CN102980570A - 一种实景增强现实导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实景增强现实导航系统，包含扫描模块，识别模块，定位模块，数据搜索模块，增强现实模块等。本发明通过摄像设备扫描周边环境，获取对应的图像信息，同时利用定位设备进行定位，获取位置信息，通过位置信息查询周边的环境数据，包含建筑物，道路等，同时利用获取的图像进行比对识别和确认，并查询对应的各种增强信息后叠加显示在导航地图界面，并根据终端位置的变化，不断的更新对应的数据。通过终端扫描识别定位并获取相关的各种信息，提供了一种基于终端扫描定位和信息推送的业务体验。

Description

一种实景增强现实导航系统

技术领域

本发明涉及移动终端、系统软件等技术领域，特别是指一种实景增强现实导航系统。

背景技术

随着互联网技术、通信技术的发展，特别是智能终端、定位技术和软件技术的发展，为一种基于实景增强显示的导航系统提供了可行性。

目前导航系统界面为地图界面，没有与实景进行结合，或者实景信息不足，用户无法直观地确认和获取导航实景对象的信息，导航的效果不能与用户直观需求很好的结合起来，而通过本发明，将用户的位置，方向，高度结合起来，通过终端摄像获取实景信息并识别其中的对象获取对象的各种信息叠加显示在导航界面上，从而增强了导航系统的实用功能。

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种通过终端扫描并结合定位和图像匹配的一种实景增强现实的导航系统。

发明内容

从上面所述可以看出，本发明提供的一种实景增强现实导航系统，通过终端拍摄指向对象并结合终端的定位和方向和高度等信息，实现了一种实景增强现实的导航系统。

 

具体来说具有以下优点：

地图与实景结合：

     系统将地图与实景进行结合，用户可以直观地观察到地理位置的实景以及对应实景位置的地图信息，并结合了实景与地图导航界面，使用方式更加直观。

 

增强显示技术：

通过定位和位置传感器以及方向传感器计算出指向目标并查询出其指向目标的各种信息进行迭加显示，实现了一种实景与导航结合的增强显示。

 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明系统模块结构的示意图。

图2为本发明业务流程示意图。

图3为本发明搜索信息流程示意图。

图4为本发明逻辑扇区范围计算流程示意图。

图5为本发明终端逻辑扇区范围示意图。

 

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

为实现上述目的，提出了一种实景增强现实导航系统。

以下通过结合附图，对本发明的实施方式进行描述。

 

实现一种实景增强现实导航系统的关键点如下：

图像数据：

    系统事先储存大量的街道建筑物等图像，并与地理位置，高度等参数进行关联，通过位置和方向可以查询到对象的图像和对应的各种图像对象数据。

图像获取：

    终端通过相机或摄像设备扫描前方的实景并根据导航系统的图形场景更新周期周期性截取对应的图像帧作为实景图像的数据源和匹配数据源。

终端位置和姿态获取：

    终端通过GPS，AGPS等方式获取终端的经纬度数据进行定位和获取高度，速度，方向数据，通过电子罗盘获取终端指向数据，通过加速计，陀螺仪获取终端运动姿态，从而构造出以终端指向的一个虚拟扇区，精确指向可能的对象。

虚拟扇区构造：

    终端指向的对象在空间上需多种参数进行约束和限制，根据获取的终端位置，作为圆心，获取的方向作为扇区的中间线，并通过高度，终端在三维空间的姿态以及终端指向偏差冗余，调整空间的扇区角度，尽可能压缩范围内的对象。

扇区内对象查询：

    系统计算出终端指向的扇区范围后，通过地理信息系统计算和查询所在位置和方向扇区范围内的对象，并提供给信息查询模块查询对象信息。

图像匹配：

    进一步，系统比对摄像头提供的扫描图像与系统查找出的终端指向对象，与系统查找的指向对象进行进一步核对和挑选，提高匹配的准确度。

信息迭加：

    获得匹配的指向对象后，系统查询对象的各种数据，在终端上以图层的方式进行迭加，显示在导航界面上，用户随即可以看到终端指向对象的各种数据作为增强信息。

数据更新：

    随着终端运动和终端姿态，指向的不断变化，超过一定的阈值后，触发系统更新对应的各种数据和重新计算新的指向区域范围内的对象和查询数据，并实时传输到终端进行实时更新。

 

主要功能模块

如图1所示，一种实景增强现实导航系统的结构主要包括：

摄像头100：

摄像头硬件部分，提供拍摄和扫描的功能，获取终端指向的图像数据。

GPS模块101：

    终端侧定位模块，通过GPS，AGPS进行定位获取终端经纬度数据。

电子罗盘102：

     终端侧通过电子罗盘识别终端的指向，获取终端指向方位的角度。

MEMS传感器103：

    终端侧MEMS的动作传感器，包含加速度计识别终端空间姿态，陀螺仪识别终端运动姿态和方向，获取终端的姿态数据。

日志模块104：

   记录用户在终端侧的业务操作等活动数据并以日志方式保存在终端。

逻辑模块105：

终端侧的业务逻辑流程的控制和执行，调用其他逻辑功能模块并与其进行交互完成各种业务逻辑功能。

扫描模块106：

    负责调用终端相机进行扫描，并将扫描后的原始图像数据提供给其他功能逻辑模块，如识别模块

定位模块107：

    终端侧通过定位硬件进行定位获取经纬度，高度，运动方向等GPS信号能提供的各种数据。

MEMS模块108：

    终端侧MEMS逻辑功能模块，通过各种MEMS硬件的逻辑数据存取接口获取终端姿态数据，运动数据。

导航模块109：

    终端侧进行导航的功能模块，为用户进行各种基于地理信息系统的导航信息和导航功能，并与其他功能模块进行融合，包含摄像头实景，增强信息的图层迭加等。

地图模块110：

    终端侧为用户提供地图相关的各种功能模块，可以为本地地图或在线地图，根据用户定位的状态和结果，显示终端位置和地图各种图层。

管理配置模块111：

终端用户进行业务配置和数据管理，用户通过管理模块对业务的数据和业务的配置进行设置。

 

接口模块112：

    终端侧与系统进行交互的接口，通过接口与系统进行各种功能交互和消息的传递和接收，按照接口协议发起各种功能的请求和接收系统的各种消息。

传输通道113：

提供数据传输的实际的物理通道，可以是无线宽带网和移动数据网络，包含各个移动通信的数据信道，WIFI，固定宽带等。

系统接口模块114：

系统侧与终端进行交互的模块，与终端进行通信，提供各种接口供终端进行系统的访问，按照协商的协议进行数据传输，将数据发送给终端和接收终端的请求数据。

日志模块115：

    将系统的各种操作的信息记录到系统日志，并提供给用户进行查询。

数据库116：

提供数据存储和数据库以及各种基于数据库的各种功能，如数据触发器、函数等逻辑功能以及报表系统等。

业务逻辑模块117：

    负责系统端的对应各个业务逻辑流程的执行和逻辑设置、保存等功能，调用各个功能模块完成业务流程和处理各种业务请求逻辑。

地理信息系统118：

    系统端的地理信息系统功能模块，提供地图以及转换位置信息到经纬度信息，根据位置进行对象的查询等各种GIS的功能

搜索模块119：

    根据计算出终端指向范围内的对象，搜索其包含的各种属性数据，作为增强信息提供给终端用户。

对象计算模块120：

    根据终端定位数据，包含经纬度数据，高度数据，和终端指向数据，以及终端实景截取的场景图像，计算终端为中心的逻辑扇区范围内的各种可匹配的对象。

安全模块121：

    负责用户身份验证和安全设置相关的各种功能，包含验证终端用户身份和属性，加密和解密各种消息数据等功能。

消息模块122：

    系统端构造和格式化消息的功能模块，根据交互协议和接口构造各种消息并提供给接口模块进行消息的传递。

报表模块123：

为系统提供各种数据报表，根据用户需求，抽取数据库各种数据生成和输出各种分析数据报表。

管理模块124：

系统的管理功能部分，对系统进行综合管理，包含用户管理，逻辑流程管理，业务参数，系统参数配置等各种管理功能。

系统门户125：

系统用户登入门户的系统的门户，提供用户使用系统的界面和各种业务流程的承载。

 

下面举一个例子来说明本发明实景增强现实导航系统的业务流程，该实施例中，业务流程包括以下步骤：

步骤1：终端用户启动实景增强显示导航，启动定位系统，电子罗盘等；

步骤2：终端获取指向方向的图像，对应的位置，高度，速度，终端指向运动姿态等数据；

步骤3：终端请求系统进行数据处理和查询；

步骤4. 系统获取到终端的请求数据，通过终端位置，高度，指向参数计算扇区范围内包含的对象；

步骤5. 系统搜索到对应的对象后查找对象的各种属性数据；

步骤6.系统将搜索结果封装成消息推送给终端用户；

步骤7.终端用户获取搜索结果消息后以图层方式迭加显示在终端导航界面上，用户随即可以看到终端指向的对象的各种数据。

 

本发明的描述是为了示例和说明起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种实景增强现实导航系统，其特征在于通过摄像头扫描周边场景获取图像，同时通过终端的定位系统进行定位，利用电子罗盘获取摄像头指向，查询地理信息系统中所在位置的可能对象，通过指向进行过滤，并图像匹配对应指向的可能对象进行查询获取指向对象的各种属性信息，叠加显示在终端导航界面。

2. 如权利要求1所述，终端通过摄像头扫描周边场景获取对应的图像，其特征在于，终端通过终端相机拍摄指向方向对应的场景并截取视频帧的图像，作为系统后台图像匹配的数据源。

3.如权利要求1所述，终端通过定位和指向进行数据的过滤，其特征在于，终端通过各种方式进行定位，包含GPS或AGPS等方式获取经纬度信息，通过电子罗盘获取终端指向信息，获经纬度信息，高度信息和指向信息后，通过指向设定一个作为参数的角度，过滤掉其他方向的数据，形成一个虚拟的扇区范围，系统通过地理信息系统的POI信息点进行查询，查询其中包含的各个对象。

4. 如权利要求1所述，终端获取位置，指向和扫描的图像后，发起对扫描图像的识别，其特征在于，系统通过位置和指向查询所在位置和方向区域的对象数据，获取其指向可能的对象，并通过图像匹配进行确认以提高匹配的精确度，进一步即可获取对象的各种属性信息后显示在终端界面。

5.如权利要求4所述，终端获取指向对象的各种属性信息，叠加显示在终端界面，其特征在于，终端获取的指向对象的各种数据信息，通过叠加图层的方式，显示在导航界面，并随着位置的变化，指向的变化进行更新。

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