CN105100287A - 用于现实增强的位置信息交互系统及相关方法 - Google Patents

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Abstract

用于现实增强的位置信息交互系统及相关方法，系统包括中央服务器、若干无线检测器、主方位传感器、主无线收发器和交互终端；交互终端包括控制器、无线发射器、子方位传感器、子无线收发器和显示器；无线检测器获取无线发射器的无线信号强度信息；中央服务器根据主方位传感器的方位信息、各个无线检测器的坐标信息，以及无线信号的强度信息或时间戳信息获取各个交互终端的相对坐标信息；接收来自交互终端的现实增强信息获取请求，以发送相应的相对坐标信息至交互终端；该其中一交互终端根据子方位传感器的方位信息和相对坐标信息生成现实增强图像信息，并通过显示器显示。本发明实时获取交互终端的相对坐标，以显示现实增强图像信息。

Description

用于现实增强的位置信息交互系统及相关方法
技术领域
本发明涉及一种用于现实增强的位置信息交互系统及相关方法。
背景技术
增强现实(AugmentedReality，简称AR)，也称现实增强，一般实时地根据摄影机影像及角度并加上相应图像处理技术形成虚拟现实世界的图像。
目前，无论是光学透视式的现实增强，还是视频透视式的现实增强均依赖摄像头获取基础图像，对于区域面积较大的场景，需要装配大量摄像头，成本相当高；另外，依赖摄像头获取基础图像容易受天气影响，显然无法应用于气候多变的山区交通指示。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在于提供一种可解决上述技术问题的用于现实增强的位置信息交互系统及相关方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于现实增强的位置信息交互系统，其包括中央服务器、若干无线检测器、主方位传感器、主无线收发器和至少一交互终端；每一交互终端包括控制器、无线发射器、子方位传感器、子无线收发器和显示器；
交互终端的无线发射器用于实时发射出无线信号；
若干无线检测器分布在检测区域，用于实时接收来自交互终端的无线信号，并获取无线信号的强度信息；
中央服务器用于判断无线信号是否具有时间戳信息，若是，根据无线信号的传播时间、主方位传感器的方位信息和预存的各个无线检测器的坐标信息获取各个交互终端的相对坐标信息；若否，根据主方位传感器的方位信息、预存的各个无线检测器的坐标信息和无线信号的强度信息获取各个交互终端的相对坐标信息；
中央服务器还用于通过主无线收发器接收来自其中一交互终端的子无线收发器的现实增强信息获取请求，并根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发送相应的相对坐标信息至该其中一交互终端的子无线收发器；
该其中一交互终端的控制器根据子方位传感器的方位信息和来自该子无线收发器的相对坐标信息生成现实增强图像信息，并通过显示器显示；其中，子方位传感器和主方位传感器的方位信息一致。
本发明的有益效果至少如下：
本发明通过实时检测交互终端相对各无线检测器的无线信号强弱，获取交互终端的相对坐标，并通过主方位传感器和子方位传感器统一方位，从而使得交互终端实时显示现实增强图像信息。本发明不需要依赖摄像头，不受天气影响，不但降低系统成本，还提高系统稳定性和实用性。
附图说明
图1为本发明用于现实增强的位置信息交互系统的较佳实施方式的结构示意图。
图2为图1的用于现实增强的位置信息交互系统的无线检测器分布示意图。
图3为本发明用于现实增强的位置信息交互方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
请参见图1，本发明涉及一种用于现实增强的位置信息交互系统，其较佳实施方式包括中央服务器、若干无线检测器、主方位传感器、主无线收发器和至少一交互终端；每一交互终端包括控制器、无线发射器、子方位传感器、子无线收发器和显示器。
交互终端的无线发射器用于实时发射出无线信号；
若干无线检测器分布在检测区域，用于实时接收来自交互终端的无线信号，并获取无线信号的强度信息；如图2所示，方块R表示各个无线检测器，检测区域的不同方位均分布有无线检测器。方块T1和T2表示两个交互终端。
中央服务器用于判断无线信号是否具有时间戳信息，若是，根据无线信号的传播时间、主方位传感器的方位信息和预存的各个无线检测器的坐标信息获取各个交互终端的相对坐标信息；若否，根据主方位传感器的方位信息、预存的各个无线检测器的坐标信息和无线信号的强度信息获取各个交互终端的相对坐标信息；
优选的，中央服务器基于三角函数根据主方位传感器的方位信息、预存的各个无线检测器的坐标信息和无线信号的强度信息获取各个交互终端的相对坐标信息；
如此，通过中央服务器获取各个交互终端的相对坐标信息，不但提高各个交互终端的相对位置的准确性，且交互终端之间无需依赖某一方的地理定位系统，应用更便利，更有利于推广应用。
中央服务器还用于通过主无线收发器接收来自其中一交互终端的子无线收发器的现实增强信息获取请求，并根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发送相应的相对坐标信息至该其中一交互终端的子无线收发器。
该其中一交互终端的控制器根据子方位传感器的方位信息和来自该子无线收发器的相对坐标信息生成现实增强图像信息，并通过显示器显示。
当交互终端为一个时，增强信息显示无。
本发明通过实时检测交互终端相对各无线检测器的无线信号强弱，获取交互终端的相对坐标，并通过主方位传感器和子方位传感器统一方位，从而使得交互终端实时显示现实增强图像信息。本发明不需要依赖摄像头，不受天气影响，不但降低系统成本，还提高系统稳定性和实用性。
本实施例中，中央服务器根据无线信号获取无线发射器在决定发射时的时间戳内容值，在发射信息帧的首位的时刻T1；获取无线接收机在收到信息帧且解析得到信息帧的时间戳内容值的时刻T5；根据公式Tt＝T5-T1-Tdelta获取无线信号的传播时间，其中，Tt为传播时间，Tdelta为预设的补偿时间。
该无线发射器不但可为主动发射无线信号的装置，也可为不主动发射无线信号，但可被无线读取装置所读取的器件如电子标签，例如，本实施例中，无线检测器为RFID接收器，对应地，无线发射器为RFID标签，以进一步降低成本。其他实施例中，无线检测器和无线发射器之间还可通过蓝牙、WIFI和GSM的其中一种进行通信。
优选地，主无线收发器有线或无线连接中央服务器。
优选地，子方位传感器和主方位传感器均为电子罗盘。
参见图3，本发明还涉及一种用于现实增强的位置信息交互方法，其包括以下步骤：
步骤S1：中央服务器通过分布于检测区域的若干无线检测器接收来自交互终端的无线发射器的无线信号及其强度信息；
步骤S2：中央服务器判断无线信号是否具有时间戳信息，若是，执行步骤S3，若否，执行步骤S4；
步骤S3：根据无线信号的传播时间、主方位传感器的方位信息和预存的各个无线检测器的坐标信息获取各个交互终端的相对坐标信息；
步骤S4：中央服务器根据主方位传感器的方位信息、预存的各个无线检测器的坐标信息和无线信号的强度信息获取各个交互终端的相对坐标信息；
步骤S5：中央服务器通过主无线收发器接收来自其中一交互终端的子无线收发器的现实增强信息获取请求，并根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发送相应的相对坐标信息至该其中一交互终端的子无线收发器；以及
步骤S6：该其中一交互终端的控制器根据子方位传感器的方位信息和来自该子无线收发器的相对坐标信息生成现实增强图像信息，并通过显示器显示。
优选地，步骤S3中的中央服务器根据无线信号获取无线发射器在决定发射时的时间戳内容值，在发射信息帧的首位的时刻T1；获取无线接收机在收到信息帧且解析得到信息帧的时间戳内容值的时刻T5；根据公式Tt＝T5-T1-Tdelta获取无线信号的传播时间，其中，Tt为传播时间，Tdelta为预设的补偿时间。
本发明还涉及一种用于现实增强的位置信息获取方法，其包括以下步骤：
通过分布于检测区域的若干无线检测器接收来自交互终端的无线发射器的无线信号及其强度信息；
判断无线信号是否具有时间戳信息，若是，根据无线信号的传播时间、主方位传感器的方位信息和预存的各个无线检测器的坐标信息获取各个交互终端的相对坐标信息；若否，根据主方位传感器的方位信息、预存的各个无线检测器的坐标信息和无线信号的强度信息获取各个交互终端的相对坐标信息；
通过主无线收发器接收来自其中一交互终端的子无线收发器的现实增强信息获取请求，并根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发送相应的相对坐标信息至该其中一交互终端的子无线收发器。
本发明还涉及一种用于现实增强的位置信息显示方法，其包括以下步骤：
通过无线发射器实时发射无线信号；
通过子无线收发器发送现实增强信息获取请求至主无线收发器，以使得中央服务器根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发回相应的相对坐标信息；
该其中一交互终端的控制器根据子方位传感器的方位信息和来自该子无线收发器的相对坐标信息生成现实增强图像信息；以及
通过显示器显示该增强图像信息。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于现实增强的位置信息交互系统，其特征在于：其包括中央服务器、若干无线检测器、主方位传感器、主无线收发器和至少一交互终端；每一交互终端包括控制器、无线发射器、子方位传感器、子无线收发器和显示器；
交互终端的无线发射器用于实时发射出无线信号；
若干无线检测器分布在检测区域，用于实时接收来自交互终端的无线信号，并获取无线信号的强度信息；
中央服务器用于判断无线信号是否具有时间戳信息，若是，根据无线信号的传播时间、主方位传感器的方位信息和预存的各个无线检测器的坐标信息获取各个交互终端的相对坐标信息；若否，根据主方位传感器的方位信息、预存的各个无线检测器的坐标信息和无线信号的强度信息获取各个交互终端的相对坐标信息；
中央服务器还用于通过主无线收发器接收来自其中一交互终端的子无线收发器的现实增强信息获取请求，并根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发送相应的相对坐标信息至该其中一交互终端的子无线收发器；
该其中一交互终端的控制器根据子方位传感器的方位信息和来自该子无线收发器的相对坐标信息生成现实增强图像信息，并通过显示器显示；其中，子方位传感器和主方位传感器的方位信息一致。
2.如权利要求1所述的用于现实增强的位置信息交互系统，其特征在于：中央服务器根据无线信号获取无线发射器在决定发射时的时间戳内容值，在发射信息帧的首位的时刻T1；获取无线接收机在收到信息帧且解析得到信息帧的时间戳内容值的时刻T5；根据公式Tt＝T5-T1-Tdelta获取无线信号的传播时间，其中，Tt为传播时间，Tdelta为预设的补偿时间。
3.如权利要求1所述的用于现实增强的位置信息交互系统，其特征在于：无线检测器为RFID接收器，对应地，无线发射器为RFID标签。
4.如权利要求1所述的用于现实增强的位置信息交互系统，其特征在于：主无线收发器有线或无线连接中央服务器。
5.如权利要求1所述的用于现实增强的位置信息交互系统，其特征在于：子方位传感器和主方位传感器均为电子罗盘。
6.一种用于现实增强的位置信息交互方法，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤S1：中央服务器通过分布于检测区域的若干无线检测器接收来自交互终端的无线发射器的无线信号及其强度信息；
步骤S2：中央服务器判断无线信号是否具有时间戳信息，若是，执行步骤S3，若否，执行步骤S4；
步骤S3：根据无线信号的传播时间、主方位传感器的方位信息和预存的各个无线检测器的坐标信息获取各个交互终端的相对坐标信息；
步骤S4：中央服务器根据主方位传感器的方位信息、预存的各个无线检测器的坐标信息和无线信号的强度信息获取交互终端的相对坐标信息；
步骤S5：中央服务器通过主无线收发器接收来自交互终端的子无线收发器的现实增强信息获取请求，并根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发送相应的相对坐标信息至交互终端的子无线收发器；以及
步骤S6：该交互终端的控制器根据子方位传感器的方位信息和来自该子无线收发器的相对坐标信息生成现实增强图像信息，并通过显示器显示。
7.如权利要求6所述的用于现实增强的位置信息交互方法，其特征在于：步骤S3中的中央服务器根据无线信号获取无线发射器在决定发射时的时间戳内容值，在发射信息帧的首位的时刻T1；获取无线接收机在收到信息帧且解析得到信息帧的时间戳内容值的时刻T5；根据公式Tt＝T5-T1-Tdelta获取无线信号的传播时间，其中，Tt为传播时间，Tdelta为预设的补偿时间。
8.一种用于现实增强的位置信息获取方法，其特征在于：其包括以下步骤：
通过分布于检测区域的若干无线检测器接收来自交互终端的无线发射器的无线信号及其强度信息；
判断无线信号是否具有时间戳信息，若是，根据无线信号的传播时间、主方位传感器的方位信息和预存的各个无线检测器的坐标信息获取各个交互终端的相对坐标信息；若否，根据主方位传感器的方位信息、预存的各个无线检测器的坐标信息和无线信号的强度信息获取交互终端的相对坐标信息；
通过主无线收发器接收来自交互终端的子无线收发器的现实增强信息获取请求，并根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发送相应的相对坐标信息至该交互终端的子无线收发器。
9.一种用于现实增强的位置信息显示方法，其特征在于：其包括以下步骤：
通过交互终端的无线发射器实时发射无线信号；
通过交互终端的子无线收发器发送现实增强信息获取请求至主无线收发器，以使得中央服务器根据该现实增强信息获取请求通过主无线收发器发回相应的相对坐标信息；
交互终端的控制器根据子方位传感器的方位信息和来自该子无线收发器的相对坐标信息生成现实增强图像信息；以及
通过显示器显示该增强图像信息。
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