CN104756154A

CN104756154A - 参考坐标系统确定

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Publication number: CN104756154A
Application number: CN201380055115.4A
Authority: CN
Inventors: 普林斯·古普塔; 丹尼尔·瓦格纳; 格哈德·赖特迈尔; 亚历山德罗·穆洛尼
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2015-07-01
Also published as: US20140123507A1; JP2016507793A; KR20150082358A; WO2014070312A2; EP2915136A2; US20160300340A1; WO2014070312A3; US10309762B2

Abstract

一种确定参考坐标系统的方法包含：获得指示重力相对于装置的方向的信息；及使用所述重力相对于所述装置的方向转换装置坐标系统的定向以产生所述参考坐标系统。所述方法还可包含设定所述参考坐标系统的原点及/或确定所述参考坐标系统的尺度值。所述方法还可包含细化所述参考坐标系统。

Description

参考坐标系统确定

背景技术

扩增实境(AR)提供使用计算机产生的音频及/或视觉内容扩增的现实世界环境的视图。所述音频及/或视觉内容可覆盖在使用移动装置的相机俘获的现实世界环境的图像或视频上或整合到其中，或显示在透明或半透明屏幕上，用户通过所述屏幕观看现实世界环境。例如，扩增实境应用可实施在包含可用于俘获现实世界环境的图像或视频的相机及可用于显示所述现实世界环境的经扩增视图的显示器的移动电话或平板计算机上，及/或头戴式显示器(HMD)上。

所述装置可包含一或多个传感器，所述一或多个传感器收集可用于确定所述装置的位置、定向、速度及/或移动方向的数据。此信息可用于辅助装置产生扩增内容。所述传感器还可用于收集来自用户的输入信息，例如可用于允许用户导览在所述装置上显示的经扩增内容的触摸屏选择或其它输入信息。

在同时定位及映射(SLAM)系统(例如，AR、机器人等)中，通常在环境中(例如，在相机的视野中)存在已知参考目标。如果没有已知参考目标处于所述环境中，那么可任意界定用于所述SLAM的坐标系统。例如，相机在跟踪开始时的姿势(位置及定向)可以用于界定SLAM的坐标系统。

发明内容

一种确定参考坐标系统的实例方法包含：获得指示重力相对于装置的方向的信息；及使用所述重力相对于所述装置的方向转换装置坐标系统的定向以产生所述参考坐标系统。

此方法的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述方法进一步包含获得指示垂直于重力的方向的信息，且其中所述转换包括使用所述垂直于重力的方向转换所述装置坐标系统的所述定向。所述垂直于重力的方向是磁北或所述装置的相机的观看方向到垂直于重力的平面上的投影中的一者。所述方法进一步包含设定所述参考坐标系统的原点。设定所述原点包括：获得点云；及确定所述点云的大体上平面部分的几何中心。设定所述原点包括：获得点云；及确定所述装置的相机的观看方向与对应于所述点云的大体上平面部分的平面的交叉点。

而且或替代地，所述方法的实施方案可包含以下特征中的一或多者。计算所述尺度值包括：获得点云；及将所述点云的尺寸与固定大小进行比较。计算所述尺度值包括计算所述尺度值以使得所述参考坐标系统的原点将具有距所述装置的预定距离。计算所述尺度值包括使用来自所述装置的一或多个输入传感器的绝对测量值。所述一或多个输入传感器包括加速度计或多个相机。所述方法进一步包含细化所述参考坐标系统。细化所述参考坐标系统包括使用来自所述参考坐标系统及至少一个先前确定的坐标系统的信息以产生所述参考坐标系统与所述至少一个先前确定的坐标系统的组合。

用于确定参考坐标系统的实例装置包含：用于获得指示重力相对于所述装置的方向的信息的装置；及用于使用所述重力相对于所述装置的方向转换装置坐标系统的定向以产生所述参考坐标系统的装置。

此装置的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述装置进一步包含用于获得指示垂直于重力的方向的信息的装置，且其中所述用于转换的装置用于使用所述垂直于重力的方向转换所述装置坐标系统的所述定向。所述垂直于重力的方向磁北或所述装置的相机的观看方向到垂直于重力的平面上的投影中的一者。所述装置进一步包含用于设定所述参考坐标系统的原点的装置。所述用于设定所述原点的装置包括：用于获得点云的装置；及用于确定所述点云的大体上平面部分的几何中心的装置。所述用于设定所述原点的装置包括：用于获得点云的装置；及用于确定所述装置的相机的观看方向与对应于所述点云的大体上平面部分的平面的交叉点的装置。

而且或替代地，所述装置的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述装置进一步包含用于计算尺度值的装置。所述用于计算所述尺度值的装置包括：用于获得点云的装置；及用于将所述点云的尺寸与固定大小进行比较的装置。所述用于计算所述尺度值的装置包括用于计算所述尺度值以使得所述参考坐标系统的原点将具有距所述装置的预定距离的装置。所述用于计算所述尺度值的装置包括用于使用来自所述装置的一或多个输入传感器的绝对测量值的装置。所述一或多个输入传感器包括加速度计或多个相机。

实例移动装置包含：传感器，其经配置以确定重力的方向且提供重力相对于移动装置的方向的指示；及定向模块，其通信地耦合到所述传感器且经配置以使用所述重力相对于所述装置的方向的所述指示转换所述移动装置的装置坐标系统的定向以产生参考坐标系统。

此装置的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述定向模块进一步经配置以使用垂直于重力的方向转换所述装置坐标系统的所述定向。所述移动装置进一步包含原点模块，其通信地耦合到所述定向模块且经配置以通过获得点云及以下各者中的至少一者而设定所述参考坐标系统的原点：确定所述点云的大体上平面部分的几何中心；或确定移动装置的相机的观看方向与对应于所述点云的大体上平面部分的平面的交叉点。所述移动装置进一步包含尺度模块，所述尺度模块通信地耦合到所述定向模块且经配置以通过以下操作设定所述参考坐标系统相对于所述装置坐标系统的尺度值：(1)获得点云且将所述点云的尺寸与固定大小进行比较；或(2)计算所述尺度值以使得所述参考坐标系统的原点将具有距所述移动装置的预定距离；或(3)使用来自移动装置的一或多个输入传感器的绝对测量值。所述定向模块经配置以使用来自所述参考坐标系统及至少一个先前所确定的坐标系统的信息而产生细化的参考坐标系统。

移动装置的实例处理器可读存储媒体包含处理器可读指令，其经配置以致使处理器：获得重力相对于移动装置的方向的指示；及使用所述重力相对于所述装置的方向的所述指示转换所述移动装置的装置坐标系统的定向以产生参考坐标系统。

此存储媒体的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述经配置以致使所述处理器转换所述装置坐标系统的所述定向的指令包含经配置以使用垂直于重力的方向的指令。所述存储媒体进一步包含经配置以致使所述处理器设定所述参考坐标系统的原点指令经配置以致使所述处理器获得点云及以下各者中的至少一者：确定所述点云的大体上平面部分的几何中心；或确定所述移动装置的相机的观看方向与对应于所述点云的大体上平面部分的平面的交叉点。所述存储媒体进一步包含经配置以致使所述处理器通过以下操作设定所述参考坐标系统相对于所述装置坐标系统的尺度值的指令：(1)获得点云且将所述点云的尺寸与固定大小进行比较；或(2)计算所述尺度值以使得所述参考坐标系统的原点将具有距所述移动装置的预定距离；或(3)使用来自移动装置的一或多个输入传感器的绝对测量值。所述存储媒体进一步包含经配置以致使所述处理器使用来自所述参考坐标系统及至少一个先前所确定的坐标系统的信息以产生细化的参考坐标系统的指令。

本文所述的项目及/或技术可提供以下能力中的一或多者以及未提及的其它能力。提供有意义的方式来界定用于扩增实境应用的坐标系统。例如，在桌面游戏扩增实境应用中，可平行于地面或另一表面(例如桌子)对准坐标轴线，且在涂鸦扩增实境应用中，可垂直于地面(例如平行于墙壁或其它结构)对准坐标轴线。可在存在观看中的已知物体或不存在观看中的已知物体的情况下提供坐标系统。对于使用观看中的一或多个物体的情况，可与现有技术相比建立更有意义的坐标系统。例如，在具有观看中的多个目标的情况下，可跟踪所述目标且建立坐标系统。或者，在具有观看中的多个目标的情况下，坐标系统可与物体对准，但不与所跟踪的目标中的一者对准，因此提供用于所有目标的全局坐标系统。可提供其它能力且根据本发明的每个实施方案不一定提供任何特定能力，更不用说所论述的所有能力。此外，通过除所提到的装置之外的装置实现上文提到的效果可为可能的，且所提到的项目/技术可不一定产生所提到的效果。

附图说明

图1是扩增实境系统的简化透视图。

图2是并入有图1中展示的移动装置的组件的计算机系统的框图。

图3是图2中展示的计算机系统的功能框图。

图4到5是图1中展示的移动装置的简化平面图。

图6是计算参考坐标系统的过程的框流程图。

图7是展示用于设定参考坐标系统的原点的技术的图1中展示的系统的透视图。

图8到10是展示用于设定参考坐标系统的定向的技术的图1中展示的系统的透视图。

图11到13是用于确定参考坐标系统的过程的框流程图。

具体实施方式

提供用以界定坐标系统的原点及/或定向和(任选地)尺度的技术。所述坐标系统可用于同时定位及映射系统。所述技术可以用于多种情形中，但所述技术中的至少一些可在其中未通过已知参考先验给出原点及定向的情形中尤其有用。

提供用于界定参考坐标系统(例如，用于同时定位及映射(SLAM)系统)的技术(例如用于扩增实境(AR)应用)。提供用于确定坐标系统的原点及/或定向和(任选地)尺度的技术。例如，例如移动装置等装置可使用相机姿势(位置及定向)、点云及传感器数据(例如，从例如加速度计等惯性传感器及磁力计测量)作为输入。使用这些输入，移动装置可确定空间中的用于所要的坐标系统的原点的三维点、所要的坐标系统的定向(例如，三个正交轴)及尺度。移动装置可使用此信息确定从相机的坐标系统到所要的坐标系统的转变。

选择坐标系统的有意义的原点、定向(及尺度)可为独立任务。针对这些任务中的每一者提供不同的技术。一些技术利用三维(3D)点云。一些技术使用传感器。所界定的坐标系统可随时间细化。可以使用用于确定原点的不同技术及/或用于确定坐标系统的定向的不同技术，例如，其取决于所使用的特定应用。

参看图1，用于确定坐标系统的系统(此处为可包括SLAM系统的扩增实境(AR)系统10)包含装置(此处为具有AR功能的移动装置12)及物体14。移动装置12可为具有输入感觉单元的任何计算装置，例如相机及显示器。此处，移动装置12是智能电话，但本文中描述的功能性不限于智能电话。例如，移动装置12可为数码相机、摄影机、平板计算机、个人数字助理、视频游戏控制台、HMD或其它可穿戴显示器、投影仪装置或其它装置。此外，作为移动装置12的替代，可使用例如个人计算机(例如，桌上型计算机)的装置或其它非手持式装置或通常未标记为移动装置的装置。移动装置12包含用于在相机的视野18中俘获物体(此处为物体14)的图像的相机。如本文中所使用，点云是三维空间中的对应于物体(此处为物体14)的至少一部分的由移动装置12的相机在视野18中可见的点的集合。所述点云可由通过移动装置12的处理器例如基于来自移动装置12的相机24(下文描述)的图像数据执行的一种或多种技术确定。移动装置12经配置以通过以下操作增强实境：俘获其环境的图像，此处俘获物体14的图像；及在可借以看到物体14的透明或半透明显示器上显示额外图像，或显示使用额外图像补充的物体14的图像，此处为部分叠加在物体14上且部分安置在物体14上方的图16，例如，此处用于涂鸦AR应用。

参看图2，移动装置12包含传感器20、传感器处理器22、一或多个相机24、相机处理器26、显示器28、图形处理器30、触摸传感器32、触摸传感器处理器34、通信模块36、处理器38及存储器40。处理器22、26、30、34、通信模块36、处理器38及存储器40通过总线42通信地耦合，如所说明，或可直接耦合或以另一方式耦合。处理器22、26、30、34可为单一处理器的部分，或由存储于存储器40中且由处理器38执行的软件代码的不同部分实施，或为单独的专用处理器，或这些的组合(例如，其中处理器22、26、30、34中的一或多者是专用处理器且其它是处理器38的部分)。处理器22、26、30、34、38可为一或多个通用处理器及/或一或多个专用处理器(例如，数字信号处理芯片、图形加速处理器及/或类似者)。传感器20可提供各种感测参数的指示及/或若干指示，例如，重力(例如)相对于移动装置12的定向(相对于移动装置12的装置坐标系统)的方向的指示。

传感器20及传感器处理器22经配置以确定移动装置12的定向。传感器20是经配置以感测用于确定移动装置12的定向的信息的定向传感器。例如，传感器20可包含一或多个惯性传感器，例如陀螺仪、一或多个加速度计、惯性测量单元(IMU)及/或另一类型及/或其它类型的传感器。传感器处理器22经配置以处理由传感器20测量/收集的数据以确定移动装置12的定向。

相机24及相机处理器26经配置以俘获及产生视觉信息。相机24经配置以俘获可使用扩增逻辑扩增(在扩增的情况下，例如，文本或设计放置在现实世界表面上)的现实世界场景的图像及/或视频。相机处理器26经配置以处理由相机26收集的数据以将所述数据转换为可由扩增逻辑使用的格式。相机处理器26经配置以对从相机24所收集的数据执行各种类型的图像或视频处理以准备用于在显示器28上显示的内容。

显示器28及图形处理器30经配置以基于由相机24俘获及由相机处理器26处理的数据而提供视觉信息，且基于由扩增逻辑产生的信息而提供视觉信息。显示器28可为包含触摸传感器32的触摸屏接口。图形处理器30经配置以产生图形数据以供在显示器28上显示。图形处理器30经配置以使用由扩增逻辑提供的信息以显示经扩增图像或视频内容。

触摸传感器处理器34可处理由触摸传感器32输出的数据以识别用户何时触摸触摸屏。触摸传感器处理器34可经配置以识别各种触摸手势，包含对触摸屏的多手指触摸。所述扩增逻辑可使用由触摸传感器处理器34确定的手势信息来至少部分确定扩增应响应于用户输入如何反应。

通信模块36经配置以使得移动装置12能够使用一或多个无线协议进行通信。通信模块36经配置以允许移动装置12从附近的无线装置(包含无线接入点及其它具有AR功能的装置)发送及接收数据。通信模块36可包含调制解调器、无线网卡、红外通信装置、无线通信装置及/或芯片组(例如，短程无线装置(例如Bluetooth^TM装置或802.11装置)、WiFi装置、WiMax装置、蜂窝式通信设施等)，或类似者。通信模块36可准许与网络、其它计算机系统及/或其它装置交换数据。

处理器38经配置以控制传感器处理器22、相机处理器26、图形处理器30或触摸传感器处理器34中的一或多者。传感器处理器22、相机处理器26、图形处理器30或触摸传感器处理器34中的一或多者还可以由处理器38实施。

存储器40包含易失性及/或持久性、非暂时性存储器以用于存储由具有AR功能的移动装置12的各种组件使用的数据。存储器40可包含本地及/或网络可存取的存储装置、磁盘驱动器、驱动阵列、光学存储装置、例如随机存取存储器(“RAM”)及/或只读存储器(“ROM”)等固态存储装置，其可为可编程的、闪存可更新的及/或类似者。此类存储装置可经配置以实施任何适当的数据存储装置，包含但不限于各种文件系统、数据库结构和/或类似装置。

存储器40存储用于包含在移动装置12中的处理器中的一或多者的处理器可读、处理器可执行软件程序代码44。软件代码44含有用于控制处理器以执行下文描述的功能的指令(但此描述可理解为所述软件或处理器执行所述功能)。在一些情况下，扩增逻辑可实施为存储于所述存储器40中的处理器可执行指令。软件44包含操作系统、装置驱动器、可执行库及/或其它软件代码指令，例如可实施本文中描述的方法的一或多个应用程序。例如，本文中描述的一或多个程序可能被实施为由处理器执行的软件代码指令。此类指令可致使通用计算机(或其它装置)执行如本文所描述的一或多个操作。软件44可存储在并入移动装置12内的存储器40的非可装卸部分上或可存储在例如压缩光盘等可装卸式媒体上，及/或在安装包中提供。所述指令可呈可由处理器直接执行的可执行代码的形式，或替代地所述指令可呈源及/或可安装代码的形式，所述源及/或可安装代码在编译及/或安装(例如，使用多种一般可用的编译程序、安装程序、压缩/解压缩公用程序等中的任一者)后，接着即刻呈可执行代码的形式。可省略上文相对于移动装置12所描述的元件中的一或多者。例如，可省略通信模块36及/或触摸传感器32及触摸传感器处理器34。此外，可在一些实施例中包含额外元件。处理器22、26、30、34中的一或多者可与处理器38组合或实施在处理器38中，及/或可由存储于存储器40中的指令实施处理器22、26、30、34中的一或多者的一些或所有功能性。

参看图3，移动装置12包含原点模块(用于设定坐标系统原点的装置)46、定向模块(定向装置或用于设定坐标系统定向的装置)48、尺度模块(用于设定坐标系统尺度的装置)50，及细化模块(用于细化坐标系统的装置)52。原点模块46、定向模块48、尺度模块50及细化模块52彼此通信地耦合。模块46、48、50、52是可由处理器22、26、38及/或存储于存储器40中的软件44实施的功能模块，但模块46、48、50、52可实施在硬件、固件或软件或这些的组合中。针对根据软件44(及/或固件，及/或处理器22、26、38的硬件)执行或经配置以执行功能的处理器22、26、38中的一或多者简写对执行或经配置以执行所述功能的模块46、48、50、52的参考。类似地，对确定坐标系统的原点或确定坐标系统的定向或设定坐标系统的尺度的处理器22、26、38中的一或多者的参考分别等效于执行所述功能的原点模块46或定向模块48或尺度模块50。原点模块46或用于设定坐标系统原点的装置经配置以基于由相机24俘获的信息而设定坐标系统(例如AR坐标系统)的原点。下文相对于图6论述原点模块46的操作的实例，但原点模块46还可以一或多种其它方式操作。定向模块48，或用于设定坐标系统定向的装置经配置以使用由相机24俘获的信息及/或从传感器22获得的信息来设定坐标系统(例如，AR坐标系统)的定向。定向模块48或用于设定坐标系统定向的装置包含用于将移动装置12的装置坐标系统的定向转换到参考坐标系统的定向的转换装置。下文相对于图6论述定向模块48的操作的实例，但定向模块48还可以一或多种其它方式操作。尺度模块50经配置以使用下文论述的技术或其它适当的技术设定(包含确定)坐标系统(例如，AR坐标系统)的尺度值。细化模块52经配置以使用先前确定的信息(例如，原点及/或定向及/或尺度值)细化所述参考坐标系统，例如，改变参考坐标系统的原点及/或定向及/或尺度值。

模块46、48、50、52经配置以建立参考坐标系统以增强装置12的性能。例如，在参考坐标系统是AR坐标系统的情况下，模块46、48、50、52帮助提供AR图像，使得AR图像与用户期望一致，例如，使得游戏经历更实际及/或可信。作为进一步实例，模块46、48、50、52可帮助确保绘画应用提供垂直画架，桌面游戏应用提供水平游戏板，体育应用鉴于相机24与体育设备协调(例如，篮球环)等。使用这些模块可致使AR图像显得由装置12显示为适当的大小、处于预期的定向及/或处于相对于表面的恰当扩增，例如，显得行走在表面上或锚定到表面而不是在表面上方浮动。此外，这些模块可以用于由装置12建立参考系统以用于除AR之外的使用，例如，在其中利用跟踪及/或映射的其它应用中，例如在不同类型的SLAM系统中。

参看图4到5，在至少一些配置中，移动装置12可包含两个相机24₁、24₂。相机24₁与显示器28一起安置在移动装置12的前侧54上，且相机24₂安置在移动装置12的背侧或后侧56上。相机24₁被称作前向相机，且相机24₂在本文中被称作后向相机。移动装置12通常被固持以使得前向相机24₁面向移动装置12的用户且后向相机24₂背向移动装置12的用户。或者，可为相反情况，其取决于移动装置12如何由用户固持。还是参看图1，相机24₁24₂中的任一者可具有视野(FOV)18。相机24₂在下文被描述为具有FOV 18，但在其它情形或实施方案中，相机24₁或另一相机可具有FOV 18。

参看图6，进一步参考图1到5，建立参考坐标系统的过程60包含所展示的若干阶段。然而，过程60仅为一实例并且没有限制性。例如，通过添加、移除、重新布置、组合及/或并行地执行各阶段，可以更改过程60。例如，可除去下文论述的阶段70及74，或可以不同于所说明的次序的次序执行阶段64、66、68中的两者或更多者。参考坐标系统可为例如AR坐标系统等SLAM坐标系统。

在阶段62处，移动装置12获得图像帧且在一些实施例中还获得传感器数据。在触发事件时，例如在加电、AR应用的激活、用户选择或其它触发事件时，移动装置12从相机24(例如，后向相机24₂)中的一者俘获由相机处理器26处理的图像。移动装置12可进一步从传感器20获得由传感器处理器22处理的信息。在此实例中，使用加速度计，移动装置12获得关于重力相对于移动装置12的坐标系统的方向的信息。此外，使用加速度计及磁力计，移动装置12获得磁北相对于移动装置12的坐标系统的方向。在一些实施例中，使用两个非线性向量。所述两个非线性向量可包括重力向量(指向下)及磁北的向量(指向磁北)，或这些向量中的一者与另一向量的组合，或两个其它非线性向量的组合。可从一或多个加速度计测量值导出重力向量及磁北的向量(即，磁北向量)两者。

在阶段64处，移动装置12确定参考坐标系统原点。原点模块46可依据若干情形以多种方式中的一者设定原点。在第一技术中，原点模块46在相机24₂的目前3D位置80处设定原点，如图7中所展示。在第二技术中，原点模块46在与点云相关联的几何中心(例如如图7中所展示的物体14的几何中心)处设定原点82。例如，在所述点云是已知的或经确定具有平面表面(例如，桌子、墙壁上的海报等)时可以使用此技术。与所述点云相关联的几何中心可被确定为所述平面表面的几何中心。在第三技术中，原点模块46在所述点云的其二维(2D)投影靠近如图7中所展示的相机图像的中心的点处设定原点84。此技术将原点贴附或指派给物理物体，因为所述点云的任何点对应于环境中的物理结构(在移动装置12周围)。此技术可以用于各种情形中，但可在物理环境中的深度上的变化较小的情况下尤其有用，其中所述点云的点处于距相机24类似的距离处。在第四技术中，原点模块46在相机观看方向88(即，穿过相机帧的中心(即，在相机24的视野的中心)的光线与配合到点云的平面之间的交叉点处设定参考坐标系统的原点86。所述平面可依据所述点云是否为平面(表示平面表面)或不表示实质性平面表面而配合到所述点云的较大或较小部分。例如，原点模块46可将所述平面配合到所述点云的其2D投影靠近相机中心的一些点。此技术帮助确保所述原点将处于或靠近相机视野的中心并且还与移动装置12周围的环境中的物理几何条件相关联。如图7中所展示，原点82、84、86处于不同位置中但彼此靠近。此仅为实例，且在其它实例中，原点82、84、86中的一或多者可位于同一地点，且/或原点82、84、86中的一或多者可从另一原点82、84、86中的一或多者移位比所展示的更多或更小。

在阶段66处，移动装置12例如使用两个非并行向量来确定参考坐标系统定向。假设x-y-z正交坐标系统，参考坐标系统的定向界定升降的方向(向上/向下，+/-z方向)，方位角(左边/右边，+/-x方向)，及向前/向后(+/-y方向)。因为参考坐标系统是正交的，所以其足够用于定向模块48界定z轴及y轴，其中最终的轴由所述轴(及例如右手性等侧面性)之间的正交性产生。在一些技术中，使用两个轴的不同组合。若干技术可用于确定定向。在第一技术中，定向模块48将参考坐标系统的定向设定为目前的相机图像帧的定向，如图8中所展示。如图8中所展示，此技术应用于原点86，但所述技术可应用于使用任何技术选择的任何原点。此技术独立于传感器测量值且可在传感器信息不可得时(例如，传感器20不操作或需要节约电力)使用。将不考虑重力而定向所得的参考坐标系统，且可相对于物理环境歪斜(例如，其中方位角不平行于地板)。在第二技术中，如图9中所展示，定向模块48相对于重力(展示为向量g)及垂直于重力的方向或在一容限内设定定向，例如，垂直于重力的10°(即，相对于地球或地球表面大体上水平定向)，例如磁北(或，替代地，实际北)。定向模块48可使用来自传感器处理器22的信息以基于来自加速度计的信息将参考坐标系统的正z轴(Z_R)设定为重力的反方向或设定在一容限内，例如此方向的10°(即，相对于地球或地球表面大体上垂直定向)，且将参考坐标系统的正y轴(Y_R)设定为磁北的方向(基于来自磁力计及/或加速度计的信息)。此技术可以用于各种情形中，且在其中与地理方向的对准(例如，用于导航系统)是有用或重要的情形中尤其有用。在第三技术中，如图10中所展示，定向模块48相对于重力及相机24的目前观看方向设定参考坐标系统的定向。例如，定向模块48将正z轴设定为重力的反方向(使用加速度计)且将正y轴设定为后向相机24₂的投影到垂直于z轴的平面(此处为桌子14的顶表面)上的当前观看方向。此技术可以用于各种情形中，且可在其中与地理方向的对准很不重要或不重要或与相机观看方向的使用及对准有用或重要的情形中尤其有用。

还参看图11，使用重力的方向确定参考坐标系统的过程110包含所展示的阶段。然而，过程110仅为一实例并且没有限制性。例如，通过添加、移除、重新布置、组合及/或并行地执行各阶段，可以更改过程110。虽然下文论述x-y-z坐标系统，但可使用其它坐标系统。过程110包含图9及图10两者中展示及上文所论述的用于定向参考坐标系统的技术。

在阶段112处，过程110包含获得指示重力相对于装置的方向的信息。定向模块48从传感器处理器22获得传感器处理器22从来自传感器20中的一或多者的传感器数据计算的关于重力的方向的信息。来自传感器处理器22的关于重力的方向的信息可与装置12相关，例如，与装置坐标系统(X_D-Y_D-Z_D)相关，或可由定向模块48转换为与装置坐标系统相关。

在阶段114处，过程110包含使用所述重力相对于所述装置的方向转换装置坐标系统(X_D-Y_D-Z_D)的定向以产生参考坐标系统(X_R-Y_R-Z_R)。已知技术可用于转换装置坐标系统(平移原点及/或旋转定向)以产生参考坐标系统。此处使用平移以指示线性运动，但术语平移(及其动词变化)在第61/722,023号美国临时申请案中用于是指如本文所使用的转换。

进一步参看图12，基于将使用参考坐标系统的应用确定所述参考坐标系统的过程120包含所展示的若干阶段。然而，过程120仅为一实例并且没有限制性。例如，通过添加、移除、重新布置、组合及/或并行地执行各阶段，可以更改过程120。过程120包含用于定向参考坐标系统的技术。

在阶段122处，过程120包含获得指示装置的定向的信息。定向模块48从传感器处理器22获得传感器处理器22从来自传感器20中的一或多者的传感器数据计算的信息。所述信息指示(直接地或在由定向模块48处理之后)装置坐标系统的定向，例如，此处为图9到10中展示的X_D-Y_D-Z_D坐标系统。

在阶段124处，过程120包含基于用于参考坐标系统的选定应用而确定参考坐标系统的定向。所述参考坐标系统可起初经界定及/或设定为与由移动装置12确定或假设为有用或重要(例如经由在移动装置12上执行的AR应用)的表面对准。举例来说，x-y-z坐标系统的两个轴可经界定为处于用于游戏应用的桌子的表面(例如，桌面)、用于涂鸦应用的墙壁或其它表面的平面上或任意定向，例如，如下文相对于所提供的实例所论述。例如，处理器38可分析来自一或多个相机图像的信息以确定点云的平面且指派两个轴彼此正交且处于所述平面中，其中第三轴正交于其它两个轴两者。确定参考坐标系统的定向可包括例如从AR应用及/或从用户输入接收参考坐标系统的定向，且用于确定定向的装置可因此包含用于例如从AR应用及/或从用户输入接收参考坐标系统的定向的装置。而且或替代地，可基于与AR应用相关联的扩增的类型来确定参考坐标系统的定向。例如，扩增的类型可包括放置在现实世界表面上的文本及/或设计，及/或在现实世界表面上移动的角色。此类扩增可指示应(例如)由参考坐标系统的x-y平面占据的平面。

定向模块48可基于所述应用确定将使用哪一技术或哪些技术来确定参考坐标系统的定向。例如，定向模块48可基于所述应用选择上文相对于阶段66所论述的技术中的一或多者。如果选择一种以上技术，那么可组合结果，例如，进行平均(包含经加权平均或未经加权平均)以在适当时确定参考坐标系统定向，或以其它方式选择的技术中的一者。定向模块48可基于所述技术相对于所述应用的一或多个特性或益处而确定(或选择)定向技术。例如，对于体育应用(例如，篮球游戏)，所述定向在第一人称在太空船中的射击游戏时相对于重力可为合意的，所述定向在所述应用开始时相对于相机图像帧可为合意的。所述应用的益处及/或属性可例如通过定向模块48的分析、通过用户输入、通过预定设定(例如，通过应用开发者)等匹配于定向技术。如果选择一种以上技术，那么可组合结果，例如，进行平均(包含经加权平均或未经加权平均)以在适当时确定参考坐标系统定向，或以其它方式选择的技术中的一者。即，在其中多种定向技术将各自为合意的情形中，定向模块48可在实用的情况下组合所述定向，或可基于所述特定应用的优先权(例如，预先界定)而选择技术中的一者，或可允许用户选择定向技术等。

在阶段126处，过程120包含将装置坐标系统的定向转换为所确定的定向以产生参考坐标系统。定向模块48将装置坐标系统的定向转换为来自阶段124的所确定的定向的定向以产生参考坐标系统(例如，使用用以将装置坐标系统旋转到所确定的定向的已知技术)。

此外，过程120可包含以下阶段：获得指示初始原点的信息、确定参考坐标系统的所要的原点，及将初始原点转换为所要的原点以作为参考坐标系统的原点。这些阶段可作为过程120的部分进行，或作为独立于过程120的单独的过程进行。原点模块46可基于所述应用确定将使用哪一技术或哪些技术来确定参考坐标系统的原点。例如，原点模块46可基于所述应用选择上文相对于阶段64所论述的技术中的一或多者。原点模块46可基于所述技术相对于所述应用的一或多个特性或益处而确定(或选择)原点技术。例如，对于体育应用(例如，篮球游戏)，原点与体育设备相关联可为合意的，所述体育设备例如为篮球筐，对于绘画应用，原点是平面表面(例如墙壁或画架上的帆布)的中心可为合意的，而对于导引应用，原点是相机24的原点可为合意的。所述应用的收益及/或特性可例如通过原点模块46的分析、通过用户输入、通过预定设定(例如，由应用开发者)等而匹配于原点技术。如果选择一种以上技术，那么可组合结果，例如，进行平均(包含经加权平均或未经加权平均)以在适当时确定参考坐标系统原点，或以其它方式选择的技术中的一者。即，在其中多种原点技术将各自为合意的情形中，原点模块46可在实用的情况下组合所述原点，或可基于所述特定应用的优先权(例如，预先界定)而选择技术中的一者，或可允许用户选择原点技术等。

返回到图6，在阶段68处，移动装置12确定参考坐标系统的尺度，但这样做是任选的，因为尺度值可预定。可使用多种技术来确定尺度值。在第一技术中，尺度模块50通过比较点云且将其缩放到固定大小(例如，一个单位)而设定尺度值。为此，尺度模块50可缩放点云的多种维度中的任一者，例如高度、宽度或从相机24看到的最长维度。在第二技术中，尺度模块50设定尺度值以使得AR坐标原点具有到目前相机位置(例如，相机坐标系统的原点)的特定预定距离，例如，一个单位。在第三技术中，尺度模块50基于绝对测量值(例如，如由加速度计或立体相机系统提供)而设定尺度值(例如，两个后视相机24在移动装置12的背面56上移位)。绝对测量值可直接用于界定AR坐标系统的尺度。例如，例如与绝对测量值相差1cm的测量值可用作AR坐标系统中的1单位。

在阶段70处，移动装置12细化在阶段64、66、68中所确定的目前参考坐标系统。可随时间细化参考坐标系统以使得可改进所述参考坐标系统(例如，在初始假设不正确的情况下进行校正)。移动装置12使用来自先前确定的参考坐标系统(此处为最近确定的参考坐标系统(如果存在的话))的信息而细化目前参考坐标系统(原点、定向及可能的尺度)。例如，处理器38可使用卡尔曼滤波器通过使用来自先前迭代的值及/或传感器数据中的一或多者而随时间对参考坐标系统(例如，原点及/或定向及/或尺度)进行迭代。此阶段是任选的，下文论述的阶段74也是这样。

在阶段72处，移动装置12输出目前的参考坐标系统。目前的参考坐标系统可输出到例如绘图应用、桌面游戏应用、第一人称射击应用等的AR应用。如果先前的参考坐标系统在阶段70处可用于诱发对在阶段64、66、68处所确定的系统的修改，那么目前的参考坐标系统可为细化的参考坐标系统，且如果在阶段70处没有得到先前的参考坐标系统或如果先前的参考坐标系统没有诱发对在阶段64、66、68处所确定的系统的修改，那么目前的参考坐标系统可将是未细化的坐标系统。

在阶段74处，存储目前的参考坐标系统。目前的参考坐标系统存储于存储器40中以用作阶段70中的先前的参考坐标系统。与阶段70一样，阶段74是任选的。

过程60在阶段72之后返回到阶段62。过程60继续，直到移动装置12被断电或关闭在移动装置12上运行的AR应用为止。可基于或响应于各种准则中的一或多者而起始或重复过程60。例如，可响应于以下各者而执行过程60：每一图像都被俘获；已俘获阈值数目的图像；应用请求；用户请求；经过阈值时间量；确定原点中的阈值量的漂移及/或定向已发生；等等。

参看图13，通过细化所确定的参考坐标系统而确定参考坐标系统的过程130包含所展示的若干阶段。然而，过程130仅为一实例并且没有限制性。例如，通过添加、移除、重新布置、组合及/或并行地执行各阶段，可以更改过程130。

在阶段132处，过程130包含获得指示装置在第一时间处的定向的第一信息。处理器38可根据由传感器20取得的测量值从传感器处理器获得所述信息，及/或可从存储器40获得所述信息，等等。例如，阶段132可包括上文所论述的阶段62。

在阶段134处，过程130包含基于第一信息而确定参考坐标系统。处理器38(例如)如上文相对于阶段64、66以及(任选地)阶段68所论述而确定参考坐标系统。

在阶段136处，过程130包含基于指示装置在第一时间之后的第二时间处的定向的第二信息(即，在获得(例如感测)第一信息之后获得(例如感测)第二信息)而细化参考坐标系统。例如，处理器38可使用关于与至少一个先前确定的坐标系统相关联的先前确定的参考坐标系统信息的所存储的信息来细化如上文相对于阶段70所论述的参考坐标系统。移动装置12在第一时间与第二时间之间的移动可改进所述细化。

实例

参考坐标系统的优选选择可受将使用所述参考坐标系统的应用影响。原点模块46及/或定向模块48可基于将使用的应用而选择用于确定参考坐标系统的原点及/或定向的技术。以下是处理器38可如何针对一些应用在各种坐标选择技术之间进行选择的实例，但可以针对所论述的所述应用或其它应用使用用于设定坐标系统原点及/或坐标系统定向的其它技术。

在游戏板AR游戏中，有意义的坐标系统的实例是竖直且与水平表面(例如，桌子的表面)对准的坐标系统。在此情况下，处理器38可假设点云对于用于例如使用上文所论述的第一或第四原点设定技术计算参考坐标系统的原点是合理地平面的。可由处理器38及/或定向模块48相对于重力及相机24的观看方向例如使用上文所论述的第三定向设定技术来计算参考坐标系统的定向。类似地，在涂鸦AR应用中，有意义的坐标系统通常与墙壁对准且面向墙壁的外侧。在此情况下，例如，处理器38可使用上文所论述的第二或第四原点设定技术计算原点，其中点云是大体上/合理地平面的(例如，具有大体上平面部分，例如，在所允许的容限内上平面的，例如，平面的高度对长度或宽度有10％的偏差)。在此情况下，例如，处理器38可使用上文所论述的第三定向设定技术计算参考坐标系统的定向，且随后围绕x轴将坐标系统旋转90度以使得z轴水平地从墙壁指出而非指向上。

在机器人导航未知环境的应用中，有意义的坐标系统的实例是以机器人的初始位置为中心且对准于重力及北的坐标系统。在此情况下，例如处理器38及/或原点模块46可使用上文所论述的第一原点设定技术来计算参考坐标系统的原点，且可使用上文所论述的第二定向设定技术相对于重力及北正确地定向参考坐标系统。在一些实施例中，此类参考坐标系统可以用于SLAM，且机器人使用SLAM导航未知环境。

在第一人称在外太空中的射击游戏中，有意义的参考坐标系统的实例是对准于初始相机位置及定向且独立于重力的参考坐标系统。在此情况下，例如处理器38可使用上文所论述的第一原点设定技术及第一定向设定技术。

对参考坐标系统的恰当设定可帮助提高用户体验。例如，对参考坐标系统的恰当设定可帮助确保扩增是以适当的比例(例如，篮球小于篮球筐)、在适当的位置中(例如，重的物体不在中间空气中浮动，鱼不飞行等)，且处于适当的定向(例如，人竖直站立、汽车水平地驱动等)。

其它考虑因素

使用x-y-z坐标系统、所涉及的原理及/或以极少的修改论述的特定技术给出实例的所述论述可应用于其它坐标系统。

其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。例如，虽然以上论述集中在扩增实境系统及/或SLAM系统，但所论述的技术可应用于非扩增实境系统。此外，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任一者的组合执行的软件实施。实施功能的特征还可物理地位于各种位置处，包含经分布以使得功能的多个部分在不同物理位置处实施。而且，如本文所使用，包含在权利要求书中，以“至少一个”开始的项目的列表中所使用的“或”指示分离性列表，以使得(例如)“A、B或C中的至少一者”的列表是指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A及B及C)，或与一个以上特征的组合(例如，AA、AAB、ABBC等)。

如本文中所使用，包含在权利要求书中，除非另外规定，否则功能或操作是“基于”项目或条件的声明是指所述功能或操作是基于所陈述的项目或条件且可基于除了所陈述的项目或条件之外的一或多个项目及/或条件。

可根据特定要求做出实质性变化。例如，还可使用定制硬件，和/或可将特定元件实施于硬件、软件(包含便携式软件，例如小程序等)或两者中。另外，可使用到例如网络输入/输出装置等其它计算装置的连接。

如本文中所使用，术语“机器可读媒体”和“计算机可读媒体”是指参与提供致使机器以特定方式操作的数据的任何媒体。使用计算机系统，各种计算机可读媒体可涉及将指令/代码提供到处理器以用于执行，及/或可能用于存储及/或携载此类指令/代码(例如，作为信号)。在许多实施方案中，计算机可读媒体为物体和/或有形存储媒体。此类媒体可采用许多形式，包含但不限于非易失性媒体及易失性媒体。非易失性媒体包含(例如)光盘或磁盘。易失性媒体包括(不限于)动态存储器。

举例来说，常见形式的物理和/或有形计算机可读媒体包含软性磁盘、柔性磁盘、硬盘、磁带，或任何其它磁性媒体、CD-ROM、任何其它光学媒体、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或盒带、如下文所描述的载波，或计算机可从其读取指令和/或代码的任何其它媒体。

在将一或多个指令的一或多个序列载运到一或多个处理器以供执行的过程中可涉及各种形式的计算机可读媒体。仅举例来说，起初可将指令携载于远程计算机的磁盘和/或光学光盘上。远程计算机可将指令载入到其动态存储器中，并经由传输媒体将指令作为信号进行发送以由计算机系统接收及/或执行。

上文所论述的方法、系统和装置为实例。在适当时，各种配置可省略、替代或添加各种程序或组件。举例来说，在替代配置中，方法可以不同于所描述的次序来执行，且可添加、省略或组合各种步骤。而且，可以各种其它配置组合关于某些配置所描述的特征。可以类似方式组合配置的不同方面和元件。而且，技术发展，且因此，元件中的许多元件为实例且并不限制本发明或权利要求书的范围。

在描述中给出特定细节以提供对实例配置(包含实施方案)的透彻理解。然而，可在无这些特定细节的情况下实践配置。举例来说，在没有不必要的细节的情况下展示众所周知的电路、过程、算法、结构和技术以便避免混淆所述配置。此描述仅提供实例配置，且并不限制权利要求的范围、适用性或配置。实际上，所述配置的前面描述提供用于实施所描述的技术的描述。可在不脱离本发明的精神或范围的情况下对元件的功能和配置作出各种改变。

而且，可将配置描述为被描绘为流程图或框图的过程。尽管每一流程图或框图可将操作描述为连续过程，但许多操作可并行地或同时执行。另外，可重新布置操作次序。过程可具有图中未包含的额外阶段或功能。此外，可由硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或其任何组合实施方法的实例。当以软件、固件、中间件或微码实施时，用以执行必要任务的程序代码或代码段可存储在例如存储媒体的非暂时性计算机可读媒体中。处理器可执行所描述的任务。

已描述若干实例配置，可在不脱离本发明的精神的情况下使用各种修改、替代构造及等效物。举例来说，以上元件可为较大系统的组件，其中其它规则可优先于本发明的应用或以其它方式修改本发明的应用。而且，可在考虑以上元件之前、期间或之后进行若干操作。因此，以上描述并不约束权利要求书的范围。

此外，以下是关于以上论述的各种方面的实例技术方案。

1.一种确定参考坐标系统的方法，所述方法包括：

获得指示装置在第一时间处的定向的第一信息；

基于所述第一信息而确定所述参考坐标系统；及

基于指示所述装置在所述第一时间之后的第二时间处的所述定向的第二信息而细化所述参考坐标系统。

2.根据技术方案1所述的方法，其中所述装置已经在所述第一时间与所述第二时间之间移动。

3.根据技术方案1所述的方法，其中所述参考坐标系统包括用于与所述装置的应用一起使用的坐标系统，且其中所述确定包括将所述装置的坐标系统的定向转换为用于与所述装置的所述应用一起使用的所述参考坐标系统。

4.根据技术方案3所述的方法，其中与所述装置的应用一起使用的所述参考坐标系统包括SLAM坐标系统。

5.根据技术方案3所述的方法，其中所述应用包括AR应用。

6.根据技术方案1所述的方法，其中所述第一信息包括两个非线性向量。

7.根据技术方案6所述的方法，其中所述两个非线性向量中的第一者包括从一或多个加速度计测量值导出的重力向量。

8.根据技术方案7所述的方法，其中所述两个非线性向量中的第二者包括在磁北的方向上指向的向量，所述两个向量中的所述第二者是从至少磁力计导出，或其中所述两个非线性向量中的所述第二者包括所述装置的相机的观看方向到垂直于重力的平面上的投影。

9.根据技术方案1所述的方法，其中所述确定包括设定所述参考坐标系统的原点及/或确定所述参考坐标系统的尺度值。

10.一种移动装置，其包括：

用于获得指示所述移动装置在第一时间处的定向的第一信息的装置；

用于基于所述第一信息而确定所述参考坐标系统的装置；及

用于基于指示所述装置在所述第一时间之后的第二时间处的所述定向的第二信息而细化所述参考坐标系统的装置。

11.根据技术方案10所述的移动装置，其中所述用于确定的装置经配置以将所述移动装置的坐标系统的定向转换为与所述移动装置的应用一起使用的所述参考坐标系统。

12.根据技术方案10所述的移动装置，其中所述用于获得的装置经配置以获得两个非线性向量作为所述第一信息，所述两个非线性向量中的至少一者是重力向量或磁北向量。

13.根据技术方案10所述的移动装置，其中所述用于确定的装置经配置以设定所述参考坐标系统的原点及/或确定所述参考坐标系统的尺度值。

14.一种移动装置的处理器可读存储媒体，所述存储媒体包括经配置以致使处理器进行以下操作的处理器可读指令：

获得指示所述移动装置在第一时间处的定向的第一信息；

基于所述第一信息而确定所述参考坐标系统；及

15.根据技术方案14所述的存储媒体，其中所述经配置以致使所述处理器确定所述参考坐标系统的指令包含经配置以致使所述处理器将所述移动装置的坐标系统的定向转换为用于与所述移动装置的应用一起使用的所述参考坐标系统的指令。

16.根据技术方案14所述的存储媒体，其中所述经配置以致使所述处理器获得所述第一信息的指令包含经配置以致使所述处理器获得两个非线性向量作为所述第一信息的指令，所述两个非线性向量中的至少一者是重力向量或磁北向量。

17.根据技术方案14所述的存储媒体，其中所述经配置以致使所述处理器确定所述参考坐标系统的指令包含经配置以致使所述处理器设定所述参考坐标系统的原点及/或确定所述参考坐标系统的尺度值的指令。

18.一种移动装置，其包括：

存储器，其存储处理器可读指令；及

处理器，其通信地耦合到所述存储器且经配置以：

获得指示所述移动装置在第一时间处的定向的第一信息；

基于所述第一信息而确定所述参考坐标系统；及

基于指示所述移动装置在所述第一时间之后的第二时间处的所述定向的第二信息而细化所述参考坐标系统。

19.根据技术方案18所述的移动装置，其中所述处理器经配置以将所述移动装置的坐标系统的定向转换为与所述移动装置的应用一起使用的所述参考坐标系统。

20.根据技术方案18所述的移动装置，其中所述处理器经配置以获得两个非线性向量作为所述第一信息，所述两个非线性向量中的至少一者是重力向量或磁北向量。

21.根据技术方案18所述的移动装置，其中为了确定所述参考坐标系统，所述处理器经配置以设定所述参考坐标系统的原点及/或确定所述参考坐标系统的尺度值。

22.一种确定参考坐标系统的方法，所述方法包括：

获得指示装置的定向的信息；

基于用于所述参考坐标系统的选定应用而确定所述参考坐标系统的定向；及

将装置坐标系统的定向转换为所述参考坐标系统的所述定向以产生所述参考坐标系统。

23.根据技术方案22所述的方法，其进一步包括基于随后获得的指示所述装置的定向的信息而细化所述参考坐标系统。

24.根据技术方案22所述的方法，其中所述参考坐标系统包括SLAM坐标系统。

25.根据技术方案22所述的方法，其中所述应用包括AR应用。

26.根据技术方案25所述的方法，其中所述确定包括从所述AR应用接收定向。

27.根据技术方案25所述的方法，其中所述确定是基于与所述AR应用相关联的扩增的类型。

28.根据技术方案27所述的方法，其中所述扩增类型包括放置在现实世界表面上的文本或设计。

29.根据技术方案27所述的方法，其中所述扩增类型包括在现实世界表面上移动的角色。

30.根据技术方案22所述的方法，其中所述参考坐标系统的所述定向包括相对于地球的大体上水平定向。

31.根据技术方案22所述的方法，其中所述参考坐标系统的所述定向包括相对于地球的大体上垂直定向。

32.根据技术方案22所述的方法，其进一步包括基于所述选定应用而设定所述参考坐标系统的原点。

33.一种移动装置，其包括：

用于获得指示装置的定向的信息的获得装置；及

定向装置，其通信地耦合到所述获得装置，以用于基于用于所述参考坐标系统的选定应用而确定参考坐标系统的定向，所述定向装置包含用于将所述移动装置的装置坐标系统的定向转换为所述参考坐标系统的所述定向以产生所述参考坐标系统的转换装置。

34.根据技术方案33所述的移动装置，其中所述转换装置包括用于基于随后获得的指示所述装置的定向的信息而细化所述参考坐标系统的细化装置。

35.根据技术方案33所述的移动装置，其中所述参考坐标系统包括SLAM坐标系统。

36.根据技术方案33所述的移动装置，其中所述应用包括AR应用。

37.根据技术方案36所述的移动装置，其中所述定向装置包括用于从所述AR应用接收定向的装置。

38.根据技术方案36所述的移动装置，其中所述确定是基于与所述AR应用相关联的扩增的类型。

39.根据技术方案38所述的移动装置，其中所述扩增类型包括放置在现实世界表面上的文本或设计。

40.根据技术方案38所述的移动装置，其中所述扩增类型包括在现实世界表面上移动的角色。

41.根据技术方案33所述的移动装置，其中所述参考坐标系统的所述定向包括相对于地球的大体上水平定向。

42.根据技术方案33所述的移动装置，其中所述参考坐标系统的所述定向包括相对于地球的大体上垂直定向。

43.根据技术方案33所述的移动装置，其进一步包括用于基于所述选定应用而设定所述参考坐标系统的原点的装置。

44.一种移动装置，其包括：

存储器，其存储处理器可读指令；及

处理器，其通信地耦合到所述存储器且经配置以：

获得指示装置的定向的信息；

将所述移动装置的装置坐标系统的定向转换为所述参考坐标系统的所述定向以产生所述参考坐标系统。

45.根据技术方案44所述的移动装置，其中所述处理器进一步经配置以基于随后获得的指示所述装置的定向的信息而细化所述参考坐标系统。

46.根据技术方案44所述的移动装置，其中所述参考坐标系统包括SLAM坐标系统。

47.根据技术方案44所述的移动装置，其中所述应用包括AR应用。

48.根据技术方案47所述的移动装置，其中所述处理器经配置以从所述AR应用接收定向。

49.根据技术方案47所述的移动装置，其中所述处理器经配置以基于与所述AR应用相关联的扩增的类型来确定所述参考坐标系统的所述定向。

50.根据技术方案49所述的移动装置，其中所述扩增类型包括放置在现实世界表面上的文本或设计。

51.根据技术方案49所述的移动装置，其中所述扩增类型包括在现实世界表面上移动的角色。

52.根据技术方案44所述的移动装置，其中所述参考坐标系统的所述定向包括相对于地球的大体上水平定向。

53.根据技术方案44所述的移动装置，其中所述参考坐标系统的所述定向包括相对于地球的大体上垂直定向。

54.根据技术方案44所述的移动装置，其中所述处理器经配置以基于所述选定应用而设定所述参考坐标系统的原点。

55.一种移动装置的处理器可读存储媒体，所述存储媒体包括经配置以致使处理器进行以下操作的处理器可读指令：

获得指示装置的定向的信息；

56.根据技术方案55所述的存储媒体，其进一步包括经配置以基于随后获得的指示所述装置的定向的信息而细化所述参考坐标系统的指令。

57.根据技术方案55所述的存储媒体，其中所述参考坐标系统包括SLAM坐标系统。

58.根据技术方案55所述的存储媒体，其中所述应用包括AR应用。

59.根据技术方案58所述的存储媒体，其进一步包括经配置以致使所述处理器从所述AR应用接收定向的指令。

60.根据技术方案58所述的存储媒体，其中所述经配置以致使所述处理器确定所述参考坐标系统的所述定向的指令包含经配置以致使所述处理器基于与所述AR应用相关联的扩增的类型来确定所述参考坐标系统的所述定向的指令。

61.根据技术方案60所述的存储媒体，其中所述扩增类型包括放置在现实世界表面上的文本或设计。

62.根据技术方案60所述的存储媒体，其中所述扩增类型包括在现实世界表面上移动的角色。

63.根据技术方案55所述的存储媒体，其中所述参考坐标系统的所述定向包括相对于地球的大体上水平定向。

64.根据技术方案55所述的存储媒体，其中所述参考坐标系统的所述定向包括相对于地球的大体上垂直定向。

65.根据技术方案55所述的存储媒体，其中所述经配置以致使所述处理器确定所述参考坐标系统的所述定向的指令包含经配置以致使所述处理器基于所述选定应用而设定所述参考坐标系统的原点的指令。

Claims

1.一种确定参考坐标系统的方法，所述方法包括：

获得指示重力相对于装置的方向的信息；及

使用所述重力相对于所述装置的方向转换装置坐标系统的定向以产生所述参考坐标系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括获得指示垂直于重力的方向的信息，且其中所述转换包括使用所述垂直于重力的方向转换所述装置坐标系统的所述定向。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述垂直于重力的方向是磁北或所述装置的相机的观看方向到垂直于重力的平面上的投影中的一者。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括设定所述参考坐标系统的原点。

5.根据权利要求4所述的方法，其中设定所述原点包括：

获得点云；及

确定所述点云的大体上平面部分的几何中心。

6.根据权利要求4所述的方法，其中设定所述原点包括：

获得点云；及

确定所述装置的相机的观看方向与对应于所述点云的大体上平面部分的平面的交叉点。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括计算尺度值且使用所述尺度值产生所述参考坐标系统。

8.根据权利要求7所述的方法，其中计算所述尺度值包括：

获得点云；及

将所述点云的尺寸与固定大小进行比较。

9.根据权利要求7所述的方法，其中计算所述尺度值包括计算所述尺度值以使得所述参考坐标系统的原点将具有距所述装置的预定距离。

10.根据权利要求7所述的方法，其中计算所述尺度值包括使用来自所述装置的一或多个输入传感器的绝对测量值。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述一或多个输入传感器包括加速度计或多个相机。

12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使用来自所述参考坐标系统及至少一个先前确定的坐标系统的信息以产生所述参考坐标系统与所述至少一个先前确定的坐标系统的组合来细化所述参考坐标系统。

13.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于对其使用所述参考坐标系统的应用而确定用于转换所述定向的第一技术或用于设定所述参考坐标系统的原点的第二技术中的至少一者。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考坐标系统是扩增实境坐标系统，所述方法进一步包括显示根据所述参考坐标系统而安置及引导的扩增实境图像。

15.一种用于确定参考坐标系统的装置，所述装置包括：

用于获得指示重力相对于所述装置的方向的信息的装置；及

用于使用所述重力相对于所述装置的方向转换装置坐标系统的定向以产生所述参考坐标系统的装置。

16.根据权利要求15所述的装置，其进一步包括用于获得指示垂直于重力的方向的信息的装置，且其中所述用于转换的装置是用于使用所述垂直于重力的方向转换所述装置坐标系统的所述定向。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述垂直于重力的方向是磁北或所述装置的相机的观看方向到垂直于重力的平面上的投影中的一者。

18.根据权利要求15所述的装置，其进一步包括用于设定所述参考坐标系统的原点的装置。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述用于设定所述原点的装置包括：

用于获得点云的装置；及

用于确定所述点云的大体上平面部分的几何中心的装置。

20.根据权利要求18所述的装置，其中所述用于设定所述原点的装置包括：

用于获得点云的装置；及

用于确定所述装置的相机的观看方向与对应于所述点云的大体上平面部分的平面的交叉点的装置。

21.根据权利要求15所述的装置，其进一步包括用于计算所述尺度值以使得所述参考坐标系统的原点将具有距所述装置的预定距离的装置。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述用于计算所述尺度值的装置包括：

用于获得点云的装置；及

用于将所述点云的尺寸与固定大小进行比较的装置。

23.根据权利要求21所述的装置，其中所述用于计算所述尺度值的装置包括用于计算所述尺度值以使得所述参考坐标系统的原点将具有距所述装置的预定距离的装置。

24.根据权利要求21所述的装置，其中所述用于计算所述尺度值的装置包括用于使用来自所述装置的一或多个输入传感器的绝对测量值的装置。

25.根据权利要求24所述的装置，其中所述一或多个输入传感器包括加速度计或多个相机。

26.根据权利要求15所述的装置，其进一步包括用于使用来自所述参考坐标系统及至少一个先前确定的坐标系统的信息以产生所述参考坐标系统与所述至少一个先前确定的坐标系统的组合来细化所述参考坐标系统的装置。

27.根据权利要求15所述的装置，其进一步包括用于基于对其使用所述参考坐标系统的应用而确定用于转换所述定向的第一技术或用于设定所述参考坐标系统的原点的第二技术中的至少一者的装置。

28.根据权利要求15所述的装置，其中所述参考坐标系统是扩增实境坐标系统，所述装置进一步包括用于显示根据所述参考坐标系统而安置及引导的扩增实境图像的装置。

29.一种移动装置，其包括：

传感器，其经配置以确定重力的方向且提供重力相对于所述移动装置的方向的指示；及

定向模块，其通信地耦合到所述传感器且经配置以使用所述重力相对于所述移动装置的方向的所述指示转换所述移动装置的装置坐标系统的定向以产生参考坐标系统。

30.根据权利要求29所述的移动装置，其中所述定向模块进一步经配置以使用垂直于重力的方向转换所述装置坐标系统的所述定向。

31.根据权利要求29所述的移动装置，其进一步包括原点模块，所述原点模块通信地耦合到所述定向模块且经配置以通过获得点云及以下各者中的至少一者而设定所述参考坐标系统的原点：

确定所述点云的大体上平面部分的几何中心；或

确定所述移动装置的相机的观看方向与对应于所述点云的大体上平面部分的平面的交叉点。

32.根据权利要求29所述的移动装置，其进一步包括尺度模块，所述尺度模块通信地耦合到所述定向模块且经配置以通过以下操作设定所述参考坐标系统相对于所述装置坐标系统的尺度值：

(1)获得点云且将所述点云的尺寸与固定大小进行比较；或

(2)计算所述尺度值以使得所述参考坐标系统的原点将具有距所述移动装置的预定距离；或

(3)使用来自所述移动装置的一或多个输入传感器的绝对测量值。

33.根据权利要求29所述的移动装置，其中所述定向模块经配置以使用来自所述参考坐标系统及至少一个先前所确定的坐标系统的信息以产生细化的参考坐标系统。

34.根据权利要求29所述的移动装置，其中所述参考坐标系统是扩增实境坐标系统，所述移动装置进一步包括显示器及处理器，所述处理器经配置以致使所述显示器显示根据所述参考坐标系统而安置及引导的扩增实境图像。

35.一种移动装置的处理器可读存储媒体，所述存储媒体包括经配置以致使处理器进行以下操作的处理器可读指令：

获得重力相对于所述移动装置的方向的指示；及

使用所述重力相对于所述移动装置的方向的所述指示转换所述移动装置的装置坐标系统的定向以产生参考坐标系统。