CN107528840A - 一种互动天文系统及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种互动天文系统及实现方法，涉及计算机视觉技术领域，所述方法包括：混合现实设备从云管理系统获取天文应用软件；在所述混合现实设备通过所述天文应用软件进行登录后，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置，并从所述云管理系统获取所述天文互动装置相关的天文综合信息；所述混合现实设备以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户。本发明实施例为用户提供一种新的获取天文知识的方式，用户有更强的沉浸感，用户体验显著提升。

Description

一种互动天文系统及实现方法
技术领域
本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种互动天文系统及实现方法。
背景技术
随着计算机视觉相关领域技术的不断发展，虚拟现实、增强现实等技术正在逐步的走进人类的生活，而混合现实作为比虚拟现实和增强现实更完善、应用领域更广的技术解决方案也取得了飞速的进展。混合现实呈现了虚拟现实和增强现实技术不能实现的一些感官效果，给用户极强的真实感体验，比如：多人共享实时三维空间内容并对其进行操作等。同时，混合现实技术可应用的场景也比虚拟现实以及增强现实更广阔。
基于人类天生的求知欲，人类在认识宇宙的过程中，不断的利用新技术去探索宇宙的奥秘，无论是专业的天体物理学家，还是天文爱好者，又或者是普通的消费者，都会有获得天文知识的需求以及普及天文知识的责任。
现有的获取天文知识的技术方案包括：
1)专业的天文观测仪器
通过这些专业的天文仪器，使用者可以观测到宇宙中运行的星系，宇宙中发生的天体事件，例如流星雨。
2)仿真的天体运行装置
通过制作仿真的天体运行装置，例如地球仪和太阳系，同时辅助一些文字介绍，可以让使用者近距离观察天体的运动。
3)视频或者图片
通过视频或者图片的方式，向使用者介绍天体运动相关的知识。
上述技术方案的缺点主要表现为：
1)专业的天文观测仪器价格比较高，普通用户购买这些设备的压力较大，这在一定程度上阻碍了用户获取天文知识。
2)目前仿真的天体运行装置普遍存在如下问题：表达信息不准确，配套文字介绍信息比较枯燥，用户在使用时代入感不强烈，容易使用户产生厌烦情绪。
3)视频、图片或是文字等传播天文信息的方式属于二维信息呈现方式，对用户来讲是被动的接收信息的方式，这种方式没有与用户的互动，给用户的代入感也不强烈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种互动天文系统及实现方法，能更好地解决上述天文知识获取方式成本高、代入感差、无法互动等问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种互动天文系统的实现方法，包括：
混合现实设备从云管理系统获取天文应用软件；
在所述混合现实设备通过所述天文应用软件进行登录后，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置，并从所述云管理系统获取所述天文互动装置相关的天文综合信息；
所述混合现实设备以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户。
优选地，所述混合现实设备从云管理系统获取天文应用软件包括：
所述混合现实设备获取与所述互动天文装置配套发行的唯一标识，并根据所述唯一标识，从所述云管理系统下载与所述互动天文装置配套的天文应用软件。
优选地，所述混合现实设备通过所述天文应用软件进行登录包括：
所述混合现实设备将用户信息发送至所述云管理系统；
所述云管理系统根据所述用户信息，进行鉴权处理，若鉴权通过，则允许所述混合现实设备登录。
优选地，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置包括：
所述混合现实设备获取当前所处环境的图像信息，并通过对所述图像信息进行分析，识别当前所处环境的天文互动装置。
优选地，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置之前，还包括：所述混合现实设备获取当前所处环境的环境信息。
优选地，所述混合现实设备以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户包括：
所述混合现实设备将所述天文综合信息和所述环境信息进行混合处理，得到混合现实信息，并展示给用户。
优选地，在所述混合现实设备以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户之后，还包括：
所述混合现实设备将来自用户的指令发送至所述云管理系统；
所述云管理系统根据所述指令，获取所述用户需要的天文综合信息，并发送至所述混合现实设备；
所述混合现实设备以混合现实的方式将所述用户需要的天文综合信息展示给用户。
根据本发明的另一方面，提供了一种互动天文系统，包括：
天文互动装置和云管理系统；
混合现实设备，用于从所述云管理系统获取天文应用软件，在通过所述天文应用软件进行登录后，识别当前所处环境的天文互动装置，并从所述云管理系统获取所述天文互动装置相关的天文综合信息，以混合现实的方式展示给用户。
优选地，所述混合现实设备还用于在识别当前所处环境的天文互动装置之前，获取当前所处环境的环境信息，以便将所述天文综合信息和所述环境信息进行混合处理，得到混合现实信息，并展示给用户。
优选地，所述混合现实设备在以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户之后，进一步用于将来自用户的指令发送至所述云管理系统，并将所述云管理系统根据所述指令获取并发送的用户需要的天文综合信息以混合现实的方式展示给用户。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明通过混合现实设备与云管理系统的结合，再通过混合现实设备与天文互动装置的交互，提供给用户一种新的获取天文信息的方式，同时用户通过天文互动装置及混合现实设备还可以实现和这些天文信息的交互，使用户在接收天文信息时，具有更强的沉浸感，以及更真实的体验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的互动天文系统的实现方法流程图；
图2是本发明实施例提供的互动天文系统的结构框图；
图3是本发明实施例提供的天文互动装置的结构框图；
图4是本发明实施例提供的云管理系统的结构框图；
图5是本发明实施例提供的混合现实设备的结构框图；
图6是本发明实施例提供的互动天文系统的第一工作流程图；
图7是本发明实施例提供的互动天文系统的第二工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的互动天文系统的实现方法流程图，如图1所示，步骤包括：
步骤S101：混合现实设备从云管理系统获取天文应用软件。
步骤S101包括：混合现实设备获取与所述互动天文装置配套发行的唯一标识，并根据所述唯一标识，从所述云管理系统下载与所述互动天文装置配套的天文应用软件。
其中，云管理系统可以是云端服务器，服务器或者其他管理系统。
其中，混合现实设备可以是智能手机，智能眼镜，以及各种具备信息采集与处理功能的智能设备。
步骤S102：在所述混合现实设备通过所述天文应用软件进行登录后，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置，并从所述云管理系统获取所述天文互动装置相关的天文综合信息。
步骤S102包括：首先所述混合现实设备将用户信息发送至所述云管理系统，所述云管理系统根据所述用户信息，进行鉴权处理，若鉴权通过，则允许所述混合现实设备登录。然后运行所述天文应用软件的所述混合现实设备获取当前所处环境的图像信息，并通过对所述图像信息进行分析，识别当前所处环境的天文互动装置。最后运行所述天文应用软件的所述混合现实设备向云管理系统发起请求，以便从所述云管理系统获取所述天文互动装置相关的天文综合信息。
需要说明的是，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置之前，用户携带所述混合现实设备在当前所处环境中移动，所述混合现实设备在移动过程中获取当前所处环境的环境信息。所述环境信息指所述混合现实设备当前所处环境中存在的人和/物等。具体实现时，可以采用即时定位与地图构建技术和/或计算机视觉技术获取环境信息。
需要说明的是，所述混合现实设备可以将包含所述天文互动装置的唯一标识的请求发送至云管理系统，以获取所述天文互动装置相关的天文综合信息；也可以将拍摄到的所述天文互动装置的图像信息发送至云管理系统，以获取与所述天文互动装置的图像信息相关的天文综合信息；还可以将来自用户的指令发送至所述云管理系统，以获取所述云管理系统根据所述指令得到并发送的所述用户需要的天文综合信息。
需要说明的是，如果所述云管理系统查询到所述天文互动装置相关的天文综合信息，则将所述天文综合信息直接发送至混合现实设备，否则所述云管理系统从信息源读取所述天文互动装置相关的天文综合信息，并将所读取的天文综合信息发送至混合现实设备。
其中，天文互动装置可以是各种形式的地球仪，月球仪，各种行星运行仿真装置，包括各种天文机械装置。
其中，天文综合信息指的是天文信息和附加信息的集合体，所述附加信息可以是和天文相关的、也可以是和天文无关的文字信息，图片信息，视频信息等等。
步骤S103：所述混合现实设备以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户。
步骤S103包括：所述混合现实设备将所述天文综合信息和所述环境信息进行混合处理，得到混合现实信息，并展示给用户。具体地说，将所述天文综合信息融合至所述环境信息中，从而在展示时，能够在当前所处的真实环境中呈现虚拟的天文综合信息。
图2是本发明实施例提供的互动天文系统的结构框图，如图2所示，主要包括四个模块：天文互动装置，云管理系统，混合现实设备，信息源。
信息源，本模块提供特定的天文综合信息给云管理系统。
图3是本发明实施例提供的天文互动装置的结构框图，如图3所示，所述天文互动装置指仿真的天文装置，可以是单个的天文行星，也可以是一整个行星系，还可以是辅助的天文演示设备。
图4是本发明实施例提供的云管理系统的结构框图，如图4所示，云管理系统负责接收与存储来自信息源的天文综合信息；与混合现实设备进行信息交互，以及对用户的通过混合现实设备发送过来的登录信息进行处理。云管理系统提供但不仅限于以下功能模块：
登录服务器：用来验证混合现实设备发送过来的设备上当前激活的用户。
存储服务器：存储信息源发送过来的天文综合信息以及混合现实设备发送过来的用户信息。所述存储服务器可以运用云存储，磁盘阵列等存储方式。
信息处理模块：对云管理系统接收到的各种信息进行编辑，处理。
本实施例的云管理系统实现信息智能处理，以及管理混合现实设备所展现的交互内容。
图5是本发明实施例提供的混合现实设备的结构框图，如图5所示，混合现实设备从所述云管理系统获取天文应用软件，在通过所述天文应用软件进行登录后，识别当前所处环境的天文互动装置，并从所述云管理系统获取所述天文互动装置相关的天文综合信息，以混合现实的方式展示给用户。进一步地，所述混合现实设备还用于在识别当前所处环境的天文互动装置之前，获取当前所处环境的环境信息，以便将所述天文综合信息和所述环境信息进行混合处理，得到混合现实信息，并展示给用户。进一步地，所述混合现实设备在以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户之后，将来自用户的指令发送至所述云管理系统，并将所述云管理系统根据所述指令获取并发送的用户需要的天文综合信息以混合现实的方式展示给用户。
也就是说，混合现实设备的功能包括：用户注册与激活；与云管理系统进行信息交互，进行智能信息处理；智能识别定位当前环境中的天文互动装置；以混合现实的方式展示信息；与当前激活的用户进行交互。
混合现实设备主要提供但不仅限于以下功能模块：
用户登录模块：负责用户的注册与激活，发送用户信息到云管理系统。
环境感知模块：负责采集设备当前所处的环境信息。该模块可以采用即时定位与地图构建(SLAM)和/或计算机视觉技术。
智能识别模块：对设备所处的环境中的物体进行智能的识别。该模块可以是具备图像识别，物体识别等功能的各种模块。
信息处理模块：通过和云管理系统的信息交互，智能处理从云管理系统发送过来的信息以及环境感知模块采集的信息。
混合现实展示模块：负责把混合现实的表现内容，用户交互界面以及特定的信息展示给用户。
本实施例的混合现实设备实现对环境的感知、获取、智能识别，对天文互动装置的识别，以及信息智能处理。
所述互动天文系统的过程描述如下：首先，用户获得天文互动装置以及配套的唯一标识，用户使用天文互动装置的唯一标识通过混合现实设备从云端下载对应的配套程序(即天文应用软件)，用户通过配套程序注册和登录，混合现实设备把当前激活的用户信息发送到云端管理系统进行验证，验证通过后，混合现实设备通过环境感知模块对周围的环境进行信息采集，然后通过智能识别模块对当前环境中的天文互动装置进行智能识别，如果混合现实设备识别出天文互动装置，就会向云端管理系统请求对应于当前天文互动装置的相关的天文综合信息，并把云端管理系统发过来的天文综合信息以混合现实的方式展示给用户。这个过程中，如果云端管理系统发现当前的混合现实设备请求的天文综合信息并不存在，那么就到信息源去读取这些天文综合信息回来，然后再发给混合现实设备。同时混合现实设备也可以通过特定的用户界面与用户进行实时交互，用户可以通过这些用户界面实时的操作混合现实设备显示的信息。
本发明实施例在混合现实设备上实现基于云管理系统和混合现实的天文综合信息展示，用户可以通过混合现实设备与云管理系统进行关于天文互动装置的天文综合信息交互。
具体应用时，用户通过购买或者其他途径获得天文互动装置以及配套的唯一标识，用户使用这个唯一标识通过云端管理系统下载配套的程序(即天文应用软件)到混合现实设备上，用户通过混合现实设备上的用户登录模块登录到混合现实设备，混合现实设备的登录模块会把用户的信息发送到云管理系统的登录服务器进行身份验证，通过云管理系统的身份验证，云管理系统会根据用户的账户信息，在存储服务器和混合现实设备之间建立一个安全的连接。
混合现实设备通过环境感知模块获取当前的环境信息，然后通过智能识别模块，对当前的环境中的天文互动装置进行智能识别匹配，如果识别匹配成功，混合现实设备会通过信息处理模块向云端管理系统请求对应于当前的天文互动装置的天文相关的信息(即天文综合信息)，然后对云管理系统发送过来的天文相关的信息和当前获得的环境信息进行处理。处理后会通过混合现实的方式把最终的结果通过混合现实展示模块展示给用户，同时如果用户通过混合现实设备提供的用户交互界面对当前显示的天文综合信息有操作的时候，信息处理模块也会实时处理用户的输入信息，并及时通过混合现实展示模块把最终的结果显示给用户。
假设天文行星制造商A为宇宙中的行星制作一个等比例缩小的星球，同时为这个星球制作一个唯一的标识码，比如二维码、条形码等等，然后出售给普通消费者。
图6是本发明实施例提供的互动天文系统的第一工作流程图，如图6所示，消费者B通过某种渠道购买了天文行星制造商A制作的星球，然后使用混合现实设备下载天文行星制造商A提供的应用程序(即天文应用软件)，使用此星球的唯一标识登录应用程序客户端，与云端管理器建立安全互信的链接。消费者B使用混合现实设备收集周围环境的信息，通过智能识别，识别出制造商A制作的行星，然后通过混合现实设备与云端管理器进行信息交互，获得云端管理器发送过来的天文综合信息，混合现实设备把这些天文综合信息以混合现实的方式展示出来，消费者B通过混合现实设备的展示，获得行星的各种科普信息，以及一些可能的附加的动画、视频、图片等等。一段时间后，消费者B再次用混合现实设备对行星进行观察，这时，混合现实设备获得云管理系统发送过来的最新的天文综合信息，并把这些天文综合信息展示给消费者B，消费者B发现当前所看到的信息已经是最新的此行星的信息，周而复始，每次消费者B打开混合现实设备观察行星的时候，都会获得该行星的最新的天文综合信息。
图7是本发明实施例提供的互动天文系统的第二工作流程图，如图7所示，消费者C和消费者D同时购买了同一套天文互动装置，消费者C通过天文互动装置的唯一标识在混合现实设备中安装了对应的应用程序，同样，消费者D也进行了同样的操作。通过同样的应用程序，并依靠应用程序和云管理系统的交互，可以使消费者C和消费者D共享同样的信息，比如消费者C和消费者D可以同时玩同一互动游戏，基于同一天文互动装置，使两个消费者C和D同时出现在同一个场景中，这样就可以使消费者C和消费者D在这种互动游戏中形成互动，或者是实时的通讯，实现用户之间利用混合现实设备进行天文综合信息交互。
同样地，教育机构或者组织通过制作不同的天文互动装置，在科普天文知识的时候，可以制作一些特定的天文背景知识，可以是文字、图片、视频以及3D动画等等，在课堂上给学生或者是天文爱好者科普天文知识的时候，可以通过混合现实设备智能识别天文互动装置，然后通过混合现实设备和云端的交互，获得提前制作好的天文信息，最后通过混合现实设备以混合现实的方式展示给学生和天文爱好者，这样就可以使学生或者是天文爱好者在学习相关知识的时候，获得更生动的信息体验。同时学生或者是天文爱好者也可以用混合现实设备进行同样的操作，这样就使学生或者是天文爱好者可以近距离的感受天文，接收天文信息的效果也会更立体。
综上所述，本发明实施例具有以下技术效果：
本发明实施例的天文综合信息的呈现由传统的二维变成三维，使得天文综合信息能够以立体的形式呈现，不再局限于二维的呈现方式，使用户接收信息时有更强的沉浸感，用户体验获得显著的提升。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种互动天文系统的实现方法，其特征在于，包括：
混合现实设备从云管理系统获取天文应用软件；
在所述混合现实设备通过所述天文应用软件进行登录后，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置，并从所述云管理系统获取所述天文互动装置相关的天文综合信息；
所述混合现实设备以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合现实设备从云管理系统获取天文应用软件包括：
所述混合现实设备获取与所述互动天文装置配套发行的唯一标识，并根据所述唯一标识，从所述云管理系统下载与所述互动天文装置配套的天文应用软件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述混合现实设备通过所述天文应用软件进行登录包括：
所述混合现实设备将用户信息发送至所述云管理系统；
所述云管理系统根据所述用户信息，进行鉴权处理，若鉴权通过，则允许所述混合现实设备登录。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置包括：
所述混合现实设备获取当前所处环境的图像信息，并通过对所述图像信息进行分析，识别当前所处环境的天文互动装置。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述混合现实设备识别当前所处环境的天文互动装置之前，还包括：所述混合现实设备获取当前所处环境的环境信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述混合现实设备以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户包括：
所述混合现实设备将所述天文综合信息和所述环境信息进行混合处理，得到混合现实信息，并展示给用户。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述混合现实设备以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户之后，还包括：
所述混合现实设备将来自用户的指令发送至所述云管理系统；
所述云管理系统根据所述指令，获取所述用户需要的天文综合信息，并发送至所述混合现实设备；
所述混合现实设备以混合现实的方式将所述用户需要的天文综合信息展示给用户。
8.一种互动天文系统，其特征在于，包括：
天文互动装置和云管理系统；
混合现实设备，用于从所述云管理系统获取天文应用软件，在通过所述天文应用软件进行登录后，识别当前所处环境的天文互动装置，并从所述云管理系统获取所述天文互动装置相关的天文综合信息，以混合现实的方式展示给用户。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述混合现实设备还用于在识别当前所处环境的天文互动装置之前，获取当前所处环境的环境信息，以便将所述天文综合信息和所述环境信息进行混合处理，得到混合现实信息，并展示给用户。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述混合现实设备在以混合现实的方式将所述天文综合信息展示给用户之后，进一步用于将来自用户的指令发送至所述云管理系统，并将所述云管理系统根据所述指令获取并发送的用户需要的天文综合信息以混合现实的方式展示给用户。
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