CN103810356A - 基于增强现实技术及lbs功能的移动终端系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于增强现实技术及LBS功能的移动终端系统，其特征在于：AR技术的开发和应用一直都是以PC机或工作站作为系统运行平台，其主要原因在于PC机、工作站所拥有的强大计算能力及图形显示能力；AR街边采用客户端与服务器分别承担计算处理任务的方式，将渲染和显示部分的处理移植到移动终端中,系统通过识别用户观察到的目标对目标进行增强，服务器进行目标的初始识别，然后将初始识别结果传至客户端，在客户端实现目标的精确识别和渲染显示。具有高效性、通用性、可实施性、稳定性和灵活性等特点。

Description

基于增强现实技术及LBS功能的移动终端系统

技术领域

本发明涉及一种基于增强现实技术及LBS功能的移动终端系统。 

背景技术

目前基于移动AR和LBS应用现实情况比较复杂，有非常多的制约因素，主要表现如下： 

移动终端技术局限性，AR产品的潜在市场主要是移动设备。但是，过去的移动终端存在技术上的局限，限制了其支持AR软件的能力。例如，移动终端电池使用时间不够长，任何大量使用图片、GPS技术和网络组件的应用都要消耗大量电力。随着科技发展，移动终端的硬件已经满足AR产品的要求，其中包括电源、显示器、摄像机以及各种跟踪定位装置，如GPS、电子罗盘等功能均可以满足。 

LBS服务面临困境，移动LBS应用目前可以很好的显示地图信息和兴趣点，但无法将虚拟世界与真实世界相结合，给予用户的真实感并不强烈，跟真实世界的关系并不紧密，与用户交互性不高。如何能够调动用户积极参与成为LBS服务的发展趋势。 

移动AR尚处初级阶段，早期的移动AR系统要求用户随身佩戴便携式计算机、电源、头盔显示器、摄像机、人机交互设备以及各种跟踪定位装置，如GPS、电子罗盘等。该类系统体积庞大笨重、造价高昂、存在安全隐患、不易长期携带及维护，对用户的实际使用带来诸多不便。随着小型手持式移动设备的兴起，为移动增强现实系统的发展提供了崭新的技术途径。目前大多数的主流手持移动设备都内置了百万像素以上的摄像头，并集成了如红外通信接口、蓝牙无线接口以及无线局域网卡等高速无线通信网络设备。在一些高端的移动设备中，还内置了与通信基站协同工作的GPS定位设备。选择小型手持式移动设备作为增强现实技术的新载体，将其与增强现实技术相结合，能够使增强现实系统脱离体积庞大的PC机或工作站、摄像设备、头盔显示器等的限制，实现图像采集、计算与显示的整合，在移动性、便携性以及人机交互性方面具有较强的优势。将移动终端作为AR技术的开发应用平台，已成为新一代AR技术的必然趋势。 

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制基于一种增强现实技术及LBS功能的移动终端系统。本发明采用的技术效果如下： 

目前LBS应用无法将虚拟世界与真实世界相结合，给予用户的真实感并不强烈，跟真实世界的关系并不紧密，与用户交互性不高。如何能够调动用户积极参与成为LBS服务的发展必然趋势。AR街边它既允许用户看到真实世界，同时也能看到叠加在真实世界上的虚拟对象，它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种系统。AR街边中真实物体和虚拟物体与用户环境无缝结合在一起，真实物体和虚拟物体之间能够进行交互，实现真正的虚实融合。因此增强现实系统具有虚实结合、实时交互、三维定向的新特点。通过虚实结合、高度交互性以及三维定位功能，将极大程度的调用用户参与的热情，还原互联网的真实感，让互联网跟真是世界的关系更紧密。 

一种基于增强现实技术及LBS功能的移动终端系统，其特征在于包括如系统： 

主体结构框架，移动增强现实系统实时跟踪移动终端在真实场景中的位置及姿态，并根据这些信息计算出兴趣点在摄像机中的坐标，实现兴趣点标定与真实场景画面精准匹配，所以移动终端的空间位置和姿态的性能是增强现实的关键；AR技术的开发和应用一直都是以PC机或工作站作为系统运行平台，其主要原因在于PC机、工作站所拥有的强大计算能力及图形显示能力；AR街边采用客户端与服务器分别承担计算处理任务的方式，将渲染和显示部分的处理移植到移动终端中,系统通过识别用户观察到的目标对目标进行增强，服务器进行目标的初始识别，然后将初始识别结果传至客户端，在客户端实现目标的精确识别和渲染显示; 

（1）基于移动终端平台LBS定位算法：基于位置的服务，通过移动运营商的无线电通讯网络或外部定位方式获取移动终端用户的位置信息，在GIS平台的支持下，为用户提供地图、定位服务；通过与中国移动合作，使用中国移动位置服务系统，完成对用户位置与方位的检测，并将数据报告给AR系统，实现被跟踪对象在真实世界里的坐标与虚拟世界中的坐标统一； 

（2）交互式AR系统：目前的移动终端应用多为单用户-单设备工作模式，AR街边不仅支持传统移动应用中的数据传输模式，还支持多用户间的信息交互，系统通过GPRS、GSM、Wi-Fi或3G网络等进行数据传输，完成多用户之间的信 息交流和共享，实现虚拟与现实、用户与应用的互动； 

（3）数据通信和传输：AR街边客户端和服务器间的数据传输需通过GPRS、GSM、Wi-Fi或3G网络完成，对传输网络的选择首先要考虑用户所处的应用环境支持何种网络；其次要考虑网络的通畅性、带宽、传输速度以及传输距离等因素；随着中国移动通信网络发展，2.5G、3G网络传输速度能够满足AR街边的数据传输速度与质量，保证客户端与服务器间的数据传输，使系统能够稳定运行；系统将UI图片封装至客户端，可以极大程度的减少用户的通讯流量，提高访问速度，使应用体验更加人性化。 

同现有技术相比本发明的优点是显而易见的，具体如下：高效性，应用服务在服务器端开发，使得客户端不需要承载过多的逻辑运算，大大减小了客户端的大小。通用性，系统设计平台化、通用化，使用中国移动指定的标准业务处理流程和数据接口标准。可实施性，系统必须与相关接入系统整合，尽可能减少对相关接入系统的影响。稳定性，地图与兴趣点能够被缓存在客户端，从而可以使客户端响应速度更快，数据往返于服务器的次数更少。高效性，应用服务依赖于网络和服务器端部署，不用频繁升级客户端，从而减少用户流失。灵活性，能够快速开发新的应用，并和现有位置服务系统灵活对接，能够在不停止运行的情况下进行系统维护和更新。 

具体实施方式

AR街边是基于增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）及LBS（Location-Based Services，又称位置服务)功能的移动终端应用。是专门为用户打造的一款支持AR增强现实和中国移动海量POI在线搜索的移动终端应用软件。通过虚实结合、高度交互性以及三维定位功能，极大程度的调动用户热情，还原互联网的真实感，让互联网与真实世界的关系更紧密，将现在LBS服务的三维化。创造出全新的用户体验，在一种轻松活跃的环境中，使用户与品牌产生零距离的接触。兴趣点信息显示在真实路面上，直观引导。实景与地图界面完美融合，可随意调节界面透明度，看图、看路。 

一种基于增强现实技术及LBS功能的移动终端系统包括如系统： 

主体结构框架，移动增强现实系统实时跟踪移动终端在真实场景中的位置及姿态，并根据这些信息计算出兴趣点在摄像机中的坐标，实现兴趣点标定与真实场景画面精准匹配，所以移动终端的空间位置和姿态的性能是增强现实的关键；AR技术的开发和应用一直都是以PC机或工作站作为系统运行平台，其主 要原因在于PC机、工作站所拥有的强大计算能力及图形显示能力；AR街边采用客户端与服务器分别承担计算处理任务的方式，将渲染和显示部分的处理移植到移动终端中,系统通过识别用户观察到的目标对目标进行增强，服务器进行目标的初始识别，然后将初始识别结果传至客户端，在客户端实现目标的精确识别和渲染显示; 

（1）基于移动终端平台LBS定位算法：基于位置的服务，通过移动运营商的无线电通讯网络或外部定位方式获取移动终端用户的位置信息，在GIS平台的支持下，为用户提供地图、定位服务；通过与中国移动合作，使用中国移动位置服务系统，完成对用户位置与方位的检测，并将数据报告给AR系统，实现被跟踪对象在真实世界里的坐标与虚拟世界中的坐标统一； 

（2）交互式AR系统：目前的移动终端应用多为单用户-单设备工作模式，AR街边不仅支持传统移动应用中的数据传输模式，还支持多用户间的信息交互，系统通过GPRS、GSM、Wi-Fi或3G网络等进行数据传输，完成多用户之间的信息交流和共享，实现虚拟与现实、用户与应用的互动； 

（3）数据通信和传输：AR街边客户端和服务器间的数据传输需通过GPRS、GSM、Wi-Fi或3G网络完成，对传输网络的选择首先要考虑用户所处的应用环境支持何种网络；其次要考虑网络的通畅性、带宽、传输速度以及传输距离等因素；随着中国移动通信网络发展，2.5G、3G网络传输速度能够满足AR街边的数据传输速度与质量，保证客户端与服务器间的数据传输，使系统能够稳定运行；系统将UI图片封装至客户端，可以极大程度的减少用户的通讯流量，提高访问速度，使应用体验更加人性化。 

技术成熟性分析：移动智能终端具有高速处理芯片、摄像机、GPS、电子罗盘，能够满足AR系统的信息采集和结果渲染功能。完善的移动LBS技术实现跟踪、定位与标定，达到虚拟物体与用户环境坐标统一。高速的移动网络传输速度，保证客户端与服务器间的数据传输，使系统能够稳定运行。应用服务依赖于网络和服务器端部署，不用频繁升级客户端，从而减少用户流失。客户端保持与服务器数据源的连接，这样服务器能够实时地对客户端数据进行更新。 

增强现实是移动互联网的技术的热点。但市场上目前没有杀手级的应用。虽然目前移动终端AR技术的发展已可实现简单的增强现实应用。但与PC工作平台相比，还面临着诸多的技术挑战，如较低的图像分辨率和图形处理能力，有限的屏幕尺寸和存储空间，缺少浮点运算单元(FPU)，以及使用低端处理器等， 都成为该技术普及和实用化的障碍，使未来短时间内，移动终端的性能还无法与PC机抗衡。但是，随着移动终端技术的不断发展和完善，制约AR技术移植至移动终端平台的种种约束必将成为过去。移动终端作为人们日常生活的一部分，将发挥其更大的技术优势和作用。而将AR技术与移动终端相结合也必将开启AR领域的一个崭新研究方向。 

1、全新的广告形态 

用增强现实技术实现的虚拟广告投放，大大的有别于什么报纸广告、电视广告、户外广告、搜索引擎广告。 

2、全新的搜索模式 

之前也撰文移动搜索产品的用户体验提到过，未来的搜索将要不在局限与那一个框，摄像头搜索将会有很大的想象空间，营造全新的位置搜索引擎时代。 

3、全新的社交方式 

现在我们还停留在纸质名片的阶段，未来每个人都可以有一个立体的社交主页，帮订自己的SNS、微博，通过人脸识别技术，用户就能利用摄像头看到你的信息、动态，添加你为社区好友。 

4、全新的浏览器 

只要开启摄像头，就能获得周围一切我想要的信息，通过在不同的图层中切换，找到感兴趣的垂直信息，这不是浏览器是什么？这是基于摄像头的浏览器。 

5、全新的生活方式 

基于位置你再也不会迷失了，周边的餐馆、今天的天气、公车的路线、周围的美女、商场的打折信息、前方漂亮的鞋是什么牌子等等，我们将要迎来一个全新的移动互联网时代。 

虽然AR技术在国外已经比较成熟，并频繁并应用到商业化产品中，但是在国内还停留在学术研究阶段。但是相信随着AR技术的不断完善，国内移动终端情况孕育到位，相信未来，移动终端上应用AR技术会是一个发展趋势。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (1)

1.一种基于增强现实技术及LBS功能的移动终端系统，其特征在于包括如下系统：

主体结构框架，移动增强现实系统实时跟踪移动终端在真实场景中的位置及姿态，并根据这些信息计算出兴趣点在摄像机中的坐标，实现兴趣点标定与真实场景画面精准匹配，所以移动终端的空间位置和姿态的性能是增强现实的关键；AR技术的开发和应用一直都是以PC机或工作站作为系统运行平台，其主要原因在于PC机、工作站所拥有的强大计算能力及图形显示能力；AR街边采用客户端与服务器分别承担计算处理任务的方式，将渲染和显示部分的处理移植到移动终端中,系统通过识别用户观察到的目标对目标进行增强，服务器进行目标的初始识别，然后将初始识别结果传至客户端，在客户端实现目标的精确识别和渲染显示;

（1）基于移动终端平台LBS定位算法：基于位置的服务，通过移动运营商的无线电通讯网络或外部定位方式获取移动终端用户的位置信息，在GIS平台的支持下，为用户提供地图、定位服务；通过与中国移动合作，使用中国移动位置服务系统，完成对用户位置与方位的检测，并将数据报告给AR系统，实现被跟踪对象在真实世界里的坐标与虚拟世界中的坐标统一；

（2）交互式AR系统：目前的移动终端应用多为单用户-单设备工作模式，AR街边不仅支持传统移动应用中的数据传输模式，还支持多用户间的信息交互，系统通过GPRS、GSM、Wi-Fi或3G网络等进行数据传输，完成多用户之间的信息交流和共享，实现虚拟与现实、用户与应用的互动；

（3）数据通信和传输：AR街边客户端和服务器间的数据传输需通过GPRS、GSM、Wi-Fi或3G网络完成，对传输网络的选择首先要考虑用户所处的应用环境支持何种网络；其次要考虑网络的通畅性、带宽、传输速度以及传输距离等因素；随着中国移动通信网络发展，2.5G、3G网络传输速度能够满足AR街边的数据传输速度与质量，保证客户端与服务器间的数据传输，使系统能够稳定运行；系统将UI图片封装至客户端，可以极大程度的减少用户的通讯流量，提高访问速度，使应用体验更加人性化。