[發明專利]一種集成3D識別的帽子及帽子的3D識別方法

有效

• 申請號: 201310296270.7
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103345064A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 衛榮杰
• 申請（專利權）人: 衛榮杰
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G06F3/01;A42B1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種集成3D識別的帽子，包括帽子本體，其特征在于，所述帽子本體包括帽子內襯和帽體頂罩，還包括連接固定所帽子內襯和帽體頂罩的帽圈；所述帽子本體還包括帽舌；

在所述帽子內襯與帽體頂罩之間的夾層里安裝固定了頭戴電腦，以及分別與頭戴電腦連接的TOF3D識別裝置的TOF主控模塊和TOF處理模塊、視差3D識別裝置的視差法主控模塊和視差法處理模塊、運動跟蹤傳感器和電源管理模塊；所述帽子的顯示器延伸至帽舌下方；

所述頭戴電腦包含微處理器、存儲器、總線接口、3D動作手勢特征庫、地圖和環境3D模型庫、物聯網應用節點標注庫；

所述TOF3D識別裝置用于采集前方環境的3D深度圖，包括TOF主控模塊，以及分別連接在所述TOF主控模塊上的TOF處理模塊、紅外發射單元、TOF相機和攝像頭；

所述視差3D識別裝置用于得到圖像中的3D動作特征，包括視差法主控模塊，以及分別連接在所述視差法主控模塊上的視差法處理模塊、左紅外攝像頭、右紅外攝像頭和紅外LED燈；

所述頭戴電腦接收TOF3D識別裝置采集前方環境的3D深度圖的數據，GPS定位模塊定位的全球地理坐標位置的GPS數據，和運動跟蹤傳感器計算出的運動軌跡和內嵌場坐標、地磁指南數據、重力場傾角數據；所述頭戴電腦接收TOF3D識別裝置根據這三組數據構建三維模型，將地理坐標標注到地圖和環境3D模型庫里，并且通過視點移動后的新位置，將新的三維模型依照空間法則擬合和拼貼；

所述頭戴電腦根據地圖和環境3D模型庫，基于地球坐標系靜止的虛擬顯示且與現實場景嵌合，虛擬環境視野隨頭部移動而移動，通過人機手勢指令和物聯網應用節點標注庫對視野中的物件標注，并對物聯網應用界面進行操作。

2.根據權利要求1所述的一種集成3D識別的帽子，其特征在于：所述運動跟蹤傳感器包含三軸陀螺儀、三軸加速儀、三軸磁強儀。

3.根據權利要求1所述的一種集成3D識別的帽子，其特征在于：所述帽體頂罩頂上安裝固定有無線網絡模塊和所述GPS定位模塊，所述無線網絡模塊和GPS定位模塊分別連接到頭戴電腦上。

4.一種帽子的3D識別方法，具體包括以下步驟：

步驟A、將拍攝的外部環境的實時深度圖和3D視頻圖像發送到頭戴電腦中的地圖和環境3D模型庫；

步驟B、將GPS定位模塊的全球地理坐標位置的GPS數據傳輸給地圖和環境3D模型庫；將運動跟蹤傳感器計算出的運動軌跡和內嵌場坐標、地磁指南數據、重力場傾角數據傳給地圖和環境3D模型庫；

步驟C、地圖和環境3D模型庫提取視頻圖像的三維模型，并提取視點坐標、方位和傾角；判斷拍攝的外部環境有沒有已注冊模型，如果無，通過提取GPS數據和內嵌場坐標注冊三維模型到地圖和環境的3D模型庫；如果有，進入到步驟D；

步驟D、提取已有注冊模型的坐標和模型，并判斷拍攝的外部環境的三維模型和已有注冊的模型是否可以擬合，如果否，標注不擬合浮法坐標，提取圖形的GPS數據的內嵌場坐標，并將拍攝的三維模型注冊到三維模型到地圖和環境的3D模型庫;如果是，進入到步驟E；

步驟E、將拍攝的部環境的三維模型拼貼并注冊到地圖和環境的3D模型庫中，然后通過綜合坐標復驗存儲到拍攝環境庫，并通過顯示器進行顯示。

5.根據權利要求4所述的一種帽子的3D識別方法，其特征在于，所述步驟A中頭戴電腦采集深度圖的方法，包括以下步驟：

A1、帽子的TOF主控模塊驅動彩色攝像頭、TOF相機和紅外發射單元進行工作；

A2、所述彩色攝像頭在驅動下拍攝到與TOF相機同觀測點和方向的高清視頻；

A3、所述紅外發射單元在驅動下發出持續調制信號的紅外光，發出的紅外光經過物體反射回來被TOF相機拾取計量得到深度圖；

A4、所述TOF相機將得到的深度圖發送給所述TOF處理模塊；所述TOF處理模塊將深度圖通過抑制異常點和噪聲濾波得到去除噪聲和無關背景的圖；

A5、所述TOF處理模塊再結合彩色攝像頭得到圖像進行優化濾波提高深度圖解析度；

A6、所述TOF處理模塊將實時深度圖、彩色視頻輸出到所述頭戴電腦。