by each image sensor system from a set of image sensor systems on a first device, the one or more images capturing a set of patterns on a second device, wherein the first device has lower power requirements than the second device, the set of patterns having a predetermined configuration on the second device; determining, from the one or more images captured by each image sensor system, a set of pixels corresponding to the set of patterns on the second device; determining, based on the set of pixels corresponding to the set of patterns, a location and relative pose in space of each pattern; and determining, based on the location and relative pose of each pattern, a pose of the first device relative to the second device.

TW202201178A, drawing sheet 1
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30 claims: 3 independent, 27 dependent

  1. 1
    一種方法,包括: 接收由第一設備上的至少一個圖像感測器系統捕捉的一個或多個圖像,所述一個或多個圖像捕捉在第二設備上具有預定配置的圖案集,其中所述第一設備與所述第二設備相比具有較低的功率要求; 根據由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的所述一個或多個圖像來確定與所述第二設備上的所述圖案集相對應的像素集; 基於與所述第二設備上的所述圖案集相對應的所述像素集來確定來自所述圖案集的每一圖案在空間中的位置和相對姿態;以及 基於來自所述圖案集的每一圖案在空間中的所述位置和所述相對姿態來確定所述第一設備相對於所述第二設備的姿態。
  2. 2
    如請求項1所述的方法,其中所述至少一個圖像感測器系統包括圖像感測器系統集,並且其中確定所述第一設備相對於所述第二設備的姿態是進一步基於所述第一設備上的所述圖像感測器系統集的預定的相對位置和取向的。
  3. 3
    如請求項2所述的方法,進一步包括: 確定空間中與由所述圖像感測器系統集捕捉的場景相關聯的一個或多個點的三維(3D)坐標;以及 基於所述圖像感測器系統集的預定的相對位置和取向以及空間中的所述一個或多個點的所述3D坐標來確定所述第一設備上的所述圖像感測器系統集的相對3D姿態,其中所述第一設備相對於所述第二設備的姿態是進一步基於所述第一設備上的所述圖像感測器系統集的所述相對3D姿態的。
  4. 4
    如請求項1所述的方法,其中所述第一設備相對於所述第二設備的姿態包括六自由度(6DoF)姿態,並且其中所述圖案集的所述預定配置包括以下至少一者:每一圖案在所述第二設備上的相對位置、每一圖案在所述第二設備上的相對取向、每一圖案的形狀、每一圖案的大小、每一圖案的特性、以及所述圖案集的佈置。
  5. 5
    如請求項1所述的方法,其中確定來自所述圖案集的每一圖案在空間中的位置和相對姿態包括: 通過旋轉空間中與對應於所述圖案集的所述像素集相對應的3D坐標來確定所述圖案集的3D取向,所述3D坐標是相對於參考3D坐標來旋轉的;以及 通過平移空間中與對應於所述圖案集的所述像素集相對應的所述3D坐標來確定所述圖案集的3D位置,所述3D坐標是相對於所述參考3D坐標來平移的。
  6. 6
    如請求項5所述的方法,其中每一圖案的相對姿態是基於所述圖案集的所述3D取向和所述圖案集的所述3D位置的,並且其中每一圖案的位置包括來自所述圖案集的所述3D位置的相應3D位置。
  7. 7
    如請求項1所述的方法,其中確定所述第一設備相對於所述第二設備的姿態進一步包括確定所述第二設備相對於所述第一設備的姿態,其中所述第一設備的姿態包括第一6DoF姿態並且所述第二設備的姿態包括第二6DoF姿態。
  8. 8
    如請求項1所述的方法,其中所述第一設備包括手控制器設備並且所述第二設備包括頭戴式顯示設備。
  9. 9
    如請求項1所述的方法,其中所述至少一個圖像感測器系統包括低功率圖像感測器系統,並且其中所述圖案集中的每一圖案在紅外頻譜和可見光頻譜中的至少一者中是可見的。
  10. 10
    如請求項1所述的方法,其中所述圖案集中的至少一個圖案包括經編碼機器可讀資訊,所述經編碼機器可讀資訊包括以下至少一者:與所述至少一個圖案相關聯的位置資訊、與所述至少一個圖案相關聯的識別符、唯一碼、設置、以及關於與所述第一設備和所述第二設備中的至少一者上主存的延展實境應用相關聯的用戶賬戶的資訊。
  11. 11
    如請求項1所述的方法,其中確定與所述第二設備上的所述圖案集相對應的所述像素集包括: 基於由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的所述一個或多個圖像來檢測來自所述第二設備上的所述圖案集的每一圖案;以及 標識來自所述圖案集的每一圖案中的一個或多個點,所述一個或多個點與來自所述像素集的一個或多個像素相對應, 其中確定每一圖案在空間中的位置和相對姿態是基於每一圖案中的所述一個或多個點的。
  12. 12
    如請求項1所述的方法,其中確定與所述第二設備上的所述圖案集相對應的所述像素集包括: 基於由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的所述一個或多個圖像來檢測來自所述第二設備上的所述圖案集的每一圖案; 對於每一圖案,檢測較小的內部圖案;以及 標識每一較小的內部圖案中的一個或多個點,所述一個或多個點與來自所述像素集的一個或多個像素相對應, 其中確定每一圖案在空間中的位置和相對姿態是基於每一較小的內部圖案中的所述一個或多個點的。
  13. 13
    如請求項1所述的方法,其中確定所述第一設備相對於所述第二設備的姿態包括確定所述第一設備相對於所述第二設備的6DoF姿態以及所述第二設備相對於所述第一設備的6DoF姿態,所述方法進一步包括: 基於由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的一個或多個附加圖像來檢測所述一個或多個附加圖像中捕捉的對象上的一個或多個附加圖案; 確定所述一個或多個附加圖像中與所述對象上的所述一個或多個附加圖案相對應的一個或多個像素;以及 基於所述一個或多個像素來確定所述對象相對於所述第一設備的6DoF姿態和所述第二設備的6DoF姿態中的至少一者的附加6DoF姿態。
  14. 14
    如請求項13所述的方法,其中所述對象包括牆、顯示設備、視頻遊戲控制台、家具、電器、或家庭用品。
  15. 15
    一種裝置,包括 : 記憶體;以及 耦合至所述記憶體的一個或多個處理器,所述一個或多個處理器被配置成: 接收由所述裝置上的至少一個圖像感測器系統捕捉的一個或多個圖像,所述一個或多個圖像捕捉在一設備上具有預定配置的圖案集,其中所述裝置與所述設備相比具有較低的功率要求; 根據由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的所述一個或多個圖像來確定與所述設備上的所述圖案集相對應的像素集; 基於與所述設備上的所述圖案集相對應的所述像素集來確定來自所述圖案集的每一圖案在空間中的位置和相對姿態;以及 基於來自所述圖案集的每一圖案在空間中的所述位置和所述相對姿態來確定所述裝置相對於所述設備的姿態。
  16. 16
    如請求項15所述的裝置,其中所述至少一個圖像感測器系統包括圖像感測器系統集,並且其中確定所述裝置相對於所述第二設備的姿態是進一步基於所述裝置上的所述圖像感測器系統集的預定的相對位置和取向的。
  17. 17
    如請求項16所述的裝置,所述一個或多個處理器被配置成: 確定空間中與由所述圖像感測器系統集捕捉的場景相關聯的一個或多個點的三維(3D)坐標;以及 基於所述圖像感測器系統集的預定的相對位置和取向以及空間中的所述一個或多個點的3D坐標來確定所述圖像感測器系統集的相對3D姿態,其中所述裝置相對於所述設備的姿態是進一步基於所述圖像感測器系統集的所述相對3D姿態的。
  18. 18
    如請求項15所述的裝置,其中所述裝置相對於所述設備的姿態包括六自由度(6DoF)姿態,並且其中所述圖案集的所述預定配置包括以下至少一者:每一圖案在所述設備上的相對位置、每一圖案在所述設備上的相對取向、每一圖案的形狀、每一圖案的大小、每一圖案的特性、以及所述圖案集的佈置。
  19. 19
    如請求項15所述的裝置,其中確定來自所述圖案集的每一圖案在空間中的位置和相對姿態包括: 通過旋轉空間中與對應於所述圖案集的所述像素集相對應的3D坐標來確定所述圖案集的3D取向,所述3D坐標是相對於參考3D坐標來旋轉的;以及 通過平移空間中與對應於所述圖案集的所述像素集相對應的所述3D坐標來確定所述圖案集的3D位置,所述3D坐標是相對於所述參考3D坐標來平移的。
  20. 20
    如請求項19所述的裝置,其中每一圖案的相對姿態是基於所述圖案集的所述3D取向和所述圖案集的所述3D位置的,並且其中每一圖案的位置包括來自所述圖案集的所述3D位置的相應3D位置。
  21. 21
    如請求項15所述的裝置,其中確定所述裝置相對於所述設備的姿態進一步包括確定所述設備相對於所述裝置的姿態,其中所述裝置的姿態包括第一6DoF姿態並且所述設備的姿態包括第二6DoF姿態。
  22. 22
    如請求項15所述的裝置,其中所述裝置是手控制器設備並且所述設備是頭戴式顯示設備。
  23. 23
    如請求項15所述的裝置,其中所述至少一個圖像感測器系統包括低功率圖像感測器系統,並且其中所述圖案集中的每一圖案在紅外頻譜和可見光頻譜中的至少一者中是可見的。
  24. 24
    如請求項15所述的裝置,其中所述圖案集中的至少一個圖案包括經編碼機器可讀資訊,所述經編碼機器可讀資訊包括以下至少一者:與所述至少一個圖案相關聯的位置資訊、與所述至少一個圖案相關聯的識別符、唯一碼、設置、以及關於與所述裝置和所述設備中的至少一者上主存的延展實境應用相關聯的用戶賬戶的資訊。
  25. 25
    如請求項15所述的裝置,其中確定與所述設備上的所述圖案集相對應的所述像素集包括: 基於由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的所述一個或多個圖像來檢測來自所述設備上的所述圖案集的每一圖案;以及 標識來自所述圖案集的每一圖案中的一個或多個點,所述一個或多個點與來自所述像素集的一個或多個像素相對應, 其中確定每一圖案在空間中的位置和相對姿態是基於每一圖案中的所述一個或多個點的。
  26. 26
    如請求項15所述的裝置,其中確定與所述設備上的所述圖案集相對應的所述像素集包括: 基於由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的所述一個或多個圖像來檢測來自所述設備上的所述圖案集的每一圖案; 對於每一圖案,檢測較小的內部圖案;以及 標識每一較小的內部圖案中的一個或多個點,所述一個或多個點與來自所述像素集的一個或多個像素相對應, 其中確定每一圖案在空間中的位置和相對姿態是基於每一較小的內部圖案中的所述一個或多個點的。
  27. 27
    如請求項15所述的裝置,其中確定所述裝置相對於所述設備的姿態包括確定所述裝置相對於所述設備的6DoF姿態以及所述設備相對於所述裝置的6DoF姿態,所述一個或多個處理器被配置成: 基於由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的一個或多個附加圖像來檢測所述一個或多個附加圖像中捕捉的對象上的一個或多個附加圖案; 確定所述一個或多個附加圖像中與所述對象上的所述一個或多個附加圖案相對應的一個或多個像素;以及 基於所述一個或多個像素來確定所述對象相對於所述第一設備的6DoF姿態和所述設備的6DoF姿態中的至少一者的附加6DoF姿態。
  28. 28
    如請求項27所述的裝置,其中所述對象包括牆、顯示設備、視頻遊戲控制台、家具、電器、或家庭用品。
  29. 29
    如請求項15所述的裝置,其中所述裝置是行動設備。
  30. 30
    一種非暫態計算機可讀儲存媒體,包括: 儲存在其上的指令,所述指令在由一個或多個處理器執行時致使所述一個或多個處理器: 接收由第一設備上的至少一個圖像感測器系統捕捉的一個或多個圖像,所述一個或多個圖像捕捉在第二設備上具有預定配置的圖案集,其中所述第一設備與所述第二設備相比具有較低的功率要求; 根據由所述至少一個圖像感測器系統捕捉的所述一個或多個圖像來確定與所述第二設備上的所述圖案集相對應的像素集; 基於與所述第二設備上的所述圖案集相對應的所述像素集來確定來自所述圖案集的每一圖案在空間中的位置和相對姿態;以及 基於來自所述圖案集的每一圖案在空間中的所述位置和所述相對姿態來確定所述第一設備相對於所述第二設備的姿態。
Independent claims30