一种增强现实的装置和实现方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106933360A(43)申请公布日2017.07.07(21)申请号201710129805.X(22)申请日2017.03.06(71)申请人杜宇地址200080上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人杜宇(74)专利代理机构上海骁象知识产权代理有限公司31315代理人赵俊寅(51)Int.Cl.G06F3/01(2006.01)G06F3/147(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种增强现实的装置和实现方法(57)摘要本发明公开了一种增强现实的装置，包括显示屏幕和成像设备，成像设备用于生成增强信息，并将其传输至显示屏幕；控制器，用于计算增强信息生成在显示屏幕上的位置，同时还用于控制显示屏幕和成像设备。还提供了一种增强现实的实现方法，包括控制器确定显示屏幕当前的方位；控制器提取需要叠加到现实场景中的增强信息及其在参考坐标系中的坐标；控制器计算增强信息在显示屏幕上生成位置的坐标；控制器控制显示屏幕的透明度；控制器控制成像设备将增强信息传输至显示屏幕上。本发明不需要任何穿戴设备，同时受环境光影响小，使用范围广发，应用场景灵活。本发明的实现方法投影点计算准确度高，计算量较小。CN106933360ACN106933360A权利要求书1/2页1.一种增强现实的装置，其特征在于，包括：显示屏幕，用于显示增强信息，同时其透明度可控，通过显示屏幕透明状态的不断切换，使得现实场景和增强信息可以叠加显示；成像设备，用于生成增强信息，并将其传输至显示屏幕；控制器，用于计算增强信息生成在显示屏幕上的位置，同时还用于控制显示屏幕和成像设备。2.如权利要求1所述的增强现实的装置，其特征在于，所述控制器设有计算装置，所述计算装置用于计算增强信息生成在显示屏幕上的位置。3.如权利要求1所述的增强现实的装置，其特征在于，所述显示屏幕采用透光度可控液晶膜材料制成，所述控制器设有电位差波形发生器，所述电位差波形发生器电连接显示屏幕，用于控制显示屏幕的透明度。4.如权利要求1所述的增强现实的装置，其特征在于，所述控制器还设有用于感知方位的传感器，所述传感器用于测量方位数据并将其上传至控制器。5.如权利要求1所述的增强现实的装置，其特征在于，所述控制器还设有通讯装置，所述通讯装置用于将控制器获得的信息上传至服务器，以及从服务器下载信息。6.如权利要求1-5任一所述的增强现实的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、控制器确定显示屏幕当前的方位，以及相应的屏幕坐标系(i1，j1，k1，1)及相对于参考坐标系(i0，j0，k0，0)的旋转矩阵A；S2、控制器提取需要叠加到现实场景中的增强信息及其在参考坐标系(i0，j0，k0，0)中的坐标；S3、控制器计算增强信息生成在显示屏幕上的位置坐标；S4、控制器控制显示屏幕的透明度；S5、控制器控制成像设备将增强信息传输至显示屏幕上由步骤S3计算得到的位置坐标。7.如权利要求6所述的增强现实的实现方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：S31、确定现实场景中需叠加增强信息的点在参考坐标系中的坐标为同时计算其在屏幕坐标系中的坐标其中A为屏幕坐标系相对于参考坐标系的旋转矩阵，为参考坐标系原点在屏幕坐标系中的坐标；S32、判定显示屏幕的曲率是否大于阀值，若小于等于阀值，则执行步骤S33的计算步骤，若大于阀值，则执行步骤S34的计算步骤；S33、确定使用者的眼睛在屏幕坐标系中的坐标为计算投影点和观察者眼睛的连线与屏幕坐标系k1-j1平面的交点为2CN106933360A权利要求书2/2页S34、计算投影点和观察者的连线与屏幕曲面的交点其中是屏幕在(i1，j1，k1，1)坐标系下的曲面方程。3CN106933360A说明书1/5页一种增强现实的装置和实现方法技术领域[0001]本发明涉及增强现实技术，特别是一种增强现实的装置和实现方法。背景技术[0002]增强现实(Augmentedreality，下面简称AR)，是一种结合虚拟化技术来呈现世界的方式，AR能为我们提供现实中无法直接获知的信息。随着移动设备计算能力的快速提升，AR技术的应用越来越广泛。如医生可以利用增强现实技术，轻易地进行手术部位的精确定位。增强现实在工业上也已经出现很多应用，目前主要用于大型器械的维修和制造上，通过为维修人员装备头戴式展示器，维修人员可以在维修时轻松获取对他们有用的很多帮助信息。此外，增强现实在游戏和娱乐中的应用同样很多。[0003]相关技术中，用户可以通过佩戴增强现实设备，体验增强现实场景。该增强现实设备能够通过设置在设备上的摄像头实时获取该用户周围环境的图像，并发送至增强现实服务器中，以便增强现实服务器能够将该用户周围环境的图像与