扩增实境系统与方法技术方案

一种扩增实境系统与方法，包含：分别地在第一与第二实体位置根据第一与第二实体内容的深度信息建立第一与第二点云坐标系统；基于该第一点云坐标系统产生第一虚拟内容；于该第一点云坐标系统中决定至少一平面；于该至少一平面中决定至少一平面点；计算该至少一平面点从该第一点云坐标系统至该第二点云坐标系统的坐标变化；根据该坐标变化计算该第一虚拟内容位于该第二点云坐标系统的位置，以于该位置上产生相对应的第二虚拟内容；以及分别地在该第一与该第二实体位置显示该第一实体及虚拟内容以及该第二实体及虚拟内容。

【技术实现步骤摘要】
扩增实境系统与方法
本专利技术涉及一种扩增实境系统与方法。
技术介绍
扩增实境(AugmentedReality，AR)是一种在实体世界中扩增虚拟内容的技术。扩增实境技术的一种应用是让使用者可以透过显示装置同时观看到实体世界的实体内容以及虚拟世界的虚拟内容。一般而言，可由一影像撷取装置(例如相机)来提供实体内容，并由一计算机装置来提供虚拟内容。由于显示装置所显示的实体内容会随着影像撷取装置的移动(包含位置变化及/或方向变化)而变化，故计算机装置必须也要能够随着影像撷取装置的移动而提供相对应的虚拟内容，藉此维持扩增实境的效果。举例而言，假设使用者原本面向一花瓶的正面，且显示装置原本显示的是该花瓶的正面以及插在该花瓶上的一束虚拟的花的正面，则当用户移动到另一位置并面向该花瓶的侧面时，显示装置必须能够实时地显示该花瓶的侧面以及该束虚拟的花的侧面。为了让计算机装置能够随着影像撷取装置的移动而提供相对应的虚拟内容，传统的扩增实境技术一般会预先针对影像撷取装置在各个位置及/或方向对于同一目标所撷取的实体内容建立多个特征点地图，而当影像撷取装置的位置及/或方向产生变化时，传统的扩增实境技术便可利用该等特征点地图上的特征点来辨识影像撷取装置的目前位置及/或目前方向，从而取得影像撷取装置的位置变化及/或方向变化。如此，随着影像撷取装置的移动，传统的扩增实境技术便可根据影像撷取装置的位置变化及/或方向变化来提供相对应的虚拟内容。传统的扩增实境技术实际上存有不小的限制与不便。例如，必须预先建立多个特征点地图(即增加了时间成本)，且影像撷取装置所撷取的实体内容必须具备足够多可用的特征点(即实体内容必须具备较高的空间复杂度)。有鉴于此，如何改善传统的扩增实境技术的上述问题，将是本专利技术所属
中的一项重要目标。
技术实现思路
为了达到上述目标，本专利技术的一个态样可以是一种扩增实境系统。该扩增实境系统可包含一影像撷取装置、一深度感测装置、一计算机装置与一显示装置。该影像撷取装置可用以在一第一实体位置撷取第一实体内容，以及在一第二实体位置撷取第二实体内容。该深度感测装置可用以感测该第一实体内容的每一个画素的一深度以建立一第一点云坐标系统，以及感测该第二实体内容的每一个画素的一深度以建立一第二点云坐标系统。该计算机装置可用以基于该第一点云坐标系统产生第一虚拟内容。该计算机装置还可用以于该第一点云坐标系统中决定至少一平面，且于该至少一平面中决定至少一平面点。该计算机装置还可用以计算该至少一平面点从该第一点云坐标系统至该第二点云坐标系统的坐标变化，以及根据该坐标变化计算该第一虚拟内容位于该第二点云坐标系统的位置，以在该位置上产生相对应的第二虚拟内容。该显示装置可用以在该第一实体位置显示一第一画面，以及在该第二实体位置显示一第二画面。该第一画面包含该第一实体内容及该第一虚拟内容，且该第二画面包含该第二实体内容及该第二虚拟内容。为了达到上述目标，本专利技术的一个态样可以是一种扩增实境方法。该扩增实境方法可包含下列步骤：由一影像撷取装置在一第一实体位置撷取第一实体内容；由一深度感测装置感测该第一实体内容的每一个画素的一深度以建立一第一点云坐标系统；由一计算机装置基于该第一点云坐标系统产生第一虚拟内容；由该显示装置在该第一实体位置显示一第一画面，该第一画面包含该第一实体内容与该第一虚拟内容；由该影像撷取装置在一第二实体位置撷取第二实体内容；由该深度感测装置感测该第二实体内容的每一个画素的一深度以针对该第二画面建立一第二点云坐标系统；由该计算机装置于该第一点云坐标系统中决定至少一平面；由该计算机装置于该至少一平面中决定至少一平面点；由该计算机装置计算该至少一平面点从该第一点云坐标系统至该第二点云坐标系统的坐标变化；由该计算机装置根据该坐标变化计算该第一虚拟内容位于该第二点云坐标系统的位置，以在该位置上产生相对应的第二虚拟内容；以及由该显示装置在该第二实体位置显示一第二画面，该第二画面包含该第二实体内容与该第二虚拟内容。综上所述，随着影像撷取装置的移动，本专利技术可根据影像撷取装置移动前与移动后所撷取的实体内容的深度信息分别建立第一点云坐标系统与第二点云坐标系统，并根据该第一点云坐标系统中至少一平面的至少一平面点从该第一点云坐标系统(即先前的点云坐标系统)至该第二点云坐标系统(即目前的点云坐标系统)的坐标变化来将基于该第一点云坐标系统所产生的虚拟内容转移到该第二点云坐标系统中，藉此取得基于该第一点云坐标系统所产生的虚拟内容位于该第二点云坐标系统的位置，然后便可在该位置上产生相对应的虚拟内容。不同于传统的扩增实境技术，本专利技术不需要预先建立多个特征点地图，也可以让计算机装置随着影像撷取装置的移动而提供相对应的虚拟内容，故可节省时间成本。另外，本专利技术只利用到影像撷取装置所撷取的实体内容中的平面信息(即第一点云坐标系统中至少一平面的至少一平面点)，故即使影像撷取装置所撷取的实体内容的空间复杂度不高，仍可以达到相同的效果。换言之，于本专利技术中，影像撷取装置所撷取的实体内容不需要具备足够多可用的特征点。因此，本专利技术有效地改善了传统的扩增实境技术。以上内容呈现了本专利技术的摘要说明(涵盖了本专利技术解决的问题、采用的手段以及达到的功效)，藉此提供对本专利技术的基本理解。以上内容并非有意概括本专利技术的所有态样。另外，以上内容既不是为了确认本专利技术的任一或所有态样的关键或必要元件，也不是为了描述本专利技术的任一或所有态样的范围。上述内容的目的仅是以一简单形式来呈现本专利技术的部分态样的某些概念，以作为随后详细描述的一个引言。根据检附的附图及以下所述的实施方式，本领域的技术人员将可更加了解本专利技术的各种态样与实施例。附图说明图1根据本专利技术一或多个实施例例示了一种扩增实境系统的一架构。图2根据本专利技术一或多个实施例例示了该扩增实境系统在三维空间中移动的一示意图。图3根据本专利技术一或多个实施例例示了该扩增实境系统如何产生虚拟内容。图4根据本专利技术一或多个实施例例示了该扩增实境系统在移动前与移动后所显示的画面。图5根据本专利技术一或多个实施例例示了一种扩增实境方法的一流程图。附图说明1：扩增实境系统11：影像撷取装置13：深度感测装置15：计算机装置17：显示装置21：第一实体内容22：第二实体内容31：第一点云坐标系统311：平面32：第二点云坐标系统41：第一虚拟内容42：第二虚拟内容5：扩增实境方法501-521：步骤61：第一画面62：第二画面F1：第一视线范围F2：第二视线范围P1：第一位置P2：第二位置X、Y：轴线n1-n4：平面点具体实施方式以下所述一或多个实施例并非用以限制本专利技术只能在所述的环境、应用、结构、流程或步骤方能实施。于附图中，与本专利技术非直接相关的元件皆已省略。于附图中，各元件的尺寸以及各元件之间的比例仅是范例，而非用以限制本专利技术。除了特别说明之外，在以下内容中，相同(或相近)的元件符号可对应至相同(或相近)的元件。图1根据本专利技术一或多个实施例例示了一种扩增实境系统的一架构。参照图1，一扩增实境系统1可包含一影像撷取装置11、一深度感测装置13、一计算机装置15与一显示装置17。扩增实境系统1可以是各种电子装置，例如但不限于移动电话、笔记本电脑、平板计算机等、桌面计算机等。影像撷取装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩增实境系统，包含：一影像撷取装置，用以在一第一实体位置撷取第一实体内容，以及在一第二实体位置撷取第二实体内容；一深度感测装置，用以感测该第一实体内容的每一个画素的一深度以建立一第一点云坐标系统，以及感测该第二实体内容的每一个画素的一深度以建立一第二点云坐标系统；一计算机装置，用以基于该第一点云坐标系统产生第一虚拟内容，于该第一点云坐标系统中决定至少一平面，于该至少一平面中决定至少一平面点，计算该至少一平面点从该第一点云坐标系统至该第二点云坐标系统的坐标变化，以及根据该坐标变化计算该第一虚拟内容位于该第二点云坐标系统的位置，以于该位置上产生相对应的第二虚拟内容；以及一显示装置，用以在该第一实体位置显示一第一画面，以及在该第二实体位置显示一第二画面，该第一画面包含该第一实体内容及该第一虚拟内容，且该第二画面包含该第二实体内容及该第二虚拟内容。

【技术特征摘要】
2016.10.21 TW 1051340471.一种扩增实境系统，包含：一影像撷取装置，用以在一第一实体位置撷取第一实体内容，以及在一第二实体位置撷取第二实体内容；一深度感测装置，用以感测该第一实体内容的每一个画素的一深度以建立一第一点云坐标系统，以及感测该第二实体内容的每一个画素的一深度以建立一第二点云坐标系统；一计算机装置，用以基于该第一点云坐标系统产生第一虚拟内容，于该第一点云坐标系统中决定至少一平面，于该至少一平面中决定至少一平面点，计算该至少一平面点从该第一点云坐标系统至该第二点云坐标系统的坐标变化，以及根据该坐标变化计算该第一虚拟内容位于该第二点云坐标系统的位置，以于该位置上产生相对应的第二虚拟内容；以及一显示装置，用以在该第一实体位置显示一第一画面，以及在该第二实体位置显示一第二画面，该第一画面包含该第一实体内容及该第一虚拟内容，且该第二画面包含该第二实体内容及该第二虚拟内容。2.如权利要求1所述的扩增实境系统，其特征在于，该深度感测装置是基于该第一实体位置为原点来建立该第一点云坐标系统，以及基于该第二实体位置为原点来建立该第二点云坐标系统。3.如权利要求1所述的扩增实境系统，其特征在于，该计算机装置透过一预设的门槛于该至少一平面中决定该至少一平面点。4.如权利要求1所述的扩增实境系统，其特征在于，该计算机装置根据该坐标变化计算该至少一平面点从该第一点云坐标系统至该第二点云坐标系统的位移、旋转以及缩放，并根据该位移、该旋转以及该缩放计算该第一虚拟内容位于该第二点云坐标系统的该位置。5.如权利要求1所述的扩增实境系统，其特征在于，该显示装置包含一投影单元以及一显示单元，该显示单元用以显示第一实体内容与第二实体内容，且该投影单元用以将该第一虚拟内容与该第二虚拟内容投影到该显示单...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘记显，
申请(专利权)人：财团法人资讯工业策进会，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71