JP2014167786A - 拡張現実のための自動基準フレーム較正 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】仮想オブジェクトおよび/またはカメラ102の基準フレームを自動的に較正することによって、拡張現実感(AR)システム100の較正を可能にすることができる。仮想オブジェクト112の基準フレームから追跡システム108に関連する座標フレームへの写像もしくは変換を決定し、かつ/または計算することができる。または、カメラレンズ基準フレームから追跡システム108によって決定されるカメラ全体の基準フレームへの写像もしくは変換を決定し、かつ/または計算することができる。これらの技法は、仮想コンテンツと実際のシーンの生のカメラビューとの間のすばやく正確な位置合せを提供するためにARシステム100を較正することができる。
【選択図】図1
Description
102 カメラ
104 実オブジェクト(RO)
106 コンピュータ
108 追跡システム
110 仮想モデリングソフトウェア
112 仮想オブジェクト(VO)
114 拡張されたシーン
116 ディスプレイ
202 追跡システム
204 座標フレーム
206 RO基準フレーム
210 仮想モデリングソフトウェア
212 実オブジェクト(RO)の新しい基準フレーム
214 VO基準フレーム
216 新しいVO基準フレーム
218 基準フレーム間の位置合せ
300 ワンド
302 第1の部材
304 第2の部材
306 原点
308 追跡マーカー
310 追跡マーカー
312 追跡マーカー
314 追跡マーカー
316 追跡マーカー
400 実オブジェクト
402 追跡マーカー
404 追跡マーカー
406 追跡マーカー
452 点
454 点
456 点
458 点
460 点
500 実オブジェクト
502 点
504 点
506 点
508 点
600 仮想オブジェクト
602 点
604 点
606 点
608 点
702 追跡システム
704 座標フレーム
706 カメラの基準フレーム
710 仮想モデリングソフトウェア
712 座標フレーム
714 カメラレンズ基準フレーム
716 座標フレーム間の位置合せ
800 カメラ
801 フレーム
802 追跡マーカー
804 追跡マーカー
806 追跡マーカー
852 点
854 点
856 点
860 点
870 タブレットコンピュータ
872 ユーザ
874 第1の側面
876 第2の側面
880 実オブジェクト
881 ビュー
882 仮想オブジェクト
884 追跡マーカー
886 追跡マーカー
888 追跡マーカー
902 カメラ
904 視野
906 特殊な印刷されたマーカー
908 マーキング
910 コンピュータ
912 ソフトウェア
1002 部屋
1004 テーブル
1006 実オブジェクト
1010 仮想オブジェクト
1052 部屋
1056 実オブジェクト
1060 仮想オブジェクト
1100 流れ図
1200 流れ図
1300 データ処理システム
1302 通信ファブリック
1304 プロセッサユニット
1306 メモリ
1308 永続ストレージ
1310 通信ユニット
1312 入出力(I/O)ユニット
1314 ディスプレイ
Claims (12)
- 少なくとも1つのプロセッサを有するデータ処理システム100によって実行される拡張現実感のための方法であって、
オブジェクト追跡システム(108)に関連する追跡システム座標フレーム(204)を受信または確立することであって
前記追跡システム座標フレーム(204)は実際の3D空間に位置合せされ、
前記追跡システム(108)は、実際の3D空間および印刷されたマーカー(906)を取り込むカメラ(102)の実際の3D空間内の位置および方位を追跡する、
受信または確立することと、
前記追跡システム(108)から前記カメラ(102)のカメラ基準フレームを受信することであって、
前記カメラ基準フレームは前記追跡システム座標フレーム(204)に対する前記カメラ(102)の位置および方位を示す、
受信することと、
前記印刷されたマーカー(906)に関連する印刷されたマーカー座標フレーム(204)を受信または確立することであって、
前記印刷されたマーカー座標フレーム(204)は前記実際の3D空間に位置合せされ、
前記印刷されたマーカー座標フレーム(204)は前記追跡システム(108)座標フレーム(204)に位置合せされる、
受信または確立することと、
前記カメラ(102)のレンズのカメラレンズ基準フレームを決定することであって、
前記カメラレンズ基準フレームは、前記印刷されたマーカー座標フレーム(204)に対する前記カメラ(102)レンズの位置および方位を示す、
決定することと、
前記カメラ(102)基準フレームと前記カメラ(102)レンズ基準フレームとの間のカメラレンズ写像を決定することと、
前記実際の3D空間および1つまたは複数の仮想アイテムのビューを含む拡張されたシーン(114)を表示することであって、
前記カメラ(102)レンズ写像が、前記拡張されたシーン(114)内で前記1つまたは複数の仮想アイテムを変更するまたはひずませるために使用される、
表示することと
を含む方法。 - 前記カメラ(102)レンズ基準フレームを決定することは、前記印刷されたマーカー(906)に関連するソフトウェアプログラムによりカメラ(102)レンズ位置および方位情報を受信することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記印刷されたマーカー座標フレーム(204)を前記追跡システム座標フレーム(204)に位置合せすることは、
前記印刷されたマーカー(906)に関連する原点が、前記追跡システム(108)に関連する原点とほぼ同一の前記3D空間内の場所に配置され、
前記印刷されたマーカー(906)に関連する3つの軸が、前記追跡システム(108)に関連する3つの軸に前記3D空間内でほぼ位置合せされる
ように、前記実際の3D空間内の場所および方位に前記印刷されたマーカー(906)を配置することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記カメラ(102)レンズ写像を決定することは、
第1の実オブジェクト基準フレーム(212)を表す第1の変換行列を受信または決定することと、
前記カメラ(102)レンズ基準フレームと前記印刷されたマーカー座標フレーム(204)との間の場所および方位の差を表す第2の変換行列を決定することと、
前記カメラ(102)レンズ写像を表す第3の変換行列を計算することであって、
前記第3の変換行列は、前記カメラ基準フレームと前記カメラレンズ基準フレームとの間の場所および方位の差を表し、
前記第3の変換行列は、前記第1の変換行列と前記第2の変換行列との間または前記第2の変換行列と前記第1の変換行列との間のいずれかの行列除算を実行することによって計算される、
計算することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記拡張されたシーン(114)内で前記1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムを変更するまたはひずませるために前記カメラ(102)レンズ写像を使用することは、
第1の仮想アイテム基準フレーム(216)を使用して前記拡張されたシーン(114)内に第1の重ねられる仮想アイテムを配置することであって、
前記第1の仮想アイテム基準フレーム(216)は前記追跡システム座標フレーム(204)に関係する、
配置することと、
前記カメラ(102)の前記場所および方位に関するリアルタイム情報を前記追跡システム(108)から受信することと、
前記リアルタイム情報に基づいて、前記カメラ(102)レンズ基準フレームを更新するために、変換のために仮想オブジェクト(112)写像を参照することと、
前記更新された前記カメラ(102)レンズ基準フレームに基づいて前記1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムを変更するかひずませることによって前記拡張されたシーン(114)を更新することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記拡張されたシーン(114)内の前記1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムを変更するかひずませることは、前記カメラ(102)が前記3D空間内の実オブジェクト(104)から離れることに応答して、前記重ねられる仮想アイテムを縮小することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記拡張されたシーン(114)内の前記1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムを変更するかひずませることは、前記カメラ(102)が前記3D空間内の実オブジェクト(104)に近づくことに応答して、前記重ねられる仮想アイテムを拡大することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記拡張されたシーン(114)内の前記1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムを変更するかひずませることは、前記カメラ(102)が前記3D空間内の実オブジェクト(104)に対してある角度で移動することに応答して、前記重ねられる仮想アイテムを回転させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 実オブジェクト(104)を含む実際の3D空間のビューを取り込むカメラ(102)と、
前記実オブジェクト(104)および前記カメラ(102)の実際の3D空間内の位置および方位を追跡する追跡システム(108)であって、前記追跡システム(108)に関連する追跡システム座標フレーム(204)を確立するように構成され、前記追跡システム座標フレーム(204)は前記実際の3D空間に位置合せされている、追跡システム(108)と、
前記カメラ(102)および前記追跡システム(108)に結合され、1つまたは複数のメモリユニットを有し、仮想モデラを有するように構成されたコンピュータ(106)であって、前記仮想モデラは、
前記追跡システム(108)から、前記実オブジェクト(104)の第1の実オブジェクト基準フレームを受信するように構成され、前記第1の実オブジェクト基準フレーム(212)は前記追跡システム座標フレーム(204)に対する前記実オブジェクト(104)の位置および方位を示し、
前記実オブジェクト(104)の第2の実オブジェクト基準フレーム(212)を計算するようにさらに構成され、前記第2の実オブジェクト基準フレーム(212)は、前記追跡システム座標フレーム(204)に対する前記実オブジェクトの位置および方位を示し、
仮想オブジェクト(112)の第1の仮想オブジェクト基準フレーム(216)を前記1つまたは複数のメモリユニットから受信するように構成され、前記仮想オブジェクト(112)は前記実オブジェクト(104)にならってモデリングされ、前記第1の仮想オブジェクト基準フレーム(216)は前記追跡システム座標フレーム(204)に関係付けられず、
前記仮想オブジェクト(112)の第2の仮想オブジェクト基準フレーム(216)を計算するようにさらに構成され、前記第2の仮想オブジェクト基準フレーム(216)は前記追跡システム座標フレーム(204)に対する前記仮想オブジェクト(112)の位置および方位を示し、
前記第1の仮想オブジェクト基準フレーム(216)と前記追跡システム座標フレーム(204)との間の仮想オブジェクト(112)写像を計算するようにさらに構成され、かつ
前記実際の3D空間のビュー、前記実オブジェクト(104)のビュー、および1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムを含む拡張されたシーン(114)を生成し、前記1つまたは複数のメモリユニットに格納するようにさらに構成され、前記仮想オブジェクト(112)写像は、前記1つまたは複数の仮想アイテムが前記実オブジェクト(104)に位置合せされるように前記拡張されたシーン(114)内に前記1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムを配置するのに使用される、
コンピュータ(106)と
を備えるシステム。 - 前記コンピュータ(106)に結合されたディスプレイをさらに備え、前記仮想モデラは前記拡張されたシーン(114)を前記ディスプレイに通信するようにさらに構成され、前記ディスプレイは前記拡張されたシーン(114)をユーザに示すように構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記拡張されたシーン(114)内に前記1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムを配置するために前記仮想オブジェクト(112)写像を使用することは、
第1の重ねられる仮想アイテムの第1の仮想アイテム基準フレーム(216)を受信することであって、
前記第1の仮想アイテム基準フレーム(216)は前記追跡システム座標フレーム(204)に関係付けられない
受信することと、
前記第1の仮想アイテム基準フレーム(216)を前記追跡システム座標フレーム(204)に関係する変換された基準フレームに変換するために前記仮想オブジェクト(112)写像を参照することと、
前記変換された基準フレームを使用して前記拡張されたシーン(114)内に前記第1の重ねられる仮想アイテムを配置することと
を含む、請求項9に記載のシステム。 - 前記仮想モデラは、
前記実オブジェクト(104)の前記場所および方位に関するリアルタイム情報を前記追跡システム(108)から受信し、
前記リアルタイム情報に基づいて前記仮想オブジェクト(112)写像を更新し、かつ
前記1つまたは複数の重ねられる仮想アイテムが前記実オブジェクトに位置合せされたままになるように、前記1つまたは複数の仮想アイテムの前記配置を更新することによって前記拡張されたシーン(114)を更新する
ようにさらに構成される、請求項9に記載のシステム。
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