CN110322484A - 多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法及系统，校准方法包括：第一设备连接用于创建共享增强现实虚拟空间的网络服务器，第二设备开启客户端与第一设备的该网络服务器连接；在第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置校准件后，移动该第一设备使校准件在第一设备的观察视野内；移动第二设备，使该第二设备与校准件在第一设备的观察视野内重合；第二设备记录当前在第二设备的虚拟空间中的位置信息和旋转信息，根据该位置信息和旋转信息对第二设备的虚拟空间的坐标系进行迁移和旋转。校准过程中利用增强现实设备的空间定位能力，不需要对比各个设备的处理数据进行校准，因此不同类型以及不同平台的设备不会影响校准结果。
Description
技术领域
本发明涉及增强现实及混合现实技术领域，尤其涉及一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法及系统。
背景技术
增强现实AR(Augmented Reality)是指透过摄影机摄影机影像的位置及角度精算并加上图像分析技术，以及多种传感器，让屏幕上的虚拟世界能够与现实世界场景进行结合与交互的技术，混合现实MR(Mixed Reality)是指结合真实和虚拟世界创造了新的环境和可视化，物理实体和数字对象共存并能实时相互作用，以用来模拟真实物体，混合了现实、增强现实、增强虚拟和虚拟现实的技术。
现有技术中多个AR或MR设备共享增强现实虚拟空间时一般有两种校准方式，一、设置参照物，该方式不仅需要额外提供如卡片二维码等的参照物，并且在设备不能观察到参照物时会出现定位不准确的问题。二、通过各个设备获取的实际环境的光学特征点匹配完成校准，该方式对设备的运算能力和摄像头的要求较高，并且各个不同型号的设备，特别是不同平台的设备如微软Hololens、安卓Arcore以及苹果Arkit获取到的特征点差别较大，会造成校准不准确的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法及系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法，包括：
步骤1，第一设备连接用于创建共享增强现实虚拟空间的网络服务器，第二设备开启客户端与所述第一设备的所述网络服务器连接；
步骤2，在所述第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置校准件后，移动所述第一设备使所述校准件在所述第一设备的观察视野内；
步骤3，移动所述第二设备，使所述第二设备与所述校准件在所述第一设备的观察视野内重合；
步骤4，所述第二设备记录当前所述第二设备的虚拟空间中的位置信息和旋转信息，根据所述位置信息和旋转信息对所述第二设备的虚拟空间的坐标系进行迁移和旋转。
本发明的有益效果是：由于校准过程中校准过程中利用AR、MR设备的空间定位能力定位设备在虚拟空间中的位置，不需要对比各个设备的处理数据进行校准，因此不同类型以及不同平台的设备不会影响校准结果，并且各个设备的校准过程中只涉及虚拟空间的坐标系的位置信息和旋转信息的记录和调整，处理过程更加简单校准结果更加准确。
一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准系统，所述系统包括：设置于第一设备的第一网络连接模块，以及设置于第二设备的第二网络连接模块、信息记录模块和信息调整模块；
所述第一网络连接模块用于连接用于创建共享增强现实虚拟空间的网络服务器；
所述第二网络连接模块用于开启客户端与所述第一设备的所述网络服务器连接；
在所述第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置校准件，移动所述第一设备使校准件在所述第一设备的观察视野内，移动所述第二设备，使所述第二设备与校准件在第一设备的观察视野内重合后，所述信息记录模块用于记录所述第二设备当前在所述第二设备的虚拟空间中的位置信息和旋转信息；
所述信息调整模块用于根据所述位置信息和旋转信息对所述第二设备的虚拟空间的坐标系进行迁移和旋转。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述第二设备的数量为至少两个时，所述步骤1中各个所述第二设备分别开启客户端与所述第一设备的所述网络服务器连接后，分别执行所述步骤2-4完成所述第二设备的校准。
所述校准件为长方形板状，所述步骤2中在所述第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置所述校准件时，将所述校准件的中心放置于所述坐标系原点，方向与所述坐标系的X轴和Y轴所在平面平行。
所述步骤3中所述第二设备与所述校准件在所述第一设备的观察视野内重合后，所述第二设备接受用户输入的完成校准的操作信息，所述操作信息包括点击按钮。
所述步骤4中所述第二设备记录所述第二设备在所述第二设备的虚拟空间中的当前位置信息PositionFix，和相应的旋转信息RotationFix；
所述第二设备将所述第二设备的虚拟空间的坐标系的原点迁移至PositionFix，并对所述第二设备的虚拟空间的坐标系作RotationFix旋转。
所述步骤4之后包括：
步骤5，同步所述第一设备和所述第二设备的虚拟空间中物体的移动和旋转。
所述步骤5之后包括：
使用远程操作方法以及客户端远程调用方法实现所述第一设备和所述第二设备之间的互动。
采用上述进一步方案的有益效果是：
校准件的形状设置为与智能手机的常用尺寸相同的长方形板状，中心对准过程操作简单且对不同的设备适应性高。
利用远程操作方法以及客户端远程调用方法，实现多设备共享的增强现实虚拟空间进行视野共享和交互。
附图说明
图1为本发明提供的多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法的流程图；
图2为本发明提供的多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法的实施例的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准系统中第一设备的结构框图；
图4为本发明实施例提供的一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准系统中第二设备的结构框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
11、第一网络连接模块，21、第二网络连接模块，22、信息记录模块，23、信息调整模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示为本发明实施例提供的多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法的流程图，由图1可知，该校准方法包括：
步骤1，第一设备连接用于创建共享增强现实虚拟空间的网络服务器，第二设备开启客户端与第一设备的该网络服务器连接。
步骤2，在第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置校准件后，移动该第一设备使校准件在第一设备的观察视野内。
步骤3，移动第二设备，使该第二设备与校准件在第一设备的观察视野内重合。
步骤4，第二设备记录当前在第二设备的虚拟空间中的位置信息和旋转信息，根据该位置信息和旋转信息对第二设备的虚拟空间的坐标系进行迁移和旋转。
本发明实施例提供的一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法，由于校准过程中校准过程中利用AR、MR设备的空间定位能力定位设备在虚拟空间中的位置，不需要对比各个设备的处理数据进行校准，因此不同类型以及不同平台的设备不会影响校准结果，并且各个设备的校准过程中只涉及虚拟空间的坐标系的位置信息和旋转信息的记录和调整，处理过程更加简单校准结果更加准确。
实施例1
本发明提供的实施例1为本发明提供的一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法的实施例，如图2所示为本发明提供的多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法的实施例的流程图，由图2可知，该实施例1的校准方法包括：
步骤1，第一设备连接用于创建共享增强现实虚拟空间的网络服务器，第二设备开启客户端与第一设备的该网络服务器连接。
第一设备和第二设备可以通过Unity3d的Unet Network技术实现网络服务器的连接。其中，第二设备的数量可以为一个或多个，第二设备的数量为多个时，该多个的第二设备分别开启客户端与第一设备的该网络服务器连接后，分别执行步骤2-4完成该第二设备的校准。
步骤2，在第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置校准件后，移动该第一设备使校准件在第一设备的观察视野内。
由于现有的AR或者MR设备大都为智能手机等，因此校准件的形状可以设置为与智能手机的常用尺寸相同的长方形板状。具体的，在第一设备上开启对应的AR或者MR功能，放置校准件时，可以将校准件的中心放置于坐标系原点，方向与坐标系的X轴和Y轴所在平面平行。中心对准过程操作简单且对不同的设备适应性高。移动第一设备可以是手持该第一设备在实际环境中后退，保证该校准件在第一设备的观察视野内。
步骤3，移动第二设备，使该第二设备与校准件在第一设备的观察视野内重合。
具体的，在第二设备上开启对应的AR或者MR功能后，用户在实际环境中移动第二设备，实现在第一设备中观察第二设备与校准件重合。
步骤4，第二设备记录当前在第二设备的虚拟空间中的位置信息和旋转信息，根据该位置信息和旋转信息对第二设备的虚拟空间的坐标系进行迁移和旋转。
具体的，第二设备与校准件在第一设备的观察视野内重合后，第二设备接受用户输入的完成校准的操作信息(如点击按钮等)，此时第二设备内部运行的程序记录第二设备的AR摄像头在第二设备的虚拟空间中的当前位置信息PositionFix，和相应的旋转信息RotationFix。第二设备上运行的程序将第二设备的虚拟空间的坐标系的原点迁移至PositionFix，并对该作RotationFix旋转。此时第一设备和第二设备各自的虚拟空间坐标系在实际环境中位置和旋转都为一致，完成了该第一设备和第二设备的增强现实虚拟空间的校准。第二设备有多个时，均按照该步骤1-步骤4分别进行校准。
步骤4之后还可以包括：
步骤5，同步第一设备和第二设备的虚拟空间中物体的移动和旋转。
具体的，可以通过Unity3d的NetworkTransform实现第一设备和第二设备的共享虚拟空间中的虚拟物体的位置信息同步。
步骤6，使用远程操作方法以及客户端远程调用方法实现第一设备和第二设备之间的互动。
具体的，第一设备或第二设备上通过设备自身的输入控制(如触摸屏点击、手势操作等)，调用程序中Unity3d的远程操作方法(Remote Actions Commands)来实现通知作为服务器端的第一设备进行操作。然后第一设备通过Unity3d的客户端远程调用方法(ClientRpc Calls)实现操作结果向第二设备分发。
实施例2
本发明提供的实施例2为本发明提供的一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准系统的实施例，该系统包括：设置于第一设备的第一网络连接模块11，以及设置于第二设备的第二网络连接模块21、信息记录模块22和信息调整模块23。如图3和图4所示分别为本发明实施例提供的一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准系统中第一设备和第二设备的结构框图。
第一网络连接模块11，用于连接用于创建共享增强现实虚拟空间的网络服务器。
第二网络连接模块21，用于开启客户端与第一设备的该网络服务器连接。
在第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置校准件，移动该第一设备使校准件在第一设备的观察视野内，移动第二设备，使该第二设备与校准件在第一设备的观察视野内重合后，信息记录模块22用于记录该第二设备当前在第二设备的虚拟空间中的位置信息和旋转信息。
信息调整模块23，用于根据该位置信息和旋转信息对第二设备的虚拟空间的坐标系进行迁移和旋转。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，第一设备连接用于创建共享增强现实虚拟空间的网络服务器，第二设备开启客户端与所述第一设备的所述网络服务器连接；
步骤2，在所述第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置校准件后，移动所述第一设备使所述校准件在所述第一设备的观察视野内；
步骤3，移动所述第二设备，使所述第二设备与所述校准件在所述第一设备的观察视野内重合；
步骤4，所述第二设备记录当前所述第二设备的虚拟空间中的位置信息和旋转信息，根据所述位置信息和旋转信息对所述第二设备的虚拟空间的坐标系进行迁移和旋转。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二设备的数量为至少两个时，所述步骤1中各个所述第二设备分别开启客户端与所述第一设备的所述网络服务器连接后，分别执行所述步骤2-4完成所述第二设备的校准。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准件为长方形板状，所述步骤2中在所述第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置所述校准件时，将所述校准件的中心放置于所述坐标系原点，方向与所述坐标系的X轴和Y轴所在平面平行。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中所述第二设备与所述校准件在所述第一设备的观察视野内重合后，所述第二设备接受用户输入的完成校准的操作信息，所述操作信息包括点击按钮。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中所述第二设备记录所述第二设备在所述第二设备的虚拟空间中的当前位置信息PositionFix，和相应的旋转信息RotationFix；
所述第二设备将所述第二设备的虚拟空间的坐标系的原点迁移至PositionFix，并对所述第二设备的虚拟空间的坐标系作RotationFix旋转。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4之后包括：
步骤5，同步所述第一设备和所述第二设备的虚拟空间中物体的移动和旋转。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤5之后包括：
使用远程操作方法以及客户端远程调用方法实现所述第一设备和所述第二设备之间的互动。
8.一种多设备共享的增强现实虚拟空间的校准系统，其特征在于，所述系统包括：设置于第一设备的第一网络连接模块，以及设置于第二设备的第二网络连接模块、信息记录模块和信息调整模块；
所述第一网络连接模块用于连接用于创建共享增强现实虚拟空间的网络服务器；
所述第二网络连接模块用于开启客户端与所述第一设备的所述网络服务器连接；
在所述第一设备的虚拟空间的坐标系原点处放置校准件，移动所述第一设备使校准件在所述第一设备的观察视野内，移动所述第二设备，使所述第二设备与校准件在第一设备的观察视野内重合后，所述信息记录模块用于记录所述第二设备当前在所述第二设备的虚拟空间中的位置信息和旋转信息；
所述信息调整模块用于根据所述位置信息和旋转信息对所述第二设备的虚拟空间的坐标系进行迁移和旋转。
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