CN104504753A - 一种基于增强现实的互联网三维ip地图系统及方法 - Google Patents

一种基于增强现实的互联网三维ip地图系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于增强现实的互联网三维IP地图系统和方法，通过空间定位模块获取网络元素的空间位置信息，通过三维显示模块将所述网络元素显示于地理信息系统之中形成三维IP地图，再在所述增强现实模块作用下，将所述三维IP地图叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，形成“虚拟-现实”的一体化空间，从而能够将各种网络虚拟要素动态显示于现实空间，进行基于地理位置的网络管理与感知，发现异常网络行为，打击网络犯罪，优化网络结构。

Description

一种基于增强现实的互联网三维IP地图系统及方法
技术领域
本发明涉及地理信息系统(GIS)，尤其涉及一种基于增强现实的互联网三维IP地图系统及方法。
背景技术
增强现实(Augmented Reality，简称AR)，是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术。是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。AR通常是以透过式头盔显示系统和注册(AR系统中用户观察点和计算机生成的虚拟物体的定位)系统相结合的形式来实现的。
申请号2013100071800.8提供了一种基于互联网“虚拟-现实”复合空间定位系统；申请号201410299650.0提供了虚拟-现实一体化的三维显示方法及系统，本申请正是以上述专利为基础，结合增强现实技术，进一步提供了一种虚拟-现实一体化的基于增强现实的互联网三维IP地图系统。
发明内容
本专利提供一种基于增强现实的互联网三维IP地图系统，能够将网络元素按照其类别特征及空间位置投射到现实环境中，实现真实世界和网络虚拟世界的融合，使用户如在真实环境中查询、发现网络对象并与之交互。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于增强现实的互联网三维IP地图系统，包括：
空间定位模块，用于定位网络元素，得到所述网络元素的空间位置信息，所述网络元素包括网络中拥有IP地址的物理设备、网站及用户，所述空间位置信息包括经纬度与高程，所述物理设备包括移动设备、计算机、服务器、交换机或路由器；
三维显示模块，用于将所述网络元素显示于地理信息系统之中形成三维IP地图；
增强现实模块，用于将所述三维IP地图叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，形成“虚拟-现实”的一体化空间。
在一些实施例中，所述空间定位模块包括：
信息采集单元，采集所述移动设备、计算机、服务器、交换机或路由器的IP空间位置信息；
信息存储单元，安装在所述路由器、所述交换机及所述服务器中，用于存储本机及子节点的空间位置信息；
定位单元，用于将上述空间位置的信息数据纳入到IP通讯协议中，从而可根据所述IP地址得到所述网络元素的空间位置信息。
在一些实施例中，所述信息采集单元通过增强GPS或LBS采集所述移动设备、计算机及网络设备的IP空间位置信息。
在一些实施例中，所述三维显示模块包括：三维电子地图、属性分类单元及映射单元，其中：
所述属性分类单元用于预设所述网络元素的层级规则，并将所述网络元素逐层分级，其中，所述层级包括物理层、网站层及用户层中的一种或多种；
所述映射单元用于根据所述空间位置信息将所述网络元素的IP映射到所述三维电子地图的对应的经纬度与高程上，以形成所述网络元素的三维空间坐标，显示于所述三维地理信息统中。
在一些实施例中，所述高程的值为所述网络元素IP的海拔高度。
在一些实施例中，所述增强现实模块包括：
视频采集单元，用于通过摄像头捕捉现实场景；
空间转换单元，用于建立虚拟空间坐标系与现实空间坐标系的转换关系，使得虚拟物体合并到现实世界的正确位置上，并根据观察者的位置不断变化，重建虚拟空间坐标系与现实空间坐标系的转换关系；
叠加单元，用于将所述网络元素以经纬度与高程为坐标叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图；
用户交互单元，通过交互工具实现观察者与所述增强现实视图自然交互，显示所述网络元素的现实所在位置。
在一些实施例中，所述视频采集单元为头盔、立体眼镜、投影显示器、移动显示器或电脑显示器。
另外，本发明还提供了一种基于增强现实的互联网三维IP地图系统的方法，包括：
定位互联网中网络元素，得到网络元素的空间位置信息，所述网络元素包括网络中拥有IP地址的物理设备、网站及用户，所述物理设备包括移动设备、计算机、服务器、交换机或路由器；
将定位后的所述定位网络元素显示于地理信息系统之中形成三维IP地图；
将所述三维IP地图叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，形成“虚拟-现实”的一体化空间。
本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统和方法，通过空间定位模块获取网络元素的空间位置信息，通过三维显示模块将所述网络元素显示于地理信息系统之中形成三维IP地图，再在所述增强现实模块作用下，将所述三维IP地图叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，形成“虚拟-现实”的一体化空间，从而能够将各种网络虚拟要素动态显示于现实空间，进行基于地理位置的网络管理与感知，发现异常网络行为，打击网络犯罪，优化网络结构。
附图说明
图1是本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统的结构示意图。
图2是本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统中的空间定位模块的结构示意图。
图3是本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统中的三维显示模块的结构示意图。
图4是本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统中的结构示意图。
图5是本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统中的增强现实模块的结构示意图。
图6是本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统展示的“虚拟-现实”一体化空间的结构示意图。
图7是本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统的实现方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，为本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统100的结构示意图，包括：空间定位模块110、三维显示模块120及增强现实模块130。
其中：
空间定位模块110用于定位互联网中网络元素，得到网络元素的空间位置信息，在本发明中，网络元素，是指在网络中拥有IP地址的物理设备、网站、及用户的网络身份(如QQ用户名及密码)等，当其与网络进行连接时，会被暂时或永久性分配IP地址的元素。其中，网络元素的属性，通常是指网络元素中的功能、用途、产品类别等属性。可以理解，所述物理设备包括但不限于计算机、服务器、交换机、路由器等具有独立运算功能与记忆存储功能并且可接入互联网的装置。
优选地，请参阅图2，空间定位模块110包括：信息采集单元111、信息存储单元112及定位单元113。
信息采集单元111用于采集所述移动设备、计算机、服务器、交换机或路由器的IP空间位置信息(经纬度及高程)，具体采集方式可通过室内增强GPS及LBS(手机基站定位)加以实现；信息存储单元112安装在所述路由器、所述交换机及所述服务器中，用于存储本机及子节点的空间位置信息；定位单元113用于将上述空间位置的信息数据纳入到IP通讯协议中，从而可根据所述IP地址得到所述网络元素的空间位置信息。其中，上述空间位置信息包括经纬度及高程。可以理解，空间位置信息表明物理设备所处的位置。
优选地，所述信息采集单元111通过增强GPS或LBS采集所述移动设备、计算机及网络设备的IP空间位置信息。
三维显示模块120用于将所述网络元素显示于地理信息系统之中形成三维IP地图。
优选地，图3是本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统中的三维显示模块120的结构示意图，包括：三维电子地图121、属性分类单元122及映射单元123。
所述属性分类单元122用于预设所述网络元素的层级规则，并将所述网络元素逐层分级，其中，所述层级包括物理层、网站层及用户层中的一种或多种。
所述映射单元123用于根据所述空间位置信息将所述网络元素的IP映射到所述三维电子地图121的对应的经纬度与高程上，以形成所述网络元素的三维坐标(X，Y，Z)，显示于所述三维地理信息系统中。
请参阅图4所示的示例图。其中，高程的值为所述网络元素IP的海拔高度。
增强现实模块130用于将所述网络元素中叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，以显示所述网络元素的现实所在位置，实现“虚拟-现实”的一体化空间。
请参阅图5，所述增强现实模块130包括：视频采集单元131、空间转换单元132、叠加单元133及用户交互单元134。
视频采集单元131用于通过摄像头捕捉现实场景；优选地，所述视频采集单元131为头盔、立体眼镜、投影显示器、移动显示器或电脑显示器。
空间转换单元132用于建立虚拟空间坐标系与现实空间坐标系的转换关系，使得虚拟物体合并到现实世界的正确位置上，并根据观察者的位置不断变化，重建虚拟空间坐标系与现实空间坐标系的转换关系。
叠加单元133用于将所述网络元素以经纬度与高程为坐标叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图；可以理解，投射图像必须在空间定位上与用户相关，当用户视野变动时，计算机产生的增强信息随之相应变化，通过叠加单元133实时检测用户视线方向，为计算机提供添加虚拟信息在投影平面中映射位置的依据，并将这些信息实时显示在荧光屏的正确位置。
用户交互单元134通过交互工具实现观察者与所述增强现实视图自然交互，显示所述网络元素的现实所在位置。其中，交互方式有硬件方式，如数据手套等；有基于视频处理方式，如在标识物上生成按钮菜单等，也有采用手势识别。
请参阅图6是采用本发明上述实施例提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统展示的“虚拟-现实”一体化空间的结构示意图。
请参阅图7，为本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统的实现方法的步骤流程图，包括：
步骤S110：定位互联网中网络元素，得到网络元素的空间位置信息；
步骤S120：将定位后的所述网络元素中的空间位置信息显示于地理信息系统之中形成三维IP地图；
步骤S130：将所述三维IP地图中叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，以显示所述网络元素的现实所在位置，实现“虚拟-现实”的一体化空间。
本发明提供的基于增强现实的互联网三维IP地图系统和方法，通过空间定位模块110定位互联网中网络元素得到网络元素的空间位置信息，通过三维显示模块120将所述网络元素中的空间位置信息与现实场景显示于地理信息系统之中形成三维IP地图，再在所述增强现实模块130作用下将所述网络元素中叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，形成“虚拟-现实”的一体化空间，从而能够将各种网络虚拟要素动态显示于现实空间，进行基于地理位置的网络管理与感知，及时发现异常网络行为，打击网络犯罪，优化网络结构。
需要说明的是：在上述各实施例中，各实施例的描述都有所侧重，每个实施例中没有详述的部分，可以参照说明书全文的详细描述，此处不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于增强现实的互联网三维IP地图系统，其特征在于，包括：
空间定位模块，用于定位网络元素，得到所述网络元素的空间位置信息，所述网络元素包括网络中拥有IP地址的物理设备、网站及用户，所述空间位置信息包括经纬度与高程，所述物理设备包括移动设备、计算机、服务器、交换机或路由器；
三维显示模块，用于将所述网络元素显示于地理信息系统之中形成三维IP地图；
增强现实模块，用于将所述三维IP地图叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，形成“虚拟-现实”的一体化空间。
2.如权利要求1所述的基于增强现实的互联网三维IP地图系统，其特征在于，所述空间定位模块包括：
信息采集单元，采集所述移动设备、计算机、服务器、交换机或路由器的IP空间位置信息；
信息存储单元，安装在所述路由器、所述交换机及所述服务器中，用于存储本机及子节点的空间位置信息；
定位单元，用于将上述空间位置的信息数据纳入到IP通讯协议中，从而可根据所述IP地址得到所述网络元素的空间位置信息。
3.如权利要求1所述的基于增强现实的互联网三维IP地图系统，其特征在于，所述信息采集单元通过增强GPS或LBS采集所述移动设备、计算机、服务器、交换机或路由器的IP空间位置信息。
4.如权利要求1所述的基于增强现实的互联网三维IP地图系统，其特征在于，所述三维显示模块包括：三维电子地图、属性分类单元及映射单元，其中：
所述属性分类单元用于预设所述网络元素的层级规则，并将所述网络元素逐层分级，其中，所述层级包括物理层、网站层及用户层中的一种或多种；
所述映射单元用于根据所述空间位置信息将所述网络元素的IP映射到所述三维电子地图的对应的经纬度与高程上，以形成所述网络元素的三维空间坐标，显示于所述三维地理信息统中。
5.如权利要求4所述的基于增强现实的互联网三维IP地图系统，其特征在于，所述高程的值为所述网络元素IP的海拔高度。
6.如权利要求1所述的基于增强现实的互联网三维IP地图系统，其特征在于，所述增强现实模块包括：
视频采集单元，用于通过摄像头捕捉现实场景；
空间转换单元，用于建立虚拟空间坐标系与现实空间坐标系的转换关系，使得虚拟物体合并到现实世界的正确位置上，并根据观察者的位置不断变化，重建虚拟空间坐标系与现实空间坐标系的转换关系；
叠加单元，用于将所述网络元素以经纬度与高程为坐标叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图；
用户交互单元，通过交互工具实现观察者与所述增强现实视图自然交互，显示所述网络元素的现实所在位置。
7.如权利要求6所述的基于增强现实的互联网三维IP地图系统，其特征在于，所述视频采集单元为头盔、立体眼镜、投影显示器、移动显示器或电脑显示器。
8.一种基于增强现实的互联网三维IP地图系统的方法，其特征在于，包括：
定位互联网中网络元素，得到网络元素的空间位置信息，所述网络元素包括网络中拥有IP地址的物理设备、网站及用户，所述物理设备包括移动设备、计算机、服务器、交换机或路由器；
将定位后的所述网络元素显示于地理信息系统之中形成三维IP地图；
将所述三维IP地图叠加于三维现实场景中以形成增强现实视图，通过在现实场景中查询、观察所述网络元素，形成“虚拟-现实”的一体化空间。
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