[发明专利]基于环境视觉特征点识别技术的增强现实定位方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于环境视觉特征点识别技术的增强现实定位方法及装置，涉及虚拟现实技术领域。本发明的基于环境视觉特征点识别技术的增强现实定位方法包括：基于即时定位与地图构建方法获取现实场景的三维空间位置数据；获取现实场景的环境描述文件；建立所述环境描述文件与虚拟场景的世界坐标系的对应关系；根据所述对应关系将所述三维空间位置数据转化成虚拟场景的世界坐标数据。本发明的基于环境视觉特征点识别技术的增强现实定位方法及装置解决室内场景中AR设备不能实时定位的问题，提高了虚拟世界与现实世界叠加的准确性。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于环境视觉特征点识别技术的增强现实定位方法及装置。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。目前这种技术已经获得了较为成熟的发展，主要体现在各种AR眼镜、AR头盔等产品上。但在室内应用AR设备时，由于没有GPS信号，且UWB、蓝牙等有源定位方式定位精度不高，使得AR设备不能实时定位，导致虚拟世界与现实世界叠加不够及时、不准确的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种基于环境视觉特征点识别技术的增强现实定位方法及装置，以解决室内场景中AR设备不能实时定位，导致虚拟世界与现实世界叠加不够及时以及不准确的问题。

为了解决上述室内场景中AR设备定位存在的技术问题，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供了一种基于环境视觉特征点识别技术的增强现实定位方法，包括：

基于即时定位与地图构建方法获取现实场景的三维空间位置数据；

获取现实场景的环境描述文件；

建立所述环境描述文件与虚拟场景的世界坐标系的对应关系；

根据所述对应关系将所述三维空间位置数据转化成虚拟场景的世界坐标数据。

在一些实施例中，所述基于即时定位与地图构建方法获取现实场景的三维空间位置数据的步骤包括：

获取现实场景中AR设备的轨迹与姿态数据；

获取现实场景中AR设备的位移数据；

对所述AR设备的轨迹与姿态数据以及所述AR设备的位移数据进行几何变换得到所述现实场景的三维空间位置数据。

在一些实施例中，所述获取现实场景中AR设备的轨迹与姿态数据的步骤包括：

根据不同图像帧计算得到AR设备的惯性测量数据；

对所述AR设备的惯性测量数据进行预积分处理得到所述AR设备的轨迹与姿态数据。

在一些实施例中，所述获取现实场景中AR设备的位移数据的步骤包括：

根据连续图像帧建立图像特征光流方程；

计算所述图像特征光流方程得到所述AR设备的位移数据。

在一些实施例中，采用标准透视变换的矩阵方程对所述AR设备的轨迹与姿态数据以及所述AR设备的位移数据进行几何变换处理。

在一些实施例中，所述获取现实场景的环境描述文件的步骤包括：

记录时刻t以及对应时刻t的AR设备的相机所拍摄的图像特征点在相机坐标系的归一化坐标；

根据记录的所述时刻t以及所述归一化坐标建立索引树以形成所述环境描述文件。

在一些实施例中，所述建立所述环境描述文件与虚拟场景的世界坐标系的对应关系的步骤包括：