信息呈现装置制造方法及图纸

一种信息呈现装置，包括：图像输入单元，输入真实空间中的对象的图像；三维位置／姿势关系检测单元，根据输入的对象的图像来检测图像输入单元与对象之间的相对三维位置和姿势关系；形状信息存储单元，存储对象的形状信息；差异比较检测单元，将检测到的对象的位置和姿势与存储在形状信息存储单元中的对应于输入的对象的一部分的值进行比较并检测输入的对象的实际位置和姿势与存储的该对象的形状信息之间的差异；形状信息管理单元，将差异值反映在存储于形状信息存储单元中的形状信息；重叠图像生成单元，生成其中输入的对象的图像与存储在形状信息存储单元中的该对象的形状信息相重叠的图像；以及显示单元，显示重叠图像生成单元生成的图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种信息呈现装置和使用该信息呈现装置的信息呈现系统，其通过将与捕获的图像相关的信息重叠在所捕获的图像上来同时显示该图像和该信息，从而使得可以向图像观察者呈现高密度的信息。
技术介绍
作为用于呈现对真实世界的目标对象和/或规定标记的预定相关信息的信息呈现装置，存在众所周知的条形码读取器。其中，在USP 6,389,182公开了一种利用目标对象和/或规定标记的空间指定位置信息来呈现信息的装置。该装置使用摄像机捕获印制在作为目标对象的名片上的作为标记的二维码，并使用存储在计算机中的程序对由此二维编码的ID进行分析。然后，该装置从图像数据库读出与经由此分析的ID对应的人员的面部肖像图像数据，并将由此读出的面部肖像图像显示在显示于计算机显示器上的由摄像机捕获的名片的图像上的二维码旁边。结果，该面部肖像图像被显示为好像该图像位于名片的二维码的旁边。另一方面，在日本特开2002-92044号公报中公开了如下的系统其将由诸如CCD捕获装置的图像输入装置捕获的真实空间中的目标对象(例如实际建筑物的图像)与三维CAD系统拥有的设计信息进行比较，并执行相互验证以检测其间的差异(偏差)，从而使设计信息与真实空间中的目标对象一致。真实空间中的目标对象(例如建筑物)的设计信息通常意味着一般由三维CAD等进行管理的该建筑物的详细形状、尺寸、材料、部件名称等的大量信息项，这在日本特开2002-92044号公报中并未记载。然而，该三维CAD等必须配备有用于存储大量信息项的大容量存储装置，以及用于详细显示形状和尺寸的高性能显示装置。因此，实际上很难通过可以带出到建筑工程或设备工程的施工现场的便携式装置来实现该系统。USP 6,389,182中公开的装置识别二维码，并根据二维码坐标数据来计算显示面部肖像图像的位置，所述显示面部肖像图像的位置相对于二维码总是固定的。在诸如名片的卡的情况下，二维编码和显示位置位于相同的空间，这不会带来问题。另一方面，在呈现关于诸如车间或工厂设备的大规模构造物的相关信息的情况下，必须根据设计信息准确地设置标记。然而，实际上，很难准确到如此程度地设置标记。在用作基准的标记本身与设计信息不同的情况下，除非对作为目标对象所固有的坐标系的真实空间与作为目标对象的设计信息所固有的坐标系的模型空间之间进行关联(配准)，否则不能将目标对象的图像与使用设计信息形成的目标对象模型重叠显示。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种信息呈现装置以及使用该信息呈现装置的信息呈现系统，其在其配置为便携型的情况下可以准确算出真实空间中的目标对象与设计信息之间的差异从而使设计信息与实际目标对象彼此一致。此外，本专利技术的另一个目的是提供一种信息呈现装置以及使用该信息呈现装置的信息呈现系统，其可以容易地执行配准处理。根据本专利技术的一方面，提供了一种信息呈现装置，其包括图像输入单元，被构成为输入真实空间中的目标对象的图像；三维位置姿势关系检测单元，被构成为使用从图像输入单元输入的目标对象的图像来检测图像输入单元与目标对象之间的相对三维位置和姿势的关系；形状信息存储单元，被构成为存储目标对象的形状信息；差异比较检测单元，被构成为将三维位置姿势关系检测单元检测到的目标对象的位置和姿势与存储在形状信息存储单元中的对应于从图像输入单元输入的目标对象的一部分的值进行比较，以检测输入目标对象的实际位置和姿势与存储的该目标对象的形状信息之间的差异；形状信息管理单元，被构成为将来自差异比较检测单元的差异值反映在存储于形状信息存储单元中的形状信息上；重叠图像生成单元，被构成为生成通过将从图像输入单元输入的目标对象的图像与存储在形状信息存储单元中的目标对象的形状信息重叠而获得的图像；以及显示单元，被构成为显示重叠图像生成单元生成的图像。优选地，三维位置姿势关系检测单元包括三维位置姿势关系输出单元，被构成为使用从图像输入单元输入的目标对象的图像对图像输入单元与目标对象之间的相对三维位置和姿势的关系进行检测和输出；以及三维位置姿势信息管理单元，被构成为将来自差异比较检测单元的差异值反映在三维位置姿势关系输出单元检测的图像输入单元与目标对象之间的相对三维位置和姿势的关系上。根据本专利技术的第二方面，提供了一种信息呈现系统，其包括信息呈现装置和三维CAD，所述信息呈现装置包括图像输入单元，被构成为输入真实空间中的目标对象的图像；三维位置姿势关系检测单元，被构成为使用从图像输入单元输入的目标对象的图像来检测图像输入单元与目标对象之间的相对三维位置和姿势的关系；形状信息存储单元，被构成为存储目标对象的形状信息；差异比较检测单元，被构成为将三维位置姿势关系检测单元检测到的目标对象的位置和姿势与存储在形状信息存储单元中的对应于从图像输入单元输入的目标对象的一部分的值进行比较，以检测输入目标对象的实际位置和姿势与存储的该目标对象的形状信息之间的差异；形状信息管理单元，被构成为将来自差异比较检测单元的差异值反映在存储于形状信息存储单元中的形状信息上；重叠图像生成单元，被构成为生成通过将从图像输入单元输入的目标对象的图像与存储在形状信息存储单元中的目标对象的形状信息重叠而获得的图像；以及显示单元，被构成为显示重叠图像生成单元生成的图像，所述三维CAD包括三维设计信息存储单元，被构成为存储目标对象的三维设计信息；以及形状信息生成单元，被构成为使用存储在三维设计信息存储单元中的三维设计信息来生成形状信息，其中，信息呈现装置的形状信息存储单元存储三维CAD的形状信息生成单元生成的形状信息。优选地，信息呈现装置的三维位置姿势关系检测单元包括三维位置姿势关系输出单元，被构成为使用从图像输入单元输入的目标对象的图像对图像输入单元与目标对象之间的相对三维位置和姿势的关系进行检测和输出；以及三维位置姿势信息管理单元，被构成为将来自差异比较检测单元的差异值反映在三维位置姿势关系输出单元检测的图像输入单元与目标对象之间的相对三维位置和姿势的关系上。附图说明图1示出了根据本专利技术第一实施例的信息呈现装置和使用该信息呈现装置的信息呈现系统的框图；图2示出了表示对真实空间和模型空间的关联(配准)处理的过程的流程图；图3A示出了在配准处理完成之前的目标对象及其显示状态的图；图3B示出了在配准处理完成之后的目标对象及其显示状态的图；图4示出了表示用于使真实空间中的目标对象与设计信息(形状信息)彼此一致的处理的流程图；图5A示出了在用于使真实空间中的目标对象与设计信息(形状信息)彼此一致的处理完成之前的目标对象及其显示状态以及该目标对象的形状信息的图；图5B示出了在用于使真实空间中的目标对象与设计信息(形状信息)彼此一致的处理完成之后的目标对象及其显示状态以及该目标对象的形状信息的图；图6A示出了第二实施例中的配准处理完成之前的目标对象及其显示状态的图；图6B示出了在配准处理完成之后的目标对象及其显示状态的图；图7示出了在配准处理完成之前和之后的目标对象及其显示状态的图，其用于说明第二实施例的变型例；图8A示出了第三实施例中的配准处理完成之前的目标对象及其显示状态以及该目标对象的形状信息的图； 图8B示出了在配准处理完成之后的目标对象及其显示状态以及该目标对象的形状信息的图；图9A示出了在配准处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信息呈现装置，包括：图像输入单元，被构成为输入真实空间中的目标对象的图像；三维位置姿势关系检测单元，被构成为使用从图像输入单元输入的目标对象的图像来检测图像输入单元与目标对象之间的相对三维位置和姿势的关系；形状信息存储单元，被构成为存储目标对象的形状信息；差异比较检测单元，被构成为将三维位置姿势关系检测单元检测到的目标对象的位置和姿势与存储在形状信息存储单元中的对应于从图像输入单元输入的目标对象的一部分的值进行比较，以检测输入目标对象的实际位置和姿势与存储的该目标对象的形状信息之间的差异；形状信息管理单元，被构成为将来自差异比较检测单元的差异值反映在存储于形状信息存储单元中的形状信息上；重叠图像生成单元，被构成为生成通过将从图像输入单元输入的目标对象的图像与存储在形状信息存储单元中的目标对象的形状信息重叠而获得的图像；以及显示单元，被构成为显示重叠图像生成单元生成的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤明人，柴崎隆男，高桥和彦，杉田岳雅，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]