[實用新型]一種基于增強現實的實景融合裝置

有效

• 申請號: 201120496704.4
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN202331865U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張心宇;佟新鑫;趙剛;宮俊玲;楊光宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G06T19/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;許宗富

技術領域

本實用新型涉及一種圖像增強現實視覺技術，具體地說是一種基于增強現實的實景融合裝置。

背景技術

目前大量使用的各類觀瞄跟蹤類裝置的模擬訓練器材主要是基于虛擬現實技術，由計算機生成純虛擬二維或三維場景，場景的縱深感、層次感、天氣影響、場景變化等都與實際景物有十分明顯的差異，場景逼真度較差。此外，由于采用純虛擬場景，絕大部分此類器材是在室內使用，不能與其他室外訓練結合，限制了訓練裝置的使用范圍。

實用新型內容

針對現有技術中模擬訓練器材視覺仿真效果存在場景逼真度較差、不能與其他室外訓練結合等不足之處，本實用新型要解決的技術問題是提供一種真實性強、使用方便、能夠在室外應用，更貼近于實戰環境的增強現實的實景融合裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型基于增強現實的實景融合裝置包括：圖像處理器、攝像機以及顯示器，其中攝像機的圖像數據輸出端與圖像處理器的數據輸入端相連，圖像處理器的輸出端接有顯示器。

所述攝像機采用工業彩色數字攝像機，掃描方式為逐行掃描，感光元件寬高比例為4∶3，具有IEEE-1934b輸出接口，能以RGB格式輸出分辨率不低于640×480像素、刷新率不低于25fps的視頻數據；快門與增益可控，帶有自動曝光控制。

所述的顯示器采用雙目式眼鏡顯示器，分辨率不低于640×480像素，刷新率不低于60Hz，色彩深度不低于16位，具有VGA信號輸入接口。

本實用新型的有益效果是：

1.能夠大幅提觀瞄跟蹤類裝置模擬訓練的真實感。

目前大量使用的各類觀瞄跟蹤類裝置的計算機視景仿真模擬訓練器材絕大多數是由計算機生成純虛擬二維或三維場景，場景的縱深感、層次感、天氣影響、場景變化等都與實際景物有十分明顯的差異，場景逼真度較差。本實用新型是將真實的室外景象與計算機生成的虛擬景物結合，場景的主體是室外的真實景象，大幅提高了訓練場景的真實感。

2.將觀瞄跟蹤類裝置模擬訓練從室內擴展到室外

由于目前大部分觀瞄跟蹤類裝置模擬訓練器材使用純虛擬的訓練場景，因此絕大部分只能在室內使用。本實用新型可以在室外應用，不僅拓展了模擬訓練裝置的使用范圍，還使模擬訓練可以與其他室外訓練科目相結合，有助于提高了受訓人員的綜合技能。

附圖說明

圖1為本實用新型組成結構框圖；

圖2為本實用新型采用的方法流程圖；

圖3為本實用新型采用的方法中CVid類構架示意圖；

圖4為CVid類模型示意圖。

具體實施方式

下面通過結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，為本實用新型基于增強現實的實景融合裝置的組成結構，包括圖像處理器、攝像機以及顯示器，其中攝像機的圖像數據輸出端與圖像處理器的數據輸入端相連，圖像處理器的輸出端接有顯示器。

本是實施例中，圖像處理器為一臺高性能計算機，通過IEEE-1394b接口連接彩色數字攝像機，通過VGA接口連接雙目式眼鏡顯示器。圖形引擎是一種基于某圖形庫(如OpenGL、DirectX等)的換件平臺或軟件環境，運行于計算機之上。攝像機采用工業彩色數字攝像機，掃描方式為逐行掃描，感光元件寬高比例為4∶3，具有IEEE-1934b輸出接口，能以RGB格式輸出分辨率不低于640×480像素、刷新率不低于25fps的視頻數據。快門與增益可控，帶有自動曝光控制(自動快門法、自動增益法，能進行最大增益法控制曝光)。本實施例采用Point?Grey?Research公司生產的Flea2彩色數字攝像機。安裝時，數字彩色攝像機的光軸與模擬觀瞄跟蹤裝置瞄準線重合。雙目式眼鏡顯示器是一種分辨率不低于640×480像素，刷新率不低于60Hz的眼睛是顯示器，色彩深度不低于16位，具有VGA信號輸入接口。本實施例采用的雙目式眼鏡顯示器分辨率為800×600，32位色彩深度，刷新率60Hz，帶有VGA信號輸入接口。

本實用新型基于增強現實的實景融合裝置通過以下方法實現其顯示過程：

利用攝像機采集真實景物的視頻數據，輸入到圖像處理器中進行處理；

將上述視頻數據轉化成連續的單幀圖像，將每一幀圖像轉換為紋理數據；

利用三維圖形引擎將此紋理數據映射到超過所有虛擬景物距離的矩形面上；

在三維圖形引擎中將上述矩形面與圖像處理器生成的虛擬景物同時進行渲染，形成虛實結合的圖像視頻。