一种基于增强现实技术的手持式阅览设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于增强现实技术的手持式阅览设备。该手持式阅览设备包括：圆形本体，其正面设有液晶屏幕、第二摄像头和麦克风，其背面设置第一摄像头和扬声器；以及握持部，与圆形本体相连接，用于抓握手持式阅览设备。该手持式阅览设备对第一摄像头采集的现实场景进行三维虚拟场景的渲染，并透过液晶屏幕显示现实场景和虚拟场景混合后的阅览画面。相比于现有技术，本实用新型专利技术可生成与现实场景高度匹配的、具有逼真的视觉、听觉、触觉、力度感和动感等的虚拟环境，实现用户和虚拟三维环境直接进行交互。如此一来，小朋友可得到更多的感官刺激，提升了学习效率，寓教于乐。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种基于增强现实技术的手持式阅览设备。该手持式阅览设备包括：圆形本体，其正面设有液晶屏幕、第二摄像头和麦克风，其背面设置第一摄像头和扬声器；以及握持部，与圆形本体相连接，用于抓握手持式阅览设备。该手持式阅览设备对第一摄像头采集的现实场景进行三维虚拟场景的渲染，并透过液晶屏幕显示现实场景和虚拟场景混合后的阅览画面。相比于现有技术，本技术可生成与现实场景高度匹配的、具有逼真的视觉、听觉、触觉、力度感和动感等的虚拟环境，实现用户和虚拟三维环境直接进行交互。如此一来，小朋友可得到更多的感官刺激，提升了学习效率，寓教于乐。【专利说明】一种基于增强现实技术的手持式阅览设备
本技术涉及增强现实(Augmented Reality,AR)
,尤其涉及一种基于增强现实技术的手持式阅览设备。
技术介绍
增强现实技术是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，是虚拟现实研究的一个重要分支。概括地说，增强现实技术是借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中并不存在的虚拟对象，并将虚拟对象准确地“嵌入”到真实环境中，然后通过显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，将虚拟的信息应用到真实世界，从而呈现给用户一个效果逼真的新环境，以实现对现实的增强。例如，AR技术可将原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(诸如视觉信息、声音、味道或触觉)等，通过科学技术模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。 此外，在现有技术中，针对儿童的玩教具主要分为传统类、创新类、实体类、虚拟类、娱乐类和教育类，对应的主流产品包括早教机、点读机、点读笔、电子书/书包、识字卡片、电脑教育软件等。通过横向对比可知，传统教育类玩教具趣味性低，很难调动小朋友的主动性；高科技教育类玩教具操作较为复杂，对于使用者的认知和操控门槛较高，没有很好的可带动家庭互动的玩教形式。此外，这些玩教产品大多无创新性，相当多的产品只是在拷贝同类产品。另一方面，近年来随着平板电脑和智能手机的普及，让许多早教类软件开始关注便携式移动平台。但是，平板电脑并不是专门针对儿童开发的，目前市场上对儿童玩平板电脑也存在诸多反对声音，焦点问题大致包括:1)因平板电脑的屏幕尺寸相对较小，长期盯住屏幕容易造成视力下降或近视；2)平板电脑使用时，长期脖子弯着看平板电脑也可能会影响颈椎发育；3)儿童过早地接触软件游戏，不仅会缺乏对真实环境游戏的乐趣，有时还会影响或减低其对于学习的乐趣；4)触控式的平板电脑或智能手机虽然改变了传统使用键盘或鼠标的交互方式，但是儿童与玩教具的交互仍然停留在二维平面上，感官体验度较低。 有鉴于此，如何设计一种手持式阅览设备，将当前的增强现实技术与传统的儿童玩教具予以有机结合，寓教于乐，使小朋友在阅览的过程中将语言学习，图像认知和三维数字模型自然地联系到一起。增强感官刺激，提升学习效率，是相关领域技术人员亟待解决的一项课题。
技术实现思路
针对现有技术中的平板电脑和智能手机在应用于儿童玩教具时所存在的上述诸多缺陷，本技术提供了一种新颖的、基于增强现实技术的手持式阅览设备。 依据本技术的一个方面，提供了一种基于增强现实技术的手持式阅览设备，包括: 一圆形本体，具有相对设置的一正面和一背面，所述圆形本体的正面设有一液晶屏幕、一第二摄像头和一麦克风，所述圆形本体的背面设置一第一摄像头和一扬声器；以及 一握持部，与所述圆形本体相连接，用于抓握所述手持式阅览设备， 其中，所述手持式阅览设备对所述第一摄像头采集的现实场景进行三维虚拟场景的渲染，并透过所述液晶屏幕显示所述现实场景和所述虚拟场景混合后的阅览画面。 在其中的一实施例，所述液晶屏幕具有触控功能，且通过电阻式、电容式、红外线扫描式或红外线图像感测式触控传感器来实现触控操作。 在其中的一实施例，第二摄像头和所述麦克风位于所述圆形本体的顶端的正中位置，所述第二摄像头用于采集所述圆形本体正面侧的现实场景，所述麦克风用于接收用户的语音交互信息。 在其中的一实施例，所述第一摄像头用于采集和捕捉所述圆形本体背面侧的现实场景，所述第一摄像头为电荷耦合组件影像传感器或互补式金属氧化物半导体影像传感器。 在其中的一实施例，所述圆形本体的侧面还包括一功能按键，用于所述手持式阅览设备的不同功能之间进行切换。 在其中的一实施例，所述圆形本体与所述握持部的连接处还包括一控制按键。 在其中的一实施例，手持式阅览设备还包括亮度传感器和辅助背光源，所述亮度传感器用于检测所述手持式阅览设备的环境光强度，所述辅助背光源在所述环境光强度不足时提供辅助背光。 依据本技术的另一个方面，提供了一种基于增强现实技术的手持式阅览设备，包括: 视频采集单元，用于透过第一摄像头捕捉现实场景； 智能计算终端，用于对所述现实场景中的二维码进行识别，得到相应的码值信息和空间位置信息，然后根据所述空间位置信息放置预设的虚拟场景，并生成所述现实场景和所述虚拟场景混合后的阅览画面； 语音输出单元，用于透过扬声器输出与所述虚拟场景相对应的语音信息；以及 液晶屏幕，呈圆形形状，用于显示所述智能计算终端生成的所述阅览画面。 在其中的一实施例，当移动所述手持式阅览设备时，所述现实场景中的二维码发生移动，所述智能计算终端根据移动的二维码来控制所述虚拟场景中的画面移动，所述液晶屏幕输出所述手持式阅览设备移动后的动态阅览画面。 在其中的一实施例，所述智能计算终端还包括:缓冲单元，用于对当前帧之前的若干二维码所对应的码值信息和空间位置信息进行备份，并对所述虚拟场景中的三维物体运动驱动进行相应帧数的延迟，以预留二维码识别所需的处理时间。 在其中的一实施例，所述智能计算终端包括:网络接口，用于获取来自互联网的多个增强现实应用，并根据用户需求选择一个增强现实应用予以执行；以及二维码识别单元，当用户将所述现实场景中的二维码移动至所述第一摄像头的拍摄范围内时，所述二维码识另Ij单元自动跟踪和识别所述二维码，得到所述码值信息和所述空间位置信息。 在其中的一实施例，所述智能计算终端还包括:虚拟场景生成单元，用于根据来自所述二维码识别单元的空间位置信息，查询到相匹配的虚拟场景，以及虚拟实时渲染单元，用于对查询得到的虚拟场景进行实时绘制，并将绘制后的所述虚拟场景与所述现实场景混合显示于所述液晶屏幕。 在其中的一实施例，所述智能计算终端还包括:交互单元，用于识别人脸或人手的交互操作，并根据所述交互操作来获得所述现实场景中隐含的三维信息，从而使所述三维信息与所述虚拟场景中的三维物体进行直接交互。 在其中的一实施例，所述手持式阅览设备包括一圆形本体和一握持部，所述圆形本体装设具有触控功能的所述液晶屏幕，且所述圆形本体与所述握持部的连接处包括一控制按键。 在其中的一实施例，所述圆形本体的顶端正中位置包括一第二摄像头和一麦克风，所述第二摄像头用于采集所述液晶屏幕一侧的现实场景，所述麦克风用于接收用户的语首交互?目息。 在其中的一实施例，所述手持式阅览设备还包括亮度传感器和辅助背光源，所述亮度传感器用于检测所述手持式阅览设备的环境光强度，所述辅助背光源在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于增强现实技术的手持式阅览设备，其特征在于，该手持式阅览设备包括： 一圆形本体，具有相对设置的一正面和一背面，所述圆形本体的正面设有一液晶屏幕、一第二摄像头和一麦克风，所述圆形本体的背面设置一第一摄像头和一扬声器；以及 一握持部，与所述圆形本体相连接，用于抓握所述手持式阅览设备， 其中，所述手持式阅览设备对所述第一摄像头采集的现实场景进行三维虚拟场景的渲染，并透过所述液晶屏幕显示所述现实场景和所述虚拟场景混合后的阅览画面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊剑明，
申请(专利权)人：央数文化上海股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31