CN110708530A - 一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法和系统 - Google Patents

一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法和系统。该方法包括：利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像；利用增强现实设备实时拍摄封闭空间的外观影像；根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像；利用增强现实设备确定封闭空间的真实位置，将3D影像固定展示在封闭空间的影像展示区域，以使增强现实设备使用者实时透视到封闭空间内部。本方案通过拍摄封闭空间内部的立体深度影像，并根据封闭空间的外观影像和影像展示区域，合成符合观察者观察视角的3D影像，固定展示在封闭空间的影像展示区域处，具有更为真实的透视效果，方便用户掌握封闭空间内部的信息。

Description

一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法和系统
技术领域
本发明涉及增强现实技术领域，特别涉及一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法和一种封闭空间透视系统。
背景技术
在日常家居生活和社会生产过程中，人们常常会面对封闭空间，例如，冰箱、仓库、集装箱等，由于在不打开封闭空间的情况下，对封闭空间内的真实情况难以掌握，因此就不能方便地操作，比如，想拿取冰箱内的某种食物，则需要打开冰箱门翻找很久，此时就会造成冰箱能源的浪费。
而且，冰箱等因为保温或安全需要，箱体并不能设置透视窗等进行展示。因此，设计一种可以令用户透视封闭空间的方案，就能够使人们更好地掌握封闭空间内的真实情况，从而更加方便地享受生活和组织生产。
发明内容
鉴于现有技术封闭空间内情况难以掌握，影响人们使用的问题，提出了本发明的一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法和一种封闭空间透视系统，以便克服上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
依据本发明的一个方面，提供了一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法，该方法包括：
利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像；
利用增强现实设备实时拍摄封闭空间的外观影像；
根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将所述立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像；
利用所述增强现实设备确定封闭空间的真实位置，将所述3D影像固定展示在所述封闭空间的影像展示区域，以使增强现实设备使用者实时透视到封闭空间内部。
可选地，所述根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将所述立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像，包括：
根据所述封闭空间的外观影像，计算出观察者透过影像展示区域观察封闭空间内部时的角度参数，并依据该角度参数合成符合观察者观察视角的3D影像。
可选地，所述利用所述增强现实设备确定封闭空间的真实位置，包括：
根据所述增强现实设备拍摄的外观影像，利用特征识别技术，确定所述封闭空间相对所述增强现实设备的位置、角度和大小，从而确定所述封闭空间的影像展示区域。
可选地，该方法还包括：
通过接收增强现实设备发送的透视指令，照明封闭空间内部，以拍摄所述立体深度影像。
可选地，所述封闭空间为冰箱、集装箱、快餐箱或仓库内部。
依据本发明的另一个方面，提供了一种封闭空间透视系统，该系统包括：增强现实设备和视频合成装置；
所述增强现实设备用于实时拍摄封闭空间的外观影像，并将所述外观影像发送给所述视频合成装置；
所述视频合成装置，用于利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像，并根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将所述立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像，将合成后的所述3D影像返回给所述增强现实设备；
所述增强现实设备，还用于确定封闭空间的真实位置，并将所述3D影像固定展示在封闭空间的影像展示区域，以使增强现实设备使用者实时透视到封闭空间内部。
可选地，所述视频合成装置，用于根据所述封闭空间的外观影像，计算出观察者透过影像展示区域观察封闭空间内部时的角度参数，并依据该角度参数合成符合观察者观察视角的3D影像。
可选地，所述增强现实设备，用于根据自身拍摄的封闭空间的外观影像，利用特征识别技术，确定所述封闭空间相对自身的位置、角度和大小，从而确定所述封闭空间的影像展示区域。
可选地，所述视频合成装置，还用于接收增强现实设备发送的透视指令，照明封闭空间内部，以拍摄所述立体深度影像。
可选地，所述封闭空间为冰箱、集装箱、快餐箱或仓库内部，所述多部相机内置在所述冰箱、集装箱、快餐箱或仓库中。
综上所述，本发明的有益效果是：
本申请利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像，并根据封闭空间的外观影像和影像展示区域，合成符合观察者观察视角的3D影像，固定展示在封闭空间的影像展示区域处，从而可以使增强现实设备使用者实时透视到封闭空间内部，具有更为真实的透视效果，方便掌握封闭空间内部的信息。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法的流程示意图；
图2为本发明使用增强现实设备透视封闭空间的原理示意图；
图3为本发明以冰箱为例的一个封闭空间透视窗口示意图；
图4为本发明以冰箱为例的封闭空间透视过程示意图；
图5为本发明一个实施例提供的一种封闭空间透视系统组成示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本发明的技术构思是：本申请基于增强现实技术，利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像，并根据封闭空间的外观影像和影像展示区域，合成符合观察者观察视角的3D影像，固定展示在封闭空间的影像展示区域处，从而使增强现实设备使用者能够实时透视到封闭空间内部，具有更为真实的透视效果，方便掌握封闭空间内的情况，为生活和生产提供便捷。
图1为本发明一个实施例提供的一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法流程示意图，图2为根据图1所示方法使用增强现实设备透视封闭空间的原理示意图。如图1至图2所示，该方法包括：
步骤S110：利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像。
该立体深度影像，即用来生成增强现实场景的3D影像，以使观察者能够无需打开冰箱等封闭空间，就方便地掌握其内的情况。理论上，只要使用两部相机，基于双目视觉技术即可获取封闭空间内部的立体深度影像。当然，为了获取更全面、更准确地立体深度影像，使用数量更多的相机也是可以的，在此不做限定。
步骤S120：利用增强现实设备实时拍摄封闭空间的外观影像。
例如使用增强现实眼镜上的摄像头，拍摄室内冰箱的外观影像，以用于确定冰箱相对观察者的位置。
步骤S130：根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像。因而，该3D影像就代表着从观察者观察视角处透过影像展示区域所能看到的冰箱内部情况。
其中，对于冰箱等封闭空间，根据自身尺寸、内部相机的设置和使用习惯等，自有其最佳的影像展示区域，因而可以进行位置预设。例如，将冰箱门上的一方形平坦区域当作透视窗口，预设为影像展示区域。而且，现有的增强现实技术，已经可以将影像固定显示在现实世界的某个平面上，不管用户如何移动，该影像都会与该平面锚定，使其看起来就像是现实世界的某个平面直接显示的影像。本申请将该影像锚定技术用来形成透视效果。
步骤S140：利用增强现实设备确定封闭空间的真实位置，将3D影像固定展示在封闭空间的影像展示区域，以使增强现实设备使用者能够实时透视到封闭空间内部。
结合图1和图2所示，可知本申请实现封闭空间透视的原理，是利用立体深度影像和封闭空间外观影像，生成符合观察者观察视角的3D影像，并显示在封闭空间上确定的影像展示区域内。从而，用户可以透过该影像展示区域，从不同角度观察到冰箱等封闭空间内的情况，具有更为真实的透视效果，能够使用户更便捷、更准确地掌握封闭空间内的物体信息，方便享受生活和组织生产。
在本申请的一个实施例中，在上述步骤S130中，根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像，包括：根据封闭空间的外观影像，计算出观察者透过影像展示区域观察封闭空间内部时的角度参数，并依据该角度参数合成符合观察者观察视角的3D影像。
由于封闭空间的外观影像是例如增强现实眼镜等增强现实设备拍摄的，因而通过该外观影像，即可获取观察者和冰箱的相对位置信息，从而计算出观察者透过影像展示区域观察封闭空间内部时的角度参数，依据该角度参数合成的3D影像，就与现实世界里观察者观察视角处看到的影像相符。
在本申请的一个实施例中，利用增强现实设备确定封闭空间的真实位置，包括：根据增强现实设备拍摄的外观影像，利用特征识别技术，确定封闭空间相对增强现实设备的位置、角度和大小，从而确定封闭空间的影像展示区域。
参考图3所示，每个冰箱设置有特定的ID号码，对应该ID号码保存有冰箱的外观参数，其中就包括冰箱预设的影像展示区域。在获取冰箱的影像展示区域位置后，增强显示设备就可以通过Marker图像识别等特征识别技术，利用冰箱门的边角和把手等特征，确定冰箱门的影像展示区域，以在该影像展示区域锚定合成后的3D影像，为用户展示透视效果。
其中，冰箱的ID号码和外观参数等可以由生产商提供，上传并保存在增强现实云服务器中，云服务根据增强现实设备拍摄的外观影像，自动匹配冰箱ID号码和外观参数，并将对应的外观参数随同3D影像一通返回给增强现实设备。
图4示出了本申请以冰箱为例的封闭空间透视过程示意图。如图4所示，通过采集冰箱内部的立体深度影像，利用增强现实云服务器合成符合用户观察视角的3D影像，并稳定显示在冰箱门的影像展示区域，最终使增强现实设备的使用者能够不打开冰箱门，就看到冰箱内的情况，了解食品等存放的数量和位置，方便用户拿取。
在本申请的一个实施例中，该方法还包括：通过接收增强现实设备发送的透视指令，照明封闭空间内部，以拍摄立体深度影像。以冰箱为例，无需打开冰箱门，就可通过远程服务器点亮冰箱内的照明灯，从而拍摄获得立体深度影像。
所述透视指令，可以是用户佩戴增强现实设备时，主动操作发送的，也可以是用户通过增强现实设备注视冰箱时，增强现实设备自动触发发送的，这些都包括在本申请的保护范围内。
在本申请的一些实施例中，封闭空间为冰箱、集装箱、快餐箱或仓库内部，可用于现实生活生产的方方面面。
本申请还公开了一种封闭空间透视系统。
图5为本发明一个实施例提供的一种封闭空间透视系统组成示意图。如图5所示，该系统包括：增强现实设备和视频合成装置。其中，增强现实设备例如是增强现实眼镜等；视频合成装置，可以是远程云服务器或本地增强现实主机等，视频合成装置和增强现实眼镜可以通过无线或有线方式连接通信。
增强现实设备用于实时拍摄封闭空间的外观影像，并将外观影像发送给视频合成装置。
视频合成装置，用于利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像，并根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像，将合成后的3D影像返回给增强现实设备。
增强现实设备，还用于确定封闭空间的真实位置，并将3D影像固定展示在封闭空间的影像展示区域，以使增强现实设备使用者实时透视到封闭空间内部。
该封闭空间透视系统的工作原理和有益效果同前述的透视方法一致，在此不再赘述。
在本申请的一个实施例中，视频合成装置，具体用于根据封闭空间的外观影像，计算出观察者透过影像展示区域观察封闭空间内部时的角度参数，并依据该角度参数合成符合观察者观察视角的3D影像。
在本申请的一个实施例中，增强现实设备，具体用于根据自身拍摄的封闭空间的外观影像，利用特征识别技术，确定封闭空间相对自身的位置、角度和大小，从而确定封闭空间的影像展示区域。
在本申请的一个实施例中，视频合成装置，还用于接收增强现实设备发送的透视指令，照明封闭空间内部，以拍摄立体深度影像。
在本申请的一个实施例中，封闭空间为冰箱、集装箱、快餐箱或仓库内部，所述多部相机内置在冰箱、集装箱、快餐箱或仓库中。当然，其他种类的封闭空间也可使用本申请所述的封闭空间透视系统，在此不一一举例。
综上所述，本申请基于增强现实技术，利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像，并根据封闭空间的外观影像，合成符合观察者观察视角的3D影像，固定展示在封闭空间的影像展示区域处，从而使增强现实设备使用者能够实时透视到封闭空间内部，方便掌握封闭空间内的情况，为生活和生产提供便捷。而且，合成的3D图像随用户观察角度改变而改变，具有更为真实的透视效果，方便用户更便捷、更准确地掌握封闭空间内的信息，方便生活和生产。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种使用增强现实设备透视封闭空间的方法，其特征在于，该方法包括：
利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像；
利用增强现实设备实时拍摄封闭空间的外观影像；
根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将所述立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像；
利用所述增强现实设备确定封闭空间的真实位置，将所述3D影像固定展示在所述封闭空间的影像展示区域，以使增强现实设备使用者实时透视到封闭空间内部。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将所述立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像，包括：
根据所述封闭空间的外观影像，计算出观察者透过影像展示区域观察封闭空间内部时的角度参数，并依据该角度参数合成符合观察者观察视角的3D影像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述增强现实设备确定封闭空间的真实位置，包括：
根据所述增强现实设备拍摄的外观影像，利用特征识别技术，确定所述封闭空间相对所述增强现实设备的位置、角度和大小，从而确定所述封闭空间的影像展示区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
通过接收增强现实设备发送的透视指令，照明封闭空间内部，以拍摄所述立体深度影像。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封闭空间为冰箱、集装箱、快餐箱或仓库内部。
6.一种封闭空间透视系统，其特征在于，该系统包括：增强现实设备和视频合成装置；
所述增强现实设备用于实时拍摄封闭空间的外观影像，并将所述外观影像发送给所述视频合成装置；
所述视频合成装置，用于利用多部相机拍摄封闭空间内部的立体深度影像，并根据封闭空间的外观影像以及封闭空间预设的影像展示区域，将所述立体深度影像合成为符合观察者观察视角的3D影像，将合成后的所述3D影像返回给所述增强现实设备；
所述增强现实设备，还用于确定封闭空间的真实位置，并将所述3D影像固定展示在封闭空间的影像展示区域，以使增强现实设备使用者实时透视到封闭空间内部。
7.根据权利要求6所述的封闭空间透视系统，其特征在于，所述视频合成装置，用于根据所述封闭空间的外观影像，计算出观察者透过影像展示区域观察封闭空间内部时的角度参数，并依据该角度参数合成符合观察者观察视角的3D影像。
8.根据权利要求6所述的封闭空间透视系统，其特征在于，所述增强现实设备，用于根据自身拍摄的封闭空间的外观影像，利用特征识别技术，确定所述封闭空间相对自身的位置、角度和大小，从而确定所述封闭空间的影像展示区域。
9.根据权利要求6所述的封闭空间透视系统，其特征在于，所述视频合成装置，还用于接收增强现实设备发送的透视指令，照明封闭空间内部，以拍摄所述立体深度影像。
10.根据权利要求6所述的封闭空间透视系统，其特征在于，所述封闭空间为冰箱、集装箱、快餐箱或仓库内部，所述多部相机内置在所述冰箱、集装箱、快餐箱或仓库中。
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