CN107045844A - 一种基于增强现实技术的景观导视方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于增强现实技术的景观导视方法包括：步骤1：通过移动电子设备采集用户周围实时图像信息；步骤2：基于预置标志物图像信息，将采集的图像信息进行图像识别处理，判断当前帧图像内是否有与预置标志物匹配的标志物；若有，则进行步骤3a：根据当前识别出来的标志物的即时位置及当前用户的朝向，实时构建用户周围3D地图；步骤3a之后进行步骤4：基于建立的3D地图，在地图中的标志物上生成可供点击选择的按钮；步骤5：用户通过按钮选择相应类型的标志物，并在3D地图中的标志物上生成多种功能扩展选项，实现了景观导视清晰直观，能够利用增强现实技术在3D地图上进行形象的显示，且造价和维护成本交底的技术效果。

Description

一种基于增强现实技术的景观导视方法

技术领域

本发明涉及导视系统研究领域，具体地，涉及一种基于增强现实技术的景观导视方法。

背景技术

现在导视系统分为两类，分别为传统地图导视系统，led导视系统，传统地图导视牌的缺点在于显示引导不形象清晰，难以明确自己和目的地之间的关系。而LED导视系统造价高，维护成本高。传统地图导视牌的引导流程是通过实体地图传达周边信息，不具扩展性且传达形式相对落后，用户难以明确方向与距离，不够直观；而LED导视系统虽然能够一定程度上改善传统地图导视牌的缺点，但由于其需要实体高精度可触控屏幕作为操作接口，其生产造价与维护难度、成本均远高于传统地图导视牌，故不具备可扩展性。

综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的传统地图导视牌的存在显示引导不形象清晰，难以明确用户和目的地之间的关系，而LED导视系统存在造价高，维护成本高的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种基于增强现实技术的景观导视方法，解决了现有的传统地图导视牌的存在显示引导不形象清晰，难以明确用户和目的地之间的关系，而LED导视系统存在造价高，维护成本高的技术问题，实现了景观导视清晰直观，能够利用增强现实技术在3D地图上进行形象的显示，且造价和维护成本交底的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于增强现实技术的景观导视方法，所述方法包括：

步骤1：用户打开客户端，通过移动电子设备采集用户周围实时图像信息；

步骤2：基于预置标志物图像信息，将采集的图像信息进行图像识别处理，判断当前帧图像内是否有与预置标志物匹配的标志物；若有，则进行步骤3a：根据当前识别出来的标志物的即时位置及当前用户的朝向，实时构建用户周围3D地图；若没有，则进行步骤3b：根据用户当前坐标，选取距离用户一定范围内的预设标志物，并进行步骤3c：通过指向加距离同时显示的形式引导用户前往预设标志物，步骤3c之后进行步骤3a；

步骤3a之后进行步骤4：基于建立的3D地图，在地图中的标志物上生成可供点击选择的按钮；

步骤5：用户通过按钮选择相应类型的标志物，并在3D地图中的标志物上生成多种功能扩展选项。

进一步的，步骤5之后还包括步骤5a：移动电子设备摄像头脱离预设标志物后，可选建筑物的按钮转移至主界面，固定于界面下方，并保持其在标志牌上由用户操作的状态(如用户选择餐厅、车站两选项，在按钮转移至主界面时，这两个选项保持选中状态，剩余选项保持未选中状态)，此时按钮可继续点击，并实现相应建筑类型的查找、取消查找功能。

进一步的，步骤5之后还包括步骤6：关闭当前预设标志物识别状态，然后进行步骤3c。

进一步的，提供的功能扩展选项具体包括：

(1)标志物周边的建筑搜索，基于被选的建筑，将在移动电子设备的地图内生成相应导航数据；

(2)道路引导功能，用户点击选中路名后以3D箭头指引的方式告知用户方向信息；

(3)扩展道路延伸信息，用户点击指引方向后，在主界面实景中在对应方向的延伸道路上以3D模型路牌的形式向用户传达当前道路的下一个路口的道路信息。

进一步的，预置标志物包括但不限于：路牌、景点标识、实体景观。

进一步的，标志物类型包括：餐厅、车站、便利店、厕所、公园。

进一步的，预置标志物内预设有位置信息和GPS定位模块，通过预设的位置信息和GPS定位模块获得实时位置信息，生成标志物的即时位置。

进一步的，构建用户周围3D地图具体包括：

事先在客户端中预置每个识别物周围需要显示的建筑与识别物的相对位置，包括距离和方向。当识别物被识别出来后，会读取预设的数据进行用户周围3d地图的构建，再根据用户当前的朝向和坐标对构建出来的3d地图进行调整，以达到更真实的效果。

其中，因为识别物在现实世界中是固定不会动的，因此周围特定建筑或特定目标相对于识别物的方向和距离也就是已知且不会改变的，所以会预先设置好每个识别物的具体位置和朝向，以及识别物周围需要特别显示的建筑物或目标相对于识别物的方向和距离；当预先设置好的识别物之一被识别出来后，会在预设数据中读取识别物周围需要显示的建筑物或目标相对于识别物的方向和距离，初步构建用户周围的3D地图；又因为用户扫描识别物的方向和扫描时的位置不是完全固定的，而使用预置数据构建出来的3D地图都是以识别物为基准的，所以通过获取用户当前的朝向和坐标判断出用户距离识别物的距离和相对于识别物的朝向，以此对初步构建的3D地图进行修正，最终达到构建用户周围3D地图的目的。

通过微信等软件扫一扫功能接入对应的web入口，在镜头捕捉到符合规格的7*7的特殊二维码后生成对应模型内容，而进阶功能由APP实现扩展。

本方法中添加景观识别效果描述：在景观构筑物上添加二维码型ID，识别二维码后，应用在虚拟地图中生成相关内容，包括①动态视频景观介绍、②文字构筑物介绍以及③虚拟人物语音介绍等。生成物与真实场景保持相对位置不变，即用户移动设备(即镜头)时，虚拟场景内生成物不会随镜头移动而移动，但用户转身时生成物保持始终正对用户。具体为：运用即时定位与地图构建技术(SLAM)，通过预置的扫描点位与预置的扫描点位周围需要生成的生成物距离点位的矢量距离，构建用户周围的3D空间；用户手机的镜头相当于构建的3D空间里的一个摄像头，用户通过屏幕看到的图像相当于该摄像头在构建的3d空间中拍摄出的画面，所以镜头移动时就相当于构建出的3D空间中的摄像头在移动，与在现实场景中移动摄像头拍摄物体的原理相同，拍摄的物体都不会随镜头移动；用户转身时生成物始终正对用户是出于给用户提供更好体验的目的，在SLAM技术上做的一些修改，通过获取用户当前的朝向来设定生成物的朝向，使生成物始终面对用户。

其中，部分生成物可通过点击发生交互，如视频的播放与暂停、文字内容的翻页、缩放等。

生成物保持存在至用户选择退出或识别出其他景观识别用二维码。

其中，动态视频景观介绍，表现形式是生成浮动视频播放窗口，播放对应景观介绍视频，允许暂停、拖动进度条等操作；

文字构筑物介绍，表现形式是在构筑物上生成虚拟浮标，浮标显示内容标题，点击对应浮标展开相关文字详细内容，再次点击收起；

虚拟人物语音介绍，部分景观支持通过虚拟人物的语音、动作等行为传达景观的设计理念，虚拟人物模型会与景观本身进行一定的交互行为，提高代入感。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

使用者拍摄到实体路牌后，本方案会根据拍摄到的路牌及当前坐标及时构建周围环境的3D地图，结合AR显示，使用者能清楚识别系统标注出周边道路、餐饮、便利店、厕所及公交站等的详细位置，并提供相关简介和实景导航，摆脱了以往2D的路牌只能给予用户大概方向指引的弊端，同时由于显示终端是几乎人人都有的手机，极大降低造价和维护成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本申请中基于增强现实技术的景观导视方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于增强现实技术的景观导视方法，解决了现有的传统地图导视牌的存在显示引导不形象清晰，难以明确用户和目的地之间的关系，而LED导视系统存在造价高，维护成本高的技术问题，实现了景观导视清晰直观，能够利用增强现实技术在3D地图上进行形象的显示，且造价和维护成本交底的技术效果。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1，本申请提供了构建一套景观导视方法及系统，既可以解决传统景观导视系统在显示引导不明确清晰的不足，同时可以解决LED导视系统造价高，维护成本高的不足，在此基础上还能解决引导人到达目的地的路程等问题。

该导视系统分为两部分，实体导视系统与虚拟系统两部分，实体导视系统需要通过设计满足图像识别，实体导视系统分为导视牌，景点标识等，通过AR技术和即时定位与地图构建技术，在已有的导视牌或者景点标识等基础上，结合用户通过手机摄像头看到的周围环境的实际情况，实时构建周围3D地图，在构建的3D地图中通过手机提示，实现目的地的指引和讲解，同时也可以通过手机终端提供视频影像等解说方式提供文化展示，教育宣传等功能。

具体步骤为：

1.在手机上打开基于本方法的客户端，客户端会打开用户手机的摄像头，用户可以通过手机屏幕看到真实的世界

2.客户端内部有预置相关路牌信息，手机摄像头拍到每一帧图像都会实时通过图像识别技术判断当前帧图像内有没有和预设路牌相符的场景，如果判断为有相符的场景的话，就会在摄像头中拍摄到的路牌上提供功能扩展(扩展内容：1.提供路牌附近的建筑搜索，选中类型的建筑将于系统虚拟地图内生成相应导航数据；2.提供道路引导功能，用户点击选中路名后以3D箭头指引的方式明确告知用户方向信息；3.扩展道路延伸信息，点击指引方向后以增强现实的表现形式向用户传达当前道路的下一个路口的道路信息)，让用户可以获得更多信息。

3.当识别到当前拍摄的场景中有预设标志物(标志物可以为路牌，景点标识等)时，并会根据当前识别出来的路牌时的即时位置及当前使用者的朝向，实时构建使用者周围3D地图。其中，即时位置主要是在预置路牌时就会设置该路牌的位置，比如A路牌就对应A地点。使用时再辅以GPS定位提高构建的3D地图的精度。使用者的朝向通过电子罗盘获得。根据预置的每一个路牌周围特定建筑的方位和距离路牌的距离，再结合之前获取到的使用者的位置来构建3D地图。

4.当识别到当前拍摄的场景中有预设路牌时，会在通过AR技术在手机中打开的摄像头中标志物(标志物可以为路牌，景点标识等)上显示根据实际需求中可点击的按钮，当使用通过按钮选择了不同类型(提供包括餐厅、车站、便利店、厕所、公园等建筑类型，用户根据自身需求选择对应建筑)并手持手机左右转动时，根据使用者选择类型的不同，会将之前实时构建的3D地图的不同部分(根据用户朝向不同，向用户展示虚拟地图中对应的视角范围的内容)呈现给使用者，使用者就能在手机屏幕中的实际建筑或景观中见到指示标记和生动的介绍。

其中，在本申请实施例中，通过AR实现具体为：手机通过摄像头拍到的内容可以理解为与现实世界有别的一个虚拟世界，手机摄像头所在的坐标为虚拟世界中的坐标原点，手机摄像头相当于虚拟世界中的一个摄像机，用户通过这台摄像机来观察虚拟世界。当摄像头通过图象识别技术捕捉到标志物后，可以获取到标致物的坐标，用户再把需要显示的东西(比如按钮)显示在之前获取到的虚拟世界中的标志物的坐标上，这样用户在摄像头中看到的效果就是有虚拟的按钮显示在真实世界中真实存在的标致物的上面，以此达到对现实进行增强的效果。

使用者对其感兴趣的建筑或景观进行点击后，可以获得更为详细生动的信息，如餐馆的点评，商场的导航，景观的视频或动画介绍等。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

使用者拍摄到实体路牌后，本方案会根据拍摄到的路牌及当前坐标及时构建周围环境的3D地图，结合AR显示，使用者能清楚识别系统标注出周边道路、餐饮、便利店、厕所及公交站等的详细位置，并提供相关简介和实景导航，摆脱了以往2D的路牌只能给予用户大概方向指引的弊端，同时由于显示终端是几乎人人都有的手机，极大降低造价和维护成本。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：用户打开客户端，通过移动电子设备采集用户周围实时图像信息；

步骤2：基于预置标志物图像信息，将采集的图像信息进行图像识别处理，判断当前帧图像内是否有与预置标志物匹配的标志物；若有，则进行步骤3a：根据当前识别出来的标志物的即时位置及当前用户的朝向，实时构建用户周围3D地图；若没有，则进行步骤3b：根据用户当前坐标，选取距离用户一定范围内的预设标志物，并进行步骤3c：通过指向加距离同时显示的形式引导用户前往预设标志物，步骤3c之后进行步骤3a；

步骤3a之后进行步骤4：基于建立的3D地图，在地图中的标志物上生成可供点击选择的按钮；

步骤5：用户通过按钮选择相应类型的标志物，并在3D地图中的标志物上生成多种功能扩展选项。

2.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，步骤5之后还包括步骤5a：移动电子设备摄像头脱离预设标志物后，可选建筑物的按钮转移至主界面，固定于界面下方，并保持其在标志牌上由用户操作的状态，此时按钮可继续点击，并实现相应建筑类型的查找、取消查找功能。

3.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，步骤5之后还包括步骤6：关闭当前预设标志物识别状态，然后进行步骤3c。

4.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，提供的功能扩展选项具体包括：

(1)标志物周边的建筑搜索，基于被选的建筑，将在移动电子设备的地图内生成相应导航数据；

(2)道路引导功能，用户点击选中路名后以3D箭头指引的方式告知用户方向信息；

(3)扩展道路延伸信息，用户点击指引方向后，在主界面实景中在对应方向的延伸道路上以3D模型路牌的形式向用户传达当前道路的下一个路口的道路信息。

5.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，预置标志物包括但不限于：路牌、景点标识、实体景观；标志物类型包括：餐厅、车站、便利店、厕所、公园。

6.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，预置标志物内预设有位置信息和GPS定位模块，通过预设的位置信息和GPS定位模块获得实时位置信息，生成标志物的即时位置。

7.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，构建用户周围3D地图具体包括：事先预置每个识别物周围需要显示的建筑与识别物的相对位置，包括距离和方向；当识别物被识别出来后，读取预设的数据进行用户周围3d地图的构建，再根据用户当前的朝向和坐标对构建出来的3d地图进行调整。

8.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，所述方法能够接入对应的web入口，在镜头捕捉到符合规格的二维码后生成对应模型内容，进阶功能由客户端实现扩展。

9.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，所述方法在景观构筑物上添加二维码型ID，识别二维码后，应用在虚拟地图中生成相关内容，包括：动态视频景观介绍、文字构筑物介绍、虚拟人物语音介绍；生成物与真实场景保持相对位置不变，即用户移动设备时，虚拟场景内生成物不会随镜头移动而移动，但用户转身时生成物保持始终正对用户。

10.根据权利要求9所述的基于增强现实技术的景观导视方法，其特征在于，部分生成物可通过点击发生交互；动态视频景观介绍，表现形式是生成浮动视频播放窗口，播放对应景观介绍视频，允许暂停、拖动进度条操作；文字构筑物介绍，表现形式是在构筑物上生成虚拟浮标，浮标显示内容标题，点击对应浮标展开相关文字详细内容，再次点击收起；虚拟人物语音介绍，部分景观支持通过虚拟人物的语音、动作行为传达景观的设计理念，虚拟人物模型会与景观本身进行一定的交互行为。