增强现实系统技术方案

本发明专利技术涉及一种带有头戴式设备和控制元件的增强现实系统以及一种用于运行这样的增强现实系统的方法。本发明专利技术此外涉及一种增强现实系统的控制元件。实系统的控制元件。实系统的控制元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强现实系统


[0001]本专利技术涉及一种带有头戴式设备和控制元件的增强现实系统(AR系统)以及一种用于运行这样的增强现实系统的方法。本专利技术此外涉及一种增强现实系统的控制元件。

技术介绍

[0002]US 2017/0357333 A1(通过参考以其整体并入)公开了一种这样的带有头戴式设备(Headset)和控制元件的增强现实系统。在US 2017/0357333 A1中公开的控制元件是笔形的(stiftf
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rmig)并且具有长型的中间部件，在该中间部件的端部处设置有光学标记物(Marker)。此外，控制元件具有状态LED和开关。
[0003]US 2015/0084855 A1公开了一种头戴式设备(头戴式显示器(HMD))，利用其可识别出用户的手势。US 2006/0227151 A1公开了一种系统，借助于其可将虚拟物体与现实视频或现实空间(工人在其中活动)叠加。US 2007/0184422 A1公开了一种另外的AR系统。
[0004]DE 102015215613 A1公开了一种用于产生增强现实图像的方法，其中，借助于摄像机来记录现实物体的现实图像，其中，从现实物体的现实图像中产生现实物体的边缘图像(Kantenbild)，其中，借助于边缘图像来确定虚拟的图像组成部分相对于借助于摄像机记录的现实图像的位置，并且其中，将虚拟的图像组成部分与现实图像的至少一个部分组合成增强现实图像(并且有利地显示在显示器上)。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是改善开头提到的AR系统或扩展其功能性。
[0006]前面提到的目的通过控制元件、尤其笔式/长型的控制元件、尤其以笔的形式的控制元件来实现，其中，控制元件包括用于确定控制元件的取向的第一标记物和第二标记物以及用于发射光束的光源。控制元件为了跟踪或确定其定向还可包括尤其与US 2017/037333 A1的教导相应的陀螺仪(Kreisel,有时称为回转仪)。此外，尤其设置成，控制元件包括CPU以及为了供电包括蓄电池。
[0007]可设置成，可将第一标记物与第二标记物区分。尤其可设置成，光源侧的标记物设计为环或包括环。光束可包括可见光，然而光束还可包括UV光或红外光。在有利的设计方案中，光源是二极管或激光二极管。例如通过脉冲和/或编码可使光束个性化。如果编码或脉冲被传达给头戴式设备或由头戴式设备已知，以该方式该头戴式设备可特别适合地辨识出借助于光束标记的物体。在本专利技术的另一设计方案中，控制元件具有测距器或者光源是测距器的一部分。
[0008]在本专利技术的此外有利的设计方案中，控制元件具有轮廓、结构或纹理或类似的，其允许或使能够在触觉上或用手识别出控制元件的取向。在本专利技术的此外有利的设计方案中，控制元件具有至头戴式设备的接口。在有利的设计方案中，该接口是无线接口或用于无线通信的接口。在本专利技术的此外有利的设计方案中，控制元件具有一个或多个操作元件。这些操作元件尤其用于调节光源和/或触发借助于光束标记的区域的识别。
[0009]前面提到的目的此外通过带有头戴式设备的增强现实系统来实现，该增强现实系统包括透明的显示器(透视显示器(Durchsichtdisplay))，借助于其可显示虚拟的图像组成部分，其中，头戴式设备具有摄像机组件(用于记录头戴式设备的周围环境的图像)以及跟踪系统(用于根据现实的周围环境的图像来确定虚拟的图像组成部分在透明的显示器上的位置(和取向))，并且其中，增强现实系统具有前面提到的控制元件。在该公开的意义中的头戴式设备尤其还是头戴式显示器(HMD)或数据眼镜或AR眼镜。在该公开的意义中的适合的头戴式设备例如是Microsoft
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的Hololens
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。在该公开的意义中的摄像机组件尤其是带有至少两个摄像机的立体摄像机组件。在该公开的意义中的跟踪系统尤其是无标记物的跟踪系统。
[0010]可设置成，增强现实系统包括至少两个控制元件和/或至少两个头戴式设备。其例如可形成(带有两个用户的)共同作用的组。
[0011]在本专利技术的此外有利的设计方案中，头戴式设备和控制元件在数据技术上借助于尤其无线的通信系统相连接。
[0012]在本专利技术的此外有利的设计方案中，头戴式设备或增强现实系统具有局部位置确定模块，用于识别或用于确定头戴式设备的周围环境的借助于光束标记的点或区域的位置。
[0013]前面提到的目的此外通过用于运行前面提到的增强现实系统的方法来实现，其中，在透明的显示器的视野中借助于光束来标记增强现实系统的周围环境的点或区域。
[0014]在本专利技术的(此外)有利的设计方案中，将局部位置和/或全局位置与所标记的点或区域相关联。在本专利技术的此外有利的设计方案中，将功能与局部位置或全局位置相关联。在本专利技术的此外有利的设计方案中，测量和/或分离所标记的区域。
附图说明
[0015]另外的优点和细节由实施例的接下来的说明得出。其中：图1示出了一实施例，图1示出了带有头戴式设备和在数据技术上与头戴式设备相耦联的笔形控制元件的增强现实系统，图2示出了用于根据图1的增强现实系统的控制元件的另一实施例，图3示出了用于根据图1的增强现实系统的控制元件的另一实施例，图4示出了用于根据图1的增强现实系统的控制元件的另一实施例，图5以示例性的原理图示出了根据图1的增强现实系统，图6以示例性的原理图示出了根据图5的增强现实系统的变型方案，图7示出了用于增强现实系统的一示例性应用场景，图8示出了用于前面提到的增强现实系统的另一示例性应用场景，图9示出了用于前面提到的增强现实系统的另一示例性应用场景，以及图10示出了用于前面提到的增强现实系统的另一示例性应用场景。
具体实施方式
[0016]图1示出了增强现实系统1，其带有(由用户穿戴的)头戴式设备10和在数据技术上与头戴式设备10相耦联的笔形的控制元件20。头戴式设备10包括带有至少两个摄像机KAM1
和KAM2的摄像机组件KAM(参考图5和图6)以及透明的显示器11(透视显示器)。与显示器11相关联的或关于其取向的摄像机组件KAM用于记录由头戴式设备10的用户看到的周围环境或相应的物体的现实图像RB。由摄像机组件KAM输出的现实图像RB是到无标记物的跟踪系统12中的输入信号，该跟踪系统确定现实图像RB的取向(位置/位置信号)POS。现实图像RB的取向(位置/位置信号)POS是跟踪系统12的输出信号和到场景生成器15中的输入信号。
[0017]增强现实系统此外包括带有虚拟的图像组成部分的数据库14或虚拟的图像组成部分的其他来源。场景生成器15从该数据库14或其他来源中提取虚拟的图像组成部分VIRT，该图像组成部分被定位在确定的部位处，使得其在该部位处可借助于透明的显示器来显示。在此在用户的眼睛中实现现实与虚拟的图像组成部分之间的叠加。
[0018]控制元件20包括标记物M1和标记物M2以及用于发出光束211的光源21。控制元件20此外包括两个操作元件B1和B2，用于操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制元件(20)、尤其笔式/长型的控制元件(20)、尤其以笔的形式的控制元件(20)，其中，所述控制元件(20)包括用于确定所述控制元件(20)的取向的第一标记物(M1)和第二标记物(M2)以及用于发射光束(211)的光源(21)。2.根据权利要求1所述的控制元件(20)，其特征在于，所述控制元件具有至头戴式设备(10)的接口。3. 一种带有头戴式设备(10)的增强现实系统(1)，其包括透明的显示器(11)，借助于其可显示虚拟的图像组成部分VIRT ARB，其中，所述头戴式设备(10)具有摄像机组件KAM以及跟踪系统(12)，所述摄像机组件用于记录所述头戴式设备的周围环境的图像，所述跟踪系统用于根据现实的周围环境的图像RB来确定所述虚拟的图像组成部分VIRT ARB在所述透明的显示器(11)上的位置POS，其特征在于，所述增强现实系统(1)具有根据权利要求1或2所述的控制元件(20)。4.根据权利要求3所述的增强现实系...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：