增强现实投影装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了增强现实投影装置及方法，该装置包括：投影模组，所述投影模组用于向被测空间在时间序列上交错地发射用于计算深度图像的结构光图案和用于显示的增强现实图案；采集模组，所述采集模组用于采集由被测空间反射的结构光图案；处理器，所述处理器用于接收所述结构光图案并计算出深度图像；所述处理器还用于根据所述深度图像和/或所述结构光图案来生成增强现实图案。所述装置通过投影模组向被测空间在时间序列上交错地发射用于计算深度图像的结构光图案和用于显示的增强现实图案，将深度相机的投影模组和投影仪的投影模组集成在一起，减少了装置的体积、降低了功耗；同时省略了校准的环节，具有更好的投影效果。

【技术实现步骤摘要】
增强现实投影装置及方法
本专利技术涉及光学投影及测量
，尤其涉及一种用于深度图像获取以及增强现实投影的装置及方法。
技术介绍
与传统虚拟现实技术所要达到的完全沉浸的效果不同，增强现实技术致力于将计算机生成的物体叠加到现实景物上。它通过多种设备，如深度相机和投影仪结合使用，让虚拟物体能够叠加到真实场景上；同时，使用者可以通过各种方式来与虚拟物体进行交互。增强现实技术在工业设计、机械制造、建筑、娱乐和教育等领域都有着广泛的应用前景。现有技术中，增强现实往往将深度相机和投影仪结合使用。深度相机采集被测空间的深度图像，深度图像反映了被测物体与深度相机之间的距离信息，因而也直接反映了被测物体的三维形状。投影仪根据深度图像，再将增强现实图案进行投影。常用的投影仪如数字投影仪(DLP)，用于向空间中投射图片或视频图像来对空间中物体的信息进行增强显示。例如在地理教学应用中，通过深度相机获取地表深度信息，然后利用投影仪向地表投射用于说明或显示的图片或视频图像，进一步的实例如教学沙盘等。这一类实例中，深度相机与投影仪是分开的设备，二者在应用前需要进行校准，也就是说，构造整个系统需要占用较大的空间以及需要较为专业的人员来进行安装等，这就导致这类设备难以普及。在其他应用，比如基于头戴式增强现实设备中也同样面临此类问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种增强现实投影装置及投影方法，该装置将深度相机和投影仪集成在一起，减少体积的同时也降低了功耗，而且无需校准。本专利技术提供一种增强现实投影装置，该装置包括：投影模组，所述投影模组用于向被测空间发射用于计算深度图像的结构光图案和用于显示的增强现实图案；采集模组，所述采集模组用于采集由被测空间反射的结构光图案；处理器，所述处理器用于接收所述结构光图案并计算出深度图像；所述处理器还用于根据所述深度图像和/或所述结构光图案来生成增强现实图案。优选地，所述结构光图案发射时间小于所述增强现实图案的发射时间。优选地，所述结构光图案及所述增强现实图案均为可见光图案。优选地，所述结构光图案为二值化图案或灰度图案；所述增强现实图案为彩色图案。优选地，所述增强现实图案为文字、符号、图片中的一种或多种的结合。优选地，所述用于接收所述结构光图案并计算出深度图像包括：利用一个采集模组采集的结构光图案与预先采集的参考结构光图案计算出各像素的偏离值，进一步根据所述偏离值计算出所述深度图像。优选地，所述用于接收所述结构光图案并计算出深度图像包括：利用至少两个采集模组采集的结构光图案计算出各像素的偏离值，进一步根据所述偏离值计算出所述深度图像。优选地，所述采集模组还用于采集所述包含增强现实图案的被测空间图像；所述装置还包括显示器，所述显示器用于显示所述被测空间图像。优选地，所述根据所述深度图像和/或所述结构光图案来生成增强现实图案包括：根据所述深度图像识别所述被测空间的第一信息，再生成增强现实图案，所述第一信息包括空间位置、姿势、动作中的一种或几种；或根据所述结构光图案识别被测空间的第二信息，再生成增强现实图案，所述第二信息包括形状、颜色中的一种或几种；或根据所述深度图像和所述结构光图案识别被测空间的第一信息和第二信息，再生成增强现实图案。本专利技术还提供一种增强现实投影方法，该方法包括如下步骤：S1.投影模组向被测空间中发射结构光图案；S2.采集模组采集由被测空间反射的结构光图案；S3.处理器根据所述结构光图案计算出深度图像，并根据所述深度图像和/或所述结构光图案生成增强现实图案；S4.投影模组向被测空间中发射所述增强现实图案；S5.重复以上步骤。优选地，所述结构光图案发射时间小于所述增强现实图案的发射时间，所述结构光图案及所述增强现实图案均为可见光图案。本专利技术的有益效果：通过投影模组向被测空间发射用于计算深度图像的结构光图案和用于显示的增强现实图案，将深度相机的投影模组和投影仪的投影模组集成在一起，减少了装置的体积、降低了功耗；而且省略了校准的环节，进一步避免了因校准误差而导致投影效果不佳；增加了设备的可操作性，便于普及推广，且具有更好的投影效果。附图说明图1为本专利技术实施例1增强现实投影装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例1的投影模组的投影方式的示意图。图3a为本专利技术实施例2增强现实投影装置的结构示意图。图3b为本专利技术实施例2增强现实投影装置的结构示意图。图4为本专利技术实施例3增强现实投影方法的流程图。图5为本专利技术实施例3增强现实投影装置的应用环境示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式并对照附图对本专利技术作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1传统的增强现实投影通常由单独、分离的深度相机和投影仪结合使用，使用之前进行校准，然后由深度相机实现深度图像获取，由投影仪实现增强现实投影。本实施例通过将深度相机与投影仪结合在一个装置中，实现深度图像获取和增强现实投影两个功能。如图1所示，一种增强现实投影装置100，包括：投影模组101，用于向被测空间发射用于计算深度图像的结构光图案和用于显示的增强现实图案；采集模组102，用于采集由被测空间反射的结构光图案；处理器103，用于接收所述结构光图案并计算出深度图像，同时还用于根据所述深度图像和/或所述结构光图案来生成增强现实图案。投影模组101、采集模组102、处理器103被安装在主板104上并与主板连接，一般地，处理器103被集成在主板104上，投影模组101与采集模组102通过接口与主板104连接，优选接口为FPC接口。对于增强现实投影，即是为了增强现实的作用，首先需要对被测物体进行识别及定位，这里的识别包括但不限于对物体本身的识别、物体姿势识别等等，定位即对物体的三维空间位置进行识别，定位的目的是保证能将增强现实的信息正确地投影到正确的位置。因此首先需要获取被测空间或物体的深度图像；然后利用深度图像来对被测空间或物体进行识别及定位，其次根据识别及定位的结果生成用于增强现实的图案；最后将该增强现实用的图案投影到被测物体上。为了一个装置能够实现深度图像获取和增强现实投影这两种功能，本实施例的投影模组除向空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强现实投影装置，其特征在于，包括：投影模组，用于向被测空间发射用于计算深度图像的结构光图案和用于显示的增强现实图案；采集模组，用于采集由被测空间反射的结构光图案；处理器，用于接收所述结构光图案并计算出深度图像，还用于根据所述深度图像和/或所述结构光图案来生成增强现实图案。

【技术特征摘要】
1.一种增强现实投影装置，其特征在于，包括：投影模组，用于向被测空间发射用于计算深度图像的结构光图案和用于显示的增强现实图案；采集模组，用于采集由被测空间反射的结构光图案；处理器，用于接收所述结构光图案并计算出深度图像，还用于根据所述深度图像和/或所述结构光图案来生成增强现实图案。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述结构光图案与所述增强现实图案在时间序列上交错地向所述被测空间中发射。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述结构光图案发射时间小于所述增强现实图案的发射时间，所述增强现实图案为文字、符号、图片中的一种或多种的结合。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述结构光图案及所述增强现实图案均为可见光图案；或结构光图案为二值化图案或灰度图案，所述增强现实图案为彩色图案。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于接收所述结构光图案并计算出深度图像包括：利用一个采集模组采集的结构光图案与预先采集的参考结构光图案计算出各像素的偏离值，进一步根据所述偏离值计算出所述深度图像。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于接收所述结构光图案并计算出深度图像包括：利用至少两个采集模组采集的结构光图案计算出各像素的偏离值，进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄源浩，肖振中，刘龙，许星，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44