本發明涉及室內定位領域，具體為一種特定電磁波譜定位方法和系統。
背景技術：
近年來，隨著科學技術的不斷進步發展，定位技術也備受關注，發展迅速。如今，基于室內定位技術已經非常成熟，而且十分普遍的被利用到各個領域。但用于虛擬現實頭顯的定位技術發展一直相對緩慢。現有的室內定位技術或者是通過紅外線、超聲波等手段對室內物體的位置和運動進行感知，或者通過wifi、藍牙或zigbee等無線通訊手段和待測物體進行數據交互。前者所采用的技術手段能實現較高的精確度，但是也大大的增加了室內布局的復雜程度，且成本高，穿透性、抗干擾信差，有的光源對人體不利，后者雖然降低了成本，具備一定的穿透能力；但是電磁波定位精確度也隨之下降，并且有的無線電磁波對人體有害。
現有發明專利，中國授權，申請日2013年3月6日，公告號cn103454661a，授權公告日2013年12月18日；采用如下技術方案：一種基于gps與測距測角技術的定位系統，用于對室內目標定位，包括：室外定位裝置，用于獲取自身位置信息并發送給室內定位裝置；測距測角裝置，用于獲取所述室外定位裝置之間的距離以及方位差，并發送給室內定位裝置；以及室內定位裝置，用于根據室外定位裝置的位置信息、室外定位裝置與定位裝置之間的距離以及方位差，換算成室內定位裝置的絕對位置信息。本發明將所述室外定位裝置置于室外以進行gps定位，通過獲取所述室外定位裝置的絕對位置及其與所述室內定位位置的距離以及方位差計算所述室內定位位置的絕對位置，對室內目標定位誤差小，準確度高。
針對上述技術方案，現有技術還有未解決的問題：證實無線電對人體有無傷害性；目標能確定大約位置，但是只能確定目標的某個狀態的位置；并不能確定在不同狀態下目標的轉向和角度問題。
技術實現要素：
本發明的目的之一在于提供一種用于虛擬現實頭顯的定位方法，以一種特定電磁波譜系統和接收器，實現對室內現實目標的高精度三維空間定位，同時實現目標與各三維空間平面角度的精確定位，且部署簡單、功耗小、成本低，實用性好，特定電磁波譜對人體健康還有有益效果。
本發明提供基礎方案是：一種用于虛擬現實頭顯的定位系統，主要用于室內三維空間環境定位，包括：
頭盔裝置，所述頭盔裝置包括頭盔和天線桿，所述天線桿設置在頭盔頂部，天線桿設置有發射裝置；
發射裝置，所述發射裝置設置在三維空間內三個相鄰平面和頭盔的天線桿上，所述三個相鄰平面，任一平面與兩個平面都相交，所述發射裝置用于發射攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜；
接收裝置，所述接收裝置設置在發射裝置對立的三個空間平面上，用于接收發射裝置發射出的特定電磁波譜；
處理信號模塊，所述處理信號模塊設置在接收裝置三個空間平面外部，用于處理發射裝置發射出的特定編碼；
圖像顯示裝置，所述圖像顯示裝置設置在頭盔上，用于顯示虛擬環境圖像。
基礎方案的工作原理：
首先，帶有頭盔裝置的人進入現實三維空間環境，設置在三維空間環境的三個相鄰平面和天線桿上的發射裝置發射出攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜，該特定電磁波譜為直線傳播，人作為遮擋物遮擋發射裝置發射的特定電磁波譜。說明：本方案中的三個相鄰平面包括側壁平面、水平水面和豎直平面。
其次，發射裝置的對立空間平面接收裝置接收該特定電磁波譜。側壁平面內的發射裝置發射的特定電磁波譜，被人側面的身高和各部位寬度所遮擋，所以接收裝置未接收到的陰影面積為人側面的升高及各部位寬度；水平平面內的發射裝置發射的特定電磁波譜，被人正、背面的升高和寬度所遮擋，所以接收裝置未接收到的陰影面積為人側面的升高及各部位寬度；豎直平面內的發射裝置發射的特定電磁波譜，被人頂、底面的長度和各部位寬度所遮擋，所以接收裝置未接收到的陰影面積為：人頭部至上而下各部位寬度和厚度，或者人腳部，至下而上各部位寬度和厚度。頭盔裝置視線方向或者顯示圖像裝置與天線桿呈固定角度連接；天線桿上設定的發射裝置發射特定電磁波譜，通過接收裝置的接收位置，確定人頭部的面向；以及人頭部距接收裝置的距離；和天線桿與水平方向上的角度，即頭部的轉動角度。
然后，接收裝置把未接收到攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜的陰影面積，即人的遮擋面積傳遞給處理信號模塊，處理信號模塊同時處理頭盔上天線桿發射到接收裝置的特定電磁波譜的遮擋面積，測出天線桿同步的轉向和角度以及與接收裝置的距離特征參數。最后，把人遮擋陰影面積和特征參數傳遞給用于驅動圖像顯示裝置顯示圖像的服務器，圖像顯示裝置顯示與該特征參數對應的虛擬空間內虛擬人物的動作畫面。
基礎方案的有益效果是：發射裝置發射的光線為特定電磁波譜，這種特定電磁波譜對人體的健康和疾病的治療都有很好的效果，例如，消炎、消腫、鎮痛、止癢、止瀉、促進血液循環等作用，而且用于治療疾病沒有副作用。所以，所述發射裝置發射出的光線不僅用于檢測三維空間環境內人的頭顯位置，而且對人體的健康有益。
每一個接收裝置平面都對應一個發射裝置平面，發射裝置發射的信號能及時有效的被對應的接收裝置接收，不受平面的傾斜或者凹凸不平的影響，保證了接收裝置接收信號的準確性和及時性。
處理信號模塊，實現對攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜的編碼信號讀取和轉換的作用，對比單獨的信號處理對信號的直接轉換，增加接收裝置的接收，減少特定電磁波譜對處理信號模塊的干擾，對于處理信號模塊處理沒有接收到編碼信號陰影面積和接收到編碼信號的頭盔上天線桿在空間內所處位置更加準確、有效。
頭盔裝置上連接的天線桿，天線桿發射的攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜確定頭部時刻的轉向和轉動角度，進一步確定某個時刻的頭部的朝向和轉動情況，用于圖像顯示裝置顯示與該特征參數對應的虛擬空間內虛擬人物的動作更加準確。
優選方案一：作為基礎方案的優選，有益效果：通過發射裝置發射的一定頻率的編碼信號，人類的眼睛無法覺察到快速的閃爍，但所述發射裝置在三維空間環境內對立面的接收裝置可以讀取攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜的編碼信號，甚至可以把編碼信號返回到發射裝置，提供雙向通信。通過信號雙向傳導，接收裝置也能靈敏的反饋出空間內是否有遮擋物阻擋接收裝置接收，對于圖像顯示出的精準度有了校驗的作用。
優選方案二：作為基礎方案的優選，有益效果：所述處理信號模塊作為處理特定電磁波譜中攜帶的編碼信號，對于接收裝置同時接收雙向的編碼信號，容易造成編碼信號混亂分辨不清，所以處理信號模塊具有分析雙向編碼信號的功能。
優選方案三：作為基礎方案的優選，有益效果：所述顯示圖像裝置通過處理信號模塊傳遞的現實空間環境內人的動作畫面，用于顯示虛擬空間內虛擬人物的動作畫面。
優選方案四：作為基礎方案的優選，有益效果：所述發射裝置設置在頂面，對于豎直方向上的天線桿在地面所成角度也能確定，對于現實空間環境內人的頭部轉向角度的確定更加精確的確定，相比設置在其他平面內時，發射裝置發射信號被頭部遮擋。
優選方案五：作為優選方案四的優選，有益效果：所述發射裝置，與三維空間環境頂面采用懸掛的連接方式連接；由于現實空間環境頂面不會是密閉的平面，為了增加現實頭顯定位系統的可實用性，采用豎直懸掛，使發射裝置一直處于垂直地平面。
優選方案六：本發明的目的之二在于提供一種用于虛擬現實頭顯的定位方法，主要用于室內三維空間環境，包括如下內容：
發射信號步驟，將發射裝置設置在三維空間內三個相鄰平面和頭盔的天線桿上，所述三個相鄰平面，任一平面與兩個平面都相交，發射攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜；
接收信號步驟，將接收裝置設置在發射裝置對立的三個空間平面上，接收發射裝置發射出攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜；
處理信號步驟，將處理信號模塊設置在接收裝置三個空間平面外部，處理發射裝置發射出的特定編碼，在頭盔上設置能夠發射攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜的天線桿，該頭盔裝置佩戴在人的頭部，通過人頭部的轉動，相對的接收裝置能夠接收并識別天線桿發射的信號，根據接收裝置接收到的攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜的情況，獲得現實環境中頭部轉動方向和角度以及移動距離的特征參數；
圖像顯示步驟，將該特征參數傳遞給用于驅動圖像顯示裝置顯示圖像的服務器，圖像顯示裝置與該特征參數對應的畫面。
此方法不僅實現了現實三維空間環境中人位置的確定，而且在現實空間環境中人頭部作出的轉動方向和角度以及移動距離，通過頭盔裝置上的圖像顯示裝置顯示虛擬空間環境中人頭部作出的轉動方向和角度以及移動距離。
優選方案六：作為基礎方案六的優選，有益效果：li-fi技術，不僅用于接收發射裝置發射出攜帶信號的光線，而且由于發射裝置采用li-fi技術產生編碼的方式，所以接收裝置也起到把接收到的信號返回到發射裝置，起到雙重感應三維空間頭部精確位置的作用。
附圖說明
圖1為本發明實施例攜帶特定編碼信號的流程圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：
一種用于虛擬現實頭顯的定位系統，主要用于室內三維空間環境定位，包括：頭盔裝置、發射裝置、接收裝置、處理信號模塊、圖像顯示裝置。
頭盔裝置，所述頭盔裝置上連接有天線桿，佩戴在處于定位三維空間環境內的人的頭部上。本實施例中頭盔裝置與圖像顯示裝置采用有線連接，雖然有線的連接方式縮短了圖像傳遞的范圍，但是提高了信號的傳輸速度和精準度。
發射裝置，所述發射裝置設置在三維空間內三個相鄰平面上(任一平面與兩個平面都相連)，用于發射攜帶信號的特定電磁波譜。本實施例中發射裝置應用的li-fi通過調節led光輸出的數據進行編碼，li-fi是haas和他愛丁堡大學的團隊發明了一項專利技術，他的特性利用一束閃光來無線傳輸數字信息，這類技術通常被稱作可見光通信(vlc)，本實施例在其發射裝置的發射板上，涂抹多種元素涂層，通過發射裝置發射出多種元素電磁波，每條電磁波都攜帶特定的編碼信號。本實施例中發射裝置設置在現實三維空間頂面，采用懸掛的方式設置在頂面。
接收裝置，所述接收裝置設置在與發射裝置對立的三個空間平面上。不僅用于接收發射裝置發射出攜帶信號的光線，而且由于發射裝置采用li-fi技術產生編碼的方式，所以接收裝置也起到把接收到的信號返回給發射裝置，起到雙重感應光線區域是否有遮擋物的作用。進一步對圖像顯示裝置顯示出的頭部位置有驗證的作用。本實施例中的接收裝置與發射裝置采用特定電磁波譜傳遞編碼信號，與處理信號模塊連接。
處理信號模塊，所述處理信號模塊設置在接收裝置三個空間平面內部，用于處理發射裝置發射出的攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜。處理信號模塊設置在三維空間墻面的外部，這樣不會導致信號傳遞的混亂，對于接收裝置傳遞出的信號只傳遞給處理信號模塊。本實施例中處理信號模塊與圖像顯示裝置采用每秒60赫茲的傳輸方式傳輸，可以采用光纖連接。
圖像顯示裝置，所述圖像顯示裝置與處理信號模塊連接。本實施例中圖像顯示裝置設置在頭盔裝置前端，供人觀看，與處理信號模塊的連接方式采用有線連接。本實施例中圖像顯示裝置采用電腦顯示屏代替。
本實施例攜帶特定編碼信號流程圖，如圖1所示，首先，帶有頭盔裝置的人進入現實三維空間環境，設置在三維空間環境的三個相鄰平面和天線桿上的發射裝置發射出攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜，該特定電磁波譜為直線傳播，人作為遮擋物遮擋發射裝置發射的特定電磁波譜。
其次，發射裝置的對立空間平面接收裝置接收該特定電磁波譜。側壁平面內的發射裝置發射的特定電磁波譜，被人側面的身高和各部位寬度所遮擋，所以接收裝置未接收到的陰影面積為人側面的升高及各部位寬度；水平平面內的發射裝置發射的特定電磁波譜，被人正、背面的升高和寬度所遮擋，所以接收裝置未接收到的陰影面積為人側面的升高及各部位寬度；豎直平面內的發射裝置發射的特定電磁波譜，被人頂、底面的長度和各部位寬度所遮擋，所以接收裝置未接收到的陰影面積為：人頭部至上而下各部位寬度和厚度，或者人腳部，至下而上各部位寬度和厚度。頭盔裝置視線方向或者顯示圖像裝置與天線桿呈固定角度連接；天線桿上設定的發射裝置發射特定電磁波譜，通過接收裝置的接收位置，確定人頭部的面向；以及人頭部距接收裝置的距離；和天線桿與水平方向上的角度，即頭部的轉動角度。
然后，接收裝置把未接收到攜帶特定編碼信號的特定電磁波譜的陰影面積，即人的遮擋面積傳遞給處理信號模塊，處理信號模塊同時處理頭盔上天線桿發射到接收裝置的特定電磁波譜的遮擋面積，測出天線桿同步的轉向和角度以及與接收裝置的距離特征參數。最后，把人遮擋陰影面積和特征參數傳遞給用于驅動圖像顯示裝置顯示圖像的服務器，圖像顯示裝置顯示與該特征參數對應的虛擬空間內虛擬人物的動作畫面。由于處理信號模塊與圖像顯示裝置采用每秒60赫茲的傳輸方式傳輸，所以顯示裝置顯示的畫面連接起來就是連貫的動作圖像。
以上所述的僅是本發明的實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護范圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。