[發(fā)明專利]一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810344125.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110390728A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閔林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 閔林
• 主分類號(hào): G06T19/00
• 分類號(hào): G06T19/00;G06T19/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，包括視頻采集模塊、跟蹤注冊(cè)模塊、虛擬場(chǎng)景渲染模塊、基礎(chǔ)算法模塊、人機(jī)交互界面模塊和中央控制模塊，所述視頻采集模塊與中央控制模塊連接，所述跟蹤注冊(cè)模塊與中央控制模塊連接，所述虛擬場(chǎng)景渲染模塊與中央控制模塊連接，所述基礎(chǔ)算法模塊與中央控制模塊連接，所述人機(jī)交互界面模塊與中央控制模塊連接；所述虛擬場(chǎng)景渲染模塊包括視點(diǎn)變換模塊、模型變換模塊、投影變換模塊和顯示變換模塊。本發(fā)明通過(guò)視頻采集模塊、跟蹤注冊(cè)模塊、虛擬場(chǎng)景渲染模塊、基礎(chǔ)算法模塊、人機(jī)交互界面模塊和中央控制模塊及其相互配合提高了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的精度、分辨率、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，具體涉及一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是將真實(shí)世界的信息和虛擬世界的信息通過(guò)一定的方式疊加形成信息量更大的展示界面的技術(shù)，達(dá)到了對(duì)現(xiàn)實(shí)世界信息的加強(qiáng)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以把原本在現(xiàn)實(shí)世界中人類能感知能力范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的真實(shí)信息(比如視覺(jué)，聲音，味道，觸覺(jué)等信息)，通過(guò)計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后疊加到所取主觀真實(shí)世界的信息中去，將真實(shí)的環(huán)境信息和虛擬的物體信息實(shí)時(shí)疊加到在同一畫(huà)面或空間，再通過(guò)一定的顯示手段使這些信息展示出來(lái)，使得人體能夠感知與察覺(jué)，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中展露頭角，并開(kāi)始應(yīng)用于智能手機(jī)終端，逐步在各種領(lǐng)域提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)支持，帶來(lái)靈動(dòng)的用戶體驗(yàn)，更實(shí)用也更人性化。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于安卓是基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)來(lái)的高速發(fā)展和安卓設(shè)備的爆發(fā)式普及。基于計(jì)算機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，整合現(xiàn)實(shí)取景圖片，安卓系統(tǒng)、智能終端平臺(tái)，將虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的信息疊加，使系統(tǒng)的應(yīng)用得到擴(kuò)大與加強(qiáng)，也使系統(tǒng)信息更直觀、高效的傳達(dá)。從當(dāng)下信息領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，隨著人們對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用于了解的加深，基于安卓智能終端的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)會(huì)得到更多的發(fā)展。現(xiàn)有的安卓平臺(tái)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)精度低、分辨率低、實(shí)時(shí)性差、穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的安卓平臺(tái)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)精度低、分辨率低、實(shí)時(shí)性差、穩(wěn)定性差，目的在于提供一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，提高增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的精度、分辨率、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，包括視頻采集模塊、跟蹤注冊(cè)模塊、虛擬場(chǎng)景渲染模塊、基礎(chǔ)算法模塊、人機(jī)交互界面模塊和中央控制模塊，所述視頻采集模塊與中央控制模塊連接，所述跟蹤注冊(cè)模塊與中央控制模塊連接，所述虛擬場(chǎng)景渲染模塊與中央控制模塊連接，所述基礎(chǔ)算法模塊與中央控制模塊連接，所述人機(jī)交互界面模塊與中央控制模塊連接；所述跟蹤注冊(cè)模塊接收視頻采集模塊的圖像后，對(duì)圖像依次進(jìn)行圖像預(yù)處理、圖像規(guī)范化、模板匹配、標(biāo)志識(shí)別處理；所述圖像預(yù)處理包括二值化、圖像分割、邊緣檢測(cè)。

視頻采集模塊：初始化攝像頭，對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行視頻流采集和存儲(chǔ)，將采集的圖像數(shù)據(jù)用于后續(xù)分析和處理。

跟蹤注冊(cè)模塊：通過(guò)對(duì)采集圖像的處理分析，獲得場(chǎng)景中標(biāo)志物圖像的位置以及朝向信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)志物的跟蹤注冊(cè)，為虛擬場(chǎng)景的正確渲染加載提供支持。

虛擬場(chǎng)景渲染模塊：標(biāo)志物識(shí)別后，通過(guò)OpenGL ES渲染虛擬場(chǎng)景的3D模型，將其實(shí)時(shí)疊加顯示于標(biāo)志物上，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能。

視點(diǎn)變換相當(dāng)于調(diào)整照相機(jī)的位置方向，模型變換則指定模型的位置和朝向，如對(duì)模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放或者執(zhí)行這些操作的組合。投影變換則相當(dāng)于選擇照相機(jī)鏡頭，可以將投影變換視為指定視野或視景體，即確定哪些物體在視野內(nèi)以及這些物體在視野內(nèi)的大小。投影變換和視點(diǎn)變換一起決定場(chǎng)景將如何映射到計(jì)算機(jī)屏幕上，投影變換制定映射的方式，而屏幕顯示變換指定場(chǎng)景將被映射到什么樣的屏幕區(qū)域中。

基礎(chǔ)算法模塊：封裝圖像處理基礎(chǔ)算法，提供浮點(diǎn)矢量計(jì)算、矩陣運(yùn)算等接口，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)處理和跟蹤注冊(cè)的基本算法。