[发明专利]一种基于视觉的增强现实系统装置

说明书

本发明公开一种基于视觉的增强现实系统装置。装置包括虚拟场景发生器、透视式头盔显示器、用于实现用户观察视线跟踪的头部方位跟踪设备、用于实现虚拟场景与真实场景对准的定位设备和交互设备，在系统中，虚拟场景发生器采用OpenGL三维图形库负责虚拟场景的建模、管理、绘制；选用透视式头盔显示器作为将虚拟环境与真实环境融合的显示设备；头部方位跟踪设备采用计算机视觉的方法，通过对采集到的图象进行处理与识别跟踪用户视线变化，实现用户观察坐标系与虚拟场景坐标系的匹配。采用本发明的装置能够进行实时交互，具有极高的交互灵敏性，具有极佳的投影表现力。

技术领域

本发明涉及互动投影领域，特别是涉及一种基于视觉的增强现实系统装置。

背景技术

随着当今社会信息科学技术的快速发展和普及，传媒形式和载体都得到了极大的丰富，人们对此的要求越来越高，传统展示平台因展示形式的单一性以及交互性的匮乏正逐渐被消费者和众多商家淘汰，而新媒体逐渐成为了艺术展现与商业展示的主要方式，并展现了强劲的发展潜力。采用新媒体技术更能主动吸引消费者目光，实现用户交互体验的新媒体艺术展示平台。

传统传媒形式单一，操作复杂使用者只能通过视觉听觉来获取信息，大大影响了展示宣传的效果。而现有的新媒体装置大多不具备交互性或交互性很差，参与感不强，严重影响用户的使用体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于视觉的增强现实系统装置，能够使用户达到极佳的视觉表现力和体验感。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于视觉的增强现实系统装置，所述装置包括：虚拟场景发生器、透视式头盔显示器、头部方位跟踪设备、定位设备、交互设备和摄像机；

所述虚拟场景发生器，分别与所述头部方位跟踪设备、所述定位设备和所述交互设备连接，用于获取所述头部方位跟踪设备采集的追踪头部的运动位置信息和状态信息、所述定位设备采集的人体在整个场景中的位置信息，并根据所述头部的运动位置信息和状态信息和所述人体在整个场景中的位置信息得到虚拟场景图像信息；

所述虚拟场景发生器，与所述摄像机连接，用于接收所述摄像机捕获的用户在场景的现实环境图像信息，并将所述虚拟场景图像信息和所述现实环境图像信息进行匹配得到处理后的场景信息；

所述透视式头盔显示器，与所述虚拟场景发生器连接，用于显示所述处理后的场景信息。

可选的，所述虚拟场景发生器为运行的OpenGL、Directx三位图形库的一种PC。

可选的，所述透视式头盔显示器为视频透视式头盔显示器、光学透视式头盔显示器中的一种。

可选的，所述头部方位跟踪设备为电容式显示屏、电阻式显示屏、液晶显示屏中的一种。

可选的，所述定位设备为基于WiFi、蓝牙、RFID、UWB技术实现定位的模块或系统中的一种。

可选的，所述交互设备为空中鼠标、语音识别模块中的一种。

可选的，所述头部方位跟踪设备采用计算机视觉的方法获取用户观察视线。

可选的，所述虚拟场景发生器分别与所述头部方位跟踪设备、所述定位设备、所述交互设备和所述摄像机采用无线或有线的方式连接。

可选的，所述透视式头盔显示器与所述虚拟场景发生器采用有线或无线方式连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供一种基于视觉的增强现实系统装置，包括：虚拟场景发生器、透视式头盔显示器、头部方位跟踪设备、定位设备、交互设备和摄像机。采用本发明的装置能够通过对采集到的图象进行处理与识别跟踪用户视线变化，实现用户观察坐标系与虚拟场景坐标系的匹配，从而实现虚拟场景与现实场景的实时交互，具有极高的交互灵敏性，具有极佳的投影表现力。