一种用于增强现实的积木搭建系统及方法技术方案

本申请公开了一种用于增强现实的积木搭建系统及方法；上述积木搭建系统包括：背景板、多个标识器件、视频采集设备、交互式显示设备以及数据处理设备；数据处理设备分别连接视频采集设备以及交互式显示设备；其中，标识器件适于可移动地设置在背景板上；视频采集设备适于采集包括背景板的实体图像；数据处理设备适于处理采集到的实体图像，以检测放置在背景板上的至少一个标识器件，并根据检测到的至少一个标识器件，产生标识器件所对应的虚拟立体积木；交互式显示设备，适于显示虚拟立体积木；数据处理设备，还适于根据对虚拟立体积木的操作信息，实时控制交互式显示设备所显示的虚拟立体积木的状态。

Building block building system and method for augmented reality

The invention discloses an augmented reality for building system and method; the building blocks to build system includes: background board, multiple identification devices, video capture devices, interactive display equipment and data processing equipment; data processing equipment are respectively connected with video capture equipment and interactive display device; the device can move for identification set in the background plate; video capture device for image acquisition entity including background plate; data entity image processing device is suitable for processing the collected, at least one identification device to detect placed in the background plate, and according to the detected at least one identification device, produced by the corresponding identification device for virtual three-dimensional blocks; interactive display device for displaying virtual stereo blocks; data processing equipment, can also be adapted according to the virtual stereo blocks Operating information to control the status of the virtual solid building blocks displayed by the interactive display device in real time.

【技术实现步骤摘要】
一种用于增强现实的积木搭建系统及方法
本专利技术涉及玩具领域，尤其涉及一种用于增强现实的积木搭建系统及方法。
技术介绍
目前市面上存在大量积木类益智玩具，这类玩具能组合拼接成各种不同的建筑和物体，但均存在以下问题：特殊部件较多，拼接成一种物体常常需要几十种不同的部件，对低龄儿童而言，部件组合难度较大。另外，有些积木类玩具，由于应用的特殊部件较多，只能按特定步骤拼接成一种建筑或物体，很难再组合成其他不同的建筑类型、机械结构，这种单一的积木玩具限制了青少年的设计思维和想象力，在培养青少年的创新能力上具有较大的局限性。增强现实(AR，AugmentedReality)技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，AR技术把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(视觉信息、声音、味道、触觉等)通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。AR技术可以将真实环境和虚拟物体实时地叠加到同一个画面或空间同时存在。因此，将AR技术应用到玩具积木领域，可以极大地丰富积木搭建的形式，扩展空间尺度，更有利于发挥儿童的创造性，开发儿童智力。然而，目前的基于AR技术的玩具，只是采用摄像头进行图像扫描，并将摄像头扫描的结果进行简单呈现，无法提供进一步的人机交互体验和沉浸式积木搭建体验，导致用户体验不佳。
技术实现思路
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。本申请实施例提供一种用于增强现实的积木搭建系统及方法，能够基于AR技术提供积木搭建的进一步人机交互，从而提供沉浸式的积木搭建体验。本申请实施例提供一种用于增强现实的积木搭建系统，包括：背景板、多个标识器件、视频采集设备、交互式显示设备以及数据处理设备；所述数据处理设备分别连接所述视频采集设备以及所述交互式显示设备；其中，所述标识器件适于可移动地设置在所述背景板上；所述视频采集设备适于采集包括所述背景板的实体图像；所述数据处理设备适于处理采集到的实体图像，以检测放置在所述背景板上的至少一个标识器件，并根据检测到的至少一个标识器件，产生所述标识器件所对应的虚拟立体积木；所述交互式显示设备，适于显示所述虚拟立体积木；所述数据处理设备，还适于根据对所述虚拟立体积木的操作信息，实时控制所述交互式显示设备所显示的所述虚拟立体积木的状态。在示例性实施方式中，所述标识器件可以包括磁贴，通过磁性可移动地设置在所述背景板上。在示例性实施方式中，所述每个标识器件可以包括标记，所述数据处理设备适于根据检测到的所述标识器件上的标记，产生所述标记所指示的虚拟立体积木。在示例性实施方式中，所述背景板可以包括以下至少之一：二维背景板、三维背景板。在示例性实施方式中，所述交互式显示设备可以包括以下至少之一：触摸屏、虚拟现实(VR)眼镜。在示例性实施方式中，所述视频采集设备、所述交互式显示设备以及所述数据处理设备可以集成在一个设备中。在示例性实施方式中，在所述视频采集设备和所述数据处理设备分别为一个，且所述交互式显示设备为至少两个时，所述数据处理设备还可以适于根据所述至少两个交互式显示设备分别获取到的操作信息，实时控制所述至少两个交互式显示设备所显示的虚拟立体积木的状态。在示例性实施方式中，所述系统还可以包括：网络服务器，连接所述数据处理设备，所述网络服务器适于接收所述数据处理设备上传的虚拟立体积木的搭建信息。在示例性实施方式中，所述系统还可以包括：实体模型，适于可移动地设置在所述背景板上。在示例性实施方式中，所述系统还可以包括：打印设备，连接所述数据处理设备，所述打印设备适于打印所述数据处理设备产生的虚拟立体积木或至少两个虚拟立体积木的组合。本申请实施例还提供一种用于增强现实的积木搭建方法，包括：处理采集到的至少包括背景板的实体图像，以检测设置在所述背景板上的至少一个标识器件；根据检测到的至少一个标识器件，产生所述标识器件所对应的虚拟立体积木；根据对任一个虚拟立体积木的操作信息，实时控制所述虚拟立体积木的状态。在示例性实施方式中，所述方法还可以包括：接收采集到的实体图像；或者，采集实体图像。在示例性实施方式中，所述方法还可以包括：显示所述虚拟立体积木；或者，传输所述虚拟立体积木的信息给显示设备，以便所述显示设备显示所述虚拟立体积木。在示例性实施方式中，所述根据检测到的至少一个标识器件，产生所述标识器件所对应的虚拟立体积木，可以包括：根据检测到的至少一个标识器件，确定所述标识器件所对应的虚拟立体积木；根据所述实体图像中的背景板，确定虚拟场景的信息；根据所述标识器件在所述背景板上的位置，确定所述虚拟立体积木在所述虚拟场景的位置。在示例性实施方式中，所述根据对任一个虚拟立体积木的操作信息，实时控制所述虚拟立体积木的状态，可以包括：根据检测到的对任一个虚拟立体积木的操作信息，实时控制所述虚拟立体积木沿着垂直于所述标识器件所在背景板平面的方向上移动、绕着各个方向旋转或翻转。本申请实施例还提供一种数据处理系统，包括：视频采集设备、交互式显示设备以及数据处理设备；所述数据处理设备分别连接所述视频采集设备以及所述交互式显示设备；其中，所述视频采集设备适于采集包括背景板的实体图像；所述数据处理设备适于处理采集到的实体图像，以检测放置在所述背景板上的至少一个标识器件，并根据检测到的至少一个标识器件，产生所述标识器件所对应的虚拟立体积木；所述交互式显示设备适于显示所述虚拟立体积木；所述数据处理设备，还适于根据对所述虚拟立体积木的操作信息，实时控制所述交互式显示设备所显示的所述虚拟立体积木的状态。在示例性实施方式中，所述交互式显示设备可以包括以下至少之一：触摸屏、VR设备。在示例性实施方式中，在所述视频采集设备和所述数据处理设备分别为一个，且所述交互式显示设备为至少两个时，所述数据处理设备还可以适于根据所述至少两个交互式显示设备获取到的操作信息，实时控制所述至少两个交互式显示设备所显示的虚拟立体积木的状态。本申请实施例还提供一种机器可读介质，所述机器可读介质上存储有用于增强现实的积木搭建程序，所述用于增强现实的积木搭建程序被处理器执行时实现上述用于增强现实的积木搭建方法的步骤。在本申请实施例中，通过标识器件进行虚拟立体积木的识别，在识别出虚拟立体积木之后，可以通过人机交互实现对虚拟立体积木的控制，对虚拟立体积木进行各种操作，从而提高用户体验。本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。图1为本申请实施例提供的用于增强现实的积木搭建系统的示意图；图2为本申请实施例提供的系统的示例图一；图3为本申请实施例提供的系统的示例图二；图4为本申请实施例提供的系统的示例图三；图5为本申请实施例中的背景板的示例图；图6为本申请实施例中的标识器件的示例图一；图7为本申请实施例中的标识器件的示例图二；图8为本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增强现实的积木搭建系统，其特征在于，包括：背景板、多个标识器件、视频采集设备、交互式显示设备以及数据处理设备；所述数据处理设备分别连接所述视频采集设备以及所述交互式显示设备；其中，所述标识器件适于可移动地设置在所述背景板上；所述视频采集设备适于采集包括所述背景板的实体图像；所述数据处理设备适于处理采集到的实体图像，以检测放置在所述背景板上的至少一个标识器件，并根据检测到的至少一个标识器件，产生所述标识器件所对应的虚拟立体积木；所述交互式显示设备，适于显示所述虚拟立体积木；所述数据处理设备，还适于根据对所述虚拟立体积木的操作信息，实时控制所述交互式显示设备所显示的所述虚拟立体积木的状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于增强现实的积木搭建系统，其特征在于，包括：背景板、多个标识器件、视频采集设备、交互式显示设备以及数据处理设备；所述数据处理设备分别连接所述视频采集设备以及所述交互式显示设备；其中，所述标识器件适于可移动地设置在所述背景板上；所述视频采集设备适于采集包括所述背景板的实体图像；所述数据处理设备适于处理采集到的实体图像，以检测放置在所述背景板上的至少一个标识器件，并根据检测到的至少一个标识器件，产生所述标识器件所对应的虚拟立体积木；所述交互式显示设备，适于显示所述虚拟立体积木；所述数据处理设备，还适于根据对所述虚拟立体积木的操作信息，实时控制所述交互式显示设备所显示的所述虚拟立体积木的状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标识器件包括磁贴，通过磁性可移动地设置在所述背景板上。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个标识器件包括标记，所述数据处理设备适于根据检测到的所述标识器件上的标记，产生所述标记所指示的虚拟立体积木。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述背景板包括以下至少之一：二维背景板、三维背景板。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交互式显示设备包括以下至少之一：触摸屏、虚拟现实VR设备。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频采集设备、所述交互式显示设备以及所述数据处理设备集成在一个设备中。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述视频采集设备和所述数据处理设备分别为一个，且所述交互式显示设备为至少两个时，所述数据处理设备还适于根据所述至少两个交互式显示设备分别获取到的操作信息，实时控制所述至少两个交互式显示设备所显示的虚拟立体积木的状态。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：网络服务器，连接所述数据处理设备，所述网络服务器适于接收所述数据处理设备上传的虚拟立体积木的搭建信息。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：实体模型，适于可移动地设置在所述背景板上。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：打印设备，连接所述数据处理设备，所述打印设备适于打印所述数据处理设备产生的虚拟立体积木或至少两个虚拟立体积木的组合。11.一种用于增强现实的积木搭建方法，其特征在于，包括：处理采集到的至少包括背景板的实体图像，以检测设置在所述背景板上的至少一个标识器件；根据检测到的至少一个标识器件，产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：连晓刚，马逸东，黎雪伦，王鼎禄，黄潇，
申请(专利权)人：北京派希教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11