[發明專利]一種眼動交互增強現實的相對導航方法

有效

• 申請號: 201910575447.4
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110285818B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 方志祥;管昉立
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01C21/32
• 分類號: G01C21/32;G01C21/36;G06F3/01;G06F16/29
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發明公開了一種眼動交互增強現實的相對導航方法，該方法包括以下步驟：步驟1、提取導航路徑下的顯著地標及其POI坐標信息；步驟2、根據設定的地標分類及標注模型，標注顯著地標并生成虛擬標簽；步驟3、利用相對方位計算模型計算顯著地標的即時相對方位屬性信息，并賦予虛擬標簽即時相對方位屬性信息；步驟4、實現顯著地標虛擬標簽在現實場景中相對于用戶的相對方位映射；步驟5、通過可穿戴式眼動儀與導航系統進行導航過程的視覺交互。本發明能降低導航過程安全風險，基于增強現實的相對導航方法充分考慮用戶對二維絕對空間的推理和認知能力的局限性，能夠有效輔助用戶在第一視角真實場景環境中進行導航任務。

技術領域

本發明涉及導航技術、智能交互技術和增強現實技術領域，尤其涉及一種眼動交互增強現實的相對導航方法。

背景技術

導航是GIS理論研究的一個重要應用領域。現有的導航技術現狀與發展：有軌跡導航和模糊導航，軌跡導航時接收到GPS信號后通過記錄形式的路線，并以此作為參照來指導形式的導航方式，模糊導航時按規劃的路線模擬真實情況進行導航，不需要GPS信號，設置了起點和目的地就可以進行模擬導航；三維實景導航將路面上的建筑物以三維立體形式表現，效果更為真實，AR增強現實導航將實際場景的實時錄像疊加轉向信息。越野導航，將點到點導航，在無圖狀態下的方向導航，用于沒有道路的地方，通過標點、他人航跡、預先規劃好的路徑等手段來導航。全息導航以位置為基礎，全面反映位置本身及其與位置相關的各種特征、時間或事物的全信息的數字導航，是適應位置服務應用需求的一種新型導航產品。

增強現實是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，通過將虛擬的信息融合渲染至真實場景，從而達到超越現實的感官體驗。用戶借助AR眼鏡，AR頭盔顯示器，全息投影等設備把二維或三維對象通過建模和模擬仿真疊加至以現實場景為背景的環境中。增強現實技術包含了多媒體、三維建模與模擬仿真、多傳感器融合、虛擬影像投影及控制、虛實場景融合、實時跟蹤及注冊等技術，在傳統廣播媒體、工程學、醫學、教育學等領域具有巨大應用價值。

眼動儀用于捕捉人在處理視覺信息時的眼動軌跡數據，廣泛用于心理學、視知覺、智能交互等領域的研究。現有的主要應用有，眼動與視覺信息加工的心理機制研究，視覺搜索和模式識別的眼動研究，動機與態度的研究，游戲智能眼動交互體驗等。

目前，GIS導航與位置服務領域研究偏重精確定位與基于絕對坐標的路徑引導，現有的導航系統未充分考慮用戶對絕對空間的推理和認知能力的局限性，缺乏在現實場景中，輔助用戶在第一視角下進行路徑引導的導航應用，缺乏易于理解的基于相對語義的導航方法。傳統導航軟件的導航系統依賴于導航系統的屏幕展示和語音播報，用戶需分散注意力，導致行進視線偏離路面，存在安全隱患。現階段的實景導航系統基于電子地圖的絕對坐標，引導過程局限于全局與局部的路徑展示與方位朝向判定，未充分利用行人的相對導航尋路能力，缺少較為直觀的視覺提示、展示與交互的過程，難以準確且高效引導處于騎行或駕駛狀態的用戶。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷：目前的導航系統基于絕對坐標，未充分考慮人對絕對空間到相對空間的認知和轉換能力，在導航過程中依賴于導航系統屏幕展示導航路徑，需要用戶將視線從道路上移開，存在較大不安全因素，在感官交互方式上以手動交互和語音交互為主，缺少更為直觀的視覺交互過程；提供一種眼動交互增強現實的相對導航方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種眼動交互增強現實的相對導航方法，該方法基于增強現實技術以顯著地標相對關系為引導信號進行動態視覺導航，通過可穿戴式眼動儀與導航系統進行視覺交互；該方法包括以下步驟：

步驟1、提取導航路徑下的顯著地標及其POI坐標信息，顯著地標通過計算各個地標的顯著度來判定；

步驟2、根據設定的地標分類及標注模型，標注顯著地標并生成虛擬標簽，虛擬標簽包括顯著地標對應的分類圖標標簽和文字標簽；