[发明专利]将虚拟内容与物理环境空间配准的系统、方法和工具

权利要求书

1.一种系统(100)，该系统(100)包括：

对准工具(106)，其具有指针(204)和基准标记(112)，所述对准工具被配置成在物理工作空间(102)内由操作者携带；和

增强现实成像装置即AR成像装置(104)，其包括一个或多个传感器(406)和一个或多个处理器(410)，所述一个或多个处理器被配置成使用所述一个或多个传感器跟踪所述物理工作空间中的所述基准标记，并且基于被跟踪的所述基准标记的位置和取向来确定所述指针在所述物理工作空间内的物理参考位置(714，716，718)处的位置坐标，所述物理参考位置与虚拟模型(604)内的不同虚拟参考点(618，620，622)相关联，

其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成生成传递函数以使所述虚拟参考点的位置坐标与相关联的所述物理参考位置的所述位置坐标拟合，并且根据所述传递函数在显示器(606)上显示虚拟内容，使得所述虚拟内容与所述物理工作空间在空间上配准。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，沿着空间坐标系中的三个相互垂直的轴线定义所述物理参考位置(714，716，718)的所述位置坐标。

3.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中，所述一个或多个处理器(410)被配置成生成空间坐标系，所述空间坐标系基于由所述一个或多个传感器(406)获取的传感器数据来映射所述物理工作空间(102)，在所述空间坐标系内定义所述指针(204)在所述物理参考位置(714，716，718)处的所述位置坐标。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中，所述AR成像装置(104)是光学透视头戴式装置，所述光学透视头戴式装置被配置成由在所述物理工作空间(102)内携带所述对准工具(106)的所述操作者佩戴，所述显示器(606)被集成到所述AR成像装置上并且能让佩戴所述AR成像装置的所述操作者看到。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中，所述物理工作空间(102)是飞行器(10)的内部空间，并且显示在所述显示器(606)上的所述虚拟内容是所述飞行器的一个或多个部件的虚拟表示。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中，所述对准工具(106)包括选择按钮(220)和无线通信电路(404)，所述对准工具被配置成响应于所述操作者按下所述选择按钮无线传送数据获取命令信号。

7.根据权利要求6所述的系统(100)，其中，所述AR成像装置(104)的所述一个或多个处理器(410)被配置成响应于接收来自所述对准工具(106)的所述数据获取命令信号来确定所述指针(204)在所述物理参考位置(714，716，718)中的每一个物理参考位置处的所述位置坐标。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中，所述物理参考位置(714，716，718)包括在所述物理工作空间(102)内彼此间隔开至少两米的至少三个位置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中，所述对准工具(106)进一步包括框架(202)和附接至所述框架并从所述框架延伸的手柄(132)，所述手柄被配置成由携带所述对准工具的所述操作者保持，所述框架包括正面(206)和与所述正面相对的背面(208)，所述基准标记(112)被安装在所述框架的所述正面上，所述对准工具的所述指针(204)设置在所述框架的所述背面后面并远离所述框架延伸至所述指针的位于所述指针的远端(216)处的尖端(218)，所述尖端位于相对于所述基准标记的固定预定位置处，使得所述AR成像装置(104)基于所述基准标记的位置和取向来确定所述尖端在所述物理工作空间(102)内的位置。