CN213092277U - 一种mr导览终端机及区域定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种MR导览终端机及区域定位系统，通过结合区域定位电路与SLAM定位电路能够实现区域位置定位与SLAM准确定位的结合，并进一步综合基于卫星、蜂窝网络等广域定位方法的广域定位电路，形成了同时具有较快响应速度、较高定位精度和较低能耗的多级定位能力，进而实现丰富、实时的MR导览效果。

Description

一种MR导览终端机及区域定位系统

技术领域

本实用新型涉及导览设备技术领域，尤其涉及一种MR导览终端机及区域定位系统。

背景技术

MR(混合现实)系统与现实场景紧密结合的AR(增强现实)系统。MR与普通AR的区别在于，在MR中虚拟景物与现实场景精准契合，融为一体，给用户更好的沉浸体验。为了实现这一效果，MR系统要使用视觉定位——SLAM(同步定位与建图)技术，通过SLAM技术精准定位现实场景，然后再在MR显示终端(MR眼镜)上叠加虚拟事物，参观者能通过MR眼镜感受完美的MR体验。但在现实应用中，特别是展馆导览应用中，由于场景是分散的，参观者是在移动的，仅通过视觉定位，定位速度会非常慢并且反复SLAM扫描会消耗很多终端电能影响续航，最终影响用户体验。

然而如果仅使用普通的室内定位系统，不与视觉定位结合，就只能实时定位终端在展馆中的位置，实现普通的AR效果，虚拟景物并不能与现实场景精准契合，比如，只能浮现文物3D影像，而无法精确地在破损的文物上进行虚拟修复还原。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种MR导览终端机及区域定位系统，通过合理适配多级定位使MR导览终端机能够兼顾定位速度与定位精度，提供同时具备快速响应、精准定位以及低功耗、长续航的MR导览终端机，进而实现丰富、实时的MR导览效果。

为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案包括：

一种MR导览终端机，其特征在于，包括：区域定位电路、SLAM定位电路、定位判断电路；

所述定位判断电路与所述区域定位电路具有相互连接并用于传输区域定位信息的第一信号传输通路；

所述SLAM定位电路与所述定位判断电路具有相互连接并用于传输第二定位启动信号的第二信号传输通路。

进一步地，所述区域定位电路与定位基站具有相互连接并用于传输区域定位请求的第三信号传输通路。

进一步地，所述终端机还包括广域定位电路；

所述广域定位电路与定位卫星和/或蜂窝移动网络基站具有相互连接并用于传输广域定位信息的第四信号传输通路；

所述定位判断电路与所述广域定位电路具有相互连接并用于传输广域定位信息的第五信号传输通路。

进一步地，所述第一信号传输通路还传输第一定位启动信号。

进一步地，所述终端机还包括数据存储电路；

所述数据存储电路为存储有区域定位电路启动数据、SLAM定位电路启动数据和MR模型数据的存储电路；所述区域定位电路启动数据为对应所述广域定位电路定位精度、范围的定位基站覆盖范围数据；所述SLAM定位电路启动数据为对应所述区域定位电路定位精度、范围的MR场景位置数据；所述MR模型数据为对应MR场景的用于所述MR显示装置的多媒体数据。

进一步地，所述定位判断电路与所述数据存储电路具有相互连接并用于传输区域定位电路启动数据和/或SLAM定位电路启动数据的第六信号传输通路。

进一步地，所述终端机还包括MR显示装置；

所述MR显示装置与所述数据存储电路具有相互连接并用于传输MR模型数据的第七信号传输通路。

进一步地，所述区域定位电路包括基于蓝牙或WiFi的AOA定位电路；所述SLAM定位电路包括6自由度追踪子电路和连接有双目摄像头的视觉追踪定位子电路；所述6自由度追踪子电路包括陀螺仪、加速仪和深度摄像头；所述广域定位电路包括基于卫星和/或蜂窝移动网络信号的远距离定位电路。

本实用新型还涉及一种区域定位系统，其特征在于，包括MR导览终端机、至少一个定位基站和服务器；

所述MR导览终端机与定位基站具有相互连接并用于传输区域定位请求的第三信号传输通路；

所述定位基站与所述服务器具有相互连接并用于传输区域定位信号的第八信号传输通路；

所述服务器与所述MR导览终端机具有相互连接并用于传输区域定位信息的第九信号传输通路。

进一步地，所述定位基站包括基于蓝牙或WiFi的AOA定位基站。

本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型所述MR导览终端机及区域定位系统，通过结合区域定位电路与SLAM定位电路能够实现区域AOA位置定位与SLAM准确定位的结合，并进一步综合基于卫星、蜂窝网络等广域定位方法的广域定位电路，形成了同时具有较快响应速度、较高定位精度和较低能耗的多级定位能力，使MR导览系统同时具备快速、精准定位以及低功耗长续航的效果，能够根据高精度定位信息把MR模型精确融入周围景点场景，使用户能实时欣赏到精彩MR演示，极大地提升了用户体验。

附图说明

图1为本实用新型MR导览终端机第一实施例结构示意图。

图2为本实用新型区域定位系统结构示意图。

图3为本实用新型MR导览终端机第一实施例使用流程示意图

图4为本实用新型MR导览终端机第二实施例结构示意图。

图5为本实用新型MR导览终端机第二实施例使用流程示意图。

具体实施方式

为了更清楚的理解本实用新型的内容，将结合附图和实施例详细说明。

本实用新型所涉及MR导览终端机的第一实施例结构如图1所示，包括区域定位电路、SLAM定位电路、定位判断电路，且所述定位判断电路与所述区域定位电路之间由第一信号传输通路连接，所述SLAM定位电路与所述定位判断电路之间由第二信号传输通路连接，使所述定位判断电路与所述区域定位电路之间、所述定位判断电路与所述之间分别建立双向数据传输能力。所述区域定位电路优选为基于蓝牙或WiFi的AOA定位电路，特别是支持定位精度0.3至1米、定位反馈用时小于0.5秒的中距离定位电路；进一步地，所述区域定位电路还通过第三信号传输通路与定位基站相互连接，以向定位基站发送区域定位请求。所述的SLAM定位电路优选为包括6自由度追踪子电路(由陀螺仪、加速仪和深度摄像头组成)和连接有双目摄像头的视觉追踪定位子电路的结构，特别是定位精度0.1米及以下的精确SLAM定位电路，能够判断MR导览终端机所处具体位置以及方向信息，并能够采集实时影像信息用于判断MR场景的准确位置。所述的定位判断电路可以为具有相应信息处理能力的处理器或处理器中具有相应信息处理能力的特定组成部分。用于连接区域定位电路、SLAM定位电路、定位判断电路的第一信号传输通路和第二信号传输通路优选为终端机内的有线连接通路，例如导线或印刷电路，可以支持信号数据传输，也可以根据需要传输所需的驱动电力。所述第三信号传输通路优选为蓝牙或WiFi等中距离(区域内)无线通信通路，使所述MR导览终端机与定位基站之间能够实现中距离(区域内)的无线数据通信。

为了实现上述MR导览终端机的区域定位电路相应功能，本实用新型还涉及一种结构如图2所示的区域定位系统，包括具有区域定位电路的MR导览终端机、至少一个定位基站和服务器。其中，所述定位基站优选为基于蓝牙或WiFi的AOA定位基站，根据接收到的区域定位请求可以反馈区域定位信号，并通过第八信号传输通路发送至所述服务器；所述服务器用于处理至少一个定位基站所发送的区域定位信号，并根据区域定位信号以AOA定位方法计算得到区域定位信息，并通过第九信号传输通路发送至所述MR导览终端机。所述第八信号传输通路与第九信号传输通路优选为与第三信号传输通路相同的蓝牙或WiFi等中距离(区域内)无线通信通路。

应用第一实施例的具体方法流程如图3所示，可以优选的包括以下步骤：

A1、区域定位电路通过第三信号传输通路向至少一个定位基站发送区域定位请求；

A2、至少一个定位基站根据接收到的区域定位请求分别生成区域定位信号并通过第八信号传输通路发送至服务器；

A3、服务器根据至少一个定位基站生成的区域定位信号计算得到MR导览终端机的区域定位信息并通过第九信号传输通路发送至MR导览终端机的区域定位电路；

A4、区域定位电路通过第一信号传输通路将区域定位信息发送至定位判断电路，定位判断电路根据接收到的区域定位信息判断是否进入特定场景(例如MR场景)范围；

A5、当判断已进入特定场景(例如MR场景)范围时，所述定位判断电路通过第二信号传输通路向SLAM定位电路发送第二定位启动信号，激活SLAM定位电路开始精确定位工作。

通过如上所述方法应用本实用新型所述MR导览终端机，可以将定位工作分解为不同级别进行，首先通过区域定位电路判断所处区域是否需要开启SLAM定位电路，仅当MR导览终端机进入特定场景(例如MR场景)时再开启SLAM定位电路，可以避免长时间启用SLAM定位电路造成的能耗大、降低续航的问题，同时不会影响定位响应速度和定位精确性。

进一步地，在实施例1基础上通过添加额外部件可以得到如图4所示的MR导览终端机第二实施例，在包括区域定位电路、SLAM定位电路、定位判断电路基础上还可以优选的设置广域定位电路、MR显示装置和数据存储电路，组成一种支持MR显示功能的MR导览终端机，特别是可以加工为头戴式MR设备，使用户位置、视线方向能够完全对应MR导览终端机的对应定位信息，并可以采用任意合适的电源作为MR导览终端机的供电模组，例如可充电锂电池。其中，所述广域定位电路为基于卫星和/或蜂窝移动网络信号的广域定位电路，特别是定位精度3至10米、定位反馈用时小于1秒的广域定位电路，并通过第四信号传输通路与定位卫星和/或蜂窝移动网络基站建立双向数据连接，以及通过第五信号传输通路与所述定位判断电路建立双向数据连接；所述数据存储电路可以选用ROM存储电路等数据存储装置，并通过分别通过第六信号传输通路、第七信号传输通路与所述定位判断电路、MR显示装置相互连接形成数据传输通路。在第二实施例中涉及的第五信号传输通路、第六信号传输通路、第七信号传输通路优选为与第一实施例中第一信号传输通路和第二信号传输通路相同的终端机内的有线连接通路；所述第四信号传输通路为用于接收卫星定位信号和/或蜂窝移动网络信号的长距离无线通讯通路。为了优化MR导览终端机的功能，优选的，所述数据存储电路存储有区域定位电路启动数据、SLAM定位电路启动数据用于支持定位判断电路进行判断所处区域位置是否需要开启下一级定位功能，和用于MR显示装置进行多媒体显示的MR模型数据。

应用第二实施例的具体方法流程如图5所示，可以优选的包括以下步骤：

B1、广域定位电路通过第四信号传输通路与定位卫星和/或蜂窝移动网络基站建立远程信号连接，接收广域定位信息，并通过第五信号传输通路发送至定位判断电路；

B2、定位判断电路通过第六信号传输通路连接数据存储电路并接收区域定位电路启动数据，与广域定位信息进行比对判断是否进入定位基站覆盖范围；

B3、当判断已进入定位基站覆盖范围时，所述定位判断电路通过第一信号传输通路向区域定位电路发送第一定位启动信号，激活区域定位电路开始定位工作；

B4、区域定位电路通过第三信号传输通路向至少一个定位基站发送区域定位请求；

B5、至少一个定位基站根据接收到的区域定位请求生成区域定位信号并通过第八信号传输通路发送至服务器；

B6、服务器根据至少一个定位基站生成的区域定位信号计算得到MR导览终端机的区域定位信息并通过第九信号传输通路发送至MR导览终端机的区域定位电路；

B7、区域定位电路通过第一信号传输通路将区域定位信息发送至定位判断电路，定位判断电路通过第六信号传输通路连接数据存储电路并接收SLAM定位电路启动数据，与区域定位信息进行比对判断是否进入MR场景范围；

B8、当判断已进入MR场景范围时，所述定位判断电路通过第二信号传输通路向SLAM定位电路发送第二定位启动信号，激活SLAM定位电路开始精确定位工作；

B9、SLAM定位电路获得精确定位信息并通过第二信号传输通路发送至定位判断电路，定位判断电路根据精确定位信息判断当前MR场景并指示数据存储电路通过第七信号传输通路将对应MR模型数据发送至MR显示装置进行展示。

在通过如上所述方法使用本实用新型第二实施例过程中，首先通过广域定位电路获得广域定位信息，所述定位判断电路通过该广域定位信息在地图中的映射位置比对所述数据存储电路存储的区域定位电路启动数据(定位基站覆盖范围数据)判断是否需要启用区域定位电路，当判断已进入定位基站覆盖范围时向所述区域定位电路发出第一定位启动信号；所述区域定位电路根据第一定位启动信号开始工作，向区域内的定位基站发送区域定位请求并获得反馈的区域定位信息，所述定位判断电路通过区域定位电路所获得的MR导览终端机区域定位信息比对所述数据存储电路存储的SLAM定位电路启动数据(MR场景位置数据)判断是否需要启用SLAM定位电路，当判断已进入MR场景范围时向所述SLAM定位电路发出第二定位启动信号；所述SLAM定位电路根据第二定位启动信号开始工作并对MR导览终端机所处位置进行精确定位，当所述SLAM定位电路定位判断MR导览终端机位置、面对方向能够对应MR场景时，调用所述数据存储电路存储的MR模型数据由所述MR显示装置进行实时显示，使用户能够获得精准、实时的MR导览体验。

应用如上所述MR导览终端机及区域定位系统进行MR导览，能够避免始终开启能耗较高的SLAM定位电路，同时不影响MR导览终端机对任意MR场景的识别与MR显示及时响应，提供了同时具备快速、精准定位与较低功耗、长续航的MR导览系统，使用户能够得到更好的沉浸体验。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种MR导览终端机，其特征在于，包括：区域定位电路、SLAM定位电路、定位判断电路；

所述定位判断电路与所述区域定位电路具有相互连接并用于传输区域定位信息的第一信号传输通路；

所述SLAM定位电路与所述定位判断电路具有相互连接并用于传输第二定位启动信号的第二信号传输通路。

2.如权利要求1所述终端机，其特征在于，所述区域定位电路与定位基站具有相互连接并用于传输区域定位请求的第三信号传输通路。

3.如权利要求1所述终端机，其特征在于，还包括广域定位电路；

所述广域定位电路与定位卫星和/或蜂窝移动网络基站具有相互连接并用于传输广域定位信息的第四信号传输通路；

所述定位判断电路与所述广域定位电路具有相互连接并用于传输广域定位信息的第五信号传输通路。

4.如权利要求3所述终端机，其特征在于，所述第一信号传输通路还传输第一定位启动信号。

5.如权利要求3或4所述终端机，其特征在于，还包括数据存储电路和MR显示装置；

所述MR显示装置与所述数据存储电路具有相互连接并用于传输MR模型数据的第七信号传输通路；

所述数据存储电路为存储有区域定位电路启动数据、SLAM定位电路启动数据和MR模型数据的存储电路；所述区域定位电路启动数据为对应所述广域定位电路定位精度、范围的定位基站覆盖范围数据；所述SLAM定位电路启动数据为对应所述区域定位电路定位精度、范围的MR场景位置数据；所述MR模型数据为对应MR场景的用于所述MR显示装置的多媒体数据。

6.如权利要求5所述终端机，其特征在于，所述定位判断电路与所述数据存储电路具有相互连接并用于传输区域定位电路启动数据和/或SLAM定位电路启动数据的第六信号传输通路。

7.如权利要求3所述终端机，其特征在于，所述区域定位电路包括基于蓝牙或WiFi的AOA定位电路；所述SLAM定位电路包括6自由度追踪子电路和连接有双目摄像头的视觉追踪定位子电路；所述6自由度追踪子电路包括陀螺仪、加速仪和深度摄像头；所述广域定位电路包括基于卫星和/或蜂窝移动网络信号的远距离定位电路。

8.一种区域定位系统，其特征在于，包括MR导览终端机、至少一个定位基站和服务器；

所述MR导览终端机与定位基站具有相互连接并用于传输区域定位请求的第三信号传输通路；

所述定位基站与所述服务器具有相互连接并用于传输区域定位信号的第八信号传输通路；

所述服务器与所述MR导览终端机具有相互连接并用于传输区域定位信息的第九信号传输通路。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述定位基站包括基于蓝牙或WiFi的AOA定位基站。

Images