CN110968193B - 一种ar互动式三维展示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于AR三维展示技术领域，具体为一种AR互动式三维展示设备，包括上显示器、控制主机、下显示器和移动控制手柄，所述上显示器通过数据线与控制主机的输出端口连接，通过上显示器、控制主机、下显示器和移动控制手柄之间的配合作用，移动控制手柄在下显示器上移动，下显示器对移动控制手柄识别位置和角度，从而确定上显示器显示的对应视角和位置处图像的三维信息，动态展示效果较好，通过三维的方式展示，使得图像中的信息更加直观；通过角度扫描端、位置扫描端与网格状定位点、角度定位检测点之间的配合作用能够对移动控制手柄在下显示器上的位置以及角度进行识别，模仿眼睛的角度观看，视觉效果较佳。

Description

一种AR互动式三维展示设备
技术领域
本发明涉及AR三维展示技术领域，具体为一种AR互动式三维展示设备。
背景技术
增强现实(AR)是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术由1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。增强现实是近年来国外众多知名大学和研究机构的研究热点之一。AR技术不仅在与VR技术相类似的应用领域，诸如尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用。
在对图像信息的展示中，通常只能够展示平面的信息，这样视觉效果不佳，对于用户来说，难以通过平面的图像信息准确的获取图像中的信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种AR互动式三维展示设备，以解决上述背景技术中提出的在对图像信息的展示中，通常只能够展示平面的信息，这样视觉效果不佳，对于用户来说，难以通过平面的图像信息准确的获取图像中的信息的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种AR互动式三维展示设备，包括上显示器、控制主机、下显示器和移动控制手柄，所述上显示器通过数据线与控制主机的输出端口连接，所述下显示器连接在控制主机的上侧，所述移动控制手柄置于下显示器上，所述下显示器的上表面边缘处设置有角度定位检测点，所述下显示器的内部设置有网格状定位点；
所述移动控制手柄包括外壳体，所述外壳体的侧壁下侧设置有角度扫描端，所述外壳体的下表面中部设置有位置扫描端，所述角度扫描端与角度定位检测点适配并组成视觉角度检测系统，所述位置扫描端与网格状定位点适配并组成位置检测系统，所述角度扫描端、位置扫描端的输出端口通过数据线与嵌入式处理器连接，所述嵌入式处理器的输出端口通过数据线与无线发射模块的输入端口连接，所述外壳体内还设置有可充电电池模块，所述可充电电池模块为角度扫描端、位置扫描端、嵌入式处理器与无线发射模块提供电能；
所述控制主机包括无线接收模块、微处理器和三维转换系统，所述无线接收模块与无线发射模块相适配并建立无线传输连接，所述无线接收模块的输出接口通过数据线与微处理器连接，所述微处理器通过三维转换系统将图像信息转换为三维图像并输出到上显示器上进行展示；
所述角度扫描端、位置扫描端均采用红外扫描的方式识别；
所述外壳体的底部粘接有底脚，所述底脚的底部嵌入有支撑滚珠；
角度扫描端、位置扫描端将检测到的角度信息和位置信息通过无线发射模块输出到无线接收模块上，无线接收模块将角度信息和位置信息输出到微处理器，微处理器识别后并将该处的二维图像信息通过三维转换系统转换为三维图像信息，并通过上显示器输出显示。
优选的，所述控制主机的底部四角均通过螺钉固定连接有支腿。
优选的，所述控制主机的左右侧壁上均通过螺钉连接有手柄。
优选的，所述下显示器每个边上的角度定位检测点数量均为三个。
优选的，所述无线接收模块与无线发射模块之间的传输满足蓝牙传输协议、 wifi传输协议、ZigBee传输协议和gprs通讯协议。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过上显示器、控制主机、下显示器和移动控制手柄之间的配合作用，移动控制手柄在下显示器上移动，下显示器对移动控制手柄识别位置和角度，从而确定上显示器显示的对应视角和位置处图像的三维信息，动态展示效果较好，通过三维的方式展示，使得图像中的信息更加直观；
2)通过角度扫描端、位置扫描端与网格状定位点、角度定位检测点之间的配合作用能够对移动控制手柄在下显示器上的位置以及角度进行识别，模仿眼睛的角度观看，视觉效果较佳。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明下显示器的俯视结构示意图；
图3为本发明移动控制手柄的结构示意图；
图4为本发明移动控制手柄的系统逻辑框图；
图5为本发明控制主机的系统逻辑框图；
图6为本发明工作流程图。
图中：1上显示器、2控制主机、21无线接收模块、22微处理器、23三维转换系统、3下显示器、4移动控制手柄、41外壳体、42角度扫描端、43位置扫描端、44底脚、45嵌入式处理器、46可充电电池模块、47无线发射模块、5 手柄、6支腿、7网格状定位点、8角度定位检测点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
实施例：
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种AR互动式三维展示设备，包括上显示器1、控制主机2、下显示器3和移动控制手柄4，下显示器3内显示二维平面图像，用户根据该二维平面图像获取整体的需要展示的图像，并根据对二维平面图像中需要看其立体图形时，将移动控制手柄4移动到该位置，上显示器1对二维平面图像该位置的图形通过三维的方式展示在上显示器1上，从而方便用户的使用和观看；
上显示器1通过数据线与控制主机2的输出端口连接，下显示器3连接在控制主机2的上侧，移动控制手柄4置于下显示器3上，下显示器3的上表面边缘处设置有角度定位检测点8，下显示器3的内部设置有网格状定位点7，下显示器3与控制主机2的位置放置关系，方便用户的使用，移动控制手柄4在下显示器3移动即可通过控制主机2的运算转换通过三维图像的方式展现在上显示器1上；
移动控制手柄4包括外壳体41，外壳体41的侧壁下侧设置有角度扫描端 42，外壳体41的下表面中部设置有位置扫描端43，角度扫描端42与角度定位检测点8适配并组成视觉角度检测系统，位置扫描端43与网格状定位点7适配并组成位置检测系统，角度扫描端42、位置扫描端43的输出端口通过数据线与嵌入式处理器45连接，嵌入式处理器45的输出端口通过数据线与无线发射模块47的输入端口连接，外壳体41内还设置有可充电电池模块46，可充电电池模块46为角度扫描端42、位置扫描端43、嵌入式处理器45与无线发射模块47提供电能，手持外壳体41在下显示器3上移动，角度扫描端42与角度定位检测点8之间通过红外传输的方式识别(现有技术此处不做赘述)，设定角度扫描端42能够识别的角度为90度，如角度扫描端42与左前侧的角度定位检测点8 建立识别连接，说明此时的角度扫描端42视角为从角度扫描端42的位置指向左前侧的角度定位检测点8，从而上显示器1展示该方向的三维图像，位置扫描端43与网格状定位点7识别，网格状定位点7的横纵线的交点作为检测识别单元点，各个检测识别单元点分别作为检测坐标，从而通过检测坐标对移动控制手柄4定位，检测识别单元点越密集，则检测的信息月准确；
控制主机2包括无线接收模块21、微处理器22和三维转换系统23，无线接收模块21与无线发射模块47相适配并建立无线传输连接，无线接收模块21 的输出接口通过数据线与微处理器22连接，微处理器22通过三维转换系统23 将图像信息转换为三维图像并输出到上显示器1上进行展示，角度扫描端42、位置扫描端43将检测到的角度信息和位置信息通过无线发射模块47输出到无线接收模块21上，无线接收模块21将角度信息和位置信息输出到微处理器22，微处理器22识别后并将该处的二维图像信息通过三维转换系统23转换为三维图像信息(现有三维模型转换技术，此处不做赘述)，并通过上显示器1输出显示。
控制主机2的底部四角均通过螺钉固定连接有支腿6，通过支腿6的设置，使得控制主机2能够被较为平稳的支撑。
控制主机2的左右侧壁上均通过螺钉连接有手柄5，通过手柄5的设置，方便对控制主机2移动。
下显示器3每个边上的角度定位检测点8数量均为三个，三个角度定位检测点8分别设置在下显示器3边的两端和中部的点上，从而能够使得角度扫描端42的识别范围内始终存在角度定位检测点8，避免出现无法识别角度的情况发生。
无线接收模块21与无线发射模块47之间的传输满足蓝牙传输协议、wifi 传输协议、ZigBee传输协议和gprs通讯协议。
角度扫描端42、位置扫描端43均采用红外扫描的方式识别。
外壳体41的底部粘接有底脚44，底脚44的底部嵌入有支撑滚珠，通过支撑滚珠的设置，能够减少其与下显示器3之间的摩擦作用。
工作原理：预先在下显示器3上设定二维图像信息，并通过三维转换系统23 对该二维图像信息建模转换为三维图像信息(现有技术，此处不做赘述)，角度扫描端42与角度定位检测点8配合识别，位置扫描端43与网格状定位点7配合识别，对移动控制手柄4的角度和位置进行识别定位，并将该识别的角度和位置通过无线发射模块47和无线接收模块21的配合输出到微处理器22内，微处理器22将该信息与二维图像信息对应并通过三维转换系统23将转换的三维图像信息输出到上显示器1上并进行显示，用户在外部即可通过上显示器1观看三维图像信息。
通过上显示器1、控制主机2、下显示器3和移动控制手柄4之间的配合作用，移动控制手柄4在下显示器3上移动，下显示器3对移动控制手柄4识别位置和角度，从而确定上显示器1显示的对应视角和位置处图像的三维信息，动态展示效果较好，通过三维的方式展示，使得图像中的信息更加直观；
通过角度扫描端42、位置扫描端43与网格状定位点7、角度定位检测点8 之间的配合作用能够对移动控制手柄4在下显示器3上的位置以及角度进行识别，模仿眼睛的角度观看，视觉效果较佳。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种AR互动式三维展示设备，包括上显示器(1)、控制主机(2)、下显示器(3)和移动控制手柄(4)，其特征在于：所述上显示器(1)通过数据线与控制主机(2)的输出端口连接，所述下显示器(3)连接在控制主机(2)的上侧，所述移动控制手柄(4)置于下显示器(3)上，所述下显示器(3)的上表面边缘处设置有角度定位检测点(8)，所述下显示器(3)的内部设置有网格状定位点(7)；
所述移动控制手柄(4)包括外壳体(41)，所述外壳体(41)的侧壁下侧设置有角度扫描端(42)，所述外壳体(41)的下表面中部设置有位置扫描端(43)，所述角度扫描端(42)与角度定位检测点(8)适配并组成视觉角度检测系统，所述位置扫描端(43)与网格状定位点(7)适配并组成位置检测系统，所述角度扫描端(42)、位置扫描端(43)的输出端口通过数据线与嵌入式处理器(45)连接，所述嵌入式处理器(45)的输出端口通过数据线与无线发射模块(47)的输入端口连接，所述外壳体(41)内还设置有可充电电池模块(46)，所述可充电电池模块(46)为角度扫描端(42)、位置扫描端(43)、嵌入式处理器(45)与无线发射模块(47)提供电能；
所述控制主机(2)包括无线接收模块(21)、微处理器(22)和三维转换系统(23)，所述无线接收模块(21)与无线发射模块(47)相适配并建立无线传输连接，所述无线接收模块(21)的输出接口通过数据线与微处理器(22)连接，所述微处理器(22)通过三维转换系统(23)将图像信息转换为三维图像并输出到上显示器(1)上进行展示；
所述角度扫描端(42)、位置扫描端(43)均采用红外扫描的方式识别；
所述外壳体(41)的底部粘接有底脚(44)，所述底脚(44)的底部嵌入有支撑滚珠；
角度扫描端(42)、位置扫描端(43)将检测到的角度信息和位置信息通过无线发射模块(47)输出到无线接收模块(21)上，无线接收模块(21)将角度信息和位置信息输出到微处理器(22)，微处理器(22)识别后并将该处的二维图像信息通过三维转换系统(23)转换为三维图像信息，并通过上显示器(1)输出显示。
2.根据权利要求1所述的一种AR互动式三维展示设备，其特征在于：所述控制主机(2)的底部四角均通过螺钉固定连接有支腿(6)。
3.根据权利要求1所述的一种AR互动式三维展示设备，其特征在于：所述控制主机(2)的左右侧壁上均通过螺钉连接有手柄(5)。
4.根据权利要求1所述的一种AR互动式三维展示设备，其特征在于：所述下显示器(3)每个边上的角度定位检测点(8)数量均为三个。
5.根据权利要求1所述的一种AR互动式三维展示设备，其特征在于：所述无线接收模块(21)与无线发射模块(47)之间的传输满足蓝牙传输协议、wifi传输协议、ZigBee传输协议和gprs通讯协议。
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