[发明专利]用于增强现实的自动化参考框架校准

权利要求书

1.一种用于增强现实(100)的方法，所述方法由具有至少一个处理器的数据处理系统执行，所述方法包括：

接收或建立与物体跟踪系统(108)相关联的跟踪系统坐标框架(204)，

其中所述跟踪系统坐标框架(204)与真实三维空间对准，和

其中所述跟踪系统(108)跟踪捕获真实三维空间的摄像机(102)和印刷标记器(906)在所述真实三维空间内的位置和取向；

从所述跟踪系统(108)接收用于所述摄像机(102)的摄像机参考框架，

其中所述摄像机参考框架表示所述摄像机(102)相对于所述跟踪系统坐标框架(204)的位置和取向；

接收或建立与所述印刷标记器(906)相关联的印刷标记器坐标框架，

其中所述印刷标记器坐标框架与所述真实三维空间对准，和

其中所述印刷标记器坐标框架与所述跟踪系统(108)坐标框架(204)对准；

通过计算三个或更多个印刷标记器非共线点的质心，确定印刷标记器原点；

确定所述摄像机镜头的摄像机镜头参考框架，

其中所述摄像机镜头参考框架表示所述摄像机镜头相对于所述印刷标记器坐标框架的位置和取向；

确定在所述摄像机参考框架和所述摄像机镜头参考框架之间的摄像机镜头映射，其中所述摄像机镜头映射包括在所述摄像机参考框架和所述摄像机镜头参考框架之间变换的变换矩阵；和

显示包括所述真实三维空间的视图和一个或更多个虚拟项目的增强场景(114)，其中所述摄像机镜头映射用来改变所述增强场景(114)中的所述一个或更多个虚拟项目或使其失真。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述摄像机(102)镜头参考框架包括由与所述印刷标记器(906)相关联的软件程序接收摄像机(102)镜头位置和取向信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中对准所述印刷标记器坐标框架与所述跟踪系统坐标框架(204)包括将所述印刷标记器(906)放置在所述真实三维空间内的某一位置和取向，以便：

与所述印刷标记器(906)相关联的原点位于与和所述跟踪系统(108)相关联的原点大致相同的所述三维空间内的位置；和

与所述印刷标记器(906)相关联的三个轴在所述三维空间内大致对准与所述跟踪系统(108)相关联的三个轴。

4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述摄像机(102)镜头映射包括：

接收或确定表示第一真实物体参考框架的第一变换矩阵；

确定表示所述摄像机(102)镜头参考框架和所述印刷标记器坐标框架之间的位置和取向的差异的第二变换矩阵；

计算表示所述摄像机(102)镜头映射的第三变换矩阵，

其中所述第三变换矩阵表示所述摄像机参考框架和所述摄像机镜头参考框架之间的位置和取向的差异，和

其中所述第三变换矩阵是通过执行所述第一变换矩阵和第二变换矩阵之间或所述第二变换矩阵和第一变换矩阵之间的矩阵除法而计算的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述摄像机(102)镜头映射来改变所述增强场景(114)中的一个或更多个虚拟项目或使其失真包括：

通过使用第一虚拟项目参考框架放置第一重叠虚拟项目在所述增强场景(114)中，

其中所述第一虚拟项目参考框架与所述跟踪系统坐标框架(204)有关；

从所述跟踪系统(108)接收关于所述摄像机(102)的位置和取向的实时信息；

参考虚拟物体(112)映射而变换，从而基于所述实时信息更新所述摄像机(102)镜头参考框架；和

基于更新的摄像机(102)镜头参考框架，通过改变一个或更多个重叠虚拟项目或使其失真来更新所述增强场景(114)。

6.根据权利要求1所述的方法，其中改变所述增强场景(114)中的所述一个或更多个虚拟项目或使其失真包括收缩所述虚拟项目，以响应于所述摄像机(102)进一步移动远离所述三维空间内的真实物体(104)。