一種實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地圖信息顯示和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR)是在虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)。它可以把計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬圖像與真實(shí)的世界進(jìn)行疊加，令虛擬圖像和真實(shí)世界能夠合并顯示，對(duì)于用戶對(duì)真實(shí)世界的感知與交互能力有很好的增強(qiáng)效果。而且增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有實(shí)時(shí)交互的性質(zhì)，只要是具有攝像功能和顯示屏的設(shè)備都可以滿足要求。
[0003]紙質(zhì)地形圖是將地面上的地物地貌等按照平行投影的方法、一定的比例尺縮繪到圖紙上，形成表示地表起伏形態(tài)和地理位置、形狀的平面投影圖。這是傳統(tǒng)使用的地形圖，通過它可以同時(shí)觀察大范圍內(nèi)的地形、并且在需要的地方進(jìn)行標(biāo)記、使用方便、便于攜帶，這些都是紙質(zhì)地形圖的優(yōu)點(diǎn)。但是隨著科技迅速發(fā)展，人們所知道的信息快速增多，紙質(zhì)地形圖只能包含有限的信息量，無法全面及時(shí)的反映大量相關(guān)的信息，這是它的主要缺點(diǎn)。
[0004]而電子地形圖即在計(jì)算機(jī)屏幕上繪制和顯示的地形圖，它擁有大量精確的數(shù)據(jù)信息，這是紙質(zhì)地形圖難易相比的。但是因?yàn)槠聊淮笮∮邢?，電子地形圖無法觀察大范圍的整體地形，進(jìn)行標(biāo)記也比較麻煩。在實(shí)際使用中，單獨(dú)使用紙質(zhì)地形圖或者電子地形圖都有一定不足，因此我們希望可以將它們結(jié)合起來使用。
[0005]但是對(duì)于紙質(zhì)地形圖和電子地形圖結(jié)合顯示來說，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)最大的不足在于標(biāo)識(shí)物圖像單一且不具有代表意義，不方便用戶使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法及裝置，目的在于綜合利用紙質(zhì)地圖與電子地圖的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)其不足，方便用戶的使用。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法，包括:
[0008]捕獲紙質(zhì)地圖的圖像，從所述圖像中檢測(cè)出標(biāo)識(shí)物，所述標(biāo)識(shí)物為經(jīng)過預(yù)先訓(xùn)練的標(biāo)識(shí)物，所述標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案為以所述紙質(zhì)地圖為背景的圖案；
[0009]通過所述標(biāo)識(shí)物的邊框及內(nèi)部圖案計(jì)算得到所述標(biāo)識(shí)物的位置信息及方向信息;
[0010]將所述標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)物模板進(jìn)行比對(duì)，獲取與所述標(biāo)識(shí)物相對(duì)應(yīng)的模型；
[0011]根據(jù)所述位置信息及方向信息，在紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的場(chǎng)景中對(duì)所述模型進(jìn)行顯示。
[0012]可選地，在所述捕獲紙質(zhì)地圖的圖像，從所述圖像中檢測(cè)出標(biāo)識(shí)物之前還包括:
[0013]預(yù)先對(duì)多個(gè)標(biāo)識(shí)物進(jìn)行識(shí)別訓(xùn)練，建立標(biāo)識(shí)物模板。
[0014]可選地，所述標(biāo)識(shí)物的邊框?yàn)檫呴L(zhǎng)60毫米、寬度10毫米的黑色邊框。
[0015]可選地，所述將所述標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)物模板進(jìn)行比對(duì)，獲取與所述標(biāo)識(shí)物相對(duì)應(yīng)的模型包括:
[0016]當(dāng)檢測(cè)到的標(biāo)識(shí)物為多個(gè)時(shí)，將所述多個(gè)標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案分別與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)物模板進(jìn)行比對(duì)，獲取與各個(gè)標(biāo)識(shí)物相對(duì)應(yīng)的多個(gè)模型，以同時(shí)對(duì)所述標(biāo)識(shí)物進(jìn)行識(shí)別。
[0017]可選地，在所述根據(jù)所述位置信息及方向信息，在紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的場(chǎng)景中對(duì)所述模型進(jìn)行顯示之后還包括:
[0018]響應(yīng)用戶輸入的對(duì)所述模型進(jìn)行縮放、平移或旋轉(zhuǎn)操作的控制指令。
[0019]可選地，所述用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)或菜單輸入所述控制指令。
[0020]可選地，所述模型為3D模型。
[0021]本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的裝置，包括:
[0022]檢測(cè)模塊，用于捕獲紙質(zhì)地圖的圖像，從所述圖像中檢測(cè)出標(biāo)識(shí)物，所述標(biāo)識(shí)物為經(jīng)過預(yù)先訓(xùn)練的標(biāo)識(shí)物，所述標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案為以所述紙質(zhì)地圖為背景的圖案；
[0023]計(jì)算模塊，用于通過所述標(biāo)識(shí)物外框及內(nèi)部圖案計(jì)算得到所述標(biāo)識(shí)物的位置信息及方向信息；
[0024]獲取模塊，用于將所述標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)物模板進(jìn)行比對(duì)，獲取與所述標(biāo)識(shí)物相對(duì)應(yīng)的模型；
[0025]顯示模塊，用于根據(jù)所述位置信息及方向信息，在紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的場(chǎng)景中對(duì)所述模型進(jìn)行顯示。
[0026]可選地，還包括:
[0027]建立模塊，用于在所述檢測(cè)模塊捕獲紙質(zhì)地圖的圖像，從所述圖像中檢測(cè)出標(biāo)識(shí)物之前，預(yù)先對(duì)所述標(biāo)識(shí)物進(jìn)行識(shí)別訓(xùn)練，建立標(biāo)識(shí)物模板。
[0028]可選地，還包括:
[0029]響應(yīng)模塊，用于在所述顯示模塊根據(jù)所述位置信息及方向信息，在紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的場(chǎng)景中對(duì)所述模型進(jìn)行顯示之后，響應(yīng)用戶輸入的對(duì)所述模型進(jìn)行縮放、平移或旋轉(zhuǎn)操作的控制指令。
[0030]本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法及裝置，通過對(duì)原標(biāo)識(shí)物進(jìn)行改進(jìn)，將紙質(zhì)地圖上的圖案直接用作標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案，來獲得大量互不相同的標(biāo)識(shí)物。與原標(biāo)識(shí)物的固定圖案相比，本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法及裝置，其標(biāo)識(shí)物具有自己的含義，不必用戶自己設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)物圖案，使用戶的使用更加方便。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法的一種【具體實(shí)施方式】的流程圖；
[0032]圖2為本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法的另一種【具體實(shí)施方式】的流程圖；
[0033]圖3為本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法的效果圖；
[0034]圖4為本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的裝置的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以做到將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬圖像和真實(shí)的世界進(jìn)行疊加，令用戶可以同時(shí)對(duì)真實(shí)世界和虛擬世界進(jìn)行融合觀察。在本發(fā)明中，紙質(zhì)地圖即真實(shí)世界，電子地圖的數(shù)據(jù)信息可以轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬圖像，將它們使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行融合顯不O
[0036]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法的一種【具體實(shí)施方式】的流程圖如圖1所示，該方法包括:
[0038]步驟SlOl:捕獲紙質(zhì)地圖的圖像，從所述圖像中檢測(cè)出標(biāo)識(shí)物，所述標(biāo)識(shí)物為經(jīng)過預(yù)先訓(xùn)練的標(biāo)識(shí)物，所述標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案為以所述紙質(zhì)地圖為背景的圖案；
[0039]步驟S102:通過所述標(biāo)識(shí)物的邊框及內(nèi)部圖案計(jì)算得到所述標(biāo)識(shí)物的位置信息及方向信息；
[0040]步驟S103:將所述標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)物模板進(jìn)行比對(duì)，獲取與所述標(biāo)識(shí)物相對(duì)應(yīng)的模型；
[0041]步驟S104:根據(jù)所述位置信息及方向信息，在紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的場(chǎng)景中對(duì)所述模型進(jìn)行顯示。
[0042]本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法，通過對(duì)原標(biāo)識(shí)物進(jìn)行改進(jìn)，將紙質(zhì)地圖上的圖案直接用作標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案，來獲得大量互不相同的標(biāo)識(shí)物。與原標(biāo)識(shí)物的固定圖案相比，本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法，其標(biāo)識(shí)物具有自己的含義，不必用戶自己設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)物圖案，使用戶的使用更加方便。
[0043]現(xiàn)有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中原本的標(biāo)識(shí)物很不適用，主要是由于:(1)原標(biāo)識(shí)物的尺寸是固定的，不能在紙質(zhì)地圖上靈活使用；(2)原標(biāo)識(shí)物的圖案是固定的，而本申請(qǐng)中則需要大量的標(biāo)識(shí)物，而逐一設(shè)計(jì)互不相同的標(biāo)識(shí)物是很困難的，標(biāo)識(shí)物不具有特定的意義也會(huì)增加實(shí)際應(yīng)用的難度。
[0044]因此，本發(fā)明提供了實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的方法的另一種【具體實(shí)施方式】，其流程圖如圖2所示，與上一實(shí)施例相比，本實(shí)施例中增加了對(duì)標(biāo)識(shí)物進(jìn)行訓(xùn)練的過程，能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)識(shí)物并且增加了用戶交互功能，該方法包括:
[0045]步驟S201:預(yù)先對(duì)多個(gè)標(biāo)識(shí)物進(jìn)行識(shí)別訓(xùn)練，建立標(biāo)識(shí)物模板；
[0046]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的開發(fā)包中原有的標(biāo)識(shí)物是由邊長(zhǎng)為80mm，寬度為40mm的黑色邊框包圍的白色背景的圖案，由于它的尺寸不夠靈活，設(shè)計(jì)大量互不相同的圖案也很困難，所以在實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)地形圖和電子地形圖結(jié)合的過程中并不實(shí)用。本發(fā)明將標(biāo)識(shí)物的尺寸變?yōu)檫呴L(zhǎng)60mm，寬度1mm的黑色邊框包圍的任意非對(duì)稱圖案，這樣的大小滿足容易訓(xùn)練和識(shí)別、不過多的遮擋紙質(zhì)地圖的內(nèi)容、有足夠的空間來設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)物圖案的要求，能夠使標(biāo)識(shí)物的使用更加方便靈活，用在紙質(zhì)地圖上非常合適。
[0047]其次，以紙質(zhì)地圖上的地形地貌構(gòu)成復(fù)雜，極少有重復(fù)的情況，因此將紙質(zhì)地圖上的圖案直接用作標(biāo)識(shí)物。這樣做不僅可以獲得大量互不相同的標(biāo)識(shí)物，而且標(biāo)識(shí)物具有自己的含義，不必用戶自己設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)物圖案，也能避免用戶過多的麻煩，使本發(fā)明更加方便實(shí)用。
[0048]步驟S202:使用攝像頭捕獲視頻，從中檢測(cè)標(biāo)識(shí)物；
[0049]步驟S203:通過所述標(biāo)識(shí)物的邊框及內(nèi)部圖案計(jì)算得到所述標(biāo)識(shí)物的位置信息及方向信息；
[0050]步驟S204:當(dāng)檢測(cè)到的標(biāo)識(shí)物為多個(gè)時(shí)，將所述多個(gè)標(biāo)識(shí)物的內(nèi)部圖案分別與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)物模板進(jìn)行比對(duì)，獲取與各個(gè)標(biāo)識(shí)物相對(duì)應(yīng)的多個(gè)模型，以同時(shí)對(duì)所述標(biāo)識(shí)物進(jìn)行識(shí)別；
[0051]為了能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)識(shí)物并渲染不同模型的功能，需要預(yù)先設(shè)置一個(gè)標(biāo)識(shí)物模板列表，用于存放多個(gè)標(biāo)識(shí)物模板的信息；設(shè)置一個(gè)值，用于存放標(biāo)識(shí)物模板的總數(shù)量；設(shè)置一個(gè)數(shù)組和一個(gè)變量，用于存放模型及控制渲染哪個(gè)模型。
[0052]步驟S205:根據(jù)所述位置信息及方向信息，在紙質(zhì)地圖與電子地圖結(jié)合顯示的場(chǎng)景中對(duì)所述模型進(jìn)行顯示；
[0053]具體地，根據(jù)想要與紙質(zhì)地圖結(jié)合顯示的電子地圖的數(shù)據(jù)信息制作相應(yīng)的模型。只要最終獲得的模型為mqo格式，可以充分展示電子地圖中想要的信息即可。
[0054]mqo格式是軟件水杉(Metasequoia)的專有格式，它不僅可以通過水杉軟件打開進(jìn)行查看和修改，也可以通過文本文件的方式進(jìn)行查看。mqo文件的內(nèi)容主要包括mqo文件的標(biāo)題、Scene、Material、Object、點(diǎn)集合等，這些模塊是一般mqo文件中都會(huì)存在的。其中，文件標(biāo)題就是該文件的名字；Scene主要定義了圖形的初始位置，觀察點(diǎn)，環(huán)境光等參數(shù);Material中主要定義了材質(zhì)名稱，顏色(col)，