基于AR的户外拓展活动开放平台及其实现方法技术

一种基于AR的户外拓展活动开放平台，所述开放平台依托云储存和云计算，采用云服务+移动终端模式；所述开放平台包括移动终端和云平台，所述移动终端用于标识信息的获取、渲染数字信息完成虚实混合；所述云平台采用分布式的结构设计，用于将从移动终端获取的数字数据接收到后进行存储，通过算法运算识别匹配，再从数据库中提取与之相对应的信息发送到移动端，在移动端进行无缝的虚实融合。以及一种基于AR的户外拓展活动开放平台的实现方法。本发明专利技术提供一种增加活动项目、成本较低、有效连接线上线下的基于AR的户外拓展活动开放平台及其实现方法。

【技术实现步骤摘要】
基于AR的户外拓展活动开放平台及其实现方法
本专利技术属于户外拓展活动领域，具体涉及一种基于AR的户外拓展活动开放平台及其实现方法。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality-AR)技术融合了虚拟世界与现实世界，在三维空间中实时互动，增强现实是对现实世界表现的一种延伸手段，是在看到的现实世界基础上把虚拟世界重叠在其上的一种方式。如今增强现实技术日益成熟，各种基于增强现实技术开发的应用层出不穷，一套重建罗马剧院增强体验感受的系统(参照文献1：YounesG,KahilR,JalladM,etal.Virtualandaugmentedrealityforrichinteractionwithculturalheritagesites:AcasestudyfromtheRomanTheateratByblos[J].DigitalApplicationsinArchaeology&CulturalHeritage,2017.；即虚拟和增强现实与文化遗产的丰富互动：对罗马剧院的案例研究)的提出，代表着将文化遗产与增强现实技术相结合，允许用户无缝有效地欣赏、交互历史遗迹。在医学方面，Chien-HsuChen等人提出基于增强现实的视频建模故事书(ARVMS)(参照文献2：ChenCH,LeeIJ,LinLY.Augmentedreality-basedvideo-modelingstorybookofnonverbalfacialcuesforchildrenwithautismspectrumdisordertoimprovetheirperceptionsandjudgmentsoffacialexpressionsandemotions[J].ComputersinHumanBehavior,2016,55:477-485.；即提高自闭症谱系障碍(ASD)儿童对面部表情和情绪的看法和判断的增强现实视频建模故事书)，提供一个增强视觉指标，有效吸引并保持ASD儿童对非语言社会线索的关注，帮助他们更好地了解故事书人物的面部表情和情绪。随着生活水平的提高，凭借着参与性强，老少皆宜，方式多样等特点，户外拓展活动越来越吸引人们的目光，日益成为关注的焦点。传统的户外拓展活动基于人与现实道具，用户单单通过实体道具的辅助，完成一系列活动，达到释放压力、加强锻炼等效果。然而将增强现实技术与户外拓展活动相结合，提供具有剧情故事，增加活动项目，能够连接线上线下，仍然是增强现实技术应用于户外拓展活动的一个盲点。
技术实现思路
为了克服传统的户外拓展活动的活动项目较为单一、成本较高、无法连接线上和线下的不足，本专利技术提供一种增加活动项目、成本较低、有效连接线上线下的基于AR的户外拓展活动开放平台及其实现方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下的技术方案：一种基于AR的户外拓展活动开放平台，所述开放平台依托云储存和云计算，采用云服务+移动终端模式；所述开放平台包括移动终端和云平台，所述移动终端用于标识信息的获取、渲染数字信息完成虚实混合；所述云平台采用分布式的结构设计，用于将从移动终端获取的数字数据接收到后进行存储，通过算法运算识别匹配，再从数据库中提取与之相对应的信息发送到移动端，在移动端进行无缝的虚实融合。进一步，所述云平台采用storm和spark大数据处理技术。更进一步，所述移动客户端运行MQTT技术。再进一步，所述移动客户端中，将匹配数据独立存放在MySQL集群中，对大量的历史归档数据采用分库分表。所述移动客户端拍摄数据直接经过云平台的二级高速缓存后存放入分布式文件存储的数据库MongoDB中。所述云平台提供基于MQTT协议的双向通信，实现移动终端与采集硬件之间轻量级的发布/订阅式消息传输。所述云平台通过定义中间件的形式为外部扩展和第三方平台提供各种类型的消息接口。一种基于AR的户外拓展活动开放平台的实现方法，所述实现方法包括以下步骤：Step1：资源获取：利用爬虫技术获取开发所需的资源，包括登录界面图、场景图和unity三维模型；Step2：场景设计：在Unity图形界面将活动所需的一系列场景用到的操作进行设计，其中包括登录场景中的Text文本、InputField输入框、Button按钮，AR场景中的ImageTarget图像识别目标及其相应的三维物体；Step3：Vuforia接口调用：将针对移动客户端扩增实境应用的软件开发工具包Vuforia所创建好的ImageTarget预制作组件与相应的三维物体或三维字体进行映射；Step4：人机交互以及场景切换：对各个场景相应的组件进行代码绑定；在进行场景切换之前，保存当前场景数据值PlayerPrefs.SetInt()，以便活动最后进行数据处理。进一步，所述Step4中，对各个场景相应的组件进行代码绑定后对其功能进行补充，包括三维物体的碰撞检测，提取输入框内容GameObject.Find().GetComponent<InputField/Text>()，按钮的点击事件OnMouseDown()以及GPS的坐标获取Input.location.lastData.longitude/Input.location.lastData.latitude。本专利技术的技术构思为：基于增强现实的户外拓展活动不再单单以纯线下的实物布置活动场景，用户可以通过移动终端获取信息来进行交互。比如在定向越野活动中需要一张详细精确的地图和指北针按照顺序到访地图上所指示的各个点标，用户可以通过移动终端调用所需地图，不再像传统活动那样需要纸质地图。由于定向越野主要在森林和公园中进行，用户在活动过程中可以通过对周围环境进行扫描获取所识别物体的相关信息，比如某一动植物的名称习性等，丰富用户的活动内容。通过创意、策划与数字技术手段结合，集娱乐性、教育性、知识性与交互性于一体的多种形态表示的数字文化内容，并将这种文化内容实时叠加在户外拓展活动中，促进用户在活动中对释放压力、加强锻炼。本专利技术的有效果为：将增强现实技术融入户外拓展活动，打破传统户外拓展活动纯线下实物的方式，提出一种线上线下结合的新型户外拓展活动平台与设计方法。本平台基于Unity3D引擎，通过借助高通的VuforiaSDK插件加载识别匹配的目标资源进行虚实融合，达到增强现实的效果。依托于云平台，将从移动终端获取的数字数据接收到后进行存储，通过算法运算识别匹配，再从MongoDB数据库中提取与之相对应的信息发送到移动端，在移动端进行无缝的虚实融合，达到减少移动端的计算量，云端数据存储分析的效果，实现线上线下相结合的技术效果。附图说明图1是一种基于AR的户外拓展活动开放平台的框架设计图。图2是云服务+移动终端模式。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。参照图1和图2，一种基于AR的户外拓展活动开放平台，所述开放平台依托云储存和云计算，采用云服务+移动终端模式；所述开放平台包括移动终端和云平台，所述移动终端用于标识信息的获取、渲染数字信息完成虚实混合；所述云平台采用分布式的结构设计，用于将从移动终端获取的数字数据接收到后进行存储，通过算法运算识别匹配，再从数据库中提取与之相对应的信息发送到移动端，在移动端进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于AR的户外拓展活动开放平台，其特征在于：所述开放平台依托云储存和云计算，采用云服务+移动终端模式；所述开放平台包括移动终端和云平台，所述移动终端用于标识信息的获取、渲染数字信息完成虚实混合；所述云平台采用分布式的结构设计，用于将从移动终端获取的数字数据接收到后进行存储，通过算法运算识别匹配，再从数据库中提取与之相对应的信息发送到移动端，在移动端进行无缝的虚实融合。

【技术特征摘要】
1.一种基于AR的户外拓展活动开放平台，其特征在于：所述开放平台依托云储存和云计算，采用云服务+移动终端模式；所述开放平台包括移动终端和云平台，所述移动终端用于标识信息的获取、渲染数字信息完成虚实混合；所述云平台采用分布式的结构设计，用于将从移动终端获取的数字数据接收到后进行存储，通过算法运算识别匹配，再从数据库中提取与之相对应的信息发送到移动端，在移动端进行无缝的虚实融合。2.如权利要求1所述的基于AR的户外拓展活动开放平台，其特征在于：所述云平台采用storm和spark大数据处理技术。3.如权利要求1或2所述的基于AR的户外拓展活动开放平台，其特征在于：所述移动客户端运行MQTT技术。4.如权利要求1或2所述的基于AR的户外拓展活动开放平台，其特征在于：所述移动客户端中，将匹配数据独立存放在MySQL集群中，对大量的历史归档数据采用分库分表。5.如权利要求1或2所述的基于AR的户外拓展活动开放平台，其特征在于：所述移动客户端拍摄数据直接经过云平台的二级高速缓存后存放入分布式文件存储的数据库MongoDB中。6.如权利要求1或2所述的基于AR的户外拓展活动开放平台，其特征在于：所述云平台提供基于MQTT协议的双向通信，实现移动终端与采集硬件之间轻量级的发布/订阅式消息传输。7.如权利要求1或2所述的基于AR的户外拓展活动开放平台，其特征在于：所述云平台通过定义中间件的形式为外部扩展和第三方平台提供各种类型的消息接口。8.一种如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晋音，李玉玮，王腾志，王诗铭，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33