本发明专利技术公开了一种基于云计算的三维空间叠加、文字介绍、语音介绍结合的交互式增强现实展示方法，从图像中分割出目标物体并自动建立特征模板；对于三维物体使用多张各角度的目标物体图片作为特征模板；通过系统获取显示设备的最佳分辨率F，图像采集设备采集到的某一帧视频图像Q及交互辅助模块的指令及数据K，将F、Q、K作为基础数据发送到云计算中心；由云计算中心分配硬件资源，利用目标物体识别方法计算出图像中目标物体的编号B和所有特征点；记录这些特征点的图像坐标值；由云计算中心完成对目标物体的识别、三维叠加和互动效果合成，将合成的结果渲染成分辨率F的图像，将此图像和通过目标物体识别所得到的编号从文件服务器调取语音数据压缩后，传送到本地主机。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于云计算
，尤其涉及一种基于云计算的交互式增强现实系统实现方法。
技术介绍
增强现实技术(Augmented Reality technique,简称AR技术)，也被称为扩增现实(台湾)。把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息，声音，味道，触觉等)，通过科学技术模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，这种技术叫做增强现实技术，简称AR技术。 增强现实可根据所应用的范围分为户内型与户外型。户内型增强现实从广义上说包括各种将数据层覆盖于建筑物内部物理空间的实践，为建筑师、壁画师、展览设计师和新媒体艺术家所关心；相对而言，狭义的户内型增强现实是在计算机技术支持下发展起来的。它允许用户在现实环境中与虚拟物体交互。现有增强现实应用，大多是基于单机现场展示，或将单机应用发布到互联网上，无法对现实环境中种类繁多的目标物体进行识别和三维叠加。为了实现虚拟与现实交互，增强现实技术需要对目标物体进行快速的识别和三维坐标信息计算，因而准确地跟踪目标物体在三维坐标系下的位置以及目标和摄像机之间的相对位置十分重要。传统的增强现实技术实现方法通常对客户端硬件要求较高，无法同时对多个目标物体进行识别和三维信息计算。并且在各种操作系统和硬件平台下移植困难。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于云计算的交互式增强现实系统实现方法，旨在解决现有增强现实应用，大多是基于单机现场展示，或将单机应用发布到互联网上，无法对现实环境中种类繁多的目标物体进行识别和三维叠加。为了实现虚拟与现实交互，增强现实技术需要对目标物体进行快速的识别和三维坐标信息计算，因而准确地跟踪目标物体在三维坐标系下的位置以及目标和摄像机之间的相对位置十分重要。传统的增强现实技术实现方法通常对客户端硬件要求较高，无法同时对多个目标物体进行识别和三维信息计算。并且在各种操作系统和硬件平台下移植困难的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种基于云计算的交互式增强现实系统实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤步骤I :预先拍摄一张或几张需要叠加三维模型的目标物体图片或者由程序从摄像机的图像中自动分割出目标物体图片作为标识物(I);步骤2 :将图像采集设备(2)和显示设备(11)连接本地主机(3)，通过系统获取显示设备(11)的最佳分辨率F，图像采集设备(2)采集到的某一帧视频图像Q，和交互辅助模块⑷的指令及数据K，将F、Q和K通过网络传送到云计算中心(9)；步骤3 :由云计算中心(9)分配硬件资源，利用目标物体识别方法(5)计算出图像中目标物体所匹配标识物(I)的编号B和图像中目标物体与标识物(I)匹配的所有特征占.步骤4 :从步骤3所述的全部匹配特征点中选择4个最准确的匹配特征点；记录这些特征点的图像坐标值；此外，以其中一点为世界坐标原点，记录下其他特征点的世界坐标；步骤5 :由云计算中心(9)依据步骤4的内容，利用三维信息计算方法(6)计算摄像机的外参数H ;步骤6 :由云计算中心(9)通过网络从数据库服务器(8)中查询编号B对应三维模型、语音、文本等文件的文件名及路径，再使用以上信息在文件服务器(7)中调取三维模型、语音和文本文件。·步骤7 :通过图形引擎(10)在云计算中心(9)中，将图像Q作为三维场景的背景，并以步骤5中计算出的参数H为位置信息，将编号B对应三维模型和文本介绍叠加在目标物体上。步骤8:结合交互辅助模块(4)的指令及数据K，云计算中心(9)通过图形引擎(10)的物理特性计算数据K对三维模型造成影响后，三维模型的位移和旋转角度。并将有效值赋值给已叠加在目标物体上的三维模型。步骤9:根据上述计算结果，云计算中心(9)将结果渲染成分辨率为F的图像S。再将语音数据和图像S进行打包压缩，发送给本地主机(3)。步骤10:本地主机(3)获取到云计算中心(9)发来的数据包后，解压成图像S和语音数据，通过显示设备(11)显示结果，并播放语音数据，从而实现了实时交互式三维叠加展示效果。步骤11 :使用上述方法，还可对图像中多个目标物体进行计算，得出每个目标物体的三维信息，从而实现对多个目标物体的叠加效果。步骤12 :使用管理系统(13)可访问Web服务器(12)对本地主机(3)中的数据资源，云计算中心(9)的目标物体识别方法和三维信息计算方法，文件服务器(7)和数据库服务器(8)中的数据进行增加、删除、修改、查询，还可以统计任何一个标识物(I)的使用频率、时间，系统各部分软硬件的运行状态。进一步，所述方法还可以通过如下方法实现，具体步骤为步骤I :预先拍摄一张或几张需要叠加三维模型的目标物体图片或者由程序从摄像机的图像中自动分割出目标物体图片作为标识物(I);步骤2 :将图像采集设备(2)连接本地主机(3)，通过系统将图像采集设备(2)采集到的某一帧视频图像Q，通过网络传送到云计算中心(9)，由云计算中心(9)分配硬件资源，利用目标物体识别方法(5)计算出目标物体所匹配标识物(I)的编号B，和图像中目标物体与标识物(I)匹配的所有特征点；步骤3 :从步骤2所述的全部匹配特征点中选择4个最准确的匹配特征点；记录这些特征点的图像坐标值；此外，以其中一点为世界坐标原点，记录下其他特征点的世界坐标；步骤4 :由云计算中心(9)依据步骤3的内容，利用三维信息计算方法(6)计算摄像机的外参数H ;步骤5 :由云计算中心(9)将计算所得将B和H传送到本地主机(3);步骤6 :由本地主机(3)通过网络从数据库服务器⑶中查询编号B对应三维模型、语音、文本等文件的文件名及路径，再使用以上信息在文件服务器(7)中调取三维模型、语音和文本文件；步骤7:将图像Q作为三维场景的背景，并以步骤5中计算出的参数H为位置信息，将编号B对应三维模型和文本介绍叠加在目标物体上；步骤8 :结合交互辅助模块(4)的指令及数据K，本地主机(3)通过图形引擎(10)的物理特性计算数据K对三维模型造成影响后的效果；步骤9 :根据上述计算结果，本地主机(3)通过图形引擎(10)将结果渲染出来，通过显示设备(11)显示，同时播放语音文件，从而实现了实时交互式三维叠加展示效果；步骤10 :使用上述方法，还可对图像中多个目标物体进行计算，得出每个目标物体的三维信息，从而实现对多个目标物体的叠加效果；步骤11 :使用管理系统(13)可访问Web服务器(12)对本地主机(3)中的数据资源，云计算中心(9)的计算方法，文件服务器(7)、数据库服务器(8)中的数据进行增加、删除、修改、查询，还可以统计任何一个标识物(1)的使用频率、时间，系统各部分软硬件的运行状态等。形成一个完整的管理系统。进一步，所述方法还可以通过如下方法实现，具体步骤为步骤I :预先拍摄一张或几张需要叠加三维模型的目标物体图片或者由程序从摄像机的图像中自动分割出目标物体图片作为标识物(1);步骤2 :将图像采集设备(2)连接本地主机(3)，通过系统将图像采集设备(2)采集到的某一帧视频图像Q，在本地主机(3)中利用目标物体识别方法(5)计算出目标物体所匹配标识物(1)的编号B，和图像中目标物体与标识物(1)匹配的所有特征点；步骤3 :从步骤2所述的全部匹配特征点中选择4个最准确的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于云计算的交互式增强现实系统实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：预先拍摄一张或几张需要叠加三维模型的目标物体图片或者由程序从摄像机的图像中自动分割出目标物体图片作为标识物(1)；将图像采集设备(2)和显示设备(11)连接本地主机(3)，通过系统获取显示设备(11)的最佳分辨率F，图像采集设备(2)采集到的某一帧视频图像Q，和交互辅助模块(4)的指令及数据K，将F、Q和K通过网络传送到云计算中心(9)；由云计算中心(9)分配硬件资源，利用目标物体识别方法(5)计算出图像中目标物体所匹配标识物(1)的编号B和图像中目标物体与标识物(1)匹配的所有特征点；从所述的全部匹配特征点中选择4个最准确的匹配特征点；记录这些特征点的图像坐标值；此外，以其中一点为世界坐标原点，记录下其他特征点的世界坐标；由云计算中心(9)依据的内容，利用三维信息计算方法(6)计算摄像机的外参数H；由云计算中心(9)通过网络从数据库服务器(8)中查询编号B对应三维模型、语音、文本等文件的文件名及路径，再使用以上信息在文件服务器(7)中调取三维模型、语音和文本文件；通过图形引擎(10)在云计算中心(9)中，将图像Q作为三维场景的背景，并以计算出的参数H为位置信息，将编号B对应三维模型和文本介绍叠加 在目标物体上；结合交互辅助模块(4)的指令及数据K，云计算中心(9)通过图形引擎(10)的物理特性计算数据K对三维模型造成影响后，三维模型的位移和旋转角度，并将有效值赋值给已叠加在目标物体上的三维模型；根据上述计算结果，云计算中心(9)将结果渲染成分辨率为F的图像S，再将语音数据和图像S进行打包压缩，发送给本地主机(3)；本地主机(3)获取到云计算中心(9)发来的数据包后，解压成图像S和语音数据，通过显示设备(11)显示结果，并播放语音数据，从而实现了实时交互式三维叠加展示效果；使用上述方法，还可对图像中多个目标物体进行计算，得出每个目标物体的三维信息，从而实现对多个目标物体的叠加效果；使用管理系统(13)可访问Web服务器(12)对本地主机(3)中的数据资源，云计算中心(9)的目标物体识别方法和三维信息计算方法，文件服务器(7)和数据库服务器(8)中的数据进行增加、删除、修改、查询，还可以统计任何一个标识物(1)的使用频率、时间，系统各部分软硬件的运行状态。...
【技术特征摘要】
1.一种基于云计算的交互式增强现实系统实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 预先拍摄一张或几张需要叠加三维模型的目标物体图片或者由程序从摄像机的图像中自动分割出目标物体图片作为标识物(I)； 将图像采集设备(2)和显示设备(11)连接本地主机(3)，通过系统获取显示设备(11)的最佳分辨率F，图像采集设备(2)采集到的某一帧视频图像Q，和交互辅助模块(4)的指令及数据K，将F、Q和K通过网络传送到云计算中心(9)； 由云计算中心(9)分配硬件资源，利用目标物体识别方法(5)计算出图像中目标物体所匹配标识物(I)的编号B和图像中目标物体与标识物(I)匹配的所有特征点； 从所述的全部匹配特征点中选择4个最准确的匹配特征点；记录这些特征点的图像坐标值；此外，以其中一点为世界坐标原点，记录下其他特征点的世界坐标； 由云计算中心(9)依据的内容，利用三维信息计算方法(6)计算摄像机的外参数H;由云计算中心(9)通过网络从数据库服务器(8)中查询编号B对应三维模型、语音、文本等文件的文件名及路径，再使用以上信息在文件服务器(7)中调取三维模型、语音和文本文件； 通过图形引擎(10)在云计算中心(9)中，将图像Q作为三维场景的背景，并以计算出的参数H为位置信息，将编号B对应三维模型和文本介绍叠加在目标物体上； 结合交互辅助模块(4)的指令及数据K，云计算中心(9)通过图形引擎(10)的物理特性计算数据K对三维模型造成影响后，三维模型的位移和旋转角度，并将有效值赋值给已叠加在目标物体上的三维模型； 根据上述计算结果，云计算中心(9)将结果渲染成分辨率为F的图像S，再将语音数据和图像S进行打包压缩，发送给本地主机(3)； 本地主机(3)获取到云计算中心(9)发来的数据包后，解压成图像S和语音数据，通过显示设备(11)显示结果，并播放语音数据，从而实现了实时交互式三维叠加展示效果；使用上述方法，还可对图像中多个目标物体进行计算，得出每个目标物体的三维信息，从而实现对多个目标物体的叠加效果； 使用管理系统(13)可访问Web服务器(12)对本地主机(3)中的数据资源，云计算中心(9)的目标物体识别方法和三维信息计算方法，文件服务器(7)和数据库服务器(8)中的数据进行增加、删除、修改、查询，还可以统计任何一个标识物(I)的使用频率、时间，系统各部分软硬件的运行状态。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还可以通过如下方法实现，具体步骤为 预先拍摄一张或几张需要叠加三维模型的目标物体图片或者由程序从摄像机的图像中自动分割出目标物体图片作为标识物(I)； 将图像采集设备(2)连接本地主机(3)，通过系统将图像采集设备(2)采集到的某一帧视频图像Q，通过网络传送到云计算中心(9)，由云计算中心(9)分配硬件资源，利用目标物体识别方法(5)计算出目标物体所匹配标识物(I)的编号B，和图像中目标物体与标识物(I)匹配的所有特征点； 从所述的全部匹配特征点中选择4个最准确的匹配特征点；记录这些特征点的图像坐标值；此外，以其中一点为世界坐标原点，记录下其他特征点的世界坐标； 由云计算中心(9)利用三维信息计算方法(6)计算摄像机的外参数H; 由云计算中心(9)将计算所得将B和H传送到本地主机...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊晓东，
申请(专利权)人：樊晓东，
类型：发明
国别省市：
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