基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)方法及裝置，用以提高三維地圖系統(tǒng)的信息與現(xiàn)實(shí)場景中存在物疊加位置的準(zhǔn)確性，其中，所述基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)方法，包括：獲取移動終端攝像頭的實(shí)測地理位置方向參數(shù)；將所述實(shí)測地理位置方向參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方向參數(shù)；調(diào)用基于移動終端攝像頭的實(shí)測成像參數(shù)獲得的視錐透視參數(shù)及所述地圖位置方向參數(shù)，顯示三維地圖系統(tǒng)中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息。
【專利說明】基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR, Augmented Reality)是利用虛擬物體對真實(shí)場景進(jìn)行現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)的技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)保留用戶實(shí)際所處的環(huán)境作為用戶的主要感知和交互環(huán)境，通過將文本、二維圖形、三維模型等虛擬生成的信息標(biāo)注在顯示屏上所顯示的用戶實(shí)際所處環(huán)境中的物體上，從而實(shí)現(xiàn)對用戶所處的環(huán)境的注釋、說明，或者增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的效果。比如，用戶帶上專用的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示眼鏡，親身到某博物館參觀，其在觀看某個文物時(shí)，他不僅可以看到文物及其周圍環(huán)境本身，還可以看到通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)附加的對該文物的介紹信息。
[0003]隨著AR實(shí)現(xiàn)方式的不斷豐富，目前出現(xiàn)了基于三維地圖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的AR應(yīng)用。該應(yīng)用如圖1所示，用戶開啟移動終端攝像頭并將該攝像頭對準(zhǔn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境，此時(shí)，用戶移動終端屏幕會顯示當(dāng)前現(xiàn)實(shí)場景中的存在物(如建筑物、街道等)，同時(shí)由于安裝在移動終端上的三維地圖系統(tǒng)中記錄有這些存在物的增強(qiáng)性、說明性或描述性信息，比如建筑物的名稱、建筑物中的商家信息等等，因此，用戶移動終端屏幕上不僅顯示有當(dāng)前現(xiàn)實(shí)場景中的存在物，還會顯示這些存在物的說明性、描述性或增強(qiáng)性的信息，這使得用戶能夠方便、快捷地知道現(xiàn)實(shí)場景存在物更多更豐富的信息，為用戶帶來新的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用體驗(yàn)。
[0004]基于三維地圖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的AR應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)，一般是通過現(xiàn)實(shí)場景的經(jīng)緯度位置和三維地圖系統(tǒng)的虛擬攝像機(jī)的攝像頭水平方向，將三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息疊加在現(xiàn)實(shí)場景中，但是，由于三維地圖系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)場景之間的對應(yīng)關(guān)系非常復(fù)雜，僅考慮上述因素，無法使三維地圖系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)場景精確匹配，從而導(dǎo)致三維地圖系統(tǒng)的信息疊加在現(xiàn)實(shí)場景中存在物上的位置不準(zhǔn)確，無法帶給用戶良好的用戶體驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供的基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)顯示實(shí)現(xiàn)方法及裝置，用以提高三維地圖系統(tǒng)的信息與現(xiàn)實(shí)場景中存在物疊加位置的準(zhǔn)確性。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)顯示實(shí)現(xiàn)方法，包括:
[0007]獲取移動終端攝像頭的實(shí)測地理位置方向參數(shù)；
[0008]將所述實(shí)測地理位置方向參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方向參數(shù)；
[0009]調(diào)用基于移動終端攝像頭的實(shí)測成像參數(shù)獲得的視錐透視參數(shù)及所述地圖位置方向參數(shù)，顯示三維地圖系統(tǒng)中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)裝置，包括:
[0011]獲取單元，用于獲取移動終端攝像頭的實(shí)測地理位置方向參數(shù)；
[0012]轉(zhuǎn)換單元，用于將所述實(shí)測地理位置方向參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方向參數(shù)；
[0013]獲得單元，用于基于移動終端攝像頭的實(shí)測成像參數(shù)獲得的視錐透視參數(shù)；
[0014]調(diào)用單元，用于調(diào)用所述獲得單元獲得的視錐透視參數(shù)及所述地圖位置方向參數(shù)，顯示三維地圖系統(tǒng)中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供的基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)方法及裝置，首先將移動終端攝像頭的實(shí)測地理位置方向參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方法參數(shù)，并根據(jù)移動終端設(shè)備頭的實(shí)測成像參數(shù)確定三維地圖系統(tǒng)的視錐透視參數(shù)，這樣，使得三維地圖系統(tǒng)成像與移動終端攝像頭成像重合，保證了三維地圖系統(tǒng)成像能夠與現(xiàn)實(shí)場景場景精確匹配，進(jìn)而在移動終端攝像頭成像畫面上疊加三維地圖系統(tǒng)中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息時(shí)，保證了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息準(zhǔn)確地疊加在了其在現(xiàn)實(shí)場景中對應(yīng)的存在物上，帶給用戶更好的用戶體驗(yàn)。
[0016]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中，基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)方法實(shí)施流程示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中，移動終端的攝像頭成像原理示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中，視錐透視參數(shù)包含的各個參數(shù)的物理含義描述示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中，直角三角形示意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中，等腰三角形示意圖；
[0023]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用示意圖；
[0024]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中，基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]為了提高三維地圖系統(tǒng)與現(xiàn)實(shí)場景的匹配精確度，進(jìn)而提高三維地圖系統(tǒng)中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息與現(xiàn)實(shí)場景中的存在物疊加位置的準(zhǔn)確性，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)顯示實(shí)現(xiàn)方法及裝置。
[0026]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，并且在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0027]如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)顯示實(shí)現(xiàn)方法的實(shí)施流程示意圖，包括以下步驟:
[0028]S201、獲取移動終端攝像頭的實(shí)測地理位置方向參數(shù)；
[0029]其中，實(shí)測地理位置方向參數(shù)可以但不限于為描述移動終端攝像頭所處的位置點(diǎn)、攝像頭正前方(視軸方向)某一位置點(diǎn)以及其正上方(與視軸垂直方向)某一位置點(diǎn)的地理位置方向參數(shù)。[0030]目前，由于越來越多的移動終端上配置了GPS (全球定位系統(tǒng))和三軸陀螺儀，因此，硬件上能夠支持對移動終端攝像頭的地理位置方向參數(shù)的測量，從而，本發(fā)明實(shí)施例中，可以從移動終端上直接獲取移動終端攝像頭每一點(diǎn)對應(yīng)的地理位置方向參數(shù)。其中，每一點(diǎn)對應(yīng)的地理位置方向參數(shù)可以采用三維坐標(biāo)(β，λ，H)進(jìn)行描述，其中，β是該點(diǎn)的緯度，λ是該點(diǎn)的經(jīng)度，H是該點(diǎn)的海拔高度。假設(shè)移動終端攝像頭所處的位置點(diǎn)、攝像頭正前方某一位置點(diǎn)以及其正上方某一位置點(diǎn)對應(yīng)的地理位置方向參數(shù)分別為(β 1，λ ” H1)、( β 2，λ 2，H2)和(β 3，λ 3，H3)。
[0031]S202、將獲取的實(shí)測地理位置方向參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方向參數(shù)；
[0032]具體實(shí)施時(shí)，將表示每一點(diǎn)對應(yīng)的地理位置方向參數(shù)的三維坐標(biāo)(β u X1, H)、(β 2，λ 2，H2)和(β 3，λ 3，H3)轉(zhuǎn)化為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，即可得到移動終端攝像頭在三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方向參數(shù)。
[0033]以三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系為笛卡爾坐標(biāo)為例,將表不每一點(diǎn)對應(yīng)的地理位置方向參數(shù)的三維坐標(biāo)分別代入笛卡爾坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式中，即可得到該點(diǎn)在三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下對應(yīng)的地圖位置方向參數(shù)。
[0034]具體實(shí)施時(shí)，由于地球是一個橢球體，其在笛卡爾坐標(biāo)系中表不為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取移動終端攝像頭的實(shí)測地理位置方向參數(shù)； 將所述實(shí)測地理位置方向參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方向參數(shù)；調(diào)用基于移動終端攝像頭的實(shí)測成像參數(shù)獲得的視錐透視參數(shù)及所述地圖位置方向參數(shù)，顯示三維地圖系統(tǒng)中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系為笛卡爾坐標(biāo)系，則將所述實(shí)測地理位置方向參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方向參數(shù)具體包括: 將所述實(shí)測地理位置方向參數(shù)代入笛卡爾坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，得到地圖位置方向參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述笛卡爾坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式為:

4.如權(quán)利要求1至3所述的任一項(xiàng)方法，其特征在于，所述實(shí)測成像參數(shù)包括:移動終端屏幕寬度w和高度h，移動終端攝像頭到被觀測物體的距離S，被觀測物體在攝像頭屏幕中的成像高度L ;所述視錐透視參數(shù)包括:透視角，移動終端屏幕寬高比，觀測點(diǎn)到移動終端屏幕的距離，觀測點(diǎn)到被觀測物體的距離，則基于移動終端攝像頭的實(shí)測成像參數(shù)獲得視錐透視參數(shù)具體包括: 根據(jù)公式2*arCtg((L-h)/(2*S))，得到視錐透視參數(shù)中的透視角； 根據(jù)公式w/h，得到視錐透視參數(shù)中的移動終端屏幕寬高比； 根據(jù)公式s*h/(L-h)，得到視錐透視參數(shù)中的觀測點(diǎn)到移動終端屏幕的距離； 根據(jù)公式s*L/(L-h)，得到視錐透視參數(shù)中的觀測點(diǎn)到被觀測物體的距離。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括: 接收用戶輸入的移動終端攝像頭的實(shí)測成像參數(shù)。
6.一種基于三維地圖系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，包括: 獲取單元，用于獲取移動終端攝像頭的實(shí)測地理位置方向參數(shù)； 轉(zhuǎn)換單元，用于將所述實(shí)測地理位置方向參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系下的地圖位置方向參數(shù)； 獲得單元，用于基于移動終端攝像頭的實(shí)測成像參數(shù)獲得的視錐透視參數(shù)； 調(diào)用單元，用于調(diào)用所述獲得單元獲得的視錐透視參數(shù)及所述地圖位置方向參數(shù)，顯示三維地圖系統(tǒng)中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述三維地圖系統(tǒng)坐標(biāo)系為笛卡爾坐標(biāo)系；以及 所述轉(zhuǎn)換單元，具體用于將所述實(shí)測地理位置方向參數(shù)代入笛卡爾坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，得到地圖位置方向參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述笛卡爾坐標(biāo)系坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式為:x=(H+a) cos β cos λ ；y = (H+b) cos β sin λ ；z = (H+c) sin β ;其中:(x，y，z)是攝像頭的地圖位置方向參數(shù)；(λ，β，Η)是攝像頭的實(shí)測地理位置方向參數(shù)，其中，H是海拔高度；β是緯度；λ是經(jīng)度；a是地球在水平方向上的赤道半徑；b是地球在垂直方向上的赤道半徑；c是地球極半徑。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的裝置，其特征在于，所述實(shí)測成像參數(shù)包括:移動終端屏幕寬度w和高度h，移動終端攝像頭到被觀測物體的距離S，被觀測物體在攝像頭屏幕中的成像高度L ;所述視錐透視參數(shù)包括:透視角，移動終端屏幕寬高比，觀測點(diǎn)到移動終端屏幕的距離，觀測點(diǎn)到被觀測物體的距離；以及 所述獲得單元，具體用于根據(jù)公式2*arctg ((L-h) / (2*s))，得到視錐透視參數(shù)中的透視角；根據(jù)公式w/h，得到視錐透視參數(shù)中的移動終端屏幕寬高比；根據(jù)公式s*h/(L-h)，得到視錐透視參數(shù)中的觀測點(diǎn)到移動終端屏幕的距離；根據(jù)公式s*L/(L-h)，得到視錐透視參數(shù)中的觀測點(diǎn)到被觀測物體的距離。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括: 接收單元，用于接收用戶輸 入的移動終端攝像頭的實(shí)測成像參數(shù)。
【文檔編號】G06T19/00GK103578141SQ201210284586
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月6日
【發(fā)明者】段思九, 張寧 申請人:北京圖盟科技有限公司