(57)【要約】【解決手段】仮想現実（ＶＲ）ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、コンピュータ実施方法、及びＶＲ追跡システムが説明される。一般に、ＶＲ  ＨＭＤは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）と、光学センサとを含む。同じ物理環境内に第２のＶＲ  ＨＭＤが位置する場合、ＶＲ  ＨＭＤは、物理環境内の第２のＶＲ  ＨＭＤの動作を追跡するように作動し得る。例えば、両ＶＲ  ＨＭＤの慣性データに加えて、ＶＲ  ＨＭＤが取り込んだ画像データを使って、第２のＶＲ  ＨＭＤの３次元（３Ｄ）物理位置が特定され、３Ｄ物理位置が経時的に追跡される。追跡から、動作の３自由度（ＤＯＦ）または６ＤＯＦが導出される。【選択図】図１
2020102239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータシステムにより、物理環境内に位置する仮想現実ヘッドマウントディスプレイの位置データにアクセスすることであって、前記位置データは、慣性データ及び画像データに基づいて生成され、前記慣性データは、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイから遠隔の光学センサの前記物理環境内の動きを示し、前記画像データは、前記光学センサにより生成され、前記物理環境内の前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの画像に対応する、前記物理環境内に位置する前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの前記位置データにアクセスすることと、
前記コンピュータシステムにより、前記位置データに基づいて、前記物理環境内の前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの位置を特定することと、
前記コンピュータシステムにより、前記物理環境内の前記位置に基づいて、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイにて仮想現実コンテンツを提示させることと、
を含む、コンピュータ実施方法。
【請求項２】
前記光学センサはモバイル装置内に含まれ、
前記コンピュータシステムにより、前記物理環境内の前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの第２の位置に対応する前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの第２の慣性データにアクセスすることと、
前記コンピュータシステムにより、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイが前記第２の位置に位置していることに基づいて、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイと前記光学センサとの間に見通し線が存在しないと判定することと、
前記コンピュータシステムにより、前記光学センサからの第２の画像データとは無関係に、前記第２の慣性データから前記第２の位置を生成することであって、前記第２の画像データは、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイが前記第２の位置に位置する時の前記物理環境内の第２の画像に対応する、前記第２の慣性データから前記第２の位置を生成することと、
をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項３】
前記光学センサは第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイ内に含まれ、
前記コンピュータシステムにより、前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイまたは前記物理環境内の対象のうちの少なくとも１つまでの前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの近接度を検出することであって、前記近接度は前記画像データに基づいて生成される、前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイまたは前記物理環境内の前記対象のうちの少なくとも１つまでの前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの前記近接度を検出することと、
前記コンピュータシステムにより、前記近接度と閾値の比較に基づいて、前記近接度の指示を生成することと、
前記コンピュータシステムにより、前記近接度の前記指示を含むように、前記仮想現実コンテンツの前記提示を更新することと、
をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項４】
前記光学センサは第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイ内に含まれ、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイは前記コンピュータシステムを備え、前記物理環境は、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイから遠隔の近接度装置と、少なくとも前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイとデータ通信を行う前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイとを含み、
前記コンピュータシステムにより、前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイ、前記物理環境内の対象、前記物理環境内の領域の境界線のうちの少なくとも１つまでの前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの近接度を、前記近接度装置から受信することであって、前記近接度は前記近接度装置の近接度監視に基づいて生成される、前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイ、前記物理環境内の前記対象、前記物理環境内の前記領域の前記境界線のうちの少なくとも１つまでの前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの前記近接度を、前記近接度装置から受信することと、
前記コンピュータシステムにより、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイのユーザインターフェースにて前記近接度を提示することと、
をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項５】
前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイは信号送信器を備え、前記近接度は、前記信号送信器からの信号の送信に応じて前記近接度装置から受信される、請求項４に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項６】
前記近接度は、前記近接度と閾値距離の比較に基づいて提示され、前記閾値距離は、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイによりアクセス可能なユーザ嗜好、または前記仮想現実コンテンツの種類のうちの少なくとも１つに基づく、請求項４に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項７】
前記コンピュータシステムにより、前記近接度装置から前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの追加位置データを受信することと、
前記コンピュータシステムにより、前記追加位置データに基づいて、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの場所を特定することであって、前記場所は、前記物理環境内の基準点に相関し、前記物理環境内の前記位置はさらに、前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの前記場所に基づいて特定される、前記追加位置データに基づいて前記仮想現実ヘッドマウントディスプレイの前記場所を特定することと、
をさらに含む、請求項４に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項８】
仮想現実ヘッドマウントディスプレイはユーザ上に配置され、前記仮想現実コンテンツは前記ユーザのジェスチャデータに基づいて提供され、前記ジェスチャデータは前記画像データに基づいて生成され、前記画像データは前記ユーザ上に配置されたジェスチャセンサの画像を含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項９】
コンピュータシステムにより、物理環境内の第１の仮想現実ヘッドマウントディスプレイの第１の位置を特定することであって、前記第１の位置は、第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイの第２の光学センサを基に生成された第２の位置データに基づいて特定される、前記物理環境内の前記第１の仮想現実ヘッドマウントディスプレイの前記第１の位置を特定することと、
前記コンピュータシステムにより、前記物理環境内の前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイの第２の位置を特定することであって、前記第２の位置は、前記第１の仮想現実ヘッドマウントディスプレイの第１の光学センサを基に生成された第１の位置データに基づいて特定される、前記物理環境内の前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイの前記第２の位置を特定することと、
前記コンピュータシステムにより、前記物理環境内の前記第１の位置及び前記第２の位置に基づいて、前記第１の仮想現実ヘッドマウントディスプレイ及び前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイにて仮想現実コンテンツを提示させることと、
を含む、コンピュータ実施方法。
【請求項１０】
前記第１の仮想現実ヘッドマウントディスプレイ及び前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイから遠隔で、前記第１の仮想現実ヘッドマウントディスプレイ及び前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイと接続されたビデオゲーム機内に、前記コンピュータシステムは含まれ、前記仮想現実コンテンツはマルチプレイヤービデオゲームコンテンツを含む、請求項９に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項１１】
前記仮想現実コンテンツを提示させることは、前記第１の仮想現実ヘッドマウントディスプレイにて前記マルチプレイヤービデオゲームコンテンツの光景を提示させることを含み、前記光景は、前記第１の位置及び前記第２の位置に基づいて、前記第１の仮想現実ヘッドマウントディスプレイに対して前記第２の仮想現実ヘッドマウントディスプレイに対応付けられたプレイヤーを位置づける、請求項１０に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項１２】
前記第１の位置及び前記第２の位置を基に前記物理環境内の仮想現実ヘッドマウントディスプレイの物理位置をマルチプレイヤービデオゲーム内のプレイヤーの仮想位置に対応付けるマッピングに基づいて、前記プレイヤーは前記光景内に配置される、請求項１１に記載のコンピュータ実施方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１６年３月３０日に出願された米国特許出願第１５／０８５，８８７号に対する優先権を主張し、当出願の開示内容は、全ての目的でその全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
仮想現実（ＶＲ）ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）は、様々な用途に使用される。例えば、ユーザは、ＶＲ  ＨＭＤを装着し、操作して、ＶＲコンテンツを見る。通常、ＶＲコンテンツは、ＶＲ  ＨＭＤの音声及び映像システムにて提示される。ＶＲコンテンツには、ビデオゲーム、映画、仮想会議、または他のオンライン及びオフラインコンテンツが含まれる。
【０００３】
一般に、ＶＲ  ＨＭＤは、時間の経過と共に、臨場感、視覚的魅力、及び複雑さが増した没入型ユーザ体験を可能にする。例えば、ＶＲ  ＨＭＤは、ユーザが仮想ユーザとして表現される仮想世界へ、ユーザを送り込む。物理世界におけるユーザの動作は、仮想世界における仮想ユーザを動かす。動作に応じてＶＲコンテンツは更新され、没入型仮想世界体験が提供される。従って、仮想世界における没入感及び臨場感を与えるために、動作追跡は極めて重要である。
【０００４】
既存のＶＲ動作追跡システムは、通常２つの手法のうちの１つに従う。基本的な手法では、ＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの動作追跡は、ＶＲ  ＨＭＤにより単独で行われる。この手法は、最小限のＶＲ追跡設備を必要とし、容易に配置することができる。別の手法では、より複雑なシステムを伴う。このようなシステムは、物理環境で静止状態の動作追跡装置を含む。ユーザが物理環境を移動すると、動作追跡装置は、動作を検出し、関連情報をＶＲ  ＨＭＤへ送信する。動作追跡は非常に正確ではあるが、このようなシステムは、より複雑なＶＲ追跡設備を必要とする。
【０００５】
しかしながら、より単純な設備に依存しながら、高い追跡精度（例えば複雑なシステムの精度と同様の精度またはほぼ近い精度）を達成する既存のＶＲ動作追跡システムは存在しない。
【発明の概要】
【０００６】
概して、ＶＲ  ＨＭＤが説明される。一実施例では、ＶＲ  ＨＭＤは、他の構成要素の中でも慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、及び光学センサを含む。ＶＲ  ＨＭＤは、ＩＭＵ及び光学センサの能力に基づいて、第２のＶＲ  ＨＭＤの動作を追跡するように構成される。
【０００７】
さらに、コンピュータ実施方法及びＶＲ追跡システムが説明される。一般に、ＶＲ  ＨＭＤは、第２のＶＲ  ＨＭＤの動作を追跡するように作動する。一実施例では、動作は、３自由度（ＤＯＦ）または６ＤＯＦの動作を含み、物理環境内の第２のＶＲ  ＨＭＤの３次元（３Ｄ）位置の経時的変化に基づいて追跡される。例えば、ＶＲ  ＨＭＤは、慣性データなどの位置データを第２のＶＲ  ＨＭＤから受信する。ＶＲ  ＨＭＤはまた、物理環境の画像も取り込む。画像内で、第２のＶＲ  ＨＭＤが特定される。画像及び位置データをさらに分析して、３Ｄ位置が特定され、経時的変化が追跡される。
【０００８】
さらに、複数のＶＲ  ＨＭＤから位置データを受信することができる。それに応じて、物理環境におけるそれぞれの３Ｄ位置が導出される。一実施例では、物理‐仮想空間マッピングに基づいて、３Ｄ位置は、仮想環境における３Ｄ仮想位置にマッピングされる。ＶＲ  ＨＭＤで提示されるＶＲコンテンツは、部分的に、３Ｄ仮想位置に基づいて制御され得る。
【０００９】
コンピュータシステムは、コンピュータ実施方法を実行するように構成される。コンピュータシステムは、ＶＲ  ＨＭＤ、ＶＲ追跡システム、中央コンピュータの構成要素である、またはＶＲ  ＨＭＤと、ＶＲ追跡システムと、中央コンピュータとの間に分散される。
【００１０】
一実施例では、コンピュータ実施方法は、複数の動作を含む。一動作において、コンピュータシステムは、第１のＶＲ  ＨＭＤの位置データにアクセスする。位置データは、第１のＶＲ  ＨＭＤを含む物理環境の画像データに基づいて生成される。画像データは、第２のＶＲ  ＨＭＤの光学センサにより生成される。別の動作において、コンピュータシステムは、位置データに基づいて、物理環境内の第１のＶＲ  ＨＭＤの位置を特定する。さらに別の動作において、コンピュータシステムは、物理環境内の位置に基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤでＶＲコンテンツを提示させる。
【００１１】
一実施例では、別のコンピュータ実施方法も、複数の動作を含む。一動作において、コンピュータシステムは、物理環境内に位置するＶＲ  ＨＭＤの位置データにアクセスする。位置データは、慣性データ及び画像データに基づいて生成される。慣性データは、ＶＲ  ＨＭＤから離れた光学センサの物理環境内の動きを示す。画像データは、光学センサにより生成され、物理環境におけるＶＲ  ＨＭＤの画像に対応する。別の動作において、コンピュータシステムは、位置データに基づいて、物理環境内のＶＲ  ＨＭＤの位置を特定する。さらに別の動作において、コンピュータシステムは、物理環境内の位置に基づいて、ＶＲ  ＨＭＤで仮想現実コンテンツを提示させる。
【００１２】
一実施例では、別のコンピュータ実施方法も、複数の動作を含む。一動作において、コンピュータシステムは、物理環境内の第１のＶＲ  ＨＭＤの第１の位置を特定する。第１の位置は、第２のＶＲ  ＨＭＤの第２の光学センサを基に生成された第２の位置データに基づいて特定される。別の動作において、コンピュータシステムは、物理環境内の第２のＶＲ  ＨＭＤの第２の位置を特定する。第２の位置は、第１のＶＲ  ＨＭＤの第１の光学センサを基に生成された第１の位置データに基づいて特定される。さらに別の動作において、コンピュータシステムは、物理環境内の第１の位置及び第２の位置に基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤ及び第２のＶＲ  ＨＭＤで、ＶＲコンテンツを提示させる。
【００１３】
本明細書において開示及び提案される実施形態の性質及び利点をさらに理解することは、本明細書の残りの部分及び添付の図面を参照することで実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の実施形態による、多数のＶＲ  ＨＭＤを伴う例示的なＶＲ動作追跡を示す。
【００１５】
【図２】本開示の実施形態による、物理環境内の追跡位置に基づいてＶＲコンテンツへのアクセスを容易にする物理‐仮想空間マッピングを示す。
【００１６】
【図３】本開示の実施形態による、ＶＲ  ＨＭＤの例示的な構成要素を示す。
【００１７】
【図４】本開示の実施形態による、別のＶＲ  ＨＭＤの例示的な構成要素を示す。
【００１８】
【図５】本開示の実施形態による、ＶＲ  ＨＭＤと、近接度装置と、ウェアラブルジェスチャ装置とを含む例示的なシステムを示す。
【００１９】
【図６】本開示の実施形態による、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。
【００２０】
【図７】本開示の実施形態による、第２のＶＲ  ＨＭＤにより行われる、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。
【００２１】
【図８】本開示の実施形態による、第２のＶＲ  ＨＭＤから生成及び受信された画像データに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤにより行われる、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。
【００２２】
【図９】本開示の実施形態による、第２のＶＲ  ＨＭＤにより生成された画像データを基にした較正に基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤにより行われる、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。
【００２３】
【図１０】本開示の実施形態による、近接度装置及びジェスチャ装置から生成及び受信されたデータに部分的に基づいて行われる、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。
【００２４】
【図１１】本開示の実施形態による、ＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの互いに対する位置追跡の例示的なフローを示す。
【００２５】
【図１２】本開示の実施形態による、コンピュータシステムを実施するのに好適なハードウェアシステムの一実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
概して、ＶＲ動作追跡のシステム及び方法が説明される。通常、ユーザは、ＶＲ  ＨＭＤを操作して、ＶＲコンテンツにアクセスする。アクセスは、物理環境内のユーザの動作により、少なくとも部分的に制御される。物理環境内の３次元（３Ｄ）位置により、物理動作は定義される。３Ｄ位置は、仮想環境内の３Ｄ位置にマッピングされる。仮想３Ｄ位置により、仮想環境内のユーザの仮想動作は定義される。仮想動作に基づいて、ＶＲコンテンツへのアクセスは容易になる。例えば、ユーザが自身の頭部を左から左へ動かすと、ＶＲコンテンツは、仮想環境内で同様の動作を模倣するように更新される。
【００２７】
一実施例では、ＶＲ動作追跡は、少なくとも２つのＶＲ  ＨＭＤを必要とする。例えば、２人のユーザが、物理環境内に共存するとする。第１のユーザは、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作して、ＶＲコンテンツにアクセスする。同様に、第２のユーザは、第２のＶＲ  ＨＭＤを操作して、同一または異なるＶＲコンテンツにアクセスする。ＶＲ  ＨＭＤのそれぞれは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）と、光学センサ（例えばＶＲ  ＨＭＤのカメラの構成要素）とを含む。従って、ＶＲ  ＨＭＤのそれぞれは、ＩＭＵ及び光学センサに基づいて、互いのＶＲ  ＨＭＤの動作追跡器として使用することができる。言い換えると、第１のＶＲ  ＨＭＤは、第２のＶＲ  ＨＭＤの動作を追跡し、当動作に関する情報を第２のＶＲ  ＨＭＤへ提供する。第２のＶＲ  ＨＭＤは、第１のＶＲ  ＨＭＤに関して同じことを実行することができる。
【００２８】
例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは一度に、慣性データなどの位置データを第２のＶＲ  ＨＭＤから受信する。この位置データは、第２のＶＲ  ＨＭＤのＩＭＵにより取り込まれる。第１のＶＲ  ＨＭＤも、第１のＶＲ  ＨＭＤの光学センサに基づいて第２のＶＲ  ＨＭＤの画像データを取り込む。位置データ及び画像データに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤは、第２のＶＲ  ＨＭＤの３Ｄ物理位置を導出する。この位置は、第２のＶＲ  ＨＭＤへ送信される。第２のＶＲ  ＨＭＤは、３Ｄ物理位置を３Ｄ仮想位置に変換する。３Ｄ物理位置は経時的に追跡され、これにより動作追跡が可能となる。
【００２９】
上記の実施例は、例示目的で提供されている。本開示の実施形態は、これらに限定されない。実施形態は、より多くのＶＲ  ＨＭＤに、ＶＲ  ＨＭＤ間で交換可能な異なる種類のデータに、ＶＲ  ＨＭＤ以外のモバイル追跡装置に、及び／または中央コンピュータシステムにおけるデータ処理に対し、同様に適用される。これら及び他の実施形態は、本明細書において以下にさらに説明される。
【００３０】
図１は、多数のＶＲ  ＨＭＤを伴う例示的なＶＲ動作追跡を示す。一実施例では、ユーザ１１０は、ＶＲ  ＨＭＤ１１２を操作する。別のユーザ１５０も同様に、ＶＲ  ＨＭＤ１５２を操作する。２つのＶＲ  ＨＭＤが例示されるが、より多くのＶＲ  ＨＭＤを使用することもできる。さらに、説明を明瞭にするために、ＶＲ  ＨＭＤ１５２はユーザ１１０の動作を追跡するように構成されていることから、本明細書ではユーザ１５０を追跡者１５０、ＶＲ  ＨＭＤ１５２を追跡装置１５２と呼ぶことにする。
【００３１】
一般に、動作追跡は、ＶＲ  ＨＭＤ１１２の３Ｄ物理位置の変化を経時的に監視することを伴う。本明細書において、位置追跡は、ＶＲ  ＨＭＤ１１２の３Ｄ物理位置の経時的追跡を指すために使用される。追跡された３Ｄ物理位置の集合は、動作追跡を表す。通常、位置追跡（及び同様に動作追跡）は、位置データ及び画像データの処理を伴う。位置データは、３Ｄ物理位置を表すデータを指す。画像データは、物理環境の画像を表すデータを指す。
【００３２】
図１の説明的実施例において、追跡者１５２は、ユーザ１１０の頭部のようなユーザ１１０の３Ｄ物理位置１８０を追跡する。３Ｄ物理位置１８０はデータネットワークを介してＶＲ  ＨＭＤ１１２へ送信され、ＶＲコンテンツへのアクセスを制御する。ＶＲ  ＨＭＤ１１２が追跡装置１５２内の構成要素と同様の構成要素を含む場合、ＶＲ  ＨＭＤ１１２もまた、追跡者１５０の位置を追跡し提供することができる。データネットワークには、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、または他の無線技術を用いるネットワークなど、ピアツーピアデータ通信ネットワークが含まれる。ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を使用するものなど、他の種類のデータネットワークも利用可能である。
【００３３】
一実施例では、ＶＲ  ＨＭＤ１１２は、追跡装置ＶＲ  ＨＭＤ１５２の位置データ１２０を生成するために、ＩＭＵと、信号プロセッサとを含む。位置データ１２０により、回転動作（例えばロール、ヨー、及びピッチ）などの３自由度（ＤＯＦ）に沿った動作、または並進動作（例えばＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿った動作）及び回転動作などの６ＤＯＦに沿った動作を、経時的に定義することができる。
【００３４】
例えば、ＩＭＵは、加速度計（複数可）、ジャイロスコープ（複数可）、及び磁力計（複数可）を含む。加速度計（複数可）は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿った動きを測定する。一般に、ジャイロスコープ（複数可）は、３６０度の回転を測定する。磁力計（複数可）は、磁場に対する配向を特定する。よって、ユーザ１１０（例えばＶＲ  ＨＭＤ１１２が装着されたユーザの頭部）の回転動作を示す慣性データは、これらのセンサの読み取り値から生成することができる。並進動作も、ユーザ１１０の頭部動作の速度及び時間にさらに基づいて、生成することができる。例えば、動きベクトルが定義される。速度は加速度から測定され、距離は速度と時間の関数として測定される。方向は、回転及び配向から導出される。動きベクトルにより、動作の距離及び方向が定義され、これにより、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿ったユーザ１１０の頭部の並進動作の追跡が可能になる。従って、動きベクトルにおいて慣性データ、距離、及び方向を定義することにより、ユーザ１１０の頭部の動作は、６ＤＯＦに沿って経時的に追跡することができる。３Ｄ物理位置１８０には、各時点が対応する。
【００３５】
追跡装置１５２もまた、追跡者１５０の位置データを生成するために、ＩＭＵと、信号プロセッサを含む。ここで同様に、位置データは、追跡者１５０の頭部の回転動作、並進動作、または回転動作及び並進動作の両方を表すことができる。
【００３６】
さらに、追跡装置１５２は、画像データを取り込むために（またはより一般的には画像を生成するために）、光学センサ（またはより一般的にはカメラ）を含む。画像データは、異なる近接度データと共に使用され、３Ｄ物理位置１８０を経時的に追跡することから、動作を追跡することとなる。異なる追跡技術が可能であり、本明細書では下記でさらに説明する。
【００３７】
例示的な追跡技術では、追跡装置１５２は、ユーザ１１０の頭部のようなユーザ１１０の位置の位置追跡１６０を実行するように構成される。この実施例では、追跡装置１５２は、異なる時間に（例えば数ミリ秒ごとに）、ユーザ１１０の慣性データのようなユーザ１１０の位置データ１２０を受信する。追跡装置１５２はまた、ユーザ１１０を含む物理環境の画像を表す画像データを生成する。画像データも、ＶＲ  ＨＭＤ１１２と追跡装置１５２との時間同期に基づいて、異なる時間に生成される。それぞれの時間のＶＲ  ＨＭＤ１１２の３Ｄ物理位置１８０（従って経時的動作）が、近接度データ１２０及び画像データから特定される。さらに、追跡装置１５２も動き得るため（例えば追跡者１５０の動きに基づいて）、追跡装置１５２は、自身の慣性データにアクセスして、自身の動作を相殺し、位置追跡１６０の精度を向上させる。
【００３８】
この例示的な技術の説明では、追跡装置１５２は、画像データからＶＲ  ＨＭＤ１１２を識別するために、パターン認識、エッジ検出、及び他の画像関連分析などの異なる画像処理技術を実施する。追跡装置１５２はまた、ＶＲ  ＨＭＤ１１２の３Ｄ物理位置１８０を経時的に特定するために、慣性データに基づいて画像データに対し幾何学的再構成を適用する。一般に、幾何学的再構成は、２つ以上の点の間（ＶＲ  ＨＭＤ１１２とＶＲ  ＨＭＤ１５２をそれぞれ表す２つの点の間など）の距離、角度、方向、配向、及び／または他の幾何学的特性を特定することを含む。特性のうちのいくつかは、単一画像の分析から特定されるが、他の特性の分析は、複数の画像に及ぶ。
【００３９】
一例示では、ＶＲ  ＨＭＤ１１２の方向速度は、位置データ１２０の一部として受信される慣性データから特定される。同様に、追跡装置１５２の方向速度は、ローカル慣性データから特定される。オフセット方向速度は、２つの方向速度から特定される。２つの画像におけるＶＲ  ＨＭＤ１１２の画素位置の変化、画像のタイミング、及びオフセット方向速度は、移動距離及び移動距離の方向を示す。移動距離は、画像画素の変化にマッピングされる。マッピングは、画素解像度尺度を表し、これは画像内の奥行き及び近接度を検出するのに使用可能である。各画像内のＸ、Ｙ、及びＺ軸に沿ったＶＲ  ＨＭＤ１１２の３Ｄ物理位置１８０、並びに画像にわたる３Ｄ物理位置１８０のＸ、Ｙ、Ｚ及び回転変化を検出するために、奥行きが使用される。物理環境内の他の対象まで（例えば他の潜在的障害物まで、及び／または追跡装置１５２まで）のＶＲ  ＨＭＤ１１２の近接程度（例えば距離及び方向）を検出するために、近接度が使用される。
【００４０】
別の例示的な追跡技術では、位置追跡１６０は、ＶＲ  ＨＭＤ１１２にオフロードされる。この実施例では、追跡装置１５２の慣性データ及び取り込まれた画像データが、ＶＲ  ＨＭＤ１１２へ送信される。今度はＶＲ  ＨＭＤ１１２が、３Ｄ物理位置１８０を経時的に追跡するために、上記と同様に、画像処理技術及び幾何学的再構成を適用する。
【００４１】
さらに別の例示的な追跡技術では、位置追跡１６０は、追跡装置１５２とＶＲ  ＨＭＤ１１２とに分散される。例えば、回転動作は、ＶＲ  ＨＭＤ１１２の慣性データを基に、ＶＲ  ＨＭＤ１１２にてローカルに追跡される。対照的に、並進動作は、取り込まれた画像データに基づいて、追跡装置１５２にて遠隔から追跡される。追跡装置１５２は、並進動作をＶＲ  ＨＭＤ１１２へ送信し、これにより並進動作が補足され、よってＶＲ  ＨＭＤ１１２は、６ＤＯＦに沿ったユーザ１１０の動作を特定することができる。
【００４２】
さらなる例示的な追跡技術では、３Ｄ物理位置１８０（追跡装置１５２またはＶＲ  ＨＭＤ１１２のいずれによって生成されたかにかかわらず）は、較正に使用され、ローカル位置測定の忠実度及び精度を向上させる。例えば、ＶＲ  ＨＭＤ１１２は、ある時点における位置データ１２０を基に、自身の３Ｄ物理位置をローカルに測定する。その位置は、その時点の３Ｄ物理位置１８０（画像データに部分的に基づいて生成された３Ｄ物理位置１８０）と比較され、較正オフセットが特定される。ＶＲ  ＨＭＤ１１２は、較正オフセットを使用して、３Ｄ物理位置のその後のローカル測定値を補正し、これによりセンサドリフトが補正される。
【００４３】
本明細書の上記に説明されたように、潜在的障害物及び／または追跡装置１５２（例えば追跡者１５０）までのＶＲ  ＨＭＤ１１２の近接度を検出するために、位置追跡１６０に加えて、位置データ１２０、取り込まれた画像データ、及び追跡装置１５２のローカルの慣性データが使用される。近接度データにより、ユーザ１１０は物理環境を認識することができ、よってユーザ１１０は対象（例えば潜在的障害物または追跡者１５０）との衝突を避けることができる。対象までの近接度が閾値を下回る場合、近接度指示が生成され、異なる提示様式（例えば触覚、聴覚、及び視覚提示）を用いて、ＶＲ  ＨＭＤ１１２にて提示される。対象に追跡者１５０が含まれる場合、近接度指示は、追跡装置１５２にも提示され得る。一実施例では、近接度指示は、対象までの距離及び方向を特定する。さらに、近接度指示は、対象との衝突を避ける動作を提案する。例えば、近接度指示は、ユーザ１１０の現在の動作とは反対方向の動作を提案する。
【００４４】
閾値を定義するのに、様々な技術がまた利用可能である。一実施例では、閾値は不変であり、例えば測定精度に基づいて定義される。別の実施例では、閾値は、ユーザ入力に基づいて定義される。例えば、ユーザ１１０は、対象からの閾値距離に関する嗜好を設定する。この嗜好は、ＶＲ  ＨＭＤ１１２のローカルのユーザプロファイル、またはＶＲ  ＨＭＤ１１２により遠隔からアクセス可能なユーザプロファイルに、記憶され得る。さらに別の例示的な技術によれば、閾値は、ＶＲ  ＨＭＤ１１２の使用法、またはＶＲコンテンツの種類に基づいて、定義される。例えば、ビデオゲームまたはコンテンツ（例えばスポーツのビデオゲーム）は、より多くの動きを必要とする一方、特定のビデオゲームまたはコンテンツ（例えばチェスのビデオゲーム）は、ユーザ１１０の動きをほとんど必要としない。後者の場合、ユーザ１１０はあまり動かないと予想されるため、閾値には長い距離が定義され得る。前者の場合、ユーザ１１０はより大きい空間が必要であると予想されるため、閾値には短い距離が定義され得る。
【００４５】
図１では追跡装置１５２及びＶＲ  ＨＭＤが例示されるが、他の種類のモバイルコンピューティング装置も同様に使用することができる。例えば、追跡者１５０は、モバイル装置（例えばスマートフォン、タブレット、またはその他の携帯エンドユーザ装置）を操作する。モバイル装置がＩＭＵ及び光学センサなどの位置追跡構成要素を含む場合、上記の位置追跡１６０を実施することができる。例えば、実施態様では、ソフトウェアアプリケーションがモバイル装置に追加され、ＩＭＵ及び光学センサに基づいて、位置データ及び画像データがそれぞれ生成され、これらのデータに基づいて位置追跡１６０が行われる。
【００４６】
さらに、図１ではＶＲ  ＨＭＤ１１２と追跡装置１５２とのピアツーピア通信、及び２つの構成要素に分散されたデータ処理が例示されるが、中央コンピュータも使用することができる。一実施例では、ＶＲ  ＨＭＤ１１２及び追跡装置１５２は、中央コンピュータとデータ通信を行う。中央コンピュータは、ＶＲ  ＨＭＤ１１２及び追跡装置１５２を含む物理環境内に配置することができる（例えば中央コンピュータはデスクトップまたはビデオゲーム機）、または物理環境から遠隔に配置することができる（例えばクラウドベースコンピューティングサービスであり得る）。データ通信は、ＬＡＮ、プライベートネットワーク（例えばイントラネット）、または公衆ネットワーク（インターネット）を介して行われる。一般に、中央コンピュータは、位置追跡を管理する。例えば、中央コンピュータは、ＶＲ  ＨＭＤ１１２及び／または追跡装置１５２から位置データを受信し、追跡装置１５２から画像データを受信し、３Ｄ物理位置１８０を経時的に追跡し、近接度を検出し、３Ｄ物理位置１８０及び近接度指示をＶＲ  ＨＭＤ１１２へ送信し、及び／または３Ｄ物理位置１８０及び／または近接度指示に基づいて、ＶＲコンテンツへのＶＲ  ＨＭＤ１１２のアクセスを制御する。
【００４７】
２人以上のユーザが、物理環境内に同時に存在することもできる。１人のユーザの位置追跡は、他のユーザのＶＲ  ＨＭＤのうちの１つ以上のＶＲ  ＨＭＤにより、または該当する場合は、このようなＶＲ  ＨＭＤとデータ通信を行う中央コンピュータにより、実行され得る。他のそれぞれのＶＲ  ＨＭＤは、追跡装置１５２として構成され得る。一般に、ユーザの位置を経時的に追跡する追跡装置１５２の数が多いほど、追跡位置の精度は高くなる。
【００４８】
図２は、物理環境内の追跡位置基づいてＶＲコンテンツへのアクセスを容易にする物理‐仮想空間マッピングを示す。図示されるように、２人のユーザ２１０及び２１２が、物理環境内に存在する。各ユーザは、各自のＶＲ  ＨＭＤを操作する。図１に関連して説明された位置追跡と同様に、ＶＲ  ＨＭＤは、物理環境内のユーザ２１０及び２１２の位置を追跡するように構成される。
【００４９】
具体的には、第１のユーザのＶＲ  ＨＭＤは、第２のユーザ２１２の３Ｄ物理位置２１６を追跡する。３Ｄ物理位置２１６は経時的に追跡され、例えば第２のＶＲ  ＨＭＤが装着された第２のユーザの頭部の並進及び／または回転動作を定義する。同様に、第２のユーザのＶＲ  ＨＭＤは、第１のユーザ２１０の３Ｄ物理位置２１４を経時的に追跡する。
【００５０】
一実施例では、物理‐仮想空間マッピング２２０を使用して、ＶＲ  ＨＭＤのそれぞれにおけるＶＲコンテンツへのアクセスまたはＶＲコンテンツの提示が制御される。一般に、物理‐仮想空間マッピング２２０は、物理環境内の３Ｄ物理位置を、仮想空間内の３Ｄ仮想位置にマッピングする。よって、物理環境内の並進及び／または回転動作は、仮想環境内の動作にマッピングされ得る。
【００５１】
異なる種類の物理‐仮想空間マッピング２２０が利用可能である。一実施例では、１対１マッピングが使用され、この場合、方向に沿った並進動作は同様の仮想並進動作にマッピングされ、方向に沿った回転動作も同様の仮想回転動作にマッピングされる。よって、ユーザ２１０が物理環境内で自身の頭部を左から右へ動かすと、提示されるＶＲコンテンツはユーザ２１０に、ＶＲコンテンツ（または同様に、ユーザ（仮想環境におけるユーザ、例えば各仮想ユーザ）の投影）も左から右へ動いている知覚を与える。このマッピングでは、尺度も使用され得る。例えば、物理環境内で起こるユーザ２１０の位置変化ごとに、仮想環境では、尺度変更された位置変化が提供される。例示するため、ＶＲコンテンツが仮想の部屋を提示すると仮定する。物理環境内でユーザ２１０が前へ１歩進むたび、仮想ユーザは、仮想の部屋において１０フィート前へ（またはその他の距離分）移動する。ＶＲコンテンツに応じて、他の種類のマッピングも可能である。例えば、ある方向への並進動作を、別の方向への回転動作にマッピングすることができる。
【００５２】
さらに、物理‐仮想空間マッピング２２０は、必須ではないが、ＶＲコンテンツに特有であり得る。従って、ユーザ２１０及び２１２が同一のＶＲコンテンツにアクセスしている場合、同一の物理‐仮想空間マッピング２２０が適用される。さらに、物理‐仮想空間マッピング２２０は、必須ではないが、各ユーザに特有であり得る。例えば、尺度は、ユーザの寸法及び／または嗜好によって変化する。上記の例示を続けると、仮想の部屋における１０フィート前進は、物理環境におけるユーザ２１０の１歩に該当するが、この仮想距離は、別のユーザ２１２では２歩に該当する。
【００５３】
一実施例では、物理‐仮想空間マッピング２２０はまた、仮想環境において、互いに対するユーザ（例えば仮想環境内のそれぞれの仮想ユーザ）の３Ｄ仮想位置を特定する。この実施例では、第１のユーザ２１０がＶＲを見ている時、ＶＲコンテンツは、第２の仮想ユーザの仮想位置（第２のユーザ２１２に対応）を第１のユーザ２１０に提示する。例えば、第２のユーザ２１２が第１のユーザ２１０の右側にいて、第１のユーザ２１０が自身の頭部を右に向けた場合、第１のユーザ２１０に提示されるＶＲコンテンツにおいて、第２の仮想ユーザ（または各自の仮想位置の指示）が第１仮想ユーザの右側に存在するように見ることができる。一実施例では、この相対位置特定は、マルチプレイヤービデオゲームの仮想環境において異なる場所に仮想プレイヤーが存在するマルチプレイヤービデオゲームを促進する。例えば、テニスのビデオゲームにおいて、２人の仮想プレイヤーは、２人のユーザ２１０及び２１２の３Ｄ物理位置２１４及び２１６に応じて、仮想テニスコート上に位置し移動することができる。
【００５４】
物理‐仮想空間マッピング２２０による相対位置特定は、推測航法またはグラウンドトルースに基づき得る。推定航法の実施例では、３Ｄ物理位置２１４及び２１６は、物理環境における基準点に依拠していない。対照的に、それぞれの３Ｄ仮想位置は、仮想環境におけるあるデフォルトの基準点（複数可）に初期設定される。３Ｄ物理位置２１４及び２１６が経時的に変化すると、３Ｄ仮想位置は、デフォルトの基準点（複数可）に対して移動される。
【００５５】
当実施例では、位置特定に加えて、近接度が特定され得る。例えば、仮想ユーザがデフォルトの基準点（複数可）から特定の距離離れて移動したこと、または互いに近づいたことを、３Ｄ仮想位置が示す場合、近接度警報が生成され得る。別の例示では、ユーザ２１０及び２１２のいずれかもしくは両者が物理空間内で移動した距離が長すぎる（例えば閾値を超える）こと、または２人のユーザ２１０及び２１２が衝突針路を進んでいることを、３Ｄ物理位置が示す場合にも、近接度警報がまた生成され得る。
【００５６】
一方で、グラウンドトルースにより、相対位置特定は、特定の基準点（複数可）に依拠することが可能になる。言い換えると、グラウンドトルースにより、物理環境に対するユーザ２１０及び２１２の３Ｄ物理位置２１４及び２１６の推定が提供される。図５にさらに例示されるように、近接度装置は、物理環境内に配置され、基準点として使用され得る。この基準点はまた、物理‐仮想空間マッピング２２０において、仮想環境内の基準点にマッピングされ得る。３Ｄ仮想位置は、この基準点に依拠し得る。例えば、テニスのビデオゲームの例示を続けると、近接度装置は、遊び部屋の中央（またはその他の物理位置）に配置され得る。物理‐仮想空間マッピング２２０は、この物理基準点を仮想テニスコートの中央にマッピングする。
【００５７】
グラウンドトルースの実施例では、近接度装置は、互いに対する、または障害物に対するユーザ２１０及び２１２の近接度を監視する。ユーザ２１０及び２１２に警告するために、適宜、近接度警報がＶＲ  ＨＭＤへ送信される。
【００５８】
図３は、ＶＲ  ＨＭＤ３００の例示的な構成要素を示す。ＶＲ  ＨＭＤ３００は、低度の構成要素統合による基本構成を表すにもかかわらず、位置追跡を容易にする。具体的には、ＶＲ  ＨＭＤ３００は、筐体３１０と、筐体３１０から取り外し可能なモバイル装置３２０とを含む。
【００５９】
筐体３１０は、例えば厚紙またはプラスチックを含む様々な材料から作られ得る。レンズ及びストラップも、筐体３１０に含まれ得る。レンズは、モバイル装置３２０のディスプレイ上に表示されるコンテンツをＶＲ類似モードで見ることができるように構成される。ストラップは、ユーザの頭部上に筐体３１０を固定するように構成される。
【００６０】
筐体３１０はまた、筐体３１０及びモバイル装置３２０を取り付けるように構成された機械的インターフェースなどのインターフェースを含む。一実施例では、機械的インターフェースは、モバイル装置３２０を配置できる囲い、開口部、キャビティである。
【００６１】
モバイル装置３２０は、スマートフォンなどの移動可能なエンドユーザ装置を表す。一実施例では、モバイル装置３２０は、カメラの光学センサ３２２を含む。モバイル装置３２０は、ＩＭＵ３２４も含む。
【００６２】
図４は、ＶＲ  ＨＭＤ４００の例示的な構成要素を示す。ＶＲ  ＨＭＤ３００と対照的に、ＶＲ  ＨＭＤ４００は、高度の構成要素統合を有する構成を表し、位置追跡を容易にする。具体的には、ＶＲ  ＨＭＤ４００は、ディスプレイ、処理ユニット、メモリ、音声システム、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート、グラフィック処理ユニット、並びに他の電子、電気、及び機械構成要素などのＶＲ関連構成要素を統合する筐体４１０を含む。筐体４１０はさらに、位置追跡を行う付加構成要素が筐体４１０としっかり接続するように、付加構成要素を統合する（例えば収容、取り付け、または保持する）。これらの構成要素には、例えば、光学センサ４１２、ＩＭＵ４１４、送受信ユニット４１６、及び反射ユニット４１８が含まれる。
【００６３】
一実施例では、光学センサ４１２は、カメラの一部であり得る。カメラの残りの構成要素は、筐体４１０内に収容され、ＶＲ  ＨＭＤ４００の他の構成要素と接続される。一実施例では、光学センサ４１２は、可視スペクトルの画像データを取り込む。別の実施例では、光学センサ４１２は、赤外線（ＩＲ）センサである。
【００６４】
一実施例では、ＩＭＵ４１４は、加速度計（複数可）、ジャイロスコープ（複数可）、及び磁力計（複数可）を含む。ＩＭＵ４１４及び／またはＶＲ  ＨＭＤ４００の処理ユニット（例えば中央プロセッサ）は、このようなセンサにより感知されたデータから位置データを生成する。
【００６５】
画像データ及び位置データ（受信された別のＶＲ  ＨＭＤの位置データに加えて）は、位置追跡に使用される。例えば、中央プロセッサは、位置追跡を行う。
【００６６】
一実施例では、送受信器４１６は、ＶＲ  ＨＭＤ４００を識別する信号を、別のＶＲ  ＨＭＤまたは近接度装置などの別のコンピューティング装置へ送信する。さらに、コンピューティング装置への近接度は、同じ信号または別の送信信号に基づいて、感知される。例えば、送受信器４１６は、音響信号を送信する。これに応じて、コンピューティング装置は、減衰した音響信号を受信する。音響減衰に基づいて、コンピューティング装置は、近接度を測定する。近接度は、コンピューティング装置から、データネットワークを介してＶＲ  ＨＭＤ４００へ送信される。この実施例では、送受信器４１６は、送信器としてのみ実施され得る。逆方向の近接度測定も可能である。具体的には、コンピューティング装置から送信された音響信号に応じて、送受信器４１６は減衰した音響信号を受信する。これに応じて、ＶＲ  ＨＭＤ４００は、近接度を測定する。この実施例では、送受信器４１６は、受信器としてのみ実施され得る。
【００６７】
一実施例では、反射ユニット４１８は、可視スペクトルまたは不可視スペクトル（例えばＩＲスペクトル）の光を反射する。一般に、筐体４１０は、筐体４１０の外面上に、反射ユニット４１８を取り付ける。別のＶＲ  ＨＭＤまたは近接度装置などの別のコンピューティング装置のカメラ装置（すなわち光学センサ）は、反射ユニット４１８の画像を取り込む。画像は、位置及び／または近接度を特定するために分析される。
【００６８】
例えば、反射ユニット４１８は、２次元の機械可読を符号化するタグを表す（例えば２次元バーコード）。１次元に沿って、反射ユニット４１８はＶＲ  ＨＭＤ４００の識別子を符号化し、よってコンピューティング装置は、画像からＶＲ  ＨＭＤを識別することができる。他の次元に沿って、反射ユニット４１８はまた、尺度（例えば反射ユニット４１８の対角線など、反射ユニット４１８の比例寸法）を符号化する。よって、コンピューティング装置は、画像分析から尺度を特定する。尺度は、画素解像度尺度にマッピングされ、これにより、画像データに基づいた位置特定及び近接度追跡の幾何学的再構成が容易になる。反射ユニット４１８の他の実施例も可能であり、これには無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグが含まれる。
【００６９】
図５は、ＶＲ  ＨＭＤ５１０と、近接度装置５２０と、ウェアラブルジェスチャ装置５３０とを含む例示的なシステム５００を示す。異なる装置は、１つ以上のデータネットワーク及び他の通信ネットワークを介してデータを交換することができる。データは、グラウンドトルースに基づいて、位置追跡を支援する。データはまた、本明細書の下記にてさらに説明される近接度及びジェスチャ感知を支援する。
【００７０】
一実施例では、ＶＲ  ＨＭＤ５１０は、図４に関連して説明されたＶＲ  ＨＭＤ４００の構成要素の一部または全てを含む。例えば、ＶＲ  ＨＭＤ５１０は、光学センサ、ＩＭＵ、送受信器、及び／または反射ユニットを含む。
【００７１】
近接度装置５２０は、グラウンドトルース及び近接度感知機能を提供するように構成される。例えば、近接度装置５２０は、物理環境内の特定の場所に配置される。この場所は、グラウンドトルースの基準点として使用される。さらに、近接度装置５２０は、基準点まで、及び／または物理環境内の領域の境界線までのＶＲ  ＨＭＤ５１０の近接度（例えば距離及び方向）を測定する。この領域は、近接度装置５２０が近接度を監視している領域を表す。境界線への接近（例えば境界線から閾値距離だけ離れていること）は、近接度装置５２０に近接度警報を発生させる。
【００７２】
異なる構成の近接度装置５２０も可能である。例示的な構成は、本出願と同時に出願された「ＶＩＲＴＵＡＬ  ＲＥＡＬＩＴＹ  ＰＲＯＸＩＭＩＴＹ  ＳＥＮＳＯＲＳ」と題する同時係属中の米国特許出願第［］（代理人整理番号：０９０６１９‐１００５１７１‐００９９００ＵＳ）において説明され、その全体は参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【００７３】
一実施例では、近接度装置５２０は、能動装置として構成される。能動装置とは、別のデバイスとある程度の能動的対話を必要とすることを指す。例えば、近接度装置５２０は、減衰信号を受信する。減衰信号は、ＶＲ  ＨＭＤ５１０が送信し、物理環境内で減衰した信号を表す。近接度装置５２０は、減衰に基づいて、近接度装置５２０及び／または境界線までのＶＲ  ＨＭＤ５１０の近接度を特定する。別の例示では、近接度装置５２０は、近接度装置５２０から送信された信号、及びＶＲ  ＨＭＤ５１０のユーザから（すなわちＶＲ  ＨＭＤ５１０から）反射された信号に基づいて近接度を測定する多数の近接度センサを含む。例えば、これらの信号には、無線周波数（ＲＦ）、ＩＲ、音響、またはＬｉＤＡＲ信号のうちのいずれかが含まれる。近接度は、信号の強度、飛行時間、及び／またはドップラー効果に基づいて特定される。
【００７４】
別の実施例では、近接度装置５２０は、受動装置として構成される。受動装置は、非能動装置を指す。例えば、近接度装置５２０は、尺度を符号化する反射ユニット（例えば図４の反射ユニット４１８と同様）を表す。この実施例では、ＶＲ  ＨＭＤ５１０は、近接度装置５２０を含む画像に適用された幾何学的再構成に基づいて、近接度を特定する。
【００７５】
一方、ウェアラブルジェスチャ装置５３０は、ジェスチャ感知機能を提供するように構成される。一実施例では、ウェアラブルジェスチャ装置５３０は、ＶＲ  ＨＭＤ５１０のユーザ上の特定の位置に配置される。例えば、ユーザは、ウェアラブルジェスチャ装置５３０を自身の手首または足首に装着する。この特定の位置におけるユーザジェスチャは、ＶＲ  ＨＭＤ５１０、近接度装置５２０、または別のユーザの別のＶＲ  ＨＭＤなどのコンピューティング装置により監視され、ＶＲ  ＨＭＤ５１０に中継される。
【００７６】
異なる構成のウェアラブルジェスチャ装置５３０も可能である。一実施例では、ウェアラブルジェスチャ装置５３０は、尺度を符号化する反射ユニット（例えば図４の反射ユニット４１８と同様）を含む。この実施例では、コンピューティング装置は、ウェアラブルジェスチャ装置５３０を含む画像に適用された幾何学的再構成に基づいて、ウェアラブルジェスチャ装置５３０の距離及び方向を特定する。距離及び方向は、動作ベクトルで経時的に追跡される。動作ベクトルは、ジェスチャデータ（例えば方向距離及び速度として定義される）データを定義する。
【００７７】
別の実施例では、ウェアラブルジェスチャ装置５３０は、信号を送信する能動装置である。コンピューティング装置は、それぞれの減衰信号を分析し、これに応じて動作ベクトルを経時的に生成する。
【００７８】
図６は、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。位置追跡は、ユーザの頭部などのユーザの３Ｄ物理位置を特定し、３Ｄ物理位置の変化を追跡して、並進動作及び／または回転動作を特定することを含む。並進及び／または回転動作に基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤにＶＲコンテンツが提示される。一般に、位置データ及び画像データが、位置追跡に使用される。少なくとも画像データは、光学センサ（またはより一般的にはカメラ）を含む別のコンピューティング装置により生成される。このコンピューティング装置は、第２のＶＲ  ＨＭＤまたはモバイル装置であり得る。位置追跡は、他のコンピューティング装置で、ユーザの第１のＶＲ  ＨＭＤでローカルに、第１のＶＲ  ＨＭＤ及びコンピューティング装置とデータ通信を行う中央コンピュータで行われ得る、及び／またはこのような構成要素間に分散され得る。これに応じて、コンピュータシステムがフローの動作を実行する様子が例示される。
【００７９】
一実施例では、コンピュータシステムは、プロセッサと、プロセッサに接続されたメモリとを含む。プロセッサは、メモリに記憶されたコンピュータ可読命令を実行する。コンピュータ可読命令は、動作を実行するための命令を含む。一実施例では、コンピュータシステムは、コンピューティング装置、ユーザの第１のＶＲ  ＨＭＤ、中央コンピュータの構成要素である、またはこれらの構成要素に分散される。
【００８０】
動作は特定の順序で示されるが、動作のうちのいくつかは、並び替えるまたは省略することができる。さらに、次の図面に関連して説明されるフローには、図６の例示的なフローのサブ動作として実施され得る例示的な動作が含まれる。説明を明瞭にするために、図面にわたる動作間の類似点は、本明細書では繰り返さない。
【００８１】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤの位置データがアクセスされる動作６０２を含む。例えば、位置データは、ある時点の物理環境内の第１のＶＲ  ＨＭＤの３Ｄ物理位置を表す。コンピュータシステムは、ローカル近接度データに加えて、別のコンピューティング装置（例えば第２のＶＲ  ＨＭＤ及び／またはモバイル装置）により取り込まれた画像データから、位置データを生成する。画像データは、物理環境の画像を表す。画像は、第１のＶＲ  ＨＭＤのスナップショットを含み得る。ローカル近接度データは、第１のＶＲ  ＨＭＤ及びコンピューティング装置の慣性データといった近接度データを表す。コンピュータシステムは、画像処理技術、速度測定、速度オフセット、及び画像再構成技術を実施して、位置データを計算する。
【００８２】
一実施例では、フローは、位置データに基づいて第１のＶＲ  ＨＭＤの位置が生成される動作６０４を含む。例えば、位置データは３Ｄ空間にマッピングされ、第１のＶＲ  ＨＭＤの３Ｄ物理位置が定義される。グラウンドトルースが利用可能な場合（例えば近接度装置に基づいて）、３Ｄ物理位置はグラウンドトルースに相関し得る。そうでない場合、３Ｄ物理位置は、第１のＨＭＤの前回追跡された位置に相関し得る、またはコンピューティング装置の３Ｄ物理位置に相関し得る。
【００８３】
一実施例では、フローは、位置に基づいて第１のＶＲ  ＨＭＤにＶＲコンテンツが提示される動作６０６を含む。例えば、コンピュータシステムは、物理‐仮想空間マッピングに基づいて、３Ｄ物理位置を３Ｄ仮想位置に変換する。第１のＶＲ  ＨＭＤにて提示されるＶＲコンテンツは、３Ｄ仮想位置に従ってアクセスまたは設定される。例えば、ユーザが直立して見ている場合、この直立位置に対応したＶＲコンテンツが提示される。
【００８４】
一実施例では、フローは、位置データの更新に基づいて経時的に位置が追跡される動作６０８を含む。例えば、コンピュータシステムは、動作６０２及び６０４を繰り返すことにより、経時的に変化を追跡する。追跡された３Ｄ物理位置は、並進及び／または回転動作といった物理空間内のユーザ（例えばユーザの頭部）の動作を表す。提示されるＶＲコンテンツが並進及び／または回転動作に対応するように、ＶＲコンテンツの提示は更新される。
【００８５】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤとコンピューティング装置との間に見通し線が存在するか否かに関して判定が行われる動作６１０を含む。見通し線が存在する場合、コンピューティング装置により生成される画像データは、第１のＶＲ  ＨＭＤを示す画像に対応する。従って、画像データに基づいた位置追跡が可能である。このような場合、画像データに基づいて位置を追跡し続けるため、通常、動作６０８が後に続く。しかし見通し線が存在しない場合、位置追跡が画像データに依存することはもうできない。この場合、通常、動作６１２が後に続く。
【００８６】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤのローカル位置データに基づいて位置が追跡される動作６１２を含む。ローカル近接度データは、第１のＶＲ  ＨＭＤのＩＭＵ及び信号プロセッサにより生成された慣性データ及び／または動作ベクトルデータを含む。従って、コンピュータシステムは、画像データに基づいて３Ｄ物理位置（及び逆に動作も）の変化をもはや追跡しない。代わりに、ローカル近接度データから、３Ｄ物理位置（及び動作）が追跡される。再び見通し線が存在するようになるまで、動作６１２が繰り返され得る。
【００８７】
図７は、第２のＶＲ  ＨＭＤにより行われる、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。第２のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの同様の位置追跡が、第１のＶＲ  ＨＭＤでも可能である。さらに、説明を明瞭にするために、１つのＶＲ  ＨＭＤが１人のユーザ（すなわちユーザが操作する１つのＶＲ  ＨＭＤ）の位置を追跡する様子が例示される。しかし例示的なフローは、より多くの数のＶＲ  ＨＭＤによって１人のユーザを追跡することにも、同様に適用することができる。
【００８８】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤを含む環境の画像データが生成される動作７０２を含む。例えば、第２のＶＲ  ＨＭＤは、光学センサを含む。画像データは、光学センサにより生成される。第２のＶＲ  ＨＭＤはまた、画像データから画像を生成するように構成された信号プロセッサなど、カメラの他の構成要素も含む。画像は、物理環境内の第１のＶＲ  ＨＭＤを示す。
【００８９】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤから第１の慣性データが受信される動作７０４を含む。第１の慣性データは、データ通信ネットワークを介して第１のＶＲ  ＨＭＤが第２のＶＲ  ＨＭＤへ送信するローカル位置データの一実施例である。第１の慣性データは、第１のＶＲ  ＨＭＤのＩＭＵ及び信号プロセッサにより生成され、例えばロール、ピッチ、ヨーを含む。第２のＶＲ  ＨＭＤが受信し得る他の可能性のあるローカル位置データには、第１のＶＲ  ＨＭＤのベクトル動作データまたは他のＸ、Ｙ、Ｚ位置が含まれる。
【００９０】
一実施例では、フローは、第２のＶＲ  ＨＭＤの第２の慣性データがアクセスされる動作７０６を含む。例えば、第２の慣性データは、第２のＶＲ  ＨＭＤのＩＭＵ及び信号プロセッサにより生成される。第２のＶＲ  ＨＭＤは、ローカルメモリからこのようなデータにアクセスする。
【００９１】
一実施例では、フローは、画像データ並びに第１及び第２の慣性データに基づいて第１のＶＲ  ＨＭＤの位置が生成される動作７０８を含む。例えば、第２のＶＲ  ＨＭＤは、第１の慣性データと第２の慣性データとの間のオフセットを決定する。第２のＶＲ  ＨＭＤはまた、画像処理技術を適用して、画像（すなわち画像データ）内の第１のＶＲ  ＨＭＤを特定する。幾何学的再構成が画像に適用され、オフセットに基づいて補正される。これに応じて、第２のＶＲ  ＨＭＤは、前回の画像の前回の位置に対して、第２のＶＲ  ＨＭＤに対して、またはグラウンドトルースが使用されている場合は基準点に対して、第１のＶＲ  ＨＭＤの現在の３Ｄ物理位置を認識する。画像にわたる３Ｄ物理位置の変化は、３Ｄ空間における第１のＶＲ  ＨＭＤの動作を示す。
【００９２】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤへ位置が送信される動作７１０を含む。例えば、第２のＶＲ  ＨＭＤは、データ通信ネットワークを介して、位置を送信する。第１のＶＲ  ＨＭＤは、位置を受信し、３Ｄ仮想空間に位置をマッピングする。第１のＶＲ  ＨＭＤによりアクセス及び／または提示されるＶＲコンテンツは、３Ｄ仮想位置に依存する。
【００９３】
一実施例では、フローは、第２のＶＲ  ＨＭＤまで、または障害物までの第１のＶＲ  ＨＭＤの近接度が検出される動作７１２を含む。例えば、第２のＶＲ  ＨＭＤは、追加の画像データ及び慣性データに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤの３Ｄ物理位置の変化を経時的に追跡する。この変化は、３Ｄ物理空間における第１のＶＲ  ＨＭＤの動作を表す。変化は、動作ベクトルで表され得る。追加の画像データに適用された画像処理技術及び幾何学的再構成に基づいて、第２のＶＲ  ＨＭＤは、動作ベクトルを更新し、第２のＶＲ  ＨＭＤまで、または障害物までの近接度を、第１のＶＲ  ＨＭＤとこれらの対象との相対距離及び方向に基づいて、検出する。距離が閾値を侵害する及び／または方向が潜在的衝突針路を示す場合、第２のＶＲ  ＨＭＤは、近接度指示を生成する。近接度指示は、相対距離及び方向を特定し、衝突の可能性を回避するための調整（例えば反対方向への動き）を提案し得る。
【００９４】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤへ近接度指示が送信される動作７１４を含む。例えば、第２のＶＲ  ＨＭＤは、データ通信ネットワークを介して、近接度指示を送信する。第１のＶＲ  ＨＭＤは、近接度指示を受信し、異なる提示様式を用いて近接度指示を警報として提示する。第２のＶＲ  ＨＭＤまでの近接度である場合、第２のＶＲ  ＨＭＤも近接度指示を提示する。
【００９５】
図８は、第２のＶＲ  ＨＭＤから生成及び受信された画像データに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤにより行われる、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。第２のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの同様の位置追跡が、第２のＶＲ  ＨＭＤでも可能である。さらに、説明を明瞭にするために、１つのＶＲ  ＨＭＤが１人のユーザ（すなわちユーザが操作する１つのＶＲ  ＨＭＤ）の画像データを生成する様子が例示される。しかし例示的なフローは、より多くの数のＶＲ  ＨＭＤによって画像データを生成することにも、同様に適用することができる。
【００９６】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤを含む環境の画像データが受信される動作８０２を含む。例えば、第２のＶＲ  ＨＭＤは、画像データ（すなわち対応する画像）を生成し、データネットワークを介して送信する。第１のＶＲ  ＨＭＤは、画像データを受信する。画像データは、第１のＶＲ  ＨＭＤを含む物理環境の画像を表す。
【００９７】
一実施例では、フローは、第２のＶＲ  ＨＭＤから第２の慣性データが受信される動作８０４を含む。例えば、第２のＶＲ  ＨＭＤは、第２の慣性データを生成し、データネットワークを介して送信する。第１のＶＲ  ＨＭＤは、第２の慣性データを受信する。
【００９８】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤの第１の慣性データがアクセスされる動作８０６を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、ローカルメモリからこのようなデータにアクセスする。
【００９９】
一実施例では、フローは、画像データ並びに第１及び第２の慣性データに基づいて第１のＶＲ  ＨＭＤの位置が生成される動作８０８を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、第１の慣性データと第２の慣性データとの間のオフセットを決定する。第１のＶＲ  ＨＭＤはまた、画像処理技術を適用して、画像（すなわち画像データ）内の第１のＶＲ  ＨＭＤを特定する。幾何学的再構成が画像に適用され、オフセットに基づいて補正される。これに応じて、第１のＶＲ  ＨＭＤは、前回の画像の前回の位置に対して、第２のＶＲ  ＨＭＤに対して、またはグラウンドトルースが使用されている場合は基準点に対して、第１のＶＲ  ＨＭＤの現在の３Ｄ物理位置を認識する。画像にわたる３Ｄ物理位置の変化は、３Ｄ空間における第１のＶＲ  ＨＭＤの動作を示す。
【０１００】
一実施例では、フローは、第２のＶＲ  ＨＭＤまで、または障害物までの第１のＶＲ  ＨＭＤの近接度が検出される動作８１０を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、第２のＶＲ  ＨＭＤから受信した追加の画像データ（すなわち画像）及び慣性データに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤの３Ｄ物理位置の変化を経時的に追跡する。この変化は、３Ｄ物理空間における第１のＶＲ  ＨＭＤの動作を表す。変化は、動作ベクトルで表され得る。生成された追加の画像データに適用された画像処理技術及び幾何学的再構成に基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤは、動作ベクトルを更新し、第２のＶＲ  ＨＭＤまで、または障害物までの近接度を、第１のＶＲ  ＨＭＤとこれらの対象との相対距離及び方向に基づいて、検出する。
【０１０１】
一実施例では、フローは、近接度に基づいて近接度指示が生成される動作８１２を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤと対象のうちのいずれかとの距離が閾値を侵害する及び／または方向が潜在的衝突針路を示す場合、第１のＶＲ  ＨＭＤは、近接度指示を生成する。近接度指示は、相対距離及び方向を特定し、衝突の可能性を回避するための調整（例えば反対方向への動き）を提案し得る。
【０１０２】
一実施例では、フローは、近接度指示が第１のＶＲ  ＨＭＤにて提示される動作８１４を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、近接度指示を、異なる提示様式を用いて、警報として提示する。第２のＶＲ  ＨＭＤまでの近接度である場合、第１のＶＲ  ＨＭＤは、データ通信ネットワークを介して第２のＶＲ  ＨＭＤへ近接度指示を送信し、第２のＶＲ  ＨＭＤにて近接度指示を提示させる。
【０１０３】
図９は、第２のＶＲ  ＨＭＤにより生成された画像データを基にした較正に基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤにより行われる、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。第２のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの同様の位置追跡が、第２のＶＲ  ＨＭＤでも可能である。さらに、説明を明瞭にするために、１つのＶＲ  ＨＭＤが１人のユーザ（すなわちユーザが操作する１つのＶＲ  ＨＭＤ）の画像データを生成する様子が例示される。しかし例示的なフローは、より多くの数のＶＲ  ＨＭＤによって画像データを生成することにも、同様に適用することができる。
【０１０４】
一実施例では、フローは、第２のＶＲ  ＨＭＤから位置データが受信される動作９０２を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、データネットワークを介して、位置データを受信する。一例示では、位置データには、図７に関連して説明された第１のＶＲ  ＨＭＤの３Ｄ物理位置が含まれる。別の例示では、位置データには、図８に関連して説明された第２のＶＲ  ＨＭＤの画像データ及び慣性データが含まれる。
【０１０５】
一実施例では、フローは、位置データから較正オフセットが生成される動作９０４を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、第１のローカル位置データ（例えば第１のＶＲ  ＨＭＤのローカルの慣性データ及び／または動作ベクトルデータ）から、自身の３Ｄ物理位置（または異なる次元軸に沿った同等の位置データ）を計算する。第１のＶＲ  ＨＭＤは、この計算した３Ｄ物理位置（または同等の位置データ）を、受信した３Ｄ物理位置データ（または受信した位置データ）と比較して、較正オフセットを生成する。較正オフセットを使用して、第１のＶＲ  ＨＭＤのセンサにおけるドリフト、例えば第１のＶＲ  ＨＭＤのＩＭＵのセンサにおけるドリフトを、補正することができる。
【０１０６】
一実施例では、フローは、第２のローカル位置データがアクセスされる動作９０６を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、第１のＶＲ  ＨＭＤのメモリから、第２のローカル位置データにアクセスする。この第２のローカル位置データは、動作９０４にて較正に使用された第１のローカル位置データに対して、第１のＶＲ  ＨＭＤの後続位置（例えば後続時間の位置）に該当することがある。このような場合、後続位置は、動作９０８にて生成される。あるいは、第２のローカル位置データは、第１のローカル位置データに該当する。この場合、動作９０４にて決定された位置の忠実度を精緻化する、または向上させるために、動作９０８が実行される。
【０１０７】
一実施例では、フローは、ローカル位置データ及び較正オフセットに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤの位置（第２のローカル位置データに応じて後続、現在、または前回の位置）が生成される動作９０８を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、慣性データ及び／または動作ベクトルデータに基づいて、３Ｄ空間における３Ｄ物理位置を生成し、較正オフセットを適用することで自身の３Ｄ物理位置を精緻化する。
【０１０８】
図１０は、近接度装置及びジェスチャ装置から生成及び受信されたデータに部分的に基づいて行われる、第１のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの位置追跡の例示的なフローを示す。第２のＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの同様の位置追跡が、第２のＶＲ  ＨＭＤでも可能である。さらに、説明を明瞭にするために、１つの近接度装置及び１つのジェスチャ装置が例示される。しかし例示的なフローは、より多くの数のこのような装置にも、同様に適用することができる。
【０１０９】
一実施例では、フローは、近接度装置から近接度データが受信される動作１００２を含む。例えば、近接度装置は、データネットワークを介して、近接度データを送信する。次に第１のＶＲ  ＨＭＤが、データネットワークを介して、近接度データを受信する。近接度データは、近接度装置までの第１のＶＲ  ＨＭＤの近接度を示す。近接度は、２つの装置間の距離及び方向として表され得る。一実施例では、近接度を測定するために、能動近接度装置が使用される。別の実施例では、受動近接度装置が使用される。この実施例では、近接度装置から近接度を受信するのではなく、第１のＶＲ  ＨＭＤは、画像を取り込む、または受動近接度装置上で符号化された機械可読コードを読み取る。取り込まれた画像データまたは読み取られた符号化データには、第１のＶＲ  ＨＭＤが近接度を測定すること（例えば幾何学的再構成に基づいて）を可能にする近接度関連データが含まれる。
【０１１０】
一実施例では、フローは、近接度データに基づいて、基準点に対する第１のＶＲ  ＨＭＤの位置が生成される動作１００４を含む。例えば、基準点は、物理環境内の近接度装置の３Ｄ位置を表す。図７、８、及び９のフローのうちのいずれかに説明されたように、相対的３Ｄ物理位置は、第１のＶＲ  ＨＭＤと第２のＶＲ  ＨＭＤとの対話に基づいて特定され得る。第１のＶＲ  ＨＭＤ（または同様に、第２のＶＲ  ＨＭＤ）は、近接度（例えば近接度装置までの距離及び方向）に基づいて、基準点に応じた３Ｄ物理位置基準に対する相対的３Ｄ物理位置をマッピングする。これは、３Ｄ物理位置にグラウンドトルースを適用することを表す。
【０１１１】
一実施例では、フローは、近接度装置から追加の近接度データが受信される動作１００６を含む。追加の近接度データは、近接度監視が行われている領域の境界線まで、潜在的障害物を示す物理的障害物まで、または第２のＶＲ  ＨＭＤまでといった、対象までの第１のＶＲ  ＨＭＤの近接度を示す。近接度データが許容できない近接度（例えば閾値未満の距離及び衝突針路を示す方向）を示す場合、第１のＶＲ  ＨＭＤ（または同様に近接度装置）は、近接度指示を生成し得る。近接度指示は、対象までの近接度を特定し、衝突の可能性（または境界線を侵害する可能性）を回避する調整を提案し得る。
【０１１２】
一実施例では、フローは、近接度指示が提示される動作１００８を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤは、近接度指示を、１つ以上の提示様式を用いて、警報として提示する。
【０１１３】
一実施例では、フローは、第２のＶＲ  ＨＭＤからジェスチャデータが受信される動作１０１０を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤのユーザが、ウェアラブルジェスチャ装置（能動または受動）を装着する。第２のＶＲ  ＨＭＤは、ウェアラブルジェスチャ装置の画像データ（及びウェアラブルジェスチャ装置、第１のＶＲ  ＨＭＤ、及び／または第２のＶＲ  ＨＭＤからの任意の他の利用可能な位置データ）を取り込み、分析して、ジェスチャを特定する。第２のＶＲ  ＨＭＤは、これらのジェスチャに関するジェスチャデータを、データネットワークを介して第１のＶＲ  ＨＭＤへ送信する。
【０１１４】
一実施例では、フローは、ジェスチャデータに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤにＶＲコンテンツが提示される動作１０１２を含む。例えば、物理‐仮想空間ジェスチャマッピングのマッピングが維持され得る。ジェスチャデータ（すなわち物理環境におけるジェスチャ）は、仮想環境における仮想ジェスチャに変換される。ＶＲコンテンツは、仮想ジェスチャに応じて、アクセスまたは提示される。例示としては、テニスラケットでテニスボールを打つ仮想ジェスチャの場合、ＶＲコンテンツは、そのジェスチャが行われているように表示する。
【０１１５】
図１１は、ＶＲ  ＨＭＤを操作するユーザの互いに対する位置追跡の例示的なフローを示す。説明を明瞭にするために、例示的なフローの動作は、第１のＶＲ  ＨＭＤ及び第２のＶＲ  ＨＭＤに関連して説明される。しかし例示的なフローは、より多くの数のＶＲ  ＨＭＤにも、同様に適用することができる。さらに、コンピュータシステムが動作を実行する様子が例示される。コンピュータシステムの異なるアーキテクチャが可能である。例えば、コンピュータシステムは、第１のＶＲ  ＨＭＤ、第２のＶＲ  ＨＭＤ、中央コンピュータの構成要素である、またはこれらの構成要素に分散される。
【０１１６】
一実施例では、フローは、第２のＶＲ  ＨＭＤの第２の位置データが受信される動作１１０２を含む。例えば、第２の位置データは、図６〜１０に関連して説明された例示的なフローのうちのいずれかに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤにより生成される。コンピュータシステムのアーキテクチャに応じて適用できる場合、第１のＶＲ  ＨＭＤは位置データを、データネットワークを介してコンピュータシステムへ送信する。
【０１１７】
一実施例では、フローは、第２の位置データに基づいて、第２のＶＲ  ＨＭＤの物理環境内の第２の位置が特定される動作１１０４を含む。例えば、第２の位置データには、第２のＶＲ  ＨＭＤの３Ｄ物理位置（物理環境内の第１のＶＲ  ＨＭＤに対するまたは基準点に対する）が含まれる。従って、コンピュータシステムは、第２の位置データから３Ｄ物理位置を特定する。別の例示では、第２の位置データには、慣性データ、画像データ、及び／または近接度データが含まれる。この場合、コンピュータシステムは、このようなデータから３Ｄ物理位置を生成する。
【０１１８】
一実施例では、フローは、第１のＶＲ  ＨＭＤの第１の位置データが受信される動作１１０６を含む。この動作は、動作１１０２に類似し得、第２のＶＲ  ＨＭＤが第１の位置データを生成し送信する。
【０１１９】
一実施例では、フローは、第１の位置データに基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤの物理環境内の第１の位置が特定される動作１１０８を含む。この動作は、動作１１０４に類似し得、コンピュータシステムは、第１の位置データから、第１のＶＲ  ＨＭＤの３Ｄ物理位置を特定または生成する。
【０１２０】
一実施例では、フローは、物理環境の第１の位置及び第２の位置が、仮想環境におけるそれぞれの仮想位置にマッピングされる動作１１１０を含む。例えば、コンピュータシステムは、第１の３Ｄ物理位置に物理‐仮想空間マッピングを適用して、第１のＶＲ  ＨＭＤの第１の３Ｄ仮想位置を生成する。同様に、コンピュータシステムは、同じまたは異なる物理‐仮想空間マッピングを適用し（例えばＶＲコンテンツ、ユーザ嗜好などに応じて）、第２のＶＲ  ＨＭＤの第２の仮想位置を生成する。２つの仮想位置は、互いの相対位置として表され得る。グラウンドトルースが使用される場合、２つの仮想位置は、付加的または代替的に、仮想環境における仮想基準点に相対して表され得る。
【０１２１】
一実施例では、フローは、仮想位置に基づいて、第１のＶＲ  ＨＭＤ及び第２のＶＲ  ＨＭＤで提示するＶＲコンテンツが提供される動作１１１２を含む。例えば、第１のＶＲ  ＨＭＤにて提示されるＶＲコンテンツは、指示を提示し得る、または第１のＶＲ  ＨＭＤの仮想視点に対する第２のＶＲ  ＨＭＤの第２の仮想位置を表示し得る。別の例示では、マルチプレイヤービデオゲームにおいて、各仮想プレイヤーには、他の仮想プレイヤーを識別、または他の仮想プレイヤーの位置を示すＶＲコンテンツの光景が表示され得る。
【０１２２】
図１２は、様々な実施形態による、コンピュータシステム１２００を実施するのに好適なハードウェアシステムの一実施例を示す。コンピュータシステム１２００は、例えばＶＲ  ＨＭＤ、モバイル装置、近接度装置、ウェアラブルジェスチャ装置、及び／または中央コンピュータの構成要素を表す。コンピュータシステム１２００は、ソフトウェアアプリケーションと任意でオペレーティングシステムとを作動させる中央処理装置（ＣＰＵ）１２０５を含む。ＣＰＵ１２０５は、１つ以上の同種または異種の処理コアで構成され得る。メモリ１２１０は、ＣＰＵ１２０５が使用するアプリケーション及びデータを記憶する。ストレージ１２１５は、アプリケーション及びデータ用の不揮発性ストレージ及び他のコンピュータ可読媒体を提供し、ストレージ１２１５には、固定ディスクドライブ、取り外し可能ディスクドライブ、フラッシュメモリ装置、及びＣＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ‐ＲＯＭ、Ｂｌｕ‐ｒａｙ（登録商標）、ＨＤ‐ＤＶＤ、または他の光学記憶装置、並びに信号伝送及び記憶媒体が含まれ得る。ユーザ入力装置１２２０は、１人または複数のユーザからのユーザ入力をコンピュータシステム１２００へ伝達し、ユーザ入力装置１２２０の実施例としては、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチパッド、タッチスクリーン、スチルもしくはビデオカメラ、及び／またはマイクが挙げられ得る。ネットワークインターフェース１２２５は、コンピュータシステム１２００が電子通信ネットワークを介して他のコンピュータシステムと通信することを可能にし、ローカルエリアネットワーク、及びインターネットなどの広域ネットワークにわたる有線または無線通信を含み得る。音声プロセッサ１２５５は、ＣＰＵ１２０５、メモリ１２１０、及び／またはストレージ１２１５により提供される命令及び／またはデータから、アナログまたはデジタル音声出力を生成するように適合される。ＣＰＵ１２０５、メモリ１２１０、データストレージ１２１５、ユーザ入力装置１２２０、ネットワークインターフェース１２２５、及び音声プロセッサ１２５５を含むコンピュータシステム１２００の構成要素は、１つ以上のデータバス１２６０を介して接続されている。
【０１２３】
グラフィックサブシステム１２３０がさらに、データバス１２６０及びコンピュータシステム１２００の構成要素と接続されている。グラフィックサブシステム１２３０は、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）１２３５と、グラフィックメモリ１２４０とを含む。グラフィックメモリ１２４０は、出力画像の各画素の画素データを記憶するために使用される表示メモリ（例えばフレームバッファ）を含む。グラフィックメモリ１２４０は、ＧＰＵ１２３５と同じ装置に統合され、ＧＰＵ１２３５と共に別個の装置として接続され、及び／またはメモリ１２１０内に実装され得る。画素データは、直接ＣＰＵ１２０５からグラフィックメモリ１２４０へ提供され得る。あるいは、ＣＰＵ１２０５は、所望の出力画像を定義するデータ及び／または命令をＧＰＵ１２３５に提供し、これによりＧＰＵ１２３５は、１つ以上の出力画像の画素データを生成する。所望の出力画像を定義するデータ及び／または命令は、メモリ１２１０及び／またはグラフィックメモリ１２４０に記憶され得る。一実施形態において、ＧＰＵ１２３５は、シーンの幾何学的構造、照明、陰影、質感、動き、及び／またはカメラのパラメータを定義する命令及びデータから、出力画像の画素データを生成する３Ｄレンダリング能力を含む。ＧＰＵ１２３５はさらに、シェーダプログラムを実行することできる１つ以上のプログラム可能実行ユニットを含み得る。
【０１２４】
グラフィックサブシステム１２３０は、グラフィックメモリ１２４０から画像の画素データを定期的に出力して、ディスプレイ装置１２５０上に表示する。ディスプレイ装置１２５０は、コンピュータシステム１２００からの信号に応じて視覚情報を表示することができる任意の装置であり得、これにはＣＲＴ、ＬＣＤ、プラズマ、及びＯＬＥＤディスプレイが含まれる。コンピュータシステム１２００は、ディスプレイ装置１２５０に、アナログまたはデジタル信号を提供することができる。
【０１２５】
様々な実施形態によれば、ＣＰＵ１２０５は、１つ以上の処理コアを有する１つ以上の汎用マイクロプロセッサである。メディア及び双方向エンターテインメントアプリケーションのような高並列及び計算集約的なアプリケーションに特に適合したマイクロプロセッサアーキテクチャを有する１つ以上のＣＰＵ１２０５を用いて、更なる実施形態を実施することができる。
【０１２６】
システムの構成要素はネットワークを介して接続され得、このネットワークは、インターネット、ＩＰネットワーク、イントラネット、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、仮想プライベートネットワーク（「ＶＰＮ」）、公衆交換電話網（「ＰＳＴＮ」）、または本明細書で異なる実施形態にて説明される装置間のデータ通信に対応する任意の他の種類のネットワーク、以上の任意の組み合わせであり得る。ネットワークは、光学リンクを含む有線及び無線接続の両方を含み得る。この開示を踏まえると、多くの他の実施例が可能であり、当業者には明らかである。本明細書の論述では、ネットワークは具体的に言及されてもよく、言及されなくてもよい。
【０１２７】
上記の明細書では、本発明はその特定の実施形態を参照して説明されるが、本発明はそれに限定されないことが当業者には認識されよう。上記に説明された本発明の様々な特徴及び態様は、別々にまたは一緒に使用されてもよい。さらに、本発明は、本明細書のより広い趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書に説明される環境及び用途を超える任意の数の環境及び用途において、利用することができる。従って、明細書及び図面は、限定的ではなく例示的なものとみなされるべきである。
【０１２８】
上記に論述される方法、システム、及び装置は、単に実施例であるように意図されていることに留意されたい。様々な実施形態が、様々な手順または構成要素を適宜、省略、置換、または追加してもよいことを、強調したい。例えば、代替的な実施形態において、方法は、説明される順序とは異なる順序で行われてもよく、様々なステップの追加、省略、または組み合わせが行われてもよいことを理解されたい。また、特定の実施形態に関して説明される特徴は、様々な他の実施形態において組み合わせられてもよい。実施形態の異なる態様及び要素は、同様に組み合わせられてもよい。また、技術は進化するため、よって要素のうちの多くは実施例であり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを強調したい。
【０１２９】
実施形態の完全な理解をもたらすために、具体的な詳細が説明される。しかしながら、これらの具体的な詳細がなくとも実施形態は実施でき得ることが、当業者には理解されよう。実施形態を不明瞭にすることを避けるために、例えば周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、及び技術は、不必要な詳細抜きで示されている。
【０１３０】
また、実施形態は、フロー図またはブロック図で描かれたプロセスとして説明されてもよいことに留意されたい。それぞれが動作を順次プロセスとして説明するが、動作のうちの多くは、並行してまたは同時に行うことができる。さらに、動作の順序は、並べ替えられてもよい。プロセスは、図に含まれていない追加ステップを有してもよい。
【０１３１】
さらに、本明細書において開示されるように、「メモリ」または「メモリユニット」という用語は、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ、コアメモリ、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリ装置、または情報を記憶するための他のコンピュータ可読媒体を含む、データを記憶するための１つ以上の装置を表し得る。「コンピュータ可読媒体」という用語は、携帯または固定記憶装置、光学記憶装置、無線チャネル、ＳＩＭカード、他のスマートカード、及び命令またはデータを記憶、包含、または保有することができる様々な他の媒体を含むが、これらに限定されない。
【０１３２】
さらに、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはこれらの任意の組み合わせにより、実施されてもよい。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはマイクロコードで実施される場合、必要なタスクを実行するプログラムコードまたはコードセグメントは、記憶媒体などのコンピュータ可読媒体に記憶されてもよい。プロセッサが、必要なタスクを実行してもよい。
【０１３３】
特に記載がない限り、以下の特許請求補範囲を含む本明細書に明記される全ての測定、値、評定、位置、大きさ、寸法、及び他の仕様は、厳密ではなく、概算である。これらは、これらが関連する機能と、これらが属する技術分野の慣習的なものと一貫する合理的な範囲を有するように意図されている。「約」には、±０．０１％、±０．１％、±１％、±２％、±３％、±４％、±５％、±８％、±１０％、±１５％、±２０％、±２５％の許容範囲内、または当技術分野で既知の他の許容範囲内が含まれる。「実質的に」とは、６６％、７５％、８０％、９０％、９５％、９９％、９９．９％よりも多く、または、用語が実際現れる文脈に応じて当技術分野で既知の他の値よりも多くを指す。
【０１３４】
いくつかの実施形態が説明されたが、本発明の趣旨から逸脱することなく、様々な変更、代替的構成、及び均等物を使用してもよいことが、当業者には認識されよう。例えば上記の要素は単に、他の規則が発明の適用よりも優先され得る、あるいは発明の適用を変更し得る、より大きいシステムの構成要素であってもよい。また、上記の要素が考察される前、間、または後に、多数のステップが実行されてもよい。従って、上記の説明は、本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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