基于衍射光学元件的目标定位方法、电子设备与存储介质

技术领域

本申请涉及目标定位技术领域，尤其涉及一种基于衍射光学元件的目标定位方法、电子设备与计算机可读存储介质。

背景技术

随着虚拟现实、增强现实与混合现实技术的不断发展，相关的应用场景也越来越广。而在虚拟现实技术的应用中，目标检测与定位技术是不可或缺的，用于实现使用者的指令输入。但现有的目标检测与定位技术是在整个目标范围进行检索、定位和信息回传，耗费算力高，进而容易导致输入的延迟，影响使用体验。

发明内容

鉴于以上内容，本申请提供一种基于衍射光学元件的目标定位方法、电子设备与存储介质，以解决上述问题。

本申请一实施方式提供一种基于衍射光学元件的目标定位方法，包括：

发射第一定位光，所述第一定位光用于对目标所在的预设区域进行扫描，得到所述预设区域中的各个标准区域的特征值，其中所述预设区域包括多个所述标准区域；

根据各个所述标准区域的特征值判断所述目标所处的基本单元区域，其中各个所述标准区域均包括多个基本单元区域；

向所述目标所处的所述基本单元区域发射第二定位光，得到所述目标的坐标。

在一种可能的实施方式中，所述根据所述各个标准区域的特征值判断所述目标所处的基本单元区域的步骤，包括：

根据所述标准区域内是否存在所述目标，构建区域特征值对照表；

将所述标准区域的特征值与所述区域特征值对照表进行比对，以判断所述目标所处的基本单元区域。

在一种可能的实施方式中，所述目标处于不同的基本单元区域时，所述区域特征值对照表中对应唯一的所述标准区域的特征值。

在一种可能的实施方式中，不同的所述标准区域至少包括一不同的所述基本单元区域。

在一种可能的实施方式中，所述预设区域包括n*n个所述基本单元区域，所述标准区域包括n*m个所述基本单元区域，n、m为正整数，且n≥m。

在一种可能的实施方式中，所述第二定位光包括呈阵列布置的光斑，所述光斑扫过的区域覆盖所述预设区域。

本申请一实施方式还提供一种电子设备，包括第一光源、第二光源、衍射光学元件、接收器与处理器，所述第二光源连接所述衍射光学元件，所述第一光源、所述第二光源及所述接收器连接所述处理器，所述处理器用于控制所述第一光源发出第一定位光，所述第一定位光用于对所述接收器所在的预设区域进行扫描，得到所述预设区域中的各个标准区域的特征值，其中所述预设区域包括多个所述标准区域，所述处理器还用于根据所述各个所述标准区域的特征值判断所述接收器所处的基本单元区域，其中各个所述标准区域均包括多个所述基本单元区域，所述处理器还用于控制所述第二光源向所述接收器所处的基本单元区域发射第二定位光，以得到所述接收器的坐标。

在一种可能的实施方式中，还包括准直元件，设于所述第二光源与所述衍射光学元件之间。

在一种可能的实施方式中，所述衍射光学元件包括衍射光栅，所述衍射光栅用于将所述第二定位光散射为阵列布置的光斑。

本申请一实施方式还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使所述电子设备执行如上所述的基于衍射光学元件的目标定位方法。

上述基于衍射光学元件的目标定位方法、电子设备与计算机可读存储介质，通过分次扫描以及比对得到的标准区域的特征值，以判断目标的坐标，其具有快速、准确、耗费算力低的有益效果。

附图说明

图1是本申请一实施例中基于衍射光学元件的目标定位方法的步骤流程图。

图2是图1所示的基于衍射光学元件的目标定位方法另一实施例的步骤流程图。

图3是图1所示的基于衍射光学元件的目标定位方法中预设区域的结构划分图。

图4是图1所示的基于衍射光学元件的目标定位方法中的区域特征值对照表的赋值示意图。

图5是本申请一实施例的电子设备的模块图。

图6是图5所示的电子设备中第二光源扫描接收器的示意图。

主要元件符号说明

电子设备 100

第一光源 10

第二光源 20

衍射光学元件 30

接收器 40

处理器 50

准直元件 60

预设区域 200

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，本申请中“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或多于两个。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请的基于衍射光学元件的目标定位方法应用在一个或者多个电子设备中。所述电子设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于处理器、微程序控制器(Microprogrammed Control Unit，MCU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。

参阅图1所示，本申请提出一种基于衍射光学元件的目标定位方法，根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。

S10：发射第一定位光，第一定位光用于对目标所在的预设区域进行扫描，得到各标准区域的特征值，其中预设区域包括多个标准区域。

本实施例针对目标所处的基本范围确定的场景，如VR、AR、XR等，目标可以设于使用者手持的手柄、手套等装置上，即本方法可适用于VR、AR、XR等系统中对手柄等部件的持续追踪定位，以判断使用者通过手势、运动轨迹所输入的指令。

上述系统中的激光定位装置发出第一定位光对目标进行初步定位。将目标所处的一个较大的范围定义为预设区域，并将该预设区域内划分为若干个标准区域。第一定位光在预设区域内进行精度较低的扫描，检测该区域内是否存在目标，并得出对应的特征值结果。第一定位光的扫描仅确定目标的存在，即扫描对应的标准区域是否存在对应目标，而不必确定目标的确切坐标，如此可减少算力消耗、提高定位速度。

S20：根据各个标准区域的特征值判断目标所处的基本单元区域，其中各个标准区域均包括多个基本单元区域。

组成预设区域和标准区域的最小面积的区域为基本单元区域。特征值根据区域内是否存在目标而确定，本实施例中定义为，当区域内存在目标时则为该区域赋值特征值，而当区域内不存在目标时则特征值不存在。

S30：向目标所处的基本单元区域发射第二定位光，得到目标的坐标。

通过特征值判断出目标所处的基本单元区域后，针对该基本单元区域发射第二定位光进行扫描，以更精确的将目标定位，得到目标的坐标。第二定位光区别于第一定位光，会于有限的范围内精确得到目标的详细坐标，以用于后续分析目标的运动轨迹等步骤。

于一实施例中，各标准区域之间包括重叠区域。需要解释的是，标准区域之间的重叠区域也由基本单元区域构成，如此，当第一定位光扫描得到各标准区域的特征值后，可以通过比对快速得出目标所处的基本单元区域。若标准区域之间无重叠，则第一定位光所能找出的最精确区域仅为标准区域的大小，即基本单元区域不小于标准区域，而有重叠区域的情况下基本单元区域不大于标准区域。因此标准区域划分包含重叠区域可以提高第一定位光的选取效率，从而加快定位的效率，减少算力消耗。

于一实施例中，预设区域包括n*n个基本单元区域，标准区域包括m*n个基本单元区域，n、m为正整数，且n≥m。

本实施例中，n＝3，m＝2。即预设区域包括3*3分布的共9个基本单元区域，如图3所示，标准区域包括3*2共6个基本单元区域，同时相邻的标准区域的重叠部分为4个基本单元区域。基于该特征设计区域特征值对照表，如图4所示。

于一实施例中，第二定位光包括呈阵列布置的光斑。本实施例中，第二定位光为衍射生成的多组3*3的阵列布置的光斑，每个光斑均照射至一个基本单元区域。在通过第一定位光确定目标所在的基本单元区域后，第二定位光的光斑沿既定方向对该基本单元区域进行扫描，根据哪一个光斑扫描到目标从而确定目标的在该基本单元区域的具体坐标。在其他的实施例中，可以根据精度需求、目标和基本单元区域的大小和数量而确定第二定位光的光斑布置、扫描参数等。

请参阅图2，于一实施例中，根据标准区域的特征值判断目标所处的基本单元区域的步骤，可以具体包括：

S21：根据标准区域内是否存在目标，构建区域特征值对照表；

S22：将标准区域的特征值与预设的区域特征值对照表进行比对，以确定目标所处的基本单元区域。

步骤S21中，区域特征值对照表中将目标处于各个基本单元区域中的情况时，对应的各标准区域的特征值分别列出。步骤S22将步骤S10中得到的特征值数据与区域特征值对照表进行比对，从而确定出目标所在的基本单元区域。

于一实施例中，目标处于不同的基本单元区域时，区域特征值对照表中对应唯一的标准区域的特征值。

请参阅图4，为本申请一实施例的区域特征值对照表。其中A、B、C、D指代的是四个标准区域，A标准区域包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ六个基本单元区域，B标准区域包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ、Ⅸ六个基本单元区域，C标准区域包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ六个基本单元区域，D标准区域包括Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ六个基本单元区域。横坐标表示当目标落入该基本单元区域时，各标准区域所得到的特征值，勾选则意味着检测到目标存在的特征值。例如，B、C标准区域可以检测到特征值，而A、D检测不到，将此时的特征值与图4中的对照表进行比对，可以确定当前目标处于Ⅲ号基本单元区域。通过这种方式可以避免对全局(即整个预设区域)进行全面的扫描，缩小了精确扫描定位的范围，节省了算力资源，提高了检测速度。

请参阅图5，一种电子设备100，包括第一光源10、第二光源20、衍射光学元件30、接收器40与处理器50，第二光源20连接衍射光学元件30，第一光源10、第二光源20及接收器40连接处理器50，处理器50用于控制第一光源10发出第一定位光，第一定位光用于对接收器40所在的预设区域进行扫描，得到各标准区域的特征值，处理器50还用于根据标准区域的特征值判断接收器40所处的基本单元区域，处理器50还用于控制第二光源20向接收器40所处的基本单元区域发射第二定位光，以得到接收器40的坐标。

电子设备100设于VR、AR、XR等场景中，其中将目标设于手柄等穿戴式设备中，并于预设的范围进行使用，第一光源10与第二光源20向预定的范围内进行扫描、以定位目标具体的坐标，从而判断使用者携带穿戴式设备的运动轨迹，判断使用者所输入的指令。

于一实施例中，还包括准直元件60，设于第二光源20与衍射光学元件30之间，用于将第二光源20发出的光线变为准直光。

于一实施例中，衍射光学元件30包括衍射光栅，衍射光栅用于将第二定位光散射为n*n布置的光斑，n、m为正整数，且n≥m，以满足第一定位光的需求。

请参阅图6，于一实施例中，第二光源20经过衍射光学元件30后发出第二定位光，第二定位光为3*3阵列布置的光斑，每个光斑对应一个基本单元区域。在通过第一定位光确定接收器40所在的基本单元区域后，第二定位光的3*3的光斑沿既定方向对该基本单元区域进行扫描，根据哪一个光斑在何时扫描到接收器40从而确定接收器40的在该基本单元区域的具体坐标。在其他的实施例中，可以根据精度需求、接收器40和基本单元区域的大小和数量而确定第二定位光的光斑布置、扫描参数等。

本申请一实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当计算机指令在电子设备100上运行时，使电子设备100执行如上的基于衍射光学元件的目标定位方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电子设备实施例仅是示意性的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在相同处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在相同单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。