[发明专利]基于三基准点标定的手机AR定位坐标轴同步方法

说明书

本发明提供一种基于三基准点标定的手机AR定位坐标轴同步方法，包括以下步骤：在各参与联机的设备上分别用自身的位置以及陀螺仪的角度建立各参与联机设备的本地坐标系；选取任意一个参与联机的设备作为主参考设备，其余为从属设备，将主参考设备的本地坐标系作为参考坐标系，并在主参考设备中显示三个基准点；各从属设备根据所显示的三个基准点调整各自本地坐标系的位置，获取本地坐标系与参考坐标系之间的偏差；将参考坐标系中虚拟物体的坐标转换成各从属设备本地坐标系中的坐标，并在各从属设备上显示。本发明能够在各台手机间形成统一的坐标系，便于进行方便和统一的联机互动；方法简单易行，有助于推动AR虚拟互动在低成本手机上的实现。

技术领域

本发明属于增强现实领域，具体涉及一种用于多台手机间进行AR虚拟互动时，基于三个基准点标定的坐标轴位置与方向同步的方法。

背景技术

目前的AR增强现实技术在游戏、教育、娱乐等众多领域均有巨大的发展，其趣味性有别于VR虚拟现实完全沉浸式的体验方式，而是通过与现实场景内容结合虚拟对象之间的互动达成的。随着IOS11系统所搭载的ARKIT开发套件的发布，使得AR、MR的技术领域又有了新的扩展，原本只有在相当昂贵的设备中才能实现的室内空间定位功能得以方便的实现。传统的AR技术以卡牌或实物灯标定物作为参考点，让3D虚拟影像可以附着在它们周围，而如今更加先进的AR技术则是脱离这些标定物而利用重力感应和陀螺仪传感器的辅助数据，用空间定位的方法代替参考点的识别，从而能够在一个更大范围内实现虚拟与现实的结合。但是这种新方法会造成各个设备间形成相互独立的空间坐标系，因此无法方便和统一得进行联机互动。

因此，为了解决以上问题研制出一种适用于一定范围内多台手机间方便和统一得进行联机互动，并实现AR虚拟互动的方法是本领域技术人员所急需解决的难题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于三基准点标定的手机AR定位坐标轴同步方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于三基准点标定的手机AR定位坐标轴同步方法，包括以下步骤：

(1)在各参与联机的设备上分别用自身的位置以及陀螺仪的角度建立各参与联机设备的本地坐标系；

(2)选取任意一个参与联机的设备作为主参考设备，其余为从属设备，将主参考设备的本地坐标系作为参考坐标系，并在主参考设备中显示三个基准点；

各从属设备根据所显示的三个基准点调整各自本地坐标系的位置，获取本地坐标系与参考坐标系之间的偏差；

(3)将参考坐标系中虚拟物体的坐标转换成各从属设备本地坐标系中的坐标，并在各从属设备上显示。

更进一步地，：步骤(2)中在主参考设备中所显示的三个基准点能够形成等腰直角三角形。

更进一步地，步骤(1)中各参与联机设备的本地坐标系的Z轴均竖直向上。

更进一步地，步骤(2)的具体方法为：

(2-a)选取任意一个参与联机的设备作为主参考设备，其他则作为从属设备，将主参考设备的本地坐标系作为参考坐标系，并在主参考设备上显示三个圆形基准点；

(2-b)在从属设备上同样显示相同的三个圆形基准点；

(2-c)从属设备使用摄像头扫描主参考设备的显示屏，调整从属设备的位置，直至从属设备上显示的三个圆形基准点能够与主参考设备上所显示的三个圆形基准点完全重合；

(2-d)依据参考坐标系的位置以及主参考设备的朝向，获得从属设备在参考坐标系中的位置(x₁,y₁,z₁)；