[发明专利]用于在环境的3D模型中确定位置的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于在环境的3D模型中确定位置的装置和方法。用于在环境的3D模型中确定位置的、由计算机执行的迭代方法，包括以下步骤：a)采集相机数据、陀螺仪数据和加速度传感器数据，b)从所采集的相机传感器数据确定视觉特征(107)，c)由所述视觉特征(107)和所述陀螺仪数据和加速度传感器数据创建当前的姿态关键帧(PK)，d)将所述姿态关键帧(PK)添加到数据库，e)通过将该当前的姿态关键帧(PK)与数据库的姿态关键帧进行比较来确定位置。

技术领域

本发明涉及一种用于在环境的3D模型中确定位置的装置和方法。

背景技术

对象和环境的3D模型对于增强现实(“augmented reality”)主题具有越来越大的作用。为了能够在增强现实中贴近现实地放置内容，需要越来越有效的装置和方法来在3D模型中拍摄、转换和定位对象和环境。

过去对对象进行拍摄并且随后通过复杂的过程由拍摄建立3D模型。然而，现今，在连续拍摄环境时，几乎实时地生成3D模型。为此使用不同的图像处理技术和装置。

然而，为了拍摄、转换和定位而对所需设备提出了高要求。这对于一些应用领域是不实际的，尤其需要昂贵的3D相机系统来实现位置特定的拍摄。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种便宜且有效的装置和方法，以创建环境的3D模型,为增强现实的内容提供所创建的3D模型，以及实现在所创建的3D模型中确定位置。

根据本发明的用于拍摄3D模型的装置包括移动设备，其具有相机、加速度传感器和陀螺仪，构造用于建立环境的三维(3D)模型，其中为了建立模型，由相机、加速度传感器和陀螺仪的数据流生成显著点的地图和RGB地图。

本发明的构思是，利用现有的移动设备、例如移动电话或平板电脑，借助特定的方法实现环境的快速和有效的拍摄以建立3D模型。这具有的优点是，通过使用已经存在的移动设备不需要用于拍摄3D模型的额外的硬件，并且为增强现实的内容提供所创建的3D模型并且能够实现在所拍摄的3D模型中确定位置。

优选地，显著点被理解为图像文件中的特别的视觉特征,还包括具有强对比度差异的点，其可以通过多次拍摄来探测。

在本发明的一个实施例中，公开了一种用于在环境的3D模型中确定位置的由计算机执行的迭代方法，包括以下步骤：

a)采集相机数据、陀螺仪数据和加速度传感器数据，

b)从所采集的相机传感器数据确定视觉特征，

c)由所述视觉特征和所述陀螺仪数据和加速度传感器数据创建当前的姿态关键帧，

d)将所述姿态关键帧添加到数据库，

e)通过将该当前的姿态关键帧与数据库的姿态关键帧进行比较来确定位置。

在本发明的另一实施方式中，提供了一种包含移动设备的、在环境的3D模型中确定位置的装置,所述移动设备包括：

a)相机，

b)陀螺仪和

c)加速度传感器，其中

d)所述移动设备构造用于执行由计算机执行的迭代方法以用于在环境的3D模型中确定位置，所述方法包括以下步骤：

e)采集相机数据、陀螺仪数据和加速度传感器数据，

f)从所采集的相机传感器数据确定视觉特征，

g)由所述视觉特征和所述陀螺仪数据和加速度传感器数据创建当前的姿态关键帧，

h)将所述姿态关键帧添加到数据库，