CN210691397U - 基于三维实时重建技术的ar采集交互装置 - Google Patents

Abstract

基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，本体的正面设有显示屏；在所述显示屏的周围分别设有若干采集相机；所述采集相机采集位于本体正面的使用者的图像并分别传输至模型处理单元，模型处理单元将使用者的图像重建后再传输至显示屏；另有数据库单元接通显示屏，所述数据库单元中存有三维模型形象，并将其与使用者图像同屏显示在显示屏上。利用相机等设备实时重建使用者并将其在显示器中显示，同时显示器中可显示各类三维物体模型或明星等三维形象，使用者可以通过走进或远离摄像头或摆出各类造型与显示器中的虚拟形象进行互动，从而提升使用者与虚拟物体之间交互的真实感。

Description

基于三维实时重建技术的AR采集交互装置

技术领域

本实用新型涉及数字显示装置，具体地说是一种基于三维实时重建技术的AR采集交互装置。

背景技术

随着物体数字化程度越来越高，数字娱乐产品也不断进入消费者生活中。在商场等人员密集处经常可见到落地的显示器，显示器上集成摄像头采集着显示器前站着的人员，显示器中可将采集的人显示出来，同时显示器中也会将显示出来的人员增加美颜、装饰品或旁边站立着明星与其互动等一些互动方式。此类设备极大地丰富了使用者与虚拟事物的交互体验，但是该交互仅停留在二维平面，即使用者与虚拟物体之间交互时没有深度感和立体感，所以导致交互过程使用者不能体验到真实感。

发明内容

本实用新型为解决现有的问题，旨在提供一种基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，以实现虚拟三维人物与真实人物之间三维交互。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案包括本体，所述本体的正面设有显示屏；在所述显示屏的周围分别设有若干采集相机；所述采集相机采集位于本体正面的使用者的图像并分别传输至模型处理单元，模型处理单元将使用者的图像重建后再传输至显示屏；另有数据库单元接通显示屏，所述数据库单元中存有三维模型形象，并将其与使用者图像同屏显示在显示屏上。

其中，所述采集相机分别位于显示屏的左侧、右侧和上侧。

其中，所述采集相机为带广角镜头的RGB相机。

其中，所述采集相机为深度相机。

其中，所述采集相机为扫描仪。

其中，所述数据库单元的三维模型形象的库存放于显示单元对应的处理器中，或存于云端，以随时被调用。

其中，所述显示单元为液晶显示器，且具有触摸功能。

和现有技术相比，本实用新型利用相机等设备实时重建使用者并将其在显示器中显示，同时显示器中可显示各类三维物体模型或明星等三维形象，使用者可以通过走进或远离摄像头或摆出各类造型与显示器中的虚拟形象进行互动，从而提升使用者与虚拟物体之间交互的真实感。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的使用说明图；

参见附图，1人像采集单元，2模型处理单元，3数据库单元，4显示单元，101左排采集相机，102右排采集相机，103上排采集相机，201实时重建三维人物形象，301数据库中三维人物形象，401显示屏，5使用者，6框架。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步地说明。

参见图1，图1展示的是本实用新型的一个实施例，本实施例重在提出一种基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，提升互动过程中的立体感与真实感。人像采集单元1包含左排采集相机101，右排采集相机102，上排采集相机103。其中，左排采集相机101、右排采集相机102和上排采集相机103分别固定于框架6(即本体)中的左、右、上侧的位置，且与框架6融为一体，且不影响显示屏401安装固定；显示屏401安装固定于框架6正面中间位置，便于显示和触摸控制。

该实施例中，当使用者5站于框架6前时，该交互设备中的左排采集相机101，右排采集相机102和上排采集相机103同时工作对使用者5进行拍摄采集，同时该设备对采集的照片进行处理并实时的重建成为三维模型形象201，该实时重建三维人物形象201通过显示屏401进行显示。使用者5可以在数据库中选择数据库中三维人物形象301也同时显示在显示屏401中，并且可以通过旋转、拖动等操作选择数据库中三维人物形象301展现的角度。使用者5通过摆出各类造型可以实现与数据库中三维人物形象301同屏互动。

本实施例采用的基于三维实时重建技术的AR交互系统中的三维实时重建技术为已有技术：如CN107833270A号公开文件涉及的《基于深度相机的实时物体三维重建方法》以及CN108154551A号公开文件涉及的《实时动态重建三维人体模型的方法及系统》，均可以作为本实施例的现有技术来运用，故不再赘述。参见图1，运行过程为：人像采集单元1通过采集站于框架6前的使用者5照片并通过模型处理单元2处理实时生成三维形象模型，再通过显示单元4(显示屏401)显示出来，同时，使用者5可以通过在显示单元4中选择数据库单元中数据库中三维人物形象301与自己实时重建三维人物形象201同屏显示在显示单元4中，且可以通过旋转、拖动等操作各角度观察数据库单元3中已有的数据库中三维人物形象301，再通过自身摆出各类造型便可与数据库中三维人物形象301进行同屏互动。

人像采集单元1、模型处理单元2、显示单元4集中固定于同一个框架6外壳内，并封装为一个整体设备；使用者5在该设备前便可以实现实时三维形象重建及显示。人像采集单元1则多角度采集位于设备前的使用者5的信息；数据库单元3中存放各类已有的三维人、物等形象；显示单元4将实时重建的三维模型与数据库单元中已有的三维形象一同显示并进行交互。

模型处理单元2为计算机上安装的三维模型处理器，本实施例中的三维模型处理器中的程序基于专利《实时动态重建三维人体模型的方法及系统》，可通过该类程序进行实时的模型重建处理。

而上述程序本身仅作为图像采集、交互的手段和工具，并非本实用新型的创新点。模型处理单元2将采集的使用者5的信息进行实时处理并得到三维模型。数据库单元3为已有的三维模型集合的库，该库存放于显示单元对应的处理器中或存于云端可随时被调用。该库的整理可选用市场上已有的成熟的管理系统，如阿里云等。

人像采集单元1为采集人体数据设备可为RGB相机(如大恒彩色工业相机)、深度相机(如微软公司的Kinect)、扫描仪设备(如SICK公司的激光扫描仪)。优选地，人像采集单元1可使用带广角镜头的RGB相机。考虑到使用者5站在交互设备前要触摸屏幕，所以离设备距离较近，在较近距离内采集照片，使用广角镜头(如奥普特公司生产的4mm焦距的工业镜头)较为适合。

本实施例中，使用者5还可以通过扫描二维码等方式将与虚拟三维人物形象的互动照片或视频带走。

作为优选，参见图2，人像采集单元选择RGB相机组，且分为三组，其中上排相机有四对、八只；左排和右排相机分别有三对、六只。

本实施例中，显示单元4为液晶显示器，且具有触摸功能，使用者5可以通过触摸操作选择数据库中的模型和旋转、拖动模型等操作。

本实施例通过利用采集相机等设备实时重建使用者后并将其在显示屏401中显示，同时显示屏401中可选择各类已有的三维模型形象与使用者三维形象进行互动。使用者5可以通过旋转拖动等操作选择已有的模型展示的角度，同时通过走进或远离摄像头或摆出各类造型与显示屏401中的虚拟形象进行互动，从而提升使用者5与虚拟物体之间交互的真实感。

上面结合附图及实施例描述了本实用新型的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本实用新型的限制，本领域内熟练的技术人员可依据需要做出调整，在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改均在保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，其特征在于：包括本体，所述本体的正面设有显示屏；在所述显示屏的周围分别设有若干采集相机；所述采集相机采集位于本体正面的使用者的图像并分别传输至模型处理单元，模型处理单元将使用者的图像重建后再传输至显示屏；

另有数据库单元接通显示屏，所述数据库单元中存有三维模型形象，并将其与使用者图像同屏显示在显示屏上。

2.根据权利要求1所述的基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，其特征在于：所述采集相机分别位于显示屏的左侧、右侧和上侧。

3.根据权利要求1或2所述的基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，其特征在于：所述采集相机为带广角镜头的RGB相机。

4.根据权利要求1或2所述的基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，其特征在于：所述采集相机为深度相机。

5.根据权利要求1或2所述的基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，其特征在于：所述采集相机为扫描仪。

6.根据权利要求1所述的基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，其特征在于：所述数据库单元的三维模型形象的库存放于显示单元对应的处理器中，或存于云端，以随时被调用。

7.根据权利要求6所述的基于三维实时重建技术的AR采集交互装置，其特征在于：所述显示单元为液晶显示器，且具有触摸功能。

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