CN118051212A - 一种基于ar增强技术的藏文化展示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及AR技术领域，且公开了一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，包括：收集和整理文化素材模块，用于收集和整理大量与藏族文化相关的素材；设计AR场景模块，用于设计出各种不同的AR场景；开发AR应用程序模块，用于为模块的运行提供丰富的接口；藏文化资源模块，用于提供相关的学习资源文字介绍、图片资料、视频讲解；趣味问答功能模块，用于为用户提供学习藏族文化的功能；室内导航模块，用于结合室内定位系统；整合声光效果模块，用于丰富AR场景的氛围和内容；实现精准而生动的文化展示效果，实现精准、智能和个性化的推荐服务，为用户带来更加丰富、深入和生动的藏文化体验。
Description
技术领域
本发明涉及AR技术领域，尤其涉及一种基于AR增强技术的藏文化展示系统。
背景技术
藏族是中国56个民族之一，其历史可以追溯到公元前2800年左右。藏族人主要分布在中国西南地区的青藏高原上，是中国少数民族中唯一生活在高海拔地区的民族。由于长期的历史和地理环境影响，藏族文化发展出了独特的特色和风格，以其深奥的哲学思想、丰富的艺术表现、多元的民俗风情而闻名于世。现如今，越来越多的人开始关注和研究藏族文化，各种藏文化展示活动也随之涌现。
经检索，中国专利号为CN109885172A4的专利，公开了一种基于增强现实AR的对象互动展示方法及系统，具有通过投影组件获取本次展示需求对应的辅助展示特征；通过投影组件将辅助展示特征投射至被展对象，传统的藏文化展示系统通常是以图片、文字或视频等静态形式呈现，难以给用户带来真实的沉浸感，展示系统往往只能呈现少量的藏文化内容，难以全面展示藏族的语言、艺术、建筑、民等方面的特色，使信息传达不够直观，因此，提出的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统。
发明内容
本发明的是为了解决现有的藏文化展示系统，难以给用户带来真实的沉浸感，同时只能呈现少量的藏文化内容，使信息传达不够直观，而提出的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
收集和整理文化素材模块，用于收集和整理大量与藏族文化相关的素材；
设计AR场景模块，用于设计出各种不同的AR场景；
开发AR应用程序模块，用于为模块的运行提供丰富的接口；
藏文化资源模块，用于提供相关的学习资源文字介绍、图片资料、视频讲解；
趣味问答功能模块，用于为用户提供学习藏族文化的功能；
室内导航模块，用于结合室内定位系统；
整合声光效果模块，用于丰富AR场景的氛围和内容；
提供交互功能模块，用于触发各种动态效果与AR场景中的虚拟物体进行互动；
多用户合作模块，用于通过多用户之间的合作和互动，提升社交性和团队合作意识；
数据分析和个性化推荐模块，用于收集用户行为数据和提供个性化的展示内容推荐，包括：用户行为数据收集单元、内容推荐算法单元、情境感知推荐单元和用户反馈和评价分析单元。
上述技术方案进一步包括：
所述收集和整理文化素材模块，通过各种途径，收集藏文化素材可以帮助我们，更好地理解相关的历史、文化和价值观，所述设计AR场景模块，通过将虚拟内容与真实世界融合，在现实环境中与虚拟元素进行互动，并考虑场景的目的和主题，选择适当的虚拟内容，确定相机和跟踪技术，确保虚拟内容能够准确地定位和追踪。
所述室内导航模块，使用传感器或摄像头来获取室内环境的图像和深度信息，通过对图像进行处理和分析，我们可以识别出障碍物，并计算其位置和大小参数，当前位置为(x,y)，障碍物位置为(xo,yo)，则机器人与障碍物之间的距离d可以用以下公式计算：
根据距离d的大小，判断与障碍物之间的相对位置关系，并采取相应的避障策略，当d小于一个阈值时，采取急停或绕路措施，避免与障碍物发生碰撞，利用其中的图像处理算法，边缘检测、图像分割，其中边缘检测算法常常使用Sobel算子来计算图像的梯度，并找到图像中的边缘，Sobel算子的公式Gx＝[-1 0 1；-2 0 2；-1 0 1]Gy＝[-1 -2 -1；0 0 0；12 1]，其中，Gx和Gy分别表示图像在水平和垂直方向上的梯度，通过计算图像中每个像素点的梯度值，找到边缘，在检测到障碍物之后，利用避障算法来避免与障碍物碰撞，避障算法通过基于最小二乘法的路径规划算法，寻找一条路径使得路径上的点与障碍物的距离最大化，从而系统中避开障碍物，保证安全地导航到目标位置。
所述开发AR应用程序模块，开发AR应用程序模块涉及到明确目标、选择开发平台和工具、设计用户界面和交互、编码和实现功能、测试和发布多个方面，并通过综合考虑这些因素，并遵循有效的开发流程，为后续的功能提供丰富的接口。
所述藏文化资源模块，提供相关的学习资源文字介绍、图片资料、视频讲解，在观赏AR场景的同时，更深入地了解和学习藏族文化知识，所述趣味问答功能模块，通过提出藏文化相关的问题，参与到与AI的有趣对话和回答，运用AI机器人需要具备强大的语言理解和生成能力，准确地理解用户提出的问题，并基于其训练模型和知识库给出合适的藏文化知识回答，并通过与用户的互动学习，不断优化自己的回答和表达方式。
所述整合声光效果模块，通过使用各种音效、音乐和视觉效果，让用户感受到更加真实的环境和情感，并将音频和视频元素进行组合和整合，以创造出最佳的声光效果。
所述提供交互功能模块，通过应用程序，触发各种动态效果与AR场景中的虚拟物体进行互动，以增加用户的参与感和娱乐性，所述多用户合作模块，通过多用户之间的合作和互动，让用户能够探索AR场景，分享观点和体验，提升社交性和团队合作意识。
所述数据分析和个性化推荐模块，需要利用高数算法公式来计算和预测用户的兴趣和偏好，从而实现个性化的推荐服务，利用传感器或摄像头来获取用户的位置、姿态、行为和环境信息，并通过对这些信息进行分析和处理，了解用户当前所处的情境和需求，并精确地预测其可能感兴趣的内容和体验，用向量运算、矩阵分解、聚类分析公式，将用户的历史行为和偏好转化为数学模型，并在此基础上生成个性化的推荐结果，计算用户i对物品j的兴趣度Pi,j:Pi,j＝μ+bi+bj+qi Tpj其中，j是全局均值，bi和bj是用户i和物品j的偏差项，pj和qi分别是物品j和用户i的潜在因子向量，将个性化的推荐结果与AR增强技术相结合，实现精准而生动的文化展示效果。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明中，室内导航模块和AR增强技术的结合，当前位置相对于目标位置的偏移角度和距离，实现自动避障、安全导航和逼真的虚拟展示效果，为用户提供更加可靠、智能和直观的应用体验。
2、本发明中，将个性化的推荐结果与AR增强技术相结合，实现精准而生动的文化展示效果，实现精准、智能和个性化的推荐服务，为用户带来更加丰富、深入和生动的藏文化体验。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统的整体系统框图；
图2为本发明提出的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统的部分系统框图。
具体实施方式
实施例一
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。
如图1-2所示，本发明提出的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，包括：收集和整理文化素材模块，用于收集和整理大量与藏族文化相关的素材；设计AR场景模块，用于设计出各种不同的AR场景；开发AR应用程序模块，用于为模块的运行提供丰富的接口；藏文化资源模块，用于提供相关的学习资源文字介绍、图片资料、视频讲解；趣味问答功能模块，用于为用户提供学习藏族文化的功能；
室内导航模块，用于结合室内定位系统；整合声光效果模块，用于丰富AR场景的氛围和内容；提供交互功能模块，用于触发各种动态效果与AR场景中的虚拟物体进行互动；多用户合作模块，用于通过多用户之间的合作和互动，提升社交性和团队合作意识；数据分析和个性化推荐模块，用于收集用户行为数据和提供个性化的展示内容推荐，包括：用户行为数据收集单元、内容推荐算法单元、情境感知推荐单元和用户反馈和评价分析单元；
收集和整理文化素材模块，通过各种途径，收集藏文化素材可以帮助我们，更好地理解相关的历史、文化和价值观，设计AR场景模块，通过将虚拟内容与真实世界融合，在现实环境中与虚拟元素进行互动，并考虑场景的目的和主题，选择适当的虚拟内容，确定相机和跟踪技术，确保虚拟内容能够准确地定位和追踪；
室内导航模块，使用传感器或摄像头来获取室内环境的图像和深度信息，通过对图像进行处理和分析，我们可以识别出障碍物，并计算其位置和大小参数，当前位置为(x,y)，障碍物位置为(xo,yo)，则机器人与障碍物之间的距离d可以用以下公式计算：
根据距离d的大小，判断与障碍物之间的相对位置关系，并采取相应的避障策略，当d小于一个阈值时，采取急停或绕路措施，避免与障碍物发生碰撞，利用其中的图像处理算法，边缘检测、图像分割，其中边缘检测算法常常使用Sobel算子来计算图像的梯度，并找到图像中的边缘，Sobel算子的公式Gx＝[-1 0 1；-2 0 2；-1 0 1]Gy＝[-1 -2 -1；0 0 0；12 1]，其中，Gx和Gy分别表示图像在水平和垂直方向上的梯度，通过计算图像中每个像素点的梯度值，找到边缘，在检测到障碍物之后，利用避障算法来避免与障碍物碰撞，避障算法通过基于最小二乘法的路径规划算法，寻找一条路径使得路径上的点与障碍物的距离最大化，从而系统中避开障碍物，保证安全地导航到目标位置。
通过收集和整理文化素材模块，收集和整理大量与藏族文化相关的素材，并将数据传至设计AR场景模块，根据藏族文化的特点和主题，设计出各种不同的AR场景，从而结合室内导航模块，利用AR增强技术，结合室内定位系统，为用户提供室内导航模块功能，指引用户在展示区域内游览，更方便地浏览不同的AR场景，并将技术融合至开发AR应用程序模块，利用AR开发工具和框架，开发设计出相应的系统及功能，为模块的运行提供丰富的接口，并整合声光效果模块，进一步丰富AR场景的氛围和内容，利用藏文化资源模块，提供相关的学习资源文字介绍、图片资料、视频讲解，在观赏AR场景的同时，更深入地了解和学习藏族文化知识，同时通过趣味问答功能模块，结合教育资源，为用户提供学习藏族文化的功能，让用户在参观AR场景的同时，进行知识的学习和巩固。
实施例二
如图1-2所示，本发明的实施例中，开发AR应用程序模块，开发AR应用程序模块涉及到明确目标、选择开发平台和工具、设计用户界面和交互、编码和实现功能、测试和发布多个方面，并通过综合考虑这些因素，并遵循有效的开发流程，为后续的功能提供丰富的接口；
藏文化资源模块，提供相关的学习资源文字介绍、图片资料、视频讲解，在观赏AR场景的同时，更深入地了解和学习藏族文化知识，趣味问答功能模块，通过提出藏文化相关的问题，参与到与AI的有趣对话和回答，运用AI机器人需要具备强大的语言理解和生成能力，准确地理解用户提出的问题，并基于其训练模型和知识库给出合适的藏文化知识回答，并通过与用户的互动学习，不断优化自己的回答和表达方式；
整合声光效果模块，通过使用各种音效、音乐和视觉效果，让用户感受到更加真实的环境和情感，并将音频和视频元素进行组合和整合，以创造出最佳的声光效果；提供交互功能模块，通过应用程序，触发各种动态效果与AR场景中的虚拟物体进行互动，以增加用户的参与感和娱乐性，多用户合作模块，通过多用户之间的合作和互动，让用户能够探索AR场景，分享观点和体验，提升社交性和团队合作意识；
数据分析和个性化推荐模块，需要利用高数算法公式来计算和预测用户的兴趣和偏好，从而实现个性化的推荐服务，利用传感器或摄像头来获取用户的位置、姿态、行为和环境信息，并通过对这些信息进行分析和处理，了解用户当前所处的情境和需求，并精确地预测其可能感兴趣的内容和体验，用向量运算、矩阵分解、聚类分析公式，将用户的历史行为和偏好转化为数学模型，并在此基础上生成个性化的推荐结果，计算用户i对物品j的兴趣度其中，j是全局均值，bi和bj是用户i和物品j的偏差项，pj和qi分别是物品j和用户i的潜在因子向量，将个性化的推荐结果与AR增强技术相结合，实现精准而生动的文化展示效果。
通过提供交互功能模块，通过应用程序，触发各种动态效果与AR场景中的虚拟物体进行互动，以增加用户的参与感和娱乐性，并多用户合作模块，让用户能够探索AR场景，分享观点和体验，提升社交性和团队合作意识，利用数据分析和个性化推荐模块，通过收集用户行为数据，对用户的兴趣和偏好进行分析，提供个性化的展示内容推荐，使用户能够更有针对性地了解和探索藏族文化，包括：用户行为数据收集单元，记录用户在AR展示系统中的行为数据，并将收集的内容运用推荐算法，从大量的AR场景和文化元素中筛选和推荐与用户兴趣相关的内容，情境感知推荐单元和用户反馈和评价分析单元，系统可以根据用户所处的情境，推荐适合的AR场景和文化元素，增强用户体验。
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同物限定。
Claims (8)
1.一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，其特征在于，包括：
收集和整理文化素材模块，用于收集和整理大量与藏族文化相关的素材；
设计AR场景模块，用于设计出各种不同的AR场景；
开发AR应用程序模块，用于为模块的运行提供丰富的接口；
藏文化资源模块，用于提供相关的学习资源文字介绍、图片资料、视频讲解；
趣味问答功能模块，用于为用户提供学习藏族文化的功能；
室内导航模块，用于结合室内定位系统；
整合声光效果模块，用于丰富AR场景的氛围和内容；
提供交互功能模块，用于触发各种动态效果与AR场景中的虚拟物体进行互动；
多用户合作模块，用于通过多用户之间的合作和互动，提升社交性和团队合作意识；
数据分析和个性化推荐模块，用于收集用户行为数据和提供个性化的展示内容推荐，包括：用户行为数据收集单元、内容推荐算法单元、情境感知推荐单元和用户反馈和评价分析单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，其特征在于，所述收集和整理文化素材模块，通过各种途径，收集藏文化素材可以帮助我们，更好地理解相关的历史、文化和价值观，所述设计AR场景模块，通过将虚拟内容与真实世界融合，在现实环境中与虚拟元素进行互动，并考虑场景的目的和主题，选择适当的虚拟内容，确定相机和跟踪技术，确保虚拟内容能够准确地定位和追踪。
3.根据权利要求1所述的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，其特征在于，所述室内导航模块，使用传感器或摄像头来获取室内环境的图像和深度信息，通过对图像进行处理和分析，我们可以识别出障碍物，并计算其位置和大小参数，当前位置为(x,y)，障碍物位置为(xo,yo)，则机器人与障碍物之间的距离d可以用以下公式计算：
根据距离d的大小，判断与障碍物之间的相对位置关系，并采取相应的避障策略，当d小于一个阈值时，采取急停或绕路措施，避免与障碍物发生碰撞，利用其中的图像处理算法，边缘检测、图像分割，其中边缘检测算法常常使用Sobel算子来计算图像的梯度，并找到图像中的边缘，Sobel算子的公式Gx＝[-1 0 1；-2 0 2；-1 0 1]Gy＝[-1 -2 -1；0 0 0；1 21]，其中，Gx和Gy分别表示图像在水平和垂直方向上的梯度，通过计算图像中每个像素点的梯度值，找到边缘，在检测到障碍物之后，利用避障算法来避免与障碍物碰撞，避障算法通过基于最小二乘法的路径规划算法，寻找一条路径使得路径上的点与障碍物的距离最大化，从而系统中避开障碍物，保证安全地导航到目标位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，其特征在于，所述开发AR应用程序模块，开发AR应用程序模块涉及到明确目标、选择开发平台和工具、设计用户界面和交互、编码和实现功能、测试和发布多个方面，并通过综合考虑这些因素，并遵循有效的开发流程，为后续的功能提供丰富的接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，其特征在于，所述藏文化资源模块，提供相关的学习资源文字介绍、图片资料、视频讲解，在观赏AR场景的同时，更深入地了解和学习藏族文化知识，所述趣味问答功能模块，通过提出藏文化相关的问题，参与到与AI的有趣对话和回答，运用AI机器人需要具备强大的语言理解和生成能力，准确地理解用户提出的问题，并基于其训练模型和知识库给出合适的藏文化知识回答，并通过与用户的互动学习，不断优化自己的回答和表达方式。
6.根据权利要求1所述的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，其特征在于，所述整合声光效果模块，通过使用各种音效、音乐和视觉效果，让用户感受到更加真实的环境和情感，并将音频和视频元素进行组合和整合，以创造出最佳的声光效果。
7.根据权利要求1所述的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，其特征在于，所述提供交互功能模块，通过应用程序，触发各种动态效果与AR场景中的虚拟物体进行互动，以增加用户的参与感和娱乐性，所述多用户合作模块，通过多用户之间的合作和互动，让用户能够探索AR场景，分享观点和体验，提升社交性和团队合作意识。
8.根据权利要求1所述的一种基于AR增强技术的藏文化展示系统，其特征在于，所述数据分析和个性化推荐模块，需要利用高数算法公式来计算和预测用户的兴趣和偏好，从而实现个性化的推荐服务，利用传感器或摄像头来获取用户的位置、姿态、行为和环境信息，并通过对这些信息进行分析和处理，了解用户当前所处的情境和需求，并精确地预测其可能感兴趣的内容和体验，用向量运算、矩阵分解、聚类分析公式，将用户的历史行为和偏好转化为数学模型，并在此基础上生成个性化的推荐结果，计算用户i对物品j的兴趣度其中，j是全局均值，bi和bj是用户i和物品j的偏差项，pj和qi分别是物品j和用户i的潜在因子向量，将个性化的推荐结果与AR增强技术相结合，实现精准而生动的文化展示效果。
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