CN110390299A - 一种基于视觉增强的柱体背面可视系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视觉增强的柱体背面可视系统及方法，涉及视觉辅助技术领域，包括：柱体背侧影像采集设备、使用者位置判断设备和可穿戴AR设备，将所述柱体背侧影像采集设备采集到的视觉盲区内的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行图像分析，将所述使用者位置判断设备实时获取的使用者位置信息发送至佩戴在人体上的机体内进行视场分析，将所述可穿戴AR设备获取的使用者周边的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行图像分析；本发明提供的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统及方法，使用者可以实时获取视野中柱体视线阻挡物背侧的影像，并与其他实时视觉环境较好融合，从而提供使用者更好的视场体验。

Description

一种基于视觉增强的柱体背面可视系统及方法

技术领域

本发明涉及视觉辅助技术领域，特别涉及一种基于视觉增强的柱体背面可视系统及方法。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，在1990年被提出，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息进行综合和叠加的新技术，它把现实世界一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(如视觉，听觉，触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，通过虚拟景物对真实场景的增强作用，提高用户对真实场景的体验、感觉、认知与理解。从线下实体类的大屏互动，再到景点、博物馆的智慧导航，甚至层出不穷的文化周边AR化，AR技术的应用范围在未来将越发广泛，但AR技术若存在较多不足之处，现有的AR技术无法观看到空间视线内阻挡物背后的影像。

本申请提供了一种基于视觉增强的柱体背面可视系统及方法，使用者可以实时获取视野中柱体视线阻挡物背侧的影像，并与其他实时视觉环境较好融合，从而提供使用者更好的视场体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于视觉增强的柱体背面可视系统及方法，使用者可以实时获取视野中柱体视线阻挡物背侧的影像，并与其他实时视觉环境较好融合，从而提供使用者更好的视场体验。

本发明提供了一种基于视觉增强的柱体背面可视系统，包括柱体背侧影像采集设备、使用者位置判断设备、可穿戴AR设备和佩戴在人体上的机体，所述柱体背侧影像采集设备用于实时获取柱体背侧视觉盲区内的影像；所述使用者位置判断设备用于实时获取使用者的位置并判断使用者的位置与预设柱体位置点之间的距离；所述可穿戴AR设备用于实时获取使用者周边的影像；

所述柱体背侧影像采集设备将采集到的视觉盲区内的影像、使用者位置判断设备将获取的使用者位置信息、以及可穿戴AR设备将获取的使用者周边的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行分析，佩戴在人体上的机体根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合，视场融合的结果光学投射至所述可穿戴AR设备内，供使用者观看。

进一步地，所述可穿戴AR设备包括高清摄像头、光学投射头、音频输入输出设备和信号通讯设备，所述高清摄像头用于实时获取使用者周边的影像，所述光学投射头用于将柱体背侧视觉盲区内的影像透射至所述可穿戴AR设备的显示区域，所述音频输入输出设备用于获取周围环境的音频或向外界输出音频，所述信号通讯设备用于与所述柱体背侧影像采集设备、使用者位置判断设备进行信息的交互。

进一步地，所述机体挂套在人体的颈部，所述机体与可穿戴AR设备通过数据线进行连接，所述机体内部设置微处理器和无线通信装置，所述微处理器与无线通信装置电连接，所述微处理器用于对视觉盲区内的影像进行图像分析、对使用者位置信息进行视场分析和对使用者周边的影像进行图像分析，并根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合。

进一步地，所述柱体背侧影像采集设备为单枚广角高清摄像头或多枚列阵摄像头。

本发明提供了一种基于视觉增强的柱体背面可视方法，包括以下步骤：

S1：柱体背侧影像采集设备实时获取柱体背侧视觉盲区内的影像；

S2：使用者位置判断设备实时获取使用者的位置并判断使用者的位置与预设柱体位置点之间的距离；

S3：可穿戴AR设备佩戴在使用者身上，用于实时获取使用者周边的影像；

S4：将所述柱体背侧影像采集设备采集到的视觉盲区内的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行图像分析，将所述使用者位置判断设备实时获取的使用者位置信息发送至佩戴在人体上的机体内进行视场分析，将所述可穿戴AR设备获取的使用者周边的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行图像分析；

S5：根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合；

S6：视场融合的结果进行光学投射至所述可穿戴AR设备内，供使用者观看。

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)本发明提供了一种基于视觉增强的柱体背面可视方法，使用者可以实时获取视野中柱体视线阻挡物背侧的影像，并与其他实时视觉环境较好融合，从而提供使用者更好的视场体验。

(2)本发明提供了一种基于视觉增强的柱体背面可视方法，通过佩戴可穿戴AR设备获取视野内的影像、预设柱体背侧影像采集设备获取视野盲区内的影像进行图像分析，通过分析结果进行视场融合，并将视场融合的结果进行光学投射，使使用者获得处理后的影像，避免视觉盲区造成的困扰。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统的系统工作原理图；

图2为本发明实施例提供的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统的柱体背侧影像采集设备示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统的使用者位置判断设备示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统的可穿戴AR设备示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统的视场融合原理示意图(以左眼为例)。

具体实施方式

下面结合本发明中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

为了便于理解和说明，参照图1至图5，本发明提供了一种基于视觉增强的柱体背面可视系统，包括柱体背侧影像采集设备、使用者位置判断设备、可穿戴AR设备和佩戴在人体上的机体，所述柱体背侧影像采集设备用于实时获取柱体背侧视觉盲区内的影像；所述使用者位置判断设备用于实时获取使用者的位置并判断使用者的位置与预设柱体位置点之间的距离；所述可穿戴AR设备用于实时获取使用者周边的影像；所述柱体背侧影像采集设备将采集到的视觉盲区内的影像、使用者位置判断设备将获取的使用者位置信息、以及可穿戴AR设备将获取的使用者周边的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行分析，佩戴在人体上的机体根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合，视场融合的结果光学投射至所述可穿戴AR设备内，供使用者观看。

本发明还提供了一种基于视觉增强的柱体背面可视方法，包括以下步骤：

S1：柱体背侧影像采集设备实时获取柱体背侧视觉盲区内的影像；

S2：使用者位置判断设备实时获取使用者的位置并判断使用者的位置与预设柱体位置点之间的距离；

S3：可穿戴AR设备佩戴在使用者身上，用于实时获取使用者周边的影像；

S4：将所述柱体背侧影像采集设备采集到的视觉盲区内的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行图像分析，将所述使用者位置判断设备实时获取的使用者位置信息发送至佩戴在人体上的机体内进行视场分析，将所述可穿戴AR设备获取的使用者周边的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行图像分析；

S5：根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合；

S6：视场融合的结果进行光学投射至所述可穿戴AR设备内，供使用者观看。

所述可穿戴AR设备包括高清摄像头、光学投射头、音频输入输出设备和信号通讯设备，所述高清摄像头用于实时获取使用者周边的影像，所述光学投射头用于将柱体背侧视觉盲区内的影像透射至所述可穿戴AR设备的显示区域，所述音频输入输出设备用于获取周围环境的音频或向外界输出音频，所述信号通讯设备用于与所述柱体背侧影像采集设备、使用者位置判断设备进行信息的交互。

所述机体挂套在人体的颈部，所述机体与可穿戴AR设备通过数据线进行连接，所述机体内部设置微处理器和无线通信装置，所述微处理器与无线通信装置电连接，所述微处理器用于对视觉盲区内的影像进行图像分析、对使用者位置信息进行视场分析和对使用者周边的影像进行图像分析，并根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合。

所述柱体背侧影像采集设备为单枚广角高清摄像头或多枚列阵摄像头。

参照图3，所述使用者位置判断设备在使用者周围需3个位置预设点(如图3中011、012、013)，这3个位置预设点共同构成一个平面。通过使用者穿戴的AR设备与位置预设点设备的信号反馈(记录响应设备和相应的响应时间，可计算AR设备与位置预设点的距离)，获得AR设备此时相对于三个位置预设点的相对位置。

所述机体内部配置电池，因视频实时传输所需的图像处理等信号交互需要消耗，因此对于电池电量的需求较多，可采用颈部佩戴，或者有线连接电源等方式，属于使用者视觉增强穿戴设备的附属装置。

参照图5，由于柱体(A1)的阻碍，观察者原有AD视场内BC视场范围的影像被遮挡，本发明使用者在视场范围内由可穿戴AR设备光学投射被柱体遮挡的视场影像，从而获得“完整”的视场。本发明的视场融合即是把柱体背侧影像采集设备(图内001)获取ab视场内的实时影像，用于投射到可穿戴AR设备穿戴者的眼中。其中，被遮挡视场的范围是由柱体位置、形状以及可穿戴AR设备穿戴者的视线位置决定的，具体的位置计算通过使用者位置判断设备和可穿戴AR设备确定。截取ab视场内BC视场的实时影像，用于可穿戴AR设备光学投射。融合可穿戴AR设备自带的高清摄像头所确定的观察者视场中被柱体遮挡的部分与截取的实时影像，优化图像衔接和过渡部分，从而消除观察者视场中现实影像与投射影像的“割裂”感。

Claims (5)

1.一种基于视觉增强的柱体背面可视系统，其特征在于，包括柱体背侧影像采集设备、使用者位置判断设备、可穿戴AR设备和佩戴在人体上的机体，所述柱体背侧影像采集设备用于实时获取柱体背侧视觉盲区内的影像；所述使用者位置判断设备用于实时获取使用者的位置并判断使用者的位置与预设柱体位置点之间的距离；所述可穿戴AR设备用于实时获取使用者周边的影像；

所述柱体背侧影像采集设备将采集到的视觉盲区内的影像、使用者位置判断设备将获取的使用者位置信息、以及可穿戴AR设备将获取的使用者周边的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行分析，佩戴在人体上的机体根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合，视场融合的结果光学投射至所述可穿戴AR设备内，供使用者观看。

2.如权利要求1所述的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统，其特征在于，所述可穿戴AR设备包括高清摄像头、光学投射头、音频输入输出设备和信号通讯设备，所述高清摄像头用于实时获取使用者周边的影像，所述光学投射头用于将柱体背侧视觉盲区内的影像透射至所述可穿戴AR设备的显示区域，所述音频输入输出设备用于获取周围环境的音频或向外界输出音频，所述信号通讯设备用于与所述柱体背侧影像采集设备、使用者位置判断设备进行信息的交互。

3.如权利要求1所述的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统，其特征在于，所述机体挂套在人体的颈部，所述机体与可穿戴AR设备通过数据线进行连接，所述机体内部设置微处理器和无线通信装置，所述微处理器与无线通信装置电连接，所述微处理器用于对视觉盲区内的影像进行图像分析、对使用者位置信息进行视场分析和对使用者周边的影像进行图像分析，并根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合。

4.如权利要求1所述的一种基于视觉增强的柱体背面可视系统，其特征在于，所述柱体背侧影像采集设备为单枚广角高清摄像头或多枚列阵摄像头。

5.基于权利要求1中一种基于视觉增强的柱体背面可视系统的可视方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：柱体背侧影像采集设备实时获取柱体背侧视觉盲区内的影像；

S2：使用者位置判断设备实时获取使用者的位置并判断使用者的位置与预设柱体位置点之间的距离；

S3：可穿戴AR设备实时获取使用者周边的影像；

S4：将所述柱体背侧影像采集设备采集到的视觉盲区内的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行图像分析，将所述使用者位置判断设备实时获取的使用者位置信息发送至佩戴在人体上的机体内进行视场分析，将所述可穿戴AR设备获取的使用者周边的影像发送至佩戴在人体上的机体内进行图像分析；

S5：根据所述柱体背侧影像采集设备图像分析的结果、所述使用者位置判断设备视场分析的结果和所述可穿戴AR设备图像分析的结果进行视场融合；

S6：视场融合的结果进行光学投射至所述可穿戴AR设备内，供使用者观看。