[發明專利]增強現實內容的行星規模定位

在審

• 申請號: 201880077672.9
• 申請日: 2018-10-01
• 公開（公告）號: CN111433822A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 布蘭登·P·法雷爾;卡羅·J·卡里卡
• 申請（專利權）人: 云游公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06T7/60;G06F3/01;G02B27/01;G01S19/01
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 關越

基于單元格的增強現實(AR)內容定位系統可包括單元格的參考網格，每個單元格包括基于所述單元格的各自參考點的32位單元格內坐標系。對單元格的拓撲結構進行選擇，使得所述單元格內坐標系可以在利用單精度浮點數的同時，保持以例如毫米級精度限定內容位置的能力。因此，可以使用32位設備和方法，以高精度執行AR內容的渲染。

技術領域

本公開涉及用于以改進的精度(precision)和準確度(accuracy)來定位計算機生成的增強現實內容的系統和方法。

背景技術

增強現實(augmented reality,AR)(也稱為混合現實(mixed reality,MR))是包含諸如聲音、視頻、圖形和文本等計算機生成的補充元素的現實世界環境實時視圖。例如，用戶可以使用移動設備或數碼相機觀看現實世界位置的實時圖像，并且該移動設備或數碼相機可以通過在現實世界的實時圖像之上顯示計算機生成的元素來創建AR體驗。設備將增強現實呈現給觀看者，就好像計算機生成的內容是現實世界的一部分一樣。

AR應用程序可以將任何計算機生成的信息與現實世界環境的實時視圖進行疊加或整合。這樣的增強現實場景可被顯示在許多類型的設備上，包括計算機、電話、平板計算機(tablet)、平板電腦(pad)、頭戴式耳機、平視顯示器(head-up display,HUD)、眼鏡、面罩和/或頭盔。場景中的AR對象可以由設備的圖形處理單元(graphics processing unit,GPU)渲染。GPU以給定的定位準確度，對限定定位范圍內的位置處的各AR對象進行渲染。如果定位準確度和/或精度較低，則每次渲染對象時，所顯示的AR對象的位置可能會波動，或者根本無法與環境正確對齊，從而破壞了用戶體驗。

然而，AR應用程序的定位準確度/精度可能會受到對該應用程序的AR對象進行渲染所采用的圖形系統的限制。圖形處理單元(GPU)通常被優化以實現利用具有32位(單)精度的數字進行快速計算的性能。因此，歸因于單精度數的存儲方式，使用GPU來定位AR對象的AR應用程序可以以約2^23分之一的分辨率來限定這些對象的位置。對于定位范圍覆蓋了較大地理距離的大規模AR應用程序而言，32位分辨率并不夠用。然而，使用諸如64位雙精度的較高位精度(bit-precision)會使兼容的GPU甚至減慢到無法容忍的低性能速度、增加存儲需求，并導致互操作性問題。

發明內容

本公開提供了與用于定位AR內容的基于單元格的系統(cell-based system)有關的系統、裝置和方法。在一些實施方案中，一種用于以高精度顯示增強現實內容的計算機實現的方法可以包括：通過在移動數字設備(mobile digital device,MDD)的顯示器上呈現合并到現實世界位置的實時視圖中的第一增強現實(AR)內容項目，使用所述移動數字設備的圖形處理單元(GPU)來使所述現實世界位置的第一AR呈現可視化；其中，所述第一AR內容項目的位置和取向是相對于與所述第一AR內容項目相關聯的本地單元格的參考點進行限定的；其中，所述本地單元格限定在包括多個單元格的參考網格(reference grid)內，每個單元格具有參考點和單元格內坐標系(intracellular coordinate system)，所述單元格內坐標系僅使用單精度浮點坐標就具有至少毫米級精度；并且其中，所述參考網格的聚合單元格限定了比通過單精度浮點坐標在毫米尺度上所能唯一表示的尺寸更大的至少一個尺寸。

可以在本公開的多個實施方案中獨立地實現多個特征、功能和優點，或者可將所述特征、功能和優點組合在另一些實施方案中，可以參考以下描述和附圖獲知其更多細節。

附圖說明

圖1是描繪了根據本公開的多個方面，用于定位AR內容的示例性單元格系統的示意圖。

圖2是圖1系統的一部分的示意圖。

圖3是一示例性AR對象和單元格的示意圖，示出了本地單元格坐標系的實例。