CN113568504A - 一种基于移动设备的ar显示处理方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于移动设备的AR显示处理方法及其系统，该方法包括获取真实环境影像，构建真实环境影像坐标系，根据真实环境影像坐标，设定AR影像位置坐标，并搭建数据库，当使用移动设备进行移动观看时，通过三维数据感应将实时影像位置计算得出相对位置坐标；当实时影像画面与AR影像位置坐标重叠时，将AR影像叠加于实际影像输出于显示屏。本发明的系统应用于上述的方法。本发明可以将摄像机拍摄到的实时影像叠加AR信息显示在屏幕上，完成AR模型与现实场景的叠加显示，使虚拟信息与现实场景的叠加更匹配，提升视觉效果，从而提升用户的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及AR显示技术领域，尤其涉及一种基于移动设备的AR显示处理方法以及应用该方法的系统。
背景技术
增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息，声音，味道，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，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
近年来，国内旅游行业的发展速度很快，景点和高楼的展望台数量也快速成长。在大多数展望台上，还是使用传统的望远镜。随着最近互联网的发展，手机摄像机功能的迅速升级，提升了人民对于图像质量和增强现实技术的关心。最近市场上出现了替代传统展望台望远镜的带显示屏的数字摄像机，不过这些产品都是手动上下左右旋转的方式，无法实现在图像加字体或符号等介绍说明(类似于增强显示功能)。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种可以在旋转摄像机画面上加AR字幕功能的基于移动设备的AR显示处理方法。
本发明的另一目的是提供一种应用于上述方法的基于移动设备的AR显示处理系统。
为了实现上述主要目的，本发明提供的一种基于移动设备的AR显示处理方法，包括获取真实环境影像，构建真实环境影像坐标系；根据真实环境影像坐标，设定AR影像位置坐标，并搭建数据库；当使用数字摄像机进行移动观看时，通过三维数据感应将实时影像位置计算得出相对位置坐标；当实时影像画面与AR影像位置坐标重叠时，将AR影像叠加于实际影像输出于显示屏。
进一步的方案中，在将AR影像叠加于实际影像输出于显示屏时，通过调整数字摄像机的倍率，将AR影像位置坐标按照摄像机倍率公式调整其倍率大小，通过主机计算将AR影像与实际影像结合于显示屏上输出显示。
更进一步的方案中，所述构建真实环境影像坐标系包括计算摄像机画面像素与真实环境影像坐标的倍率，得出整体坐标系转换像素点，根据真实环境影像构建真实环境影像坐标系。
更进一步的方案中，若获取到的摄像机画面影像为AxB像素，角度为水平X轴60度和垂直Y轴45度，整体像素为X轴像素180/X1*A＝A1和Y轴像素180/Y1*B＝B1，即可得出整体坐标系转换像素点为A1xB1像素。
更进一步的方案中，所述通过三维数据感应将实时影像位置计算得出相对坐标位置包括：当数字摄像机发生移动时，通过调取数字摄像机的陀螺仪数据，实现实时影像位置与数字摄像机位移的同步变化，计算得出相对坐标位置。
更进一步的方案中，若陀螺仪反馈的角度数据为X轴度数Rx和Y轴度数Ry，则相对位置坐标为(A1n＝A1/180*Rx，B1n＝B1/180*Ry)。
更进一步的方案中，设定AR影像位置坐标包括：将真实环境影像坐标录入主机后，设定需要结合实时影像的AR影像位置坐标Zn。
更进一步的方案中，当实时影像画面与AR影像位置坐标Zn重叠时，通过主机将AR影像位置坐标Zn与实时影像叠加后在显示器显示；若坐标(A1n+A，B1n+B)-坐标(A1n，B1n)>坐标(An+1，Bn+1)则将AR影像与实时影像重合；若坐标(A1n+A，B1n+B)-坐标(A1n，B1n)<坐标(An+1，Bn+1)则无需将AR影像与实时影像重合。
为了实现上述另一目的，本发明提供的一种基于移动设备的AR显示处理系统，包括：主机、带有旋转结构的数字摄像机、陀螺仪传感器、显示器，陀螺仪传感器为数字摄像机内置的陀螺仪，主机与数字摄像机通信连接，主机与显示器通信连接。
进一步的方案中，通过数字摄像机由左至右为0-180度，由上而下为0-180度，构建真实环境影像坐标系，将真实环境影像坐标录入主机后，设定需要结合实时影像的AR影像位置坐标Zn，当使用数字摄像机进行移动观看时，通过陀螺仪传感器将实时影像位置计算得出相对位置坐标，当实时影像画面与AR影像位置坐标Zn重叠时，通过主机将AR影像位置坐标Zn与实时影像叠加后在显示器显示。
由此可见，与现有技术相比，本发明可以将摄像机拍摄到的实时影像叠加AR信息在显示屏上，将AR信息显示在叠加位置上完成AR模型与现实场景的叠加显示。所以，本发明在展望台上从摄像机观察图像时同时显示有AR信息，可以帮旅游客直观的了解各景点的介绍，提升旅游的满足度，能够有效提高AR设备虚拟物件的显示效果，使虚拟物件与现实场景的叠加更匹配，提升视觉效果，从而提升用户的使用体验。
附图说明
图1是本发明一种基于移动设备的AR显示处理方法实施例的流程图。
图2是本发明一种基于移动设备的AR显示处理方法实施例中构建真实环境影像坐标系的原理图。
图3是本发明一种基于移动设备的AR显示处理方法实施例中设定AR影像位置坐标的原理图。
图4是本发明一种基于移动设备的AR显示处理方法实施例中将AR影像叠加于实际影像输出于显示屏的原理图。
图5是本发明一种基于移动设备的AR显示处理系统实施例的原理图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
参见图1至图4，本发明的一种基于移动设备的AR显示处理方法，包括以下步骤：
步骤S1、获取真实环境影像，构建真实环境影像坐标系。其中，构建真实环境影像坐标系包括计算摄像机画面像素与真实环境影像坐标的倍率，得出整体坐标系转换像素点，根据真实环境影像构建真实环境影像坐标系。
若获取到的摄像机画面影像为AxB像素，角度为水平X轴60度和垂直Y轴45度，整体像素为X轴像素180/X1*A＝A1和Y轴像素180/Y1*B＝B1，即可得出整体坐标系转换像素点为A1xB1像素。
步骤S2、根据真实环境影像坐标，设定AR影像位置坐标，并搭建数据库。其中，设定AR影像位置坐标包括：将真实环境影像坐标录入主机后，设定需要结合实时影像的AR影像位置坐标Zn。
步骤S3、当使用数字摄像机进行移动观看时，通过三维数据感应将实时影像位置计算得出相对位置坐标。其中，通过三维数据感应将实时影像位置计算得出相对坐标位置包括：当数字摄像机发生移动时，通过调取数字摄像机的陀螺仪数据，实现实时影像位置与数字摄像机位移的同步变化，计算得出相对坐标位置。
具体的，若陀螺仪反馈的角度数据为X轴度数Rx和Y轴度数Ry，则相对位置坐标为(A1n＝A1/180*Rx，B1n＝B1/180*Ry)。
步骤S4、当实时影像画面与AR影像位置坐标重叠时，将AR影像叠加于实际影像输出于显示屏。
在上述步骤S4中，当实时影像画面与AR影像位置坐标Zn重叠时，通过主机将AR影像位置坐标Zn与实时影像叠加后在显示器显示；若坐标(A1n+A，B1n+B)-坐标(A1n，B1n)>坐标(An+1，Bn+1)则将AR影像与实时影像重合；若坐标(A1n+A，B1n+B)-坐标(A1n，B1n)<坐标(An+1，Bn+1)则无需将AR影像与实时影像重合。
在实施例中，在将AR影像叠加于实际影像输出于显示屏时，通过调整数字摄像机的倍率，将AR影像位置坐标按照摄像机倍率公式调整其倍率大小，通过主机计算将AR影像与实际影像结合于显示屏上输出显示。
在实际应用中，首先，获取真实环境影像，摄像机镜头由左至右为0-180度(X轴)，由上而下为0-180度(Y轴)，建构真实环境影像坐标系，其中，旋转摄像机的X，Y轴最大移动量的1倍率影像为真实坐标画面。
然后，计算摄像机画面像素与真实坐标的倍率：
如摄像机影像为1920x1080像素，角度为水平(X轴60度)，垂直(Y轴45度)，整体像素为X轴像素180/60*1920＝5760，Y轴像素180/45*1920＝4320，所以整体坐标系转换像素点为5760x4320像素。
将真实环境影像坐标录入主机后，设定需要结合的AR影像位置坐标Z1点坐标(A2，B2)，Z2点坐标(A3，B3)......Zn点(An+1，Bn+1)，以此类推。
观景摄像机运用：
当转动数字摄像机时，通过陀螺仪角度计算，将实时影像位置计算出相对坐标位置。
如陀螺仪回馈角度为X轴度数Rx，Y轴度数Ry，则相对位置坐标为A1/180*Rx＝A1n，B1/180*Ry＝B1n。
当实时影像画面与(Z1or Z2or Zn点)重叠时，通过主机处理将Zn点影像与实时影像叠加后显示于显示器上(AR影像与实时影像结合)。
如果(A1n+A，B1n+B)-(A1n，B1n)>(An+1，Bn+1)则将影像重合。
如果(A1n+A，B1n+B)-(A1n，B1n)<(An+1，Bn+1)则不需将影像重合。
一种基于移动设备的AR显示处理系统实施例：
如图5所示，本发明提供的一种基于移动设备的AR显示处理系统，包括：主机100、带有旋转结构的数字摄像机110、陀螺仪传感器、显示器130，陀螺仪传感器为数字摄像机110内置的陀螺仪，主机100与数字摄像机110通信连接，主机100与显示器130通信连接。
进一步的，通过数字摄像机110由左至右为0-180度，由上而下为0-180度，构建真实环境影像坐标系，将真实环境影像坐标录入主机100后，设定需要结合实时影像的AR影像位置坐标Zn，当使用数字摄像机110进行移动观看时，通过陀螺仪传感器将实时影像位置计算得出相对位置坐标，当实时影像画面与AR影像位置坐标Zn重叠时，通过主机100将AR影像位置坐标Zn与实时影像叠加后在显示器130显示。
由此可见，与现有技术相比，本发明可以将摄像机拍摄到的实时影像叠加AR信息在显示屏上，将AR信息显示在叠加位置上完成AR模型与现实场景的叠加显示。所以，本发明在展望台、船舶等需要远景观察的地方上使用数字摄像机110来替代传统方式的光学望远镜，从摄像机观察图像时同时显示有AR信息，可以帮旅游客直观的了解各景点的介绍，提升旅游的满足度，能够有效提高AR设备虚拟物件的显示效果，使虚拟物件与现实场景的叠加更匹配，提升视觉效果，从而提升用户的使用体验。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于移动设备的AR显示处理方法，其特征在于，包括：
获取真实环境影像，构建真实环境影像坐标系；
根据真实环境影像坐标，设定AR影像位置坐标，并搭建数据库；
当使用数字摄像机进行移动观看时，通过三维数据感应将实时影像位置计算得出相对位置坐标；
当实时影像画面与AR影像位置坐标重叠时，将AR影像叠加于实际影像输出于显示屏。
2.根据权利要求1所述的基于移动设备的AR显示处理方法，其特征在于：
在将AR影像叠加于实际影像输出于显示屏时，通过调整数字摄像机的倍率，将AR影像位置坐标按照摄像机倍率公式调整其倍率大小，通过主机计算将AR影像与实际影像结合于显示屏上输出显示。
3.根据权利要求1所述的基于移动设备的AR显示处理方法，其特征在于：
所述构建真实环境影像坐标系包括计算摄像机画面像素与真实环境影像坐标的倍率，得出整体坐标系转换像素点，根据真实环境影像构建真实环境影像坐标系。
4.根据权利要求1所述的基于移动设备的AR显示处理方法，其特征在于：
若获取到的摄像机画面影像为AxB像素，角度为水平X轴60度和垂直Y轴45度，整体像素为X轴像素180/X1*A＝A1和Y轴像素180/Y1*B＝B1，即可得出整体坐标系转换像素点为A1xB1像素。
5.根据权利要求4所述的基于移动设备的AR显示处理方法，其特征在于：
所述通过三维数据感应将实时影像位置计算得出相对坐标位置包括：当数字摄像机发生移动时，通过调取数字摄像机的陀螺仪数据，实现实时影像位置与数字摄像机位移的同步变化，计算得出相对坐标位置。
6.根据权利要求5所述的基于移动设备的AR显示处理方法，其特征在于：
若陀螺仪反馈的角度数据为X轴度数Rx和Y轴度数Ry，则相对位置坐标为(A1n＝A1/180*Rx，B1n＝B1/180*Ry)。
7.根据权利要求6所述的基于移动设备的AR显示处理方法，其特征在于：
设定AR影像位置坐标包括：
将真实环境影像坐标录入主机后，设定需要结合实时影像的AR影像位置坐标Zn。
8.根据权利要求7所述的基于移动设备的AR显示处理方法，其特征在于：
当实时影像画面与AR影像位置坐标Zn重叠时，通过主机将AR影像位置坐标Zn与实时影像叠加后在显示器显示；
若坐标(A1n+A，B1n+B)-坐标(A1n，B1n)>坐标(An+1，Bn+1)则将AR影像与实时影像重合；
若坐标(A1n+A，B1n+B)-坐标(A1n，B1n)<坐标(An+1，Bn+1)则无需将AR影像与实时影像重合。
9.一种基于移动设备的AR显示处理系统，其特征在于，包括：
主机、带有旋转结构的数字摄像机、陀螺仪传感器、显示器，陀螺仪传感器为摄像机内置的陀螺仪，主机与数字摄像机通信连接，主机与显示器通信连接。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：
通过数字摄像机由左至右为0-180度，由上而下为0-180度，构建真实环境影像坐标系，将真实环境影像坐标录入主机后，设定需要结合实时影像的AR影像位置坐标Zn，当使用数字摄像机进行移动观看时，通过陀螺仪传感器将实时影像位置计算得出相对位置坐标，当实时影像画面与AR影像位置坐标Zn重叠时，通过主机将AR影像位置坐标Zn与实时影像叠加后在显示器显示。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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