[发明专利]AR/VR场景地图获取方法

说明书

本申请提供一种头戴式显示设备的场景地图获取方法和设备。该方法包括：获取当前场景的第一图像帧和第二图像帧；获取至少一个候选场景地图，每个地图中包括至少一个关键帧；分别将第一图像帧和第二图像帧与关键帧进行匹配，确定与每个图像帧分别对应的目标关键帧；当所有目标关键帧属于同一个候选场景地图时，确定这一候选场景地图为与当前场景对应的当前场景地图；加载当前场景地图。

技术领域

本发明涉及一种AR/VR场景构建的技术领域，特别是涉及一种搜索现有地图获取当前场景地图的装置和方法。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality,VR)和增强现实(Augmented Reality,AR)技术是近年来新兴的多媒体技术。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，增强现实技术是一种可以将虚拟现实和真实世界叠加并进行互动的技术。这两项新兴技术可以被广泛地应用在广告媒体、教育、工业、医疗、旅游、建筑、互动娱乐等领域，具有十分广阔的市场前景。目前AR/VR设备的主要的实现形式包括移动端和头戴式显示设备(Headmounted display,HMD)等。

AR/VR技术中比较基础与核心的一个问题是对AR/VR设备在空间环境中的定位，只有解决了这个问题才能让用户获得逼真的沉侵式体验和准确的现实增强。现有技术通常是使用SLAM(Simultaneous localization and mapping)算法来解决AR/VR设备的定位问题，在现有的SLAM算法中，场景地图构建的过程消耗了大量的计算资源和功耗，AR/VR设备实时构建场景代价高昂。一种现有的解决方案是将已经生成的地图存储在本地，用户在进入一个场景时对地图进行手动选择。但是这样的解决方式会额外占用用户的时间和注意力，同时随着现有地图数量的增多，用户选择正确地图的耗时与难度越来越大，严重降低用户体验。

因此，如何在不显著增加用户操作负担的情况下，更有效的节省AR/VR设备的场景地图构建运算负担，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种场景地图获取方法及应用该方法的装置，通过在现有的场景地图中进行搜索，确定与当前场景匹配的当前场景地图，在存在与当前场景匹配的地图时节省AR/VR设备的建图运算负担。

第一方面，本申请提供了一种AR/VR设备，包括图像获取模块，可以用于获取当前场景的第一图像帧和第二图像帧，其中，第一图像帧的位姿与第二图像帧的位姿差异大于位姿设定值，位姿设定值可以为生成图像帧时设备姿态的差异，比如摄像机视角的角度差异值；也可以为生成图像帧时设备的位置差异，比如两个位置之间的距离；也可以是姿态和位置的综合差异，此处不做限定。该设备还包括地图搜索模块，可以用于将第一图像帧与候选场景地图中的关键帧进行匹配，从而确定与第一图像帧对应的第一目标关键帧；将第二图像帧与候选场景地图中的关键帧进行匹配，从而确定与第二图像帧对应的第二目标关键帧；其中，一个候选场景地图包括至少一个关键帧；当第一目标关键帧和第二目标关键帧属于同一个候选场景地图时，确定第一目标关键帧和第二目标关键帧所属的候选场景地图为与当前场景对应的当前场景地图。其中，当前场景是指AR/VR设备在使用时所处的场景，比如一个房间，或者一片场地，具体范围和大小根据使用需求而变化，此处不做限定。通过在现有的地图中进行搜索，寻找与当前场景匹配的当前场景地图，避免在已经存在当前场景地图时对当前场景重复建图，有效节省了AR/VR设备的建图运算负担，提高使用效率。

可选的，在将第一图像帧与候选场景地图中的关键帧进行匹配，从而确定与第一图像帧对应的第一目标关键帧时，地图搜索模块具体可以用于：获取第一图像帧的特征信息，并将这一特征信息与关键帧的特征信息进行匹配，从而确定第一目标关键帧，在所有关键帧中，第一目标关键帧的特征信息与第一图像帧的特征信息之间的差异最小，其中，第一图像帧的特征信息包括第一图像帧中特征点的特征，关键帧的特征信息包括关键帧中特征点的特征。