一种基于增强现实的多人目标指引系统及其使用方法技术方案

一种基于增强现实的多人目标指引系统及其使用方法，包括服务端系统和与之配合的客户端系统；服务端系统包括交互控制模块，交互控制模块给第一AR显示模块发送锁定指令，第一AR显示模块和第一网络通讯模块进行角度信息、发送指令等信息通讯，第一角度感知模块给第一网络通讯模块传递头部姿态角度信息；客户端系统包括第二网络通讯模块，第二网络通讯模块和第一网络通讯模块传递服务的锁定目标信息，第二角度感知模块给第二网络通讯模块传递头部姿态角度信息，第二网络通讯模块和第二AR显示模块通讯传递锁定目标方位图形化提示信息；本发明专利技术通过AR设备的信息共享，增强现实设备之间高效智能的信息交流，最终实现全视域目标快速搜索。索。索。

【技术实现步骤摘要】
一种基于增强现实的多人目标指引系统及其使用方法


[0001]本专利技术属于信息协同网络
，具体涉及一种基于增强现实的多人目标指引系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]团队协作是当今社会的一种重要工作模式，只有做好团队协作，团队成员之间才能做到互补、目标统一、职责明确、配合默契，团队协作能够快速响应、高效完成任务，已被一些任务场景如消防救援、海上搜救等广泛采用。然而，当前的团队协作方式中，各成员之间的信息交流大多依靠人与人之间的原始交流方式，如声音和手势，团队中其中一人发现目标之后通过喊话或者手势指示的方式告知其他人目标方位；在远距离交互场景下一般采用对讲机或者旗语指示目标具体方位。但以上这些信息交流方式不直观不精确、信息共享能力欠缺、目标协同搜索能力差，会导致任务的实现进程受阻，速度降低，进而使得团队错过良好的时间窗口。
[0003]在海上救援任务中，观察人员在发现救援对象后，需要及时将救援对象的位置与其他救援人员共享，但是在空旷的海面上，只能通过语言和现有的方位共享设备传递救援对象方位，这种方式使得救援人员难以快速确定救援对象位置，从而导致错过救援的黄金时期，目标协同搜索中快速引导能力的欠缺严重影响救援任务进程。
[0004]在旅游行业中，对于远处风景的导引主要是通过导游的肢体动作和语言完成，缺少直观、精确的导游信息，游客难以定位远处风景所在的位置，导致较差的旅游体验。
[0005]虚拟现实(VR)和增强现实(AR)是人机交互领域的一场科技革命，增强现实是将虚拟对象有机地“植入”在真实世界中，使得虚实对象实现可控的无缝融合，结合同步发展的数字化、网络化技术，为高效、直观、可视化的交互模式提供了强有力的支持，也提高了多人团队的目标搜索协同能力和快速导引的能力，但目前AR技术还没有应用在多人方位指引信息交互领域。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供了一种基于增强现实的多人目标指引系统及其使用方法，确定远处锁定目标的方位信息后，利用服务端系统，通过AR设备的信息共享，直观获得视域外目标位置信息，增强现实设备之间高效智能的信息交流，最终实现全视域目标快速搜索与目标快速定位。
[0007]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术采取的技术方案为：
[0008]一种基于增强现实的多人目标指引系统，包括服务端系统和与之配合的客户端系统；
[0009]服务端系统包括交互控制模块、第一AR显示模块、第一角度感知模块和第一网络通讯模块；交互控制模块和第一AR显示模块连接，给第一AR显示模块发送锁定指令；第一AR显示模块和第一网络通讯模块之间双向连接进行角度信息、发送指令的信息通讯，第一角
度感知模块和第一网络通讯模块连接，给第一网络通讯模块传递头部姿态角度信息；
[0010]客户端系统包括第二网络通讯模块、第二AR显示模块和第二角度感知模块；第二网络通讯模块和第一网络通讯模块之间双向连接传递服务的锁定目标信息；第二角度感知模块和第二网络通讯模块连接，给第二网络通讯模块传递头部姿态角度信息；第二网络通讯模块和第二AR显示模块双向通讯，传递锁定目标方位图形化提示信息。
[0011]所述的第一角度感知模块、第二角度感知模块或内置于第一AR显示模块、第二AR显示模块硬件中，或采用分离模式。
[0012]不同第一角度感知模块、第二角度感知模块通过固定布置，使其实际物理俯仰角以及偏航角保持一致，然后计算其显示俯仰角以及偏航角的系统偏差并进行校准。
[0013]所述的第一AR显示模块、第二AR显示模块的目标提示界面在界面中心位置固定呈现视野中心定位点，视野中心与视野中心定位点延长线处方向代表头部朝向角度方位；界面内显示实时的头部姿态角度信息数字，以及服务端使用者与客户端使用者头部姿态角度信息的差值数字；根据交互控制模块的锁定信息，界面利用图形化提示方式指示目标方位，即将客户端使用者头部朝向角度方位与服务端使用者头部朝向角度方位进行重合。
[0014]所述的图形化提示方式为：当客户端使用者头部朝向角度方位与服务端使用者头部朝向角度方位相差过大，即在客户端使用者视域外时，在客户端界面中出现箭头等形式的指示图形1，指向客户端使用者头部朝向角度方位，使客户端使用者根据指示图形1转动头部，快速寻找服务端使用者头部朝向角度方位；当客户端使用者头部朝向角度方位与服务端使用者头部朝向角度方位相差较小，即在客户端使用者视域内时，指示图形1变小或变淡或消失，客户端的界面中在其使用者头部朝向角度方位处出现指示环等形式的指示图形2；当客户端的视野中心定位点位于指示图形2中心时，即代表客户端使用者头部朝向角度方位与服务端使用者头部朝向角度方位重合。
[0015]所述的交互控制模块作用是提供一种人机交互模式；当服务端使用者锁定目标后，通过人机交互发送锁定指令(例如按下蓝牙按钮)，第一角度感知模块即将此时服务端使用者的头部姿态角度信息发送给客户端使用者佩戴的第二AR显示模块，第二AR显示模块根据服务端使用者头部姿态角度信息出现图形化提示，为客户端使用者提供直观的头部朝向角度方位提示，以便客户端使用者快速找到服务端使用者锁定的目标；当服务端使用者锁定目标时，交互控制模块控制自身或第一AR显示模块，以震动、声音或者视觉等形式进行反馈，提示服务端使用者与客户端使用者，锁定指令已经正确发送。
[0016]所述的第一网络通讯模块、第二网络通讯模块作用是为系统中各个模块信息互传提供通讯通路。
[0017]所述的一种基于增强现实的多人目标指引系统有多名客户端使用者或者服务端使用者同时使用，不同服务端使用者通过交互控制模块向指定客户端使用者的第二AR显示模块发送锁定指令，不同锁定指令导致的提示图形颜色或形状不同以便区分。
[0018]所述的一种基于增强现实的多人目标指引系统支持服务端使用者发送多个目标的锁定指令，此时目标提示界面中不同目标的指示图形颜色或者形状不同以便区分；服务端使用者连续或发送单一目标的锁定指令，此时客户的目标提示界面中，指示图形会根据服务端使用者的头部姿态角度信息持续变化。
[0019]所述的第一AR显示模块、第二AR显示模块选用单目或双目增强现实眼镜；第一角
度感知模块、第二角度感知模块选用九轴姿态传感器，包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计；第一网络通讯模块、第二网络通讯模块选用有线或无线或有线无线混合模式；交互控制模块选用蓝牙/射频等无线按键器，或AR眼镜上按钮或触摸面板，或手势感知语音感知方式。
[0020]一种基于增强现实的多人目标指引系统的使用方法，包括以下步骤：
[0021]1)校准过程：将服务端使用者与客户端使用者佩戴的第一AR显示模块、第二AR显示模块设定为不同标识ID，并配对对应的第一角度感知模块、第二角度感知模块，然后将第一角度感知模块、第二角度感知模块固定于相同的俯仰角和偏航角，将二者的偏差校准置零；
[0022]2)佩戴过程：服务端使用者以及客户端使用者在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于增强现实的多人目标指引系统，其特征在于：包括服务端系统和与之配合的客户端系统；服务端系统包括交互控制模块、第一AR显示模块、第一角度感知模块和第一网络通讯模块；交互控制模块和第一AR显示模块连接，给第一AR显示模块发送锁定指令；第一AR显示模块和第一网络通讯模块之间双向连接进行角度信息、发送指令的信息通讯，第一角度感知模块和第一网络通讯模块连接，给第一网络通讯模块传递头部姿态角度信息；客户端系统包括第二网络通讯模块、第二AR显示模块和第二角度感知模块；第二网络通讯模块和第一网络通讯模块之间双向连接传递服务的锁定目标信息；第二角度感知模块和第二网络通讯模块连接，给第二网络通讯模块传递头部姿态角度信息；第二网络通讯模块和第二AR显示模块双向通讯，传递锁定目标方位图形化提示信息。2.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的多人目标指引系统，其特征在于：不同第一角度感知模块、第二角度感知模块通过固定布置，使其实际物理俯仰角以及偏航角保持一致，然后计算其显示俯仰角以及偏航角的系统偏差并进行校准。3.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的多人目标指引系统，其特征在于：所述的第一AR显示模块、第二AR显示模块的目标提示界面在界面中心位置固定呈现视野中心定位点，视野中心与视野中心定位点延长线处方向代表头部朝向角度方位；界面内显示实时的头部姿态角度信息数字，以及客户端与服务端使用者头部姿态角度信息的差值数字；根据交互控制模块的锁定信息，界面利用图形化提示方式指示客户目标方位，即将客户端头部朝向角度方位与客户端头部朝向角度方位进行重合。4.根据权利要求3所述的一种基于增强现实的多人目标指引系统，其特征在于：所述的图形化提示方式为：当服务端使用者头部朝向角度方位与客户端使用者头部朝向角度方位相差过大，即在服务端视域外时，在客户端的界面中出现箭头等形式的指示图形1，指向客户端使用者头部朝向角度方位，使客户端使用者根据指示图形1转动头部，快速寻找服务服务端使用者头部朝向角度方位；当服务端使用者头部朝向角度方位与客户端使用者头部朝向角度方位相差较小，即在服务端使用者视域内时，指示图形1变小或变淡或消失，客户端的界面中在服务端使用者头部朝向角度方位处出现指示环形式的指示图形2；当客户端使用者的视野中心定位点位于指示图形2中心时，即代表服务端使用者头部朝向角度方位与客户端使用者头部朝向角度方位重合。5.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的多人目标指引系统，其特征在于：所述的交互控制模块作用是提供一种人机交互模式；当服务端使用者锁定目标后，通过人机交互发送锁定指令，第一角度感知模块即将此时服务端使用者头部姿态角度信息发送给客户端使用者佩戴的第二AR显示模块，第二AR显示模块根据服务端使用者头部姿态角度信息出现图形化提示，为客户端使用者提供直观的头部朝向角度方位提示，以便客户端使用者快速找到服务端使用者锁定的目标；当服务端使用者锁定目标时，交互控制模块控制自身或第一AR显示模块，以震动、声音或者视觉的形式进行反馈，提示服务端使用者与客户端使用者，锁定指令已经正确发送。6.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的多人目标指引系统，其特征在于：有多名服务端使用者或者客户端使用者同时使用，不同服务端使用者通过交互控制模块向指定客户端使用者的第二AR显示模块发送锁定指令，不同锁定指令导致的提示图形颜色或形状不
同以便区分；支持服务端使用者发送多个目标的锁定指令，此时目标提示界面中不同目标的指示图形颜色或者形状不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐光华，韩丞丞，马云濠，李辉，张世宇，杜成航，李文平，田沛源，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：