[發明專利]基于增強現實的地理信息指引方法與系統

有效

• 申請號: 201010154999.7
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101833896A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 姜光;王劍鋼;姜長龍;吳成柯;王瑞巖;婁中余;崔兆鵬
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G09B29/10
• 分類號: G09B29/10;H04N5/232
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于信息處理技術領域，涉及地理信息指引方法與系統，可用于需要地理信息指引的場所。

技術背景

增強現實(AR，Augmented?Reality)是利用虛擬物體對真實場景進行現實增強的技術，它是基于攝像頭等采集器件采集到的真實物理環境，通過將文本、二維圖像和三維模型等虛擬生成的信息標注在顯示屏所顯示的真實物理環境中的物體上，從而實現對用戶身處的現實物理環境的注釋和說明。增強現實技術給用戶一種虛擬對象與現實環境兩相融合的體驗，它能有效地幫助用戶認知周圍環境，增添周圍環境的信息。

地理信息系統GIS，是利用電子計算機及其外部設備，采集、存儲、分析和描述整個或部分地球表面與空間信息系統。簡單地講，它是在一定的地域內，將地理空間信息和一些與該地域地理信息相關的屬性信息結合起來，達到對地理和屬性信息的綜合管理。如果利用GIS提供的數據的地理屬性，就可以將這些數據分層、分類疊加在電子地圖上，并且在地圖對象與數據庫屬性數據建立連接關系，通過GIS就可以輕松實現地圖與數據庫的雙向查詢。

傳統的地理信息系統雖然結合數據庫可以給用戶提供方便快捷的查詢手段，但其表現形式還主要限于在地圖上標注，存在有如下缺點：

1、平面的地圖顯示不夠直觀，只適用于經常看地圖的人群。

2、通過平面地圖查找必須首先識別地理方向，但是對于很多人來說，在陌生的地方不借助其他工具或外界因素，準確的辨別方向并不是容易的事情。

3、對于商場、政府辦公樓、學校教學樓等大型建筑物的細節地理信息指引缺乏表現手段。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種基于增強現實的地理信息指引方法與系統，以使用戶通過實時視頻不需辨別方向就可直觀有效地認知周圍環境，并且可以提供大型建筑物的細節地理信息。

為實現上述目的，本發明提供的基于增強現實的地理信息指引系統，包括：

相機平臺，用于安放相機、提供角度信息和視頻信息；

角度采集與平臺控制單元，用于采集角度、傳送平臺控制指令和從視頻信息中分離幀同步信號；

計算機，用于發送平臺控制指令和處理視頻數據；

所述相機平臺，將采集的實時視頻信息傳送至計算機和角度采集與平臺控制單元；

所述角度采集與平臺控制單元，從視頻信息中分離幀同步信號，將采集到的角度信息通過串口發送至計算機，并把接收到的平臺控制指令傳送給相機平臺；

所述計算機，將平臺控制指令傳送至角度采集與平臺控制單元，以控制相機平臺的轉動方向和轉動角度。

為實現上述目的，本發明提供的基于增強現實的地理信息指引方法，包括如下步驟：

(1)求出所有目標空間點的初始投影坐標：

(1a)選定旋轉角度0度和俯仰角度0度為相機初始位置；旋轉角度從0度開始，每隔30度進行一組圖像采集，每組三次，分別在俯仰角度為60度、0度、和-60度時采集圖像，獲取每幀圖像對應的旋轉角度信息和俯仰角度信息；通過采集36幀圖像，覆蓋旋轉角度0到360度，俯仰角度正負90度之間的空間范圍；

(1b)對于要找的目標空間點A，在36幀中任選一幀含有目標空間點A的圖像，在選定的幀圖像上找到目標空間點，并獲得目標空間點在此幀中的投影坐標X′，設此幀對應的旋轉角度為θ，俯仰角度為η，通過下式求出從初始位置到旋轉角度為θ，俯仰角度為η的旋轉矩陣R：