ES2391112B2 - AUGMENTED REALITY SPACE PROJECTION SYSTEM FIXED TO THE HEAD - Google Patents
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Abstract
El sistema objeto de la invención es un dispositivo de proyección de realidad aumentada fijado a la cabeza, de tal forma que los movimientos que realice ésta son seguidos de forma solidaria. Además del sistema de fijación consta de una cámara de video que registra información del entorno, y de un proyector mediante el que se superpone información generada por un computador sobre él. Al ser solidario con el movimiento de la cabeza, se conoce la posición relativa entre sistema y usuario, lo que permite que los elementos proyectados mantengan la coherencia espacial con el entorno desde su punto de vista, de tal forma que la proyección puede simular objetos 3D situados en dicho entorno, mediante la variación de la proyección de acuerdo con los movimientos registrados; de esta forma, si el observador se desplaza en el entorno la proyección variará en correspondencia para simular la presencia de objetos estáticos.The system object of the invention is an augmented reality projection device attached to the head, in such a way that the movements it performs are followed in solidarity. In addition to the fixing system, it consists of a video camera that records information from the environment, and a projector by means of which information generated by a computer is superimposed on it. Being in solidarity with the movement of the head, the relative position between the system and the user is known, allowing the projected elements to maintain spatial coherence with the environment from their point of view, in such a way that the projection can simulate 3D objects located in said environment, by varying the projection according to the movements registered; in this way, if the observer moves around the environment, the projection will vary correspondingly to simulate the presence of static objects.
Description
Sistema de proyección espacial de realidad aumentada fijado a la cabeza Head augmented reality spatial projection system
SECTOR TÉCNICO La invención se encuadra dentro de los dispositivos de proyección de realidad aumentada, compaginando características de los dispositivos montados sobre la cabeza y los dispositivos de proyección espacial. TECHNICAL SECTOR The invention is framed within augmented reality projection devices, combining characteristics of head-mounted devices and spatial projection devices.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La realidad aumentada es una disciplina cuyo objetivo es la integración de información generada mediante un computador en el entorno real que nos rodea, mediante la apropiada generación de gráficos que se superponen sobre dicho entorno atendiendo a criterios fijados por cada aplicación. Esta integración se puede realizar haciendo uso de diferentes estrategias, dependiendo de si se orientan a un observador o al enriquecimiento de un entorno, y dependienta también de las tecnologías implicadas en su desarrollo. Los factores comunes a la mayoría de todas las soluciones de integración son: presencia de uno o varios dispositivos sensores, que capturan información del entorno, un computador, que se encarga de la generación de los gráficos que luego serán superpuestos con el entorno, y un dispositivo de visualización, que realiza la integración final de los elementos generados por computador con el entorno. De las distintas combinaciones de estos factores han surgido propuestas para diferentes dispositivos de visualización de elementos de realidad aumentada. Una posible clasificación de estos es: BACKGROUND OF THE INVENTION Augmented reality is a discipline whose objective is the integration of information generated by a computer in the real environment that surrounds us, through the appropriate generation of graphics that are superimposed on said environment according to criteria set by each application. This integration can be carried out using different strategies, depending on whether they are aimed at an observer or the enrichment of an environment, and also depending on the technologies involved in their development. The factors common to most all integration solutions are: presence of one or more sensor devices, which capture information from the environment, a computer, which is responsible for generating the graphics that will later be superimposed on the environment, and a display device, which performs the final integration of the computer-generated elements with the environment. Proposals for different augmented reality element display devices have emerged from the different combinations of these factors. A possible classification of these is:
- • •
- De visualización indirecta, en los que se utiliza un display para la visualización del resultado de la integración, como pueda ser un monitor de un computador o la pantalla de un dispositivo de mano (PDA, teléfono móvil, ... ) Indirect display, in which a display is used to visualize the result of the integration, such as a computer monitor or the screen of a handheld device (PDA, mobile phone, ...)
- • •
- De visualización directa, en los que se utiliza algún tipo de solución que realiza la integración y genera dos vistas diferentes, una para cada ojo del observador, de forma que se muestra una imagen diferenciada para Direct visualization, in which some type of solution is used that performs the integration and generates two different views, one for each eye of the observer, so that a differentiated image is shown for
cada uno de ellos con lo que se consigue un efecto estereoscópico. Este tipo de soluciones implica la utilización de algún dispositivo fijado a la cabeza, de forma que el resultado de la integración es sólo visible para su usuario. Dentro de estos dispositivos se pueden encontrar diferentes soluciones: each of them with which a stereoscopic effect is achieved. This type of solution involves the use of a device attached to the head, so that the result of the integration is only visible to its user. Different solutions can be found within these devices:
- o Head Mounted Displays (HMD's), para los que la solución adoptada consiste en incorporar dos pequeños displays, montados a modo de cristales de unas gafas, en los que se reproduce la imagen que cada ojo debería ver. Estos displays pueden ser opacos (en los que se reproduce la imagen de los elementos reales y los generados por computador simultáneamente), o transparentes, en los que sólo se reproducen los elementos generados por computador al permitir el paso de la luz procedente del entorno. o Head Mounted Displays (HMD's), for which the solution adopted consists of incorporating two small displays, mounted as glasses in glasses, in which the image that each eye should see is reproduced. These displays can be opaque (in which the image of the real elements and those generated by the computer are reproduced simultaneously), or transparent, in which only the elements generated by the computer are reproduced by allowing the passage of light from the environment.
- o Virtual Retinal Displays (VRD's), para los que la solución consiste en proyectar directamente sobre la retina las imágenes generadas por el computador, de forma que se superponen directamente sobre el sistema visual del observador. o Virtual Retinal Displays (VRD's), for which the solution consists in projecting images generated by the computer directly onto the retina, so that they are superimposed directly on the observer's visual system.
- o Head Mounted Projective Displays (HMPD's), en los que se incorpora una pantalla transparente sobre la que se proyectan los elementos generados por el computador. o Head Mounted Projective Displays (HMPD's), in which a transparent screen is incorporated on which the elements generated by the computer are projected.
• De proyección espacial, en los que se proyectan los elementos generados por el computador sobre el propio entorno (como lo haría un proyector tradicional sobre una pantalla), cuidando de que ésta sea coherente con dicho entorno pero sin que esto implique coherencia con el punto de vista de ningún observador en concreto (el aspecto de la proyección no cambia cuando el observador modifica su posición). • Spatial projection, in which the elements generated by the computer are projected onto the environment itself (as a traditional projector would do on a screen), taking care that it is coherent with said environment but without this implying coherence with the point of view of any particular observer (the appearance of the projection does not change when the observer changes its position).
Sería, por tanto, deseable contar con un dispositivo capaz de aunar las ventajas de cada una de las soluciones presentadas, conjugando la posición fija a la cabeza que permite simular una integración de objetos 3D generados por computador en el entorno, con la proyección espacial, que permite el enriquecimiento real del entorno mediante la integración directa sobre éste de los elementos generados por el computador. El resultado sería la posibilidad de contar con un dispositivo que proyectaría elementos generados por computador sobre el entorno guardando la coherencia espacial con él a los ojos del observador. Con este objetivo, la presente invención combina elementos de fijación solidaria del dispositivo a la cabeza del observador, la presencia de una cámara montada sobre dicho elemento de fijación, y de un picoproyector tambíen montado sobre éste, de manera que todos ellos mantengan su posición relativa y garanticen la posibilidad de cumplir con el objetivo de mantener la coherencia espacial entre los elementos proyectados sobre el entorno y éste a los ojos del observador. Therefore, it would be desirable to have a device capable of combining the advantages of each of the solutions presented, combining the fixed position at the head that allows simulating an integration of computer-generated 3D objects in the environment, with spatial projection, that allows the real enrichment of the environment through the direct integration on it of the elements generated by the computer. The result would be the possibility of having a device that would project computer-generated elements onto the environment, keeping spatial coherence with it in the eyes of the observer. To this end, the present invention combines fastening elements integral with the device at the observer's head, the presence of a camera mounted on said fastening element, and a pico-projector also mounted on it, so that all of them maintain their relative position and guarantee the possibility of fulfilling the objective of maintaining spatial coherence between the elements projected onto the environment and this in the eyes of the observer.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención consiste en un dispositivo de proyección espacial de realidad aumentada fijado a la cabeza y al procedimiento para su correcto funcionamiento tal y como describen las reivindicaciones. En particular, la invención cuenta con una cámara configurada para registrar información del entorno y acoplada a unos medios de procesamiento que están configurados para procesar la señal y extraer la información tridimensional del entorno. Además comprende un proyector configurado para recibir la información tridimensional y generar una proyección de acuerdo con dicha información tridimensional. También posee unos medios de fijación diseñados para fijar a la cabeza de un usuario la cámara y el proyector referido de manera que se muevan solidariamente y de manera conjunta sin variar sustancialmente la distancia relativa con los ojos del usuario. DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention consists of an augmented reality spatial projection device attached to the head and to the procedure for its correct operation as described in the claims. In particular, the invention has a camera configured to record information from the environment and coupled to a processing means that is configured to process the signal and extract the three-dimensional information from the environment. Furthermore, it comprises a projector configured to receive the three-dimensional information and generate a projection according to said three-dimensional information. It also has fixing means designed to fix the camera and the projector concerned to the head of a user so that they move jointly and severally without substantially varying the relative distance from the user's eyes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 describe una posible realización del sistema, en la que se utiliza un casco (1) como elemento de soporte de cámara (2) y picoproyector (3) y de fijación solidaria del conjunto a la cabeza del usuario. En la figura 2 se aprecia cómo la configuración de la proyección que realiza el picoproyector puede verse modificada cuando el sistema se desplaza respecto al entorno: para conseguir que el elemento proyectado (5) aparezca inmóvil en el entorno, un desplazamiento del sistema puede ocasionar que la proyección cambie de una configuración como (4) a una configuración como (6), de tal forma que el mencionado elemento (5) permanezca aparentemente inmóvil. En las figuras 3 y 4 pueden verse detalles de sendas configuraciones de proyección. En la figura 6 puede verse en detalle cómo para simular la presencia de un objeto tridimensional (8) en el entorno para el observador (7) es necesario realizar una proyección adaptada a la superficie sobre la que se realiza. En este caso, la sensación de estar observando un objeto tridimensional cuando se proyecta sobre una superficie plana y horizontal requiere que el picoproyector genere una imagen como (9), que vista desde la perspectiva del observador (7) dará la sensación de estar contemplando el objeto tridimensional (8) sobre dicha superficie de proyección. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 describes a possible embodiment of the system, in which a helmet (1) is used as a support element for the camera (2) and pico projector (3) and for the unit to be attached to the user's head. . Figure 2 shows how the configuration of the projection carried out by the pico projector can be modified when the system moves with respect to the environment: in order to make the projected element (5) appear immobile in the environment, a displacement of the system can cause the projection changes from a configuration like (4) to a configuration like (6), in such a way that the mentioned element (5) remains apparently immobile. Figures 3 and 4 show details of each projection configuration. Figure 6 shows in detail how to simulate the presence of a three-dimensional object (8) in the environment for the observer (7) it is necessary to make a projection adapted to the surface on which it is performed. In this case, the sensation of observing a three-dimensional object when it is projected on a flat and horizontal surface requires the picoprojector to generate an image like (9), which seen from the perspective of the observer (7) will give the sensation of contemplating the three-dimensional object (8) on said projection surface.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un elemento de fijación del conjunto a la cabeza (1 ); a tal fin puede utilizarse un casco o gorro rígido firmemente sujeto, o unas gafas sujetas con patillas o con banda elástica, en el caso de que el peso y volumen de los demás componentes lo permitan. Su cometido fundamental no es sólo de sujección del conjunto, sino que debe garantizar que las posiciones relativas entre todos los elementos de la invención (cámara -picoproyector) y los ojos del observador permanecen sin variaciones. Esta última característica es imprescindible para permitir realizar los cálculos necesarios para el correcto funcionamiento del sistema de forma precisa. Si fuera necesario, la medición de dichas posiciones relativas debería realizarse mediante el adecuado proceso de calibración de todo el sistema. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An element for fixing the assembly to the head (1); To this end, a rigidly attached rigid hat or cap can be used, or glasses fastened with temples or with an elastic band, in case the weight and volume of the other components allow it. Its fundamental task is not only to hold the assembly, but must guarantee that the relative positions between all the elements of the invention (camera-projector) and the eyes of the observer remain unchanged. This last characteristic is essential to allow the necessary calculations to be carried out for the correct operation of the system. If necessary, the measurement of these relative positions should be carried out through the appropriate system-wide calibration process.
• Una cámara de vídeo (2), fijada de forma solidaria al elemento de fijación descrito anteriormente. Su cometido es capturar imágenes del entorno de forma continua (de ahí que necesariamente sea una cámara de vídeo), imágenes que inmediatamente serán enviadas a un computador para su procesamiento. El resultado de este procesamiento debe ser la posición y orientación tridimensional del observador dentro del entorno circundante, o respecto a los elementos más representativos o necesarios para la aplicación que en cada caso se considere. En muchas aplicaciones, estos elementos representativos son las llamadas 'marcas fiduciarias' (5), cuya forma y tamaño son conocidos, de tal forma que mediante la perspectiva apreciada en la imagen la posición y orientación tridimensional del observador, necesaria para completar la aplicación, puede extraerse de forma sencilla. No obstante, no es necesario que la referencia para la extracción de esta información sean estas marcas, pudiendo ser cualquier otro objeto integrado en el entorno. • A video camera (2), fixed in solidarity to the fixing element described above. Its task is to capture images of the environment continuously (hence it is necessarily a video camera), images that will immediately be sent to a computer for processing. The result of this processing must be the position and three-dimensional orientation of the observer within the surrounding environment, or with respect to the most representative or necessary elements for the application considered in each case. In many applications, these representative elements are the so-called 'fiduciary marks' (5), whose shape and size are known, in such a way that through the perspective appreciated in the image the position and three-dimensional orientation of the observer, necessary to complete the application, can be easily removed. However, it is not necessary that the reference for the extraction of this information be these marks, and it may be any other object integrated into the environment.
• Un picoproyector (3), fijada asimismos sobre el elemento de fijación descrito en primer lugar de forma solidaria, y garantizando una posición relativa fija respecto a la cámara, y de ambos respecto al usuario del sistema (7). Su cometido es proyectar sobre el entorno los gráficos generados por el computador (9) sobre la base de la información tridimensional extraída del análisis de las imágenes suministradas por la cámara. De esta forma, los gráficos proyectados sobre el entorno mantienen la coherencia espacial con éste (8), dando al observador la sensación de que los elementos representados por dichos gráficos realmente 'están ahí', integrados perfectamente. • A pico projector (3), fixed in the same way on the fixing element described first in a solidary way, and guaranteeing a fixed relative position with respect to the camera, and both with respect to the user of the system (7). Its task is to project onto the environment the graphics generated by the computer (9) on the basis of the three-dimensional information extracted from the analysis of the images supplied by the camera. In this way, the graphics projected onto the environment maintain spatial coherence with it (8), giving the observer the feeling that the elements represented by said graphics are really 'there', perfectly integrated.
El sistema tiene un funcionamiento continuo, de tal forma que los cambios de posición y/u orientación del usuario respecto al entorno, son inmediatamente capturados por la cámara montada en el sistema, analizados por el computador y utilizados para modificar la proyección. The system has a continuous operation, in such a way that the changes in position and / or orientation of the user with respect to the environment are immediately captured by the camera mounted on the system, analyzed by the computer and used to modify the projection.
Sirva como ejemplo la idea de que el sistema está integrando en el entorno una supuesta estatua, generada en este caso por el computador; si el usuario del sistema comenzase a rodear la posición donde dicha estatua está siendo proyectada, como haría con una real para apreciarla desde todos los ángulos, el sistema reaccionaría modificando la proyección, de tal forma que aparentemente se mantendría estática mientras el observador la rodea, como sucedería con una estatua real. Lógicamente dicha proyección no puede realizarse sobre el aire, luego se debe contar con una superficie que permita esta proyección desde todas las perspectivas (pantalla cilíndrica o giratoria). The idea that the system is integrating into the environment a supposed statue, generated in this case by the computer, serves as an example; if the user of the system began to surround the position where said statue is being projected, as it would with a real one to appreciate it from all angles, the system would react by modifying the projection, in such a way that it would apparently remain static while the observer surrounds it, as it would happen with a real statue. Logically, said projection cannot be carried out in the air, so it must have a surface that allows this projection from all perspectives (cylindrical or rotating screen).
La coherencia espacial se consigue mediante la detección y seguimiento de objetos conocidos en el entorno. Dado el conocimiento dimensional a priori de estos objetos, la imagen captada por la cámara presentará una cierta deformación respecto al patrón conocido, debido a la perspectiva con la que se observa la escena por el dispositivo; a partir de esta deformación, y haciendo uso de las herramientas matemáticas apropiadas (estimación de la transformación inversa de perspectiva a partir de la imagen) es posible determinar con precisión la posición relativa entre la cámara y el objeto de referencia, ubicando ambos en el espacio tridimensional. Con esta información, el computador recibe la información necesaria para generar los gráficos que luego serán proyectados sobre el entorno de tal forma que el usuario del sistema perciba que la posición aparente de los elementos proyectados es coherente con el entorno tridimensional, de forma que la sensación es que están perfectamente integrados en él, en posiciones espaciales fijas. Spatial coherence is achieved by detecting and tracking known objects in the environment. Given the a priori dimensional knowledge of these objects, the image captured by the camera will present a certain deformation with respect to the known pattern, due to the perspective with which the scene is observed by the device; From this deformation, and using the appropriate mathematical tools (estimation of the inverse transformation of perspective from the image), it is possible to accurately determine the relative position between the camera and the reference object, placing both in space three-dimensional. With this information, the computer receives the information necessary to generate the graphics that will later be projected onto the environment in such a way that the user of the system perceives that the apparent position of the projected elements is consistent with the three-dimensional environment, so that the sensation is that they are perfectly integrated into it, in fixed spatial positions.
De la descripción de los componentes se deduce que los costes del dispositivo objeto de la invención respecto a otros dispositivos descritos en el estado de la técnica es claramente inferior, cumpliendo virtualmente con las mismas funciones, siempre que se disponga de una superficie adecuada para realizar la proyección. Dados los componentes descritos anteriormente y la forma en la que se ha descrito el cometido de cada uno, el funcionamiento lógico del sistema implica los siguientes pasos: From the description of the components, it follows that the costs of the device object of the invention with respect to other devices described in the state of the art are clearly lower, fulfilling virtually the same functions, provided that a suitable surface is available to carry out the projection. Given the components described above and the way in which the role of each has been described, the logical operation of the system involves the following steps:
1. Captura de información del entorno: mediante la cámara (2) incorporada en el sistema, se recogen imágenes del entorno de forma continua. 1. Capture of environment information: using the camera (2) incorporated in the system, images of the environment are collected continuously.
Dado que está fijada solidariamente a la cabeza del usuario, se conoce la posición relativa respecto a éste, y respecto al sistema de proyección. Since it is fixed to the user's head, the position relative to the user and to the projection system is known.
- 2. 2.
- Análisis de las imágenes capturadas: las imágenes capturadas por la cámara son enviadas a un computador donde se procede a su análisis mediante los algoritmos apropiados de procesamiento de imágenes y visión por computador. Como resultado de este análisis, se deduce la posición y orientación 3D de algún o algunos objetos clave (5) que se hayan reconocido en las imágenes suministradas por la cámara. Analysis of captured images: images captured by the camera are sent to a computer where they are analyzed using the appropriate algorithms for image processing and computer vision. As a result of this analysis, the position and 3D orientation of some or some key objects (5) that have been recognized in the images supplied by the camera are deduced.
- 3. 3.
- Generación de los gráficos que se proyectarán sobre el entorno: de esta tarea también se encarga un computador, para lo cual ha de tener en cuenta dos factores: Generation of the graphics that will be projected onto the environment: a computer is also in charge of this task, for which it must take into account two factors:
- • •
- En primer lugar, la información de posición y orientación tridimensional de los objetos clave obtenidas en la fase anterior, ya que servirán como base para conseguir la necesaria coherencia espacial entre los gráficos generados y la posición del observador respecto al entorno; se ha de conseguir el efecto de que los elementos proyectados se integren 'espacialmente' en él (8). Firstly, the positional information and three-dimensional orientation of the key objects obtained in the previous phase, since they will serve as the basis for achieving the necessary spatial coherence between the generated graphics and the position of the observer with respect to the environment; the effect that the projected elements are integrated 'spatially' in it must be achieved (8).
- • •
- En segundo lugar, la posición y orientación del área sobre la que se debe realizar la proyección (5); dado que el usuario puede estar moviéndose o desplazándose respecto a su entorno, (4,6) se debe calcular dónde se debe realizar la proyección y con qué tamaño relativo, haciendo uso de algoritmos de control visual aplicados a su posición y escala, para así compensar cualquier movimiento del usuario en el espacio tridimensional. De esta forma, los gráficos generados deberán modificar dinámicamente su posición y tamaño dentro de la zona cubierta por el proyector (i.e. los gráficos proyectados no siempre han de cubrir el área completa de proyección ni permanecer estáticos en ésta). Secondly, the position and orientation of the area on which the projection must be carried out (5); given that the user may be moving or moving with respect to their environment, (4,6) it should be calculated where the projection should be made and with what relative size, making use of visual control algorithms applied to its position and scale, in order to compensate for any user movement in three-dimensional space. In this way, the generated graphics must dynamically modify their position and size within the area covered by the projector (i.e. the projected graphics do not always cover the entire projection area or remain static in it).
- 4. Four.
- Finalmente, los gráficos generados por el computador, atendiendo a los criterios anteriormente expuestos, son enviados al proyector para ser enviados sobre el entorno. Finally, the graphics generated by the computer, according to the criteria previously exposed, are sent to the projector to be sent on the environment.
El sistema consta de las siguientes partes fundamentales: un elemento de fijación a la cabeza, como pueda ser un casco o unas gafas (1 ), que garanticen que la posición relativa entre los distintos componentes del sistema y el observador se mantiene constante en todo momento; una cámara (2), que recoge las imágenes del entorno para ser analizadas; un picoproyector (3), que realiza la proyección de las imágenes generadas por el computador sobre el entorno. La posición concreta en la que estos dispositivos se fijan sobre el elemento de fijación no es relevante, siempre que se garantice la estacionareidad de sus posiciones relativas, como se ha mencionado. Dada la movilidad del usuario, la posición del área sobre la que se ha de proyectar la imagen generada por el computador (5) dentro del área cubierta por el proyector (4,6) puede variar, por lo que se ha de modificar la posición de la imagen generada por el computador dentro de ésta, para garantizar su correcta superposición sobre el área objetivo (5). Dado que el sistema está previsto para proyectar la ilusión en el observador (7) de que existen objetos tridimensionales (8) integrados en el entorno, se ha de realizar una proyección acorde con la superficie sobre la que se proyecta (9), de modo que a los ojos del observador el objeto aparente tener realmente volumen. The system consists of the following fundamental parts: an element of head fixation, such as a helmet or glasses (1), which guarantee that the relative position between the different components of the system and the observer remains constant at all times; a camera (2), which collects the images of the environment to be analyzed; a picoprojector (3), which performs the projection of the images generated by the computer on the environment. The specific position in which these devices are fixed on the fastening element is not relevant, provided that the stationarity of their relative positions, as mentioned. Given the mobility of the user, the position of the area over which the project the computer generated image (5) into the covered area by the projector (4.6) may vary, so the position of the the image generated by the computer within it, to guarantee its correct overlay on target area (5). Since the system is designed to project the illusion on the observer (7) that there are three-dimensional objects (8) integrated into the environment, it must be make a projection according to the surface on which it is projected (9), so that in the eyes of the observer the apparent object actually has volume.
Ejemplo: Una posible realización del sistema (aunque no se limite a ella) constaría de los siguientes elementos físicos: Example: A possible implementation of the system (although not limited to it) would consist of the following physical elements:
- • •
- Un casco o gafas (1) como elemento de soporte y fijación a la cabeza, A helmet or goggles (1) as a support element and attachment to the head,
- • •
- Una cámara lápiz o sportcam (2) fijada al elemento anterior, como dispositivo de captura de imagen. Esta cámara se conecta al computador mediante los apropiados elementos de interfaz (usualmente un conector USB para la transmisión de las imágenes al computador) para suministrar a éste la información necesaria para que éste realice los cálculos asignados, es decir, estimación de la posición relativa del observador en el entorno y respecto de los objetos presentes en él, y la A pencil camera or sportcam (2) attached to the previous element, as an image capture device. This camera is connected to the computer through the appropriate interface elements (usually a USB connector for transmitting images to the computer) to supply the computer with the information necessary for it to perform the assigned calculations, that is, estimate the relative position of the computer. observer in the environment and with respect to the objects present in it, and the
- posterior generación de los gráficos que serán proyectados, como se subsequent generation of the graphics that will be projected, as
- describe en los siguientes puntos. described in the following points.
- • Un computador para el análisis de las imágenes suministradas por la • A computer for the analysis of the images supplied by the
- cámara, cuyo resultado es la estimación de la posición tridimensional del camera, the result of which is the estimation of the three-dimensional position of the
- 5 5
- usuario del sistema dentro del entorno, así como su posición relativa user of the system within the environment, as well as its relative position
- respecto a los elementos reales integrados de dicho entorno. Este regarding the real integrated elements of said environment. East
- computador, a partir de esta estimación de la posición tridimensional del computer, from this estimate of the three-dimensional position of the
- observador, está también encargado de generar los gráficos que observer, is also in charge of generating the graphics that
- posteriormente serán proyectados sobre el entorno, y que simularán la later they will be projected onto the environment, and they will simulate the
- 1 O 1 O
- presencia de objetos estáticos en él. presence of static objects in it.
- • Un picoproyector láser (3) fijado a los elementos de fijación y soporte, • A laser pico projector (3) fixed to the fixing and support elements,
- que recibe las imágenes generadas por el computador mediante los that receives the images generated by the computer through the
- adecuados elementos de interfaz (normalmente un conector de señal de suitable interface elements (usually a signal connector
- vídeo, como pueda ser un conector VGA, DVI o similares) y las proyecta video, such as a VGA, DVI or similar connector) and projects them
- 15 fifteen
- sobre el entorno. about the environment.
- APLICACIÓN INDUSTRIAL INDUSTRIAL APPLICATION
- El dispositivo descrito en la presente invención puede ser utilizado en multitud The device described in the present invention can be used in many
- de entornos y aplicaciones dada su movilidad, versatilidad y bajo coste. Entre of environments and applications given their mobility, versatility and low cost. Between
- 20 twenty
- (aunque no limitado a) ellas, se encuentran: (although not limited to) them, are:
- • Asistencia a personas con discapacidad: supóngase el caso de personas • Assistance to people with disabilities: suppose the case of people
- con minusvalía intelectual a las que se quiere dotar de autonomía para with intellectual disabilities who want to give autonomy to
- desarrollar una vida independiente en su propio hogar. El sistema develop an independent life in your own home. The system
- descrito se puede utilizar para proporcionar instrucciones al usuario described can be used to provide instructions to the user
- 25 25
- sobre labores domésticas, manejo de aparatos, agenda, etc, mediante la about housework, appliance management, schedule, etc., through
- proyección de las instrucciones pertinentes sobre cualquier superficie projection of the relevant instructions on any surface
- cercana. Además, mediante la identificación de los aparatos de la casa close. In addition, by identifying household appliances
- (lavadora, horno, lavavajillas, ... ) se puede instruirle sobre su manejo (washing machine, oven, dishwasher, ...) can be instructed in its handling
- proyectando sobre estos aparatos las instrucciones (pulsar un botón projecting on these devices the instructions (press a button
- 30 30
- resaltado mediante la proyección, proyección de flechas para indicar highlighted by projection, projection of arrows to indicate
- movimientos o acciones, etc) movements or actions, etc.)
- • •
- Enriquecimiento de publicaciones: mediante la disposición de áreas Enrichment of publications: through the provision of areas
- marcadas en una publicación, ya sea física (libro, revista, cuento infantil, marked in a publication, whether physical (book, magazine, children's story,
- etc) o electrónica (lector de e-books, iPad, notebook, etc), el sistema etc) or electronic (e-book reader, iPad, notebook, etc.), the system
- puede proceder a su identificación y a la proyección sobre dichas áreas can proceed to their identification and projection on these areas
- 5 5
- de objetos virtuales 30, de tal forma que al mover el soporte (papel o of virtual objects 30, in such a way that move the media (paper or
- aparato), la proyección se modifica para dar la sensación de que dicho apparatus), the projection is modified to give the feeling that said
- objeto 30 permanece estático sobre el object 30 remains static on the
- soporte. La aplicación podría support. The application could
- servir tanto serve so much
- en el ámbito del entretenimiento como en publicaciones in the scope of entertainment how in publications
- científicas, material docente, etc. scientific, teaching material, etc.
- 10 10
- • Aplicaciones domóticas: el sistema puede utilizarse para realizar el • Applications home automation: the system can be used for perform the
- control control
- de múltiples aparatos, a modo de mando a distancia y of multiple appliances, to mode of I send to distance and
- programador universal, universal programmer,
- mediante su adecuada comunicación con la through its adequate communication with the
- central central
- computerizada. Puede servir también como teclado para el computerized. Can to serve too how keyboard for the
- teléfono, phone,
- de la alarma, añadiendo a las características descritas la of the alarm, adding to the characteristics described the
- 15 fifteen
- detección de movimientos del usuario (manos, dedos, etc) detection of user movements (hands, fingers, etc.)
- • •
- Entretenimiento: el sistema se puede utilizar para proyectar juegos sobre Entertainment - The system can be used to project games onto
- los que pueden interactuar varias personas, al realizarse esta proyección those that can interact several people, when making this projection
- sobre el entorno (un tablero, personajes de un juego, etc). También se about the environment (a board, characters from a game, etc). I also know
- puede utilizar para la visualización de futuras emisiones tridimensionales can use for visualization of future three-dimensional emissions
- 20 twenty
- de TV. of TV.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201031086A ES2391112B2 (en) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | AUGMENTED REALITY SPACE PROJECTION SYSTEM FIXED TO THE HEAD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201031086A ES2391112B2 (en) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | AUGMENTED REALITY SPACE PROJECTION SYSTEM FIXED TO THE HEAD |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2391112A1 ES2391112A1 (en) | 2012-11-21 |
ES2391112B2 true ES2391112B2 (en) | 2013-04-11 |
Family
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
ES201031086A Active ES2391112B2 (en) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | AUGMENTED REALITY SPACE PROJECTION SYSTEM FIXED TO THE HEAD |
Country Status (1)
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ES (1) | ES2391112B2 (en) |
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US5841409A (en) * | 1995-04-18 | 1998-11-24 | Minolta Co., Ltd. | Image display apparatus |
US5742263A (en) * | 1995-12-18 | 1998-04-21 | Telxon Corporation | Head tracking system for a head mounted display system |
WO2004012141A2 (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-05 | Zaxel Systems, Inc. | Virtual reality immersion system |
WO2009054619A2 (en) * | 2007-10-22 | 2009-04-30 | Moon Key Lee | Augmented reality computer device |
-
2010
- 2010-07-16 ES ES201031086A patent/ES2391112B2/en active Active
Also Published As
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ES2391112A1 (en) | 2012-11-21 |
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Legal Events
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FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2391112 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20130411 |