增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法及系统，所述方法包括将运动物体置于背景地图上，所述背景地图上分布有多个设置有位点信息的位点；获取运动物体所在位置处对应的视窗图像，提取并传递位点信息至显示终端上的终端控制模块；终端控制模块对位点信息进行处理，通过位点信息确定运动物体在背景地图上的信息。本发明专利技术中方法及实现所述方法的系统通过采集位点信息将现实世界与增强现实中的位置信息关联起来，可在增强现实中快速、实时、准确地获得运动物体在现实世界的信息，完成运动物体在显示终端上的定位。

Method and system for acquiring moving object information quickly and in real time in augmented reality

The invention discloses an augmented reality real-time access method and system for moving object information, the method includes moving objects in the background map, the background map is distributed with a plurality of arranged site information site; Windows image acquisition of moving objects at the location corresponding to the extraction and transfer site information the control module to the display terminal on the terminal; the terminal control module for processing site information, identify the moving objects in the background on the map information through the site information. The method and system for realizing the method by collecting site information with the real world in augmented reality location information are associated in augmented reality fast, real time and accurate movement of objects in the real world of information, complete the moving objects in the display on the terminal location.

【技术实现步骤摘要】
增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法及系统
本专利技术涉及增强现实领域，特别涉及一种增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法及系统。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality，AR)，是在虚拟现实(VirtualReality，VR)技术基础上发展起来的新技术，其通过计算机图形及可视化技术、多媒体技术、交互技术将计算机或者智能终端设备计算渲染成的虚拟对象(图形、图像、文字、声音等)，正确合理的叠加到用户可以直接感知的真实及现实世界中，两者融为一体，从而起到所谓的“增强”效果。目前，基于视频的增强现实系统实现增强现实一般需要四个步骤：真实场景的图像采集；实时跟踪和注册定位；虚拟物体绘制渲染；虚实场景融合显示。这种方式首先利用摄像机获取真实场景视频，利用视频流中的标识获得场景位置信息，然后通过图形处理系统来计算虚拟物体坐标到相机视平面之间的坐标变换，通过转换矩阵在视平面上绘制虚拟物体，将虚拟物体注册到用户感知的真实场景中，最后在输出设备上显示出虚实融合的场景。增强现实被誉为近年来最热门的研究领域之一，其在医疗领域、军事领域、工业设计、以及公共娱乐领域等方面有潜在应用，其中，利用增强现实进行游戏可使其成为与网络游戏相媲美的游戏方式，其既保留网络游戏的吸引力(即炫酷的视觉效果)，又可促使玩家参与社会活动(因为增强现实必须依赖实际物体)，降低了对网络游戏的依赖。无论在上述何种领域的应用，人们逐渐不满足于当前对静止物体或场景的增强现实，对运动物体或场景增强现实的需求日益增加。然而，目前增强现实技术对运动物体的跟踪注册方面存在一定的滞后，主要原因在于对运动物体信息的确定存在延时性。造成运动物体信息的延时性原因在于：(1)在一种方式中，通过摄像头连续获取当前运动物体以及运动物体位置周围一定范围内的图像，然后对相邻帧图像进行对比以获取移动物体的信息，此种方式涉及到的算法复杂，降低了获取运动物体信息的及时性；或者，(2)在另一种方式中，使用多种传感器获取移动物体的运动信息，但由于某些传感器自身具有延时长的特性，使得获取的数据具有一定的延时性。因此，本专利技术人对获得运动物体信息的系统进行深入研究，以提供一种快速、实时、准确性高的获得运动物体信息的方法及系统，增强虚拟信息在现实场景中的融合效果。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，结果发现：将运动物体放在设置有位点的背景地图上，并在运动物体上安装图像采集模块、数据解码模块和第一通信模块，通过运动物体上的图像采集模块和数据解码模块进行运动物体的信息采集、提取，经第一通信模块和第二通信模块将采集到的信息传输至显示终端的终端控制模块上，利用位点信息将现实世界与增强现实中的位置信息关联起来，实现运动物体的信息获取及在显示终端上的定位，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下技术方案：1、一种增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法，所述方法包括下述步骤：1)将运动物体置于背景地图100上，所述背景地图100上设有多个具有可识别位点信息的位点110；2)获取运动物体所在位置处对应的包含多个位点110的视窗图像，提取视窗图像中可识别的位点信息后传递位点信息至显示终端上的终端控制模块400；3)终端控制模块400对位点信息进行处理，确定运动物体在背景地图100上的信息。2、一种增强现实中快速实时获得运动物体信息的系统，其中，所述系统包括背景地图100、图像采集模块200、数据解码模块500、第一通信模块310、第二通信模块320和终端控制模块400，所述背景地图100铺设于运动物体下，其上设有多个具有可识别位点信息的位点110；所述图像采集模块200、数据解码模块500和第一通信模块310安装在运动物体上，图像采集模块200获取运动物体所在位置处对应的包含多个位点110的视窗图像，并传递视窗图像至数据解码模块500，数据解码模块500对视窗图像中的位点信息进行识别、提取，经第一通信模块310和第二通信模块320传递位点信息至终端控制模块400；所述终端控制模块400接收第二通信模块320传递的位点信息并进行处理，获得运动物体在背景地图100中的位置信息。根据本专利技术提供的一种增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法及系统，具有以下有益效果：(1)本专利技术基于设置有可识别位点信息的位点的背景地图对运动物体的位置、速度和方向信息进行确定，此方式完全不同于现有技术中通过图像对比或传感器确定运动物体信息的方式，解决了现有技术中存在的对运动物体信息的获得存在滞后性的问题，可快速、实时、准确地获得运动物体的信息，增强虚拟信息在现实场景中的融合效果；(2)本专利技术中背景地图上的位点以坐标点形式排布，便于对运动物体位置的识别；同时，背景地图上划定安全范围，当获取的视窗图像中包含提醒位点时，终端控制模块在显示终端上进行提示，便于用户对运动物体的操控，也可避免显示终端上无法得到运动物体信息的状况；(3)本专利技术中第一通信模块和第二通信模块可为蓝牙通信模块，满足信息接收的同时，能耗小、成本低；(4)本专利技术中采用数据解码模块对传输的位点信息进行高进制转化，可有效减少位点信息的传输时间，更有利于实现运动物体信息获得的及时性；(5)本专利技术中获得运动物体信息的系统可对视窗图像模糊状况进行处理，在出现模糊图像时，可有效保证运动物体信息的确定及在显示终端的有效、合理定位。附图说明图1示出本专利技术中获得运动物体信息的方法的流程图；图2示出本专利技术一种优选实施方式中背景地图的示意图；图3示出本专利技术中设置于运动物体上的模块示意图；图4示出本专利技术中一种设定位置处有效位点选取示意图；图5示出本专利技术中一种设定位置处有效位点选取示意图；图6示出本专利技术中获得运动物体信息的系统的模块组成。附图标号说明：100-背景地图；110-位点；200-图像采集模块；210-第一摄像装置；220-第二摄像装置；310-第一通信模块；320-第二通信模块；400-终端控制模块；500-数据解码模块。具体实施方式下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。如图1所示，本专利技术提供了一种增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法，该方法包括如下步骤：1)将运动物体置于背景地图100上，所述背景地图100上设有多个具有可识别位点信息的位点110；2)获取运动物体所在位置处对应的包含多个位点110的视窗图像，提取视窗图像中可识别的位点信息后传递位点信息至显示终端上的终端控制模块400；3)终端控制模块400对位点信息进行处理，确定运动物体在背景地图100上的信息，其中，所述信息包括运动物体的位置信息、速度信息或方向信息。步骤1)中，所述背景地图100为纸质材料或高分子薄膜材料制成。所述位点110为肉眼不可见的微观区域，位点110内通过打印、喷涂或蚀刻等方式设置有可识别的位点信息。在一种优选的实施方式中，如图2所示，所述背景地图100上的位点110以设定的规则在二维平面上排列，优选位点110以坐标点的形式排列，各位点110之间间距相等。例如，在背景地图100的二维平面上设定一个XY轴坐标系，向右确定为X轴的正方向，向上确定为Y轴的正方向，原点坐标为(0，0)。根据精密度要求设置位点密度，例如在1m×本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：1)将运动物体置于背景地图(100)上，所述背景地图(100)上设有多个具有可识别位点信息的位点(110)；2)获取运动物体所在位置处对应的包含多个位点(110)的视窗图像，提取视窗图像中可识别的位点信息后传递位点信息至显示终端上的终端控制模块(400)；3)终端控制模块(400)对位点信息进行处理，确定运动物体在背景地图(100)上的信息。

【技术特征摘要】
2017.01.24 CN 20171005312011.一种增强现实中快速实时获得运动物体信息的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：1)将运动物体置于背景地图(100)上，所述背景地图(100)上设有多个具有可识别位点信息的位点(110)；2)获取运动物体所在位置处对应的包含多个位点(110)的视窗图像，提取视窗图像中可识别的位点信息后传递位点信息至显示终端上的终端控制模块(400)；3)终端控制模块(400)对位点信息进行处理，确定运动物体在背景地图(100)上的信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述位点(110)中的位点信息以代表二进制字符的两种或两种以上形状的微观图形的有序组合、或者代表二进制字符的具有两种或两种以上反射光强度的颜料图案的有序组合表示。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1)中，在背景地图(100)中，距离背景地图(100)边缘设定距离内划定安全范围，安全范围内与安全范围的边缘最近的外围位点(110)为提醒位点，当获取的视窗图像中包含提醒位点时，终端控制模块(400)在显示终端上进行提示。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，步骤2)中，在运动物体上安装图像采集模块(200)，获取运动物体所在位置处对应的视窗图像；和/或所述图像采集模块(200)包括一个摄像装置，摄像装置的摄像头朝向背景地图(100)。5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，步骤2)中，图像采集模块(200)获得的视窗图像可为正方形、矩形或圆形，优选为正方形；和/或视窗图像的大小满足使每个时刻的视窗图像内可始终容纳至少6个位点(110)。6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，步骤2)中，设置在运动物体上的数据解码模块(500)接收图像采集模块(200)传递的视窗图像，对视窗图像中的位点信息进行识别，并将位点信息转化为二进制字符串，实现位点信息的提取。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子豪，
申请(专利权)人：北京富龙飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11