[发明专利]AR系统、AR装置以及建立和无缝桥接其参考状态的方法

说明书

AR系统、AR装置以及建立和无缝桥接其参考状态的方法，该装置包括配置成捕获AR装置的环境的视觉传感器；显示器，配置成提供环境的真实视图和根据AR数据至该真实视图上的覆盖图，其中，AR数据包括设计数据和测量数据中的至少一个；计算机，配置成读取和控制视觉传感器、对AR数据和分配至多个参考系统中的每一个的识别特征进行接收、生成和存储中的至少一个、生成覆盖图、通过基于由视觉传感器捕获的至少一个识别特征识别参考系统和确定AR装置相对于识别出的参考系统的姿势来在每种情况下建立AR装置相对于参考系统中的每一个的参考状态、以及即使在视觉传感器与至少一个识别特征之间的视觉接触丢失的情况下也基于视觉定位和建图VSLAM过程维持参考状态。

技术领域

本发明涉及一种增强现实(AR)装置、一种AR系统、以及一种建立和无缝桥接AR装置的参考状态的方法。

背景技术

本发明的技术领域是计量学、大地测量学和土木工程。在这些技术中，增强现实(AR)系统通常用于通过AR数据的参考可视化(诸如描述性文本、描述性数字、二维对象、三维对象、导航指示、导航地图、图像和/或视频剪辑)来支持站点上的用户。

AR数据需要覆盖在AR装置的显示器上的正确位置处(诸如在AR头盔的头戴式显示器(HUD)内或平板电脑的屏幕内)，使得观察者(AR装置的用户)将AR数据感知为与他的环境在空间上相关联。这导致用户所感知的现实利用人工可视化被增强。然而，为此，AR装置必须参考其环境，特别是通过不断重复参考程序进行持久参考。

已知的参考程序是(例如)基于AR装置相对于参考系统的姿势的确定的图像，该参考系统具有相对于环境的已知姿势。例如，这种姿势检测可以通过计算机视觉，尤其是图像切除来实现。

参考系统可以包括至少一个已知的识别特征，诸如由环境本身的形状给出的自然或人造地标，或相对于参考系统以预定姿势精确布置的标记。通过所述识别特征，AR装置不仅可以辨认参考系统，而且还可以通过对识别特征的图像进行所述处理来参考其自己的相对于参考系统的姿势。

一旦被锁定至参考系统中，AR装置就能够以与参考系统(即与自然环境)的精确空间关联显示虚拟AR数据。

然而，在存在多个参考系统并且在穿过环境时用户与这些参考系统中的不止一个参考系统(顺序地或并行地)进行交互的环境中，关于使用市场上可获得的装置和/或系统的AR可视化的用户体验对不准确性和中断(例如，由于识别特征的视线丢失)是敏感的。

因此，本发明的目的是提供就AR可视化而言允许更一致的用户体验的AR装置、AR系统和方法。尤其是，其目的是提供就AR可视化而言允许更一致准确的用户体验的AR装置、AR系统和方法。

根据本发明的AR装置、AR系统和方法确保即使在AR装置不再能够捕获分配给它所参考的参考系统的识别特征的情况下，AR数据也被正确地显示。此外，它可以引导用户回到参考系统或向周围的其它参考系统引导。

发明内容

本发明涉及一种增强现实(AR)装置，该装置包括：被配置用于捕获所述AR装置的环境的视觉传感器；显示器，该显示器被配置用于提供环境的真实视图、以及根据AR数据覆盖至所述真实视图上的覆盖图，其中，所述AR数据包括设计数据和测量数据中的至少一个；计算机，该计算机被配置用于读取和控制所述视觉传感器、对所述AR数据和分配至多个参考系统中的每一个的识别特征进行接收、生成和存储中的至少一个、生成所述覆盖图、通过基于由所述视觉传感器捕获的至少一个识别特征识别参考系统和确定AR装置相对于所识别出的参考系统的姿势来在每种情况下建立所述AR装置相对于所述参考系统中的每一个的参考状态、以及即使在所述视觉传感器与所述至少一个识别特征之间的视觉接触丢失的情况下也基于视觉定位和建图(VSLAM)过程维持所述参考状态。