一种用于混合现实设备的空间测距方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于混合现实设备的空间测距方法和系统，该方法包括以下步骤：选择待测物体；选择所述待测物体上的任一点作为参照点，测量所述参照点与所述混合现实设备之间的距离，得到参照距离；获取所述待测物体的灰度景深图；根据所述参照距离和所述灰度景深图得到所述待测物体上任一点与所述混合现实设备之间的距离。本发明专利技术提供的一种用于混合现实设备的空间测距方法和系统，可以快速地获得待测物体表面上任一点的距离，具有测距速度快，测距精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于混合现实设备的空间测距方法和系统
本专利技术涉及混合现实领域，尤其涉及一种用于混合现实设备的空间测距方法和系统。
技术介绍
混合现实产品就是将计算机生成的图像与真实的世界相叠加，将虚拟空间的图像显示在现实空间中，使人眼可以在现实世界中看到虚拟的物体。其中，比较有代表性的产品是微软公司发布的可穿戴式混合现实计算设备HoloLens。目前，用于混合现实产品的测距方式主要有以下几种：1)通过立体视觉技术测距。通过两个摄像头获取周围环境的深度图，从两个摄像头的图像数据中得到真实场景中的物体离摄像头的距离，但是这种方法只测一张深度图是不够的，它只是某一时刻真实的场景在摄像头中的映射，因此，要想得到完整的三维场景，需要获得并分析一系列的深度图，同时，在测距之前还需要进行摄像头矫正、图像对齐、左右图像匹配等一系列处理，这些都会造成测距效率低下，无法满足即时测距的需求。2)红外光测距。红外发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束会反射回来，反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值，利用三角关系，传感器到物体的距离就可以通过几何关系计算出来了，但是红外传感器检测的距离随着距离的远近变化具有非线性的缺点，导致得到的距离不准确。3)超声波测距。超生波传感器检测距离原理是发出超声波再检测到发出的超声波，同时根据声速计算出物体的距离，但是超声波测距具有以下缺点：声音的速度易受温度和风向的干扰；超声波有可能被吸音面给吸收；在封闭空间内测距不准确等。因此，现有的测距方法或装置应用于混合现实设备时都具有一定的缺陷，亟需一种能够快速准确测距，迅速获得不规则物体表面任一点距离的测距技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于混合现实设备的空间测距方法和系统。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于混合现实设备的空间测距方法，包括以下步骤：步骤1，选择待测物体；步骤2，选择所述待测物体上的任一点作为参照点，测量所述参照点与所述混合现实设备之间的距离，得到参照距离；步骤3，获取所述待测物体的灰度景深图；步骤4，根据所述参照距离和所述灰度景深图得到所述待测物体上任一点与所述混合现实设备之间的距离。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过获得不规则待测物体表面上任一点的距离，并以此距离作为参照距离，然后获得待测物体的灰度景深图，可以快速地获得待测物体表面上任一点的距离，具有测距速度快，测距精度高的优点。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步地，步骤1包括：步骤11，对所述混合现实设备的周围环境进行建模，得到环境模型；步骤12，从所述环境模型中选择所述待测物体。进一步地，步骤2中，选择所述待测物体上的任一点作为参照点，获取所述参照点的空间向量坐标，根据所述空间向量坐标得到所述参照点与所述混合现实设备之间的参照距离。进一步地，步骤3包括：步骤31，向所述待测物体发射红外光点阵，并接收所述待测物体返回的所述红外光点阵；步骤32，获取返回的所述红外光点阵的光强信息；步骤33，将所述光强信息转化为与所述待测物体景深相对应的灰度值；步骤34，根据所述灰度值得到所述待测物体的灰度景深图。进一步地，步骤4包括：步骤41，从所述灰度景深图中定位所述参照点的位置；步骤42，获取所述参照点处的灰度值，得到标准灰度值；步骤43，选取所述灰度景深图中任一点a，获取任一点a的灰度值；步骤44，根据所述任一点a的灰度值和所述标准灰度值得到所述任一点a与所述参照点的灰度差；步骤45，将所述灰度差转换为深度差；步骤46，根据所述深度差与所述参照距离得到所述任一点a与所述混合现实设备之间的距离。采用上述进一步方案的有益效果是：通过使用灰度景深图比对参照距离测距，可以快速地获得待测物体表面任一点的距离，进而可以帮助混合现实设备对待测物体进行空间建模和其他操作，具有测距速度快等优点。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种用于混合现实设备的空间测距系统，包括：选取模块，用于选择待测物体；第一测距模块，用于选择所述待测物体上的任一点作为参照点，测量所述参照点与所述混合现实设备之间的距离，得到参照距离；第二测距模块，用于获取所述待测物体的灰度景深图，并根据所述参照距离和所述灰度景深图得到所述待测物体上任一点与所述混合现实设备之间的距离。进一步地，所述选取模块具体包括：建模单元，用于对所述混合现实设备的周围环境进行建模，得到环境模型；选取单元，用于从所述环境模型中选择所述待测物体。进一步地，所述第一测距模块具体包括：参照点选取单元，用于选择所述待测物体上的任一点作为参照点；第一获取单元，用于获取所述参照点的空间向量坐标；第一计算单元，用于根据所述空间向量坐标得到所述参照点与所述混合现实设备之间的参照距离。进一步地，所述第二测距模块具体包括：红外光发射器，用于向所述待测物体发射红外光点阵；红外光接收器，用于接收所述待测物体返回的所述红外光点阵；第二获取单元，用于获取返回的所述红外光点阵的光强信息；第一转换单元，用于将所述光强信息转化为与所述待测物体景深相对应的灰度值；制图单元，用于根据所述灰度值得到所述待测物体的灰度景深图。进一步地，所述第二测距模块还包括：定位单元，用于从所述灰度景深图中定位所述参照点的位置；第三获取单元，用于获取所述参照点处的灰度值，得到标准灰度值；随机选取单元，用于选取所述灰度景深图中任一点a，获取所述任一点a的灰度值；第二计算单元，用于根据所述任一点a的灰度值和所述标准灰度值得到所述任一点a与所述参照点的灰度差；第二转换单元，用于将所述灰度差转换为深度差；第三计算单元，用于根据所述深度差与所述参照距离得到所述任一点a与所述混合现实设备之间的距离。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种用于混合现实设备的空间测距方法的流程示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的一种用于混合现实设备的空间测距系统的结构框架图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种用于混合现实设备的空间测距方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：S101，通过选取模块选择待测物体，该待测物体可以为表面不规则的待测物体；S102，第一测距模块随机选择待测物体上的任一点作为参照点，测量参照点与混合现实设备之间的距离，得到参照距离；S103，第二测距模块获取待测物体的灰度景深图，可以通过Kinect技术得到待测物体的灰度景深图，Kinect技术通过一个CMOS红外传感器以黑白光谱的方式来感知环境，灰度图中纯黑代表无穷远，纯白代表无穷近，黑白间的灰色地带对应物体到传感器的物理距离，CMOS红外传感器收集视野范围内的每一点，并形成一幅代表周围环境的景深图像；S104，第二测距模块根据参照距离和灰度景深图得到待测物体上任一点与混合现实设备之间的距离。上述实施例中提供的一种用于混合现实设备的空间测距方法，通过获得不规则待测物体表面上任一点的距离，并以此距离作为参照距离，然后获得待测物体的灰度景深图，可以快速地获得待测物体表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合现实设备的空间测距方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，选择待测物体；步骤2，选择所述待测物体上的任一点作为参照点，测量所述参照点与所述混合现实设备之间的距离，得到参照距离；步骤3，获取所述待测物体的灰度景深图；步骤4，根据所述参照距离和所述灰度景深图得到所述待测物体上任一点与所述混合现实设备之间的距离。

【技术特征摘要】
1.一种用于混合现实设备的空间测距方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，选择待测物体；步骤2，选择所述待测物体上的任一点作为参照点，测量所述参照点与所述混合现实设备之间的距离，得到参照距离；步骤3，获取所述待测物体的灰度景深图；步骤4，根据所述参照距离和所述灰度景深图得到所述待测物体上任一点与所述混合现实设备之间的距离。2.根据权利要求1所述的空间测距方法，其特征在于，步骤1包括：步骤11，对所述混合现实设备的周围环境进行建模，得到环境模型；步骤12，从所述环境模型中选择所述待测物体。3.根据权利要求1所述的空间测距方法，其特征在于，步骤2中，选择所述待测物体上的任一点作为参照点，获取所述参照点的空间向量坐标，根据所述空间向量坐标得到所述参照点与所述混合现实设备之间的参照距离。4.根据权利要求1至3任一项所述的空间测距方法，其特征在于，步骤3包括：步骤31，向所述待测物体发射红外光点阵，并接收所述待测物体返回的所述红外光点阵；步骤32，获取返回的所述红外光点阵的光强信息；步骤33，将所述光强信息转化为与所述待测物体景深相对应的灰度值；步骤34，根据所述灰度值得到所述待测物体的灰度景深图。5.根据权利要求4所述的空间测距方法，其特征在于，步骤4包括：步骤41，从所述灰度景深图中定位所述参照点的位置；步骤42，获取所述参照点处的灰度值，得到标准灰度值；步骤43，选取所述灰度景深图中任一点a，获取任一点a的灰度值；步骤44，根据所述任一点a的灰度值和所述标准灰度值得到所述任一点a与所述参照点的灰度差；步骤45，将所述灰度差转换为深度差；步骤46，根据所述深度差与所述参照距离得到所述任一点a与所述混合现实设备之间的距离。6.一种用于混合现实设备的空间测距系统，其特征在于，包括：选取模块，用于选择待测物体；第一测距模块，用于选择所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李劼，
申请(专利权)人：北京商询科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11