AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法，包括：將AR眼鏡固定設(shè)置在實際場景中的設(shè)定位置，在AR眼鏡的前方放置標(biāo)有多個刻度的實際標(biāo)記物；對所述實際場景進(jìn)行全景掃描，得到所述實際場景對應(yīng)的虛擬場景，將所述虛擬場景導(dǎo)入開發(fā)設(shè)備，將AR眼鏡拍攝得到的視頻場景上傳至開發(fā)設(shè)備；在所述開發(fā)設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式后在同一界面顯示所述虛擬場景和視頻場景，將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合；將所述虛擬目標(biāo)物疊加至所述虛擬場景中的目標(biāo)位置，獲取虛擬場景中疊加所述虛擬目標(biāo)物的疊加范圍參數(shù)，將所述虛擬目標(biāo)物和疊加范圍參數(shù)發(fā)送至AR眼鏡。其可以實現(xiàn)對視頻場景對應(yīng)的實際場景的高度還原，使AR眼鏡所顯示的虛擬場景具體較好的顯示效果。

Method for superimposing virtual target in AR glasses

Including the superposition method, the present invention relates to a virtual object in AR AR glasses: glasses fixed position in the actual scene, placing the actual marker marked with a plurality of graduation in front of AR glasses; panoramic sweep of the actual scene, get the actual virtual scene corresponding to the scene and the virtual scene into the development of equipment, AR glasses of captured video scenes uploaded to the development of equipment; in the development of the equipment into the debugging mode in the same interface display of the virtual scene and video scene, will each virtual scale of the virtual scene in the regulation to the video scene in the shooting scale coincide; the virtual objects superimposed to the virtual scene in the target location, the range of parameters for superposition superposition of virtual objects in the virtual scene, the The dummy target and the overlay range parameter are transmitted to the AR glasses. It can realize the high recovery of the actual scene corresponding to the video scene, so that the virtual scene displayed by the AR glasses displays better effects.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法
本專利技術(shù)涉及虛擬顯示眼鏡
，特別是涉及一種AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法。
技術(shù)介紹
HoloLens眼鏡等AR(增強現(xiàn)實技術(shù))眼鏡為用于進(jìn)行虛擬現(xiàn)實場景顯示的智能顯示設(shè)備。若需要提高HoloLens眼鏡等AR眼鏡的增強現(xiàn)實功能，必須準(zhǔn)確獲取真實世界的信息(如虛擬場景所對應(yīng)的實際場景信息)。AR眼鏡在顯示相應(yīng)虛擬場景的過程中，需要依賴相應(yīng)的SLAM(同步定位與建圖)系統(tǒng)。以HoloLens眼鏡為例，HoloLens眼鏡依靠的是左右兩邊各兩臺的攝像頭，覆蓋的水平視角和垂直視角都達(dá)到120度。這些攝像頭能夠?qū)崟r獲取不同角度的深度圖，再對不同的深度圖進(jìn)行累積，從而借助立體視覺等技術(shù)計算出場景及其內(nèi)部目標(biāo)物體的精確的三維模型。當(dāng)用戶移動時，需要精準(zhǔn)的姿態(tài)確定和位置確定，HoloLens眼鏡的SLAM系統(tǒng)通過景深攝像頭和電容式陀螺儀等多種傳感器獲取環(huán)境的各種信息，以此計算出用戶的相對或絕對位置，并完成對于現(xiàn)實場景的構(gòu)建，保證移動中虛擬畫面穩(wěn)定和準(zhǔn)確地疊加。然而SLAM技術(shù)目前的算法還要依賴高性能的GPU才能達(dá)到接近實時的運算，且算法自身存在大量迭代、嘗試性運算，無法完全滿足現(xiàn)實場景構(gòu)建的實時性要求。因此在實際應(yīng)用中，利用AR眼鏡實現(xiàn)的虛擬信息疊加后的虛擬場景顯示還存在畫面延遲、定位精度低(厘米級)等不足，使AR眼鏡所顯示的虛擬場景效果差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
基于此，有必要針對傳統(tǒng)方案中，AR眼鏡所顯示的虛擬場景效果差的技術(shù)問題，提供一種AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法。一種AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法，包括如下步驟：將AR眼鏡固定設(shè)置在實際場景中的設(shè)定位置，在所述AR眼鏡的前方放置標(biāo)有多個刻度的實際標(biāo)記物；對所述實際場景進(jìn)行全景掃描，得到所述實際場景對應(yīng)的虛擬場景，將所述虛擬場景導(dǎo)入開發(fā)設(shè)備，將所述AR眼鏡拍攝得到的視頻場景上傳至開發(fā)設(shè)備；其中，所述開發(fā)設(shè)備為生成所述AR眼鏡對應(yīng)的虛擬場景的設(shè)備；在所述開發(fā)設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式后在同一界面顯示所述虛擬場景和視頻場景，將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合；其中，所述虛擬刻度指虛擬場景中虛擬標(biāo)記物上的刻度；所述拍攝刻度指拍攝得到的視頻場景中拍攝標(biāo)記物上的刻度；將所述虛擬目標(biāo)物疊加至所述虛擬場景中的目標(biāo)位置，獲取虛擬場景中疊加所述虛擬目標(biāo)物的疊加范圍參數(shù)，將所述虛擬目標(biāo)物和疊加范圍參數(shù)發(fā)送至AR眼鏡。上述AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法，在實際場景中增設(shè)包括多個刻度的實際標(biāo)記物，以此構(gòu)建虛擬場景，使構(gòu)建后的虛擬場景可以通過上述實際標(biāo)記物調(diào)整與AR眼鏡拍攝得到的視頻場景之間的重合度，使虛擬場景與相應(yīng)的視頻場景完全重合，實現(xiàn)對視頻場景對應(yīng)的實際場景的高度還原，相應(yīng)的虛擬目標(biāo)物可以準(zhǔn)確疊加至上述虛擬場景中，獲取虛擬目標(biāo)物實現(xiàn)準(zhǔn)確疊加后的疊加范圍參數(shù)，以便AR眼鏡按照上述疊加范圍參數(shù)將虛擬目標(biāo)物疊加至AR眼鏡的視頻場景，使視頻場景在AR眼鏡中具體較好的顯示效果。且在AR眼鏡的顯示過程中，無需實時、動態(tài)地識別相應(yīng)實際場景中實物的圖像，徹底解決了由于使用圖像識別技術(shù)帶來的畫面延遲和重合精度低的問題，由于不需要進(jìn)行相應(yīng)實時定位和構(gòu)建場景，可以節(jié)省AR眼鏡系統(tǒng)的資源開銷，降低系統(tǒng)硬件過熱帶來的風(fēng)險。附圖說明圖1為一個實施例的AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法流程圖；圖2為一個實施例的實際標(biāo)記物示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法的具體實施方式作詳細(xì)描述。參考圖1，圖1所示為一個實施例的AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法流程圖，包括如下步驟：S10，將AR眼鏡固定設(shè)置在實際場景中的設(shè)定位置，在所述AR眼鏡的前方放置標(biāo)有多個刻度的實際標(biāo)記物；上述步驟可以通過支架固定在實際場景中設(shè)定位置處，上述設(shè)定位置可以為實際場景中的某側(cè)或者某個角落的上方；將AR眼鏡固定設(shè)置在設(shè)定位置處，AR眼鏡自身攜帶的攝像頭可以對實際場景的大部分空間進(jìn)行拍攝。上述實際標(biāo)記物可以為如圖2所示的立方體，上述立方體的各個邊上可以標(biāo)記多個刻度，以圖2所示的立方體為例，立方體的邊長為100mm(毫米)，每條邊均以0.5mm間隔進(jìn)行刻度。S20，對所述實際場景進(jìn)行全景掃描，得到所述實際場景對應(yīng)的虛擬場景，將所述虛擬場景導(dǎo)入開發(fā)設(shè)備，將所述AR眼鏡拍攝得到的視頻場景上傳至開發(fā)設(shè)備；其中，所述開發(fā)設(shè)備為生成所述AR眼鏡對應(yīng)的虛擬場景的設(shè)備；上述步驟可以采用三維激光掃描設(shè)備掃描包括AR眼鏡和實際標(biāo)記物在內(nèi)的實際場景，獲取空間位置信息，構(gòu)建虛擬場景，具體的構(gòu)建過程可以包括：第一步：通過三維激光掃描場景中各實物的水平方向、天頂距、斜距和反射強度等參數(shù)，自動存儲并計算，獲得點云數(shù)據(jù)；第二步：對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、掃描數(shù)據(jù)拼接與合并、影像數(shù)據(jù)點三維空間量測、點云影像可視化、空間數(shù)據(jù)三維建模、紋理分析處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，構(gòu)建虛擬場景。所構(gòu)建的虛擬場景包括實際場景中的各個實際元素分別對應(yīng)的虛擬元素，比如虛擬支架，虛擬AR眼鏡以及虛擬標(biāo)記物等等。在構(gòu)建虛擬場景之后，可以保持AR眼鏡和實際標(biāo)記物相互位置關(guān)系不變，啟動Hololens眼鏡，進(jìn)入開發(fā)程序，向開發(fā)設(shè)備導(dǎo)入虛擬場景，進(jìn)入調(diào)試模式，在開發(fā)設(shè)備的同一界面中顯示AR眼鏡拍攝得到的視頻場景和上述虛擬場景。S30，在所述開發(fā)設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式后在同一界面顯示所述虛擬場景和視頻場景，將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合；其中，所述虛擬刻度指虛擬場景中虛擬標(biāo)記物上的刻度；所述拍攝刻度指拍攝得到的視頻場景中拍攝標(biāo)記物上的刻度；上述步驟可以在虛擬場景中設(shè)置虛擬攝像機等參考調(diào)節(jié)圖形，通過調(diào)節(jié)上述參考調(diào)節(jié)圖形實現(xiàn)對相應(yīng)虛擬場景的調(diào)節(jié)，比如旋轉(zhuǎn)上述參考調(diào)節(jié)圖形設(shè)定角度，虛擬場景便相應(yīng)旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度；將參考調(diào)節(jié)圖形向某方向移動距離A，相應(yīng)的，虛擬場景向該方向移動距離A。可以通過調(diào)節(jié)設(shè)置在虛擬場景中的參考調(diào)節(jié)圖形將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合，使AR眼鏡視角下的虛擬場景完全與相應(yīng)的實際場景重合。在通過調(diào)節(jié)設(shè)置在虛擬場景中的參考調(diào)節(jié)圖形調(diào)節(jié)相應(yīng)虛擬場景的過程中，虛擬AR眼鏡以及相應(yīng)的虛擬支架固定不動，虛擬場景中除虛擬AR眼鏡和虛擬支架以外的各個虛擬元素(如虛擬標(biāo)記物、虛擬場景中的各個環(huán)境元素等)與參考調(diào)節(jié)圖形運動一致；例如，旋轉(zhuǎn)上述參考調(diào)節(jié)圖形設(shè)定角度，虛擬場景中除虛擬AR眼鏡和虛擬支架以外的各個虛擬元素分別旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度；將參考調(diào)節(jié)圖形向某方向移動距離A，相應(yīng)的，虛擬場景中除虛擬AR眼鏡和虛擬支架以外的各個虛擬元素分別向該方向移動距離A。S40，將所述虛擬目標(biāo)物疊加至所述虛擬場景中的目標(biāo)位置，獲取虛擬場景中疊加所述虛擬目標(biāo)物的疊加范圍參數(shù)，將所述虛擬目標(biāo)物和疊加范圍參數(shù)發(fā)送至AR眼鏡。上述步驟可以利用開發(fā)設(shè)備中的開發(fā)程序?qū)⑻摂M目標(biāo)物對應(yīng)的虛擬信息根據(jù)相關(guān)設(shè)計要求放置在虛擬場景中的指定位置(目標(biāo)位置)，或者與虛擬場景中相對固定的目標(biāo)物疊加，使上述虛擬目標(biāo)物與相應(yīng)的虛擬場景完全融合，得到還原度極高的虛擬場景。再從上述還原度極高的虛擬場景中獲取疊加相應(yīng)虛擬目標(biāo)物的疊加范圍參數(shù)，將所述虛擬目標(biāo)物和疊加范圍參數(shù)發(fā)送至AR眼鏡，以便AR眼鏡可以根據(jù)上述疊加范圍參數(shù)將虛本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法，其特征在于，包括如下步驟：將AR眼鏡固定設(shè)置在實際場景中的設(shè)定位置，在所述AR眼鏡的前方放置標(biāo)有多個刻度的實際標(biāo)記物；對所述實際場景進(jìn)行全景掃描，得到所述實際場景對應(yīng)的虛擬場景，將所述虛擬場景導(dǎo)入開發(fā)設(shè)備，將所述AR眼鏡拍攝得到的視頻場景上傳至開發(fā)設(shè)備；其中，所述開發(fā)設(shè)備為生成所述AR眼鏡對應(yīng)的虛擬場景的設(shè)備；在所述開發(fā)設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式后在同一界面顯示所述虛擬場景和視頻場景，將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合；其中，所述虛擬刻度指虛擬場景中虛擬標(biāo)記物上的刻度；所述拍攝刻度指拍攝得到的視頻場景中拍攝標(biāo)記物上的刻度；將所述虛擬目標(biāo)物疊加至所述虛擬場景中的目標(biāo)位置，獲取虛擬場景中疊加所述虛擬目標(biāo)物的疊加范圍參數(shù)，將所述虛擬目標(biāo)物和疊加范圍參數(shù)發(fā)送至AR眼鏡。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法，其特征在于，包括如下步驟：將AR眼鏡固定設(shè)置在實際場景中的設(shè)定位置，在所述AR眼鏡的前方放置標(biāo)有多個刻度的實際標(biāo)記物；對所述實際場景進(jìn)行全景掃描，得到所述實際場景對應(yīng)的虛擬場景，將所述虛擬場景導(dǎo)入開發(fā)設(shè)備，將所述AR眼鏡拍攝得到的視頻場景上傳至開發(fā)設(shè)備；其中，所述開發(fā)設(shè)備為生成所述AR眼鏡對應(yīng)的虛擬場景的設(shè)備；在所述開發(fā)設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式后在同一界面顯示所述虛擬場景和視頻場景，將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合；其中，所述虛擬刻度指虛擬場景中虛擬標(biāo)記物上的刻度；所述拍攝刻度指拍攝得到的視頻場景中拍攝標(biāo)記物上的刻度；將所述虛擬目標(biāo)物疊加至所述虛擬場景中的目標(biāo)位置，獲取虛擬場景中疊加所述虛擬目標(biāo)物的疊加范圍參數(shù)，將所述虛擬目標(biāo)物和疊加范圍參數(shù)發(fā)送至AR眼鏡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法，其特征在于，將所述AR眼鏡通過支架固定設(shè)置在實際場景中的設(shè)定位置；所述將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合的過程包括：在虛擬場景中的虛擬支架上設(shè)置一個虛擬攝像機，通過所述虛擬攝像機調(diào)節(jié)所述虛擬場景，直至將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合；其中，在調(diào)節(jié)虛擬攝像機的過程中，所述虛擬場景中的虛擬支架和虛擬AR眼鏡保持不動，虛擬場景中除虛擬支架和虛擬AR眼鏡外的各個虛擬元素隨所述虛擬攝像機運動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AR眼鏡中虛擬目標(biāo)物的疊加方法，其特征在于，所述在虛擬場景中的虛擬支架上設(shè)置一個虛擬攝像機，通過所述虛擬攝像機調(diào)節(jié)所述虛擬場景，直至將所述虛擬場景中的各個虛擬刻度調(diào)節(jié)至與所述視頻場景中的各個拍攝刻度重合的過程之后，還包括：記錄所述虛擬攝像機與所述虛擬AR眼鏡之間的相對坐標(biāo)；記錄所述虛擬攝像機與所述虛擬AR眼鏡之間的相對姿態(tài)信息；所述將所述虛擬目標(biāo)物疊加至所述虛擬場景中的目標(biāo)位置，獲取虛擬場景中疊加所述虛擬目標(biāo)物的疊加范圍參數(shù)，將所述虛擬目標(biāo)物和疊加范圍參數(shù)發(fā)送至AR眼鏡的過程之后，還包括：檢測所述AR眼鏡在實際場景中的眼鏡位移信息，根據(jù)所述眼鏡位移信息調(diào)節(jié)所述虛擬攝像機的虛擬攝像...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何雙伯，李軍鋒，劉曉，夏爽，熊山，薛江，馮偉夏，
申請(專利權(quán))人：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司教育培訓(xùn)評價中心，武漢新電電氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44