[發明專利]一種分布式增強現實的定位終端、定位服務器及定位系統

在審

• 申請號: 202010890897.5
• 申請日: 2020-08-29
• 公開（公告）號: CN112070820A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 蘭衛旗
• 申請（專利權）人: 南京翱翔信息物理融合創新研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/55
• 分類號: G06T7/55;G06T7/73;G06T7/246;G06T7/33;G06T19/00;G02B27/01
• 代理公司: 江蘇舜點律師事務所 32319
• 代理人: 韓賽

本發明提供了一種分布式增強現實的定位終端、定位服務器及定位系統，一種分布式增強現實的定位系統，包括能夠進行數據傳輸的定位終端和定位服務器；定位終端包括：頭戴式設備，其包括：雙目慣導感知模塊，用于獲取場景圖像并提供IMU數據；顯示模塊，用于接收并顯示融合圖像。便攜式處理設備，用于根據場景圖像和IMU數據計算相機的旋轉R和位置T；定位服務器包括：存儲模塊，用于存儲預制模型及其場景的旋轉R和位置t；融合模塊，用于根據相機的旋轉R和位置T和預制模型及其場景的旋轉R和位置t生成融合圖像。本發明不僅能測量相對于場景的姿態和位置，而且能夠測量相對于物體的深度距離信息，對場景的感知信息量更大。

技術領域

本發明屬于增強現實定位技術領域，具體涉及一種分布式增強現實的定位終端、定位服務器及定位系統。

背景技術

目前市面上主流的便攜式增強現實定位方案包括以HoloLens為代表的頭戴式一體設備，以及Magicleap為代表的分體式設備。HoloLens將數據采集、數據處理、融合顯示模塊內嵌進了頭戴式設備中，在保證定位精度的同時，最大化的減少設備的重量，但同時也帶來了發熱嚴重、待機時間短的問題。Magicleap則很好地改善了上述問題，將數據處理與融合渲染模塊放置在分體式的微型處理器上，實現較高定位效果。上述兩種設備在影音娛樂應用方面具有較大優勢，但在工業領域的應用，由于其處理器性能、散熱性能、操作系統兼容性的問題，難以得到真正應用。

如圖1所示，針對工業級的增強現實設備，HTC VIVE滿足大部分的場景需求，但HTCVIVE嚴格意義上來說不是一臺獨立的設備，為了展現復雜的虛擬場景，需要高配的電腦，而且其應用過程中會存在以下問題：（1）VIVE的二次開發由于基站定位的方式需要較大的場地，便于調試以及良好的感知；（2）只能在規定好的空間中進行應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種分布式增強現實的定位終端、定位服務器及定位系統，能夠不受場景空間限制，利用分體式結構充分滿足大感知量條件下的性能和兼容性要求。

本發明是這樣實現的：一種分布式增強現實的定位終端，用于與定位服務器進行數據傳輸，包括：

頭戴式設備，其包括：

雙目慣導感知模塊，用于獲取場景圖像并提供IMU數據；

顯示模塊，用于接收并顯示融合圖像；

便攜式處理設備，用于根據所述場景圖像和IMU數據計算相機的旋轉R和位置T。

進一步地，所述雙目慣導感知模塊包括：

兩個圖像獲取模塊，用于獲取場景圖像；

IMU模塊，用于提供IMU數據。

進一步地，所述便攜式處理設備包括：

積分模塊，用于對所述IMU數據進行預積分處理得到相機在運動過程中的旋轉R1和位置T1；

特征提取模塊，用于提取所述場景圖像中的特征點；

光流跟蹤模塊，用于根據所述特征點對所述場景圖像進行光流跟蹤；

匹配模塊，用于根據光流跟蹤結果匹配前后兩幀之間的圖像，得到兩幀圖像之間的旋轉R2和位置T2；

圖優化模塊，用于根據所述旋轉R1、位置T1、旋轉R2和位置T2計算相機的旋轉R和位置T。

進一步地，所述便攜式處理設備還包括：

去噪模塊，用于對所述IMU數據進行去噪處理并將處理結果作為所述積分模塊的輸入。

進一步地，所述便攜式處理設備還包括：

預處理模塊，用于對所述場景圖像進行預處理并將處理結果作為所述特征提取模塊的輸入。