[发明专利]光学定位融合画面的系统和方法

权利要求书

1.光学定位融合画面的系统，其特征在于，包括：虚拟场景模块、实景模块、定位模块、融合模块和显示模块；

虚拟场景模块，用于创建虚拟场景数据进行保存，并将虚拟场景数据和虚拟场景数据中虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据、虚拟场景的图像数据分别发送到所述实景模块、所述定位模块和所述融合模块；

其中，所述虚拟场景模块包括虚拟场景单元、虚拟相机单元、定位单元、存储单元和输出端，所述虚拟场景单元用于构建虚拟场景数据，所述存储单元用于存储所述虚拟场景单元用于构建虚拟场景数据，所述虚拟相机单元用于将虚拟场景数据中的画面导出得到虚拟场景的图像数据，所述定位单元用于采集虚拟相机单元在虚拟场景数据中的坐标和运动状态，得到虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据，所述输出端用于分别将虚拟场景数据发送到所述实景模块，将虚拟场景中的图像数据发送到所述融合模块，将虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据发送到所述定位模块；

实景模块，用于接收所述虚拟场景模块发送的虚拟场景数据，并根据虚拟场景数据搭建与虚拟场景数据同比例的实景空间，并通过摄像单元对搭建的空间进行图像采集，同时还用于将摄像单元的坐标数据和运动状态数据和采集的实景空间中的图像数据分别发送到所述定位模块和所述融合模块；

其中，所述实景模块包括实景单元、摄像单元、定位器和输出单元，所述实景单元用于根据接收的虚拟场景数据搭建与虚拟场景数据同比例的实景空间，所述摄像单元用于采集实景空间中的图像数据，所述定位器用于标记所述摄像单元在所述实景空间中的位置数据和运动状态数据，所述输出单元用于分别将所述摄像单元采集的实景空间中的图像数据发送到融合模块和定位器标记所述摄像单元在所述实景空间中的位置数据和运动状态数据发送到所述定位模块；

定位模块，用于接收所述虚拟场景模块发送的所述虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据，接收所述实景模块发送的所述摄像单元在所述实景空间中的位置数据和运动状态数据，还用于对所述摄像单元在所述实景空间中的位置数据和运动状态数据进行分析得到所述摄像单元的坐标并与所述虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据进行映射得到同步数据，将同步数据发送到融合模块；

其中，所述定位模块包括光学定位单元和分析单元，所述光学定位单元用于接收所述输出单元发送的位置数据和运动状态数据，对位置数据和运动状态数据进行分析得到所述摄像单元的坐标数据和运动状态数据，将所述摄像单元的坐标数据和运动状态数据发送到所述分析单元，所述分析单元用于分别接收所述光学定位单元发送的所述摄像单元的坐标数据和运动状态数据和所述输出端发送的虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据，同时用于将所述摄像单元的坐标数据和运动状态数据和所述虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据进行映射，得到同步数据，将同步数据发送到所述融合模块；

融合模块，用于接收所述虚拟场景模块发送的虚拟场景中的图像数据，接收所述实景空间中的图像数据，接收所述定位模块发送的同步数据，将虚拟场景中的图像数据与实景空间中的图像数据进行融合，将融合后的图像输出到显示模块；

其中，所述融合模块包括背景去除单元、画面同步单元和画面融合单元，所述背景去除单元用于去除实景空间中的图像数据中不需要保存的部分，得到主体部分图像数据，所述画面同步单元用于根据同步数据同步所述虚拟相机单元与摄像单元的运动状态一致，实现所述虚拟相机单元采集的画面的坐标与所述摄像单元采集的画面的坐标保持一致，所述画面融合单元用于将主体部分图像数据与虚拟场景中的图像数据进行融合，将融合完成的图像数据发送到显示模块；

显示模块，用于接收所述融合模块发送的图像数据进行显示。

2.如权利要求1所述的光学定位融合画面的系统，其特征在于，同步数据用于所述摄像单元在实景空间中移动的过程中同步驱动所述虚拟相机单元在所述虚拟场景单元构建的虚拟场景中运动。

3.如权利要求1所述的光学定位融合画面的系统，其特征在于，实景空间内部设置有绿幕。

4.如权利要求1所述的光学定位融合画面的系统，其特征在于，所述光学定位单元的数量为多个，分布于实景空间中的内部用于确定所述摄像单元的坐标。

5.光学定位融合画面的方法，应用于如权利要求1-4任一项所述的光学定位融合画面的系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1，构建虚拟空间，虚拟场景模块中虚拟场景单元构建虚拟场景数据，存储单元存储虚拟场景单元构建虚拟场景数据，虚拟相机单元将虚拟场景数据中的画面导出得到虚拟场景的图像数据，定位单元采集虚拟相机单元在虚拟场景数据中的坐标和运动状态，得到虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据，输出端分别将虚拟场景数据发送到实景模块，将虚拟场景中的图像数据发送到融合模块，将虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据发送到定位模块；

S2，构建实景空间，实景模块中实景单元根据接收的虚拟场景数据搭建与虚拟场景数据同比例的实景空间，摄像单元采集实景空间中的图像数据，定位器标记摄像单元在实景空间中的位置数据和运动状态数据，输出单元分别将摄像单元采集的实景空间中的图像数据发送到融合模块和定位器标记摄像单元在实景空间中的位置数据和运动状态数据发送到定位模块；

S3，视角融合，定位模块中光学定位单元接收输出单元发送的位置数据和运动状态数据，对位置数据和运动状态数据进行分析得到摄像单元的坐标数据和运动状态数据，将摄像单元的坐标数据和运动状态数据发送到分析单元，分析单元分别接收光学定位单元发送的摄像单元的坐标数据和运动状态数据和输出端发送的虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据，同时将摄像单元的坐标数据和运动状态数据和虚拟相机单元的坐标数据和运动状态数据进行映射，得到同步数据，将同步数据发送到融合模块；

S4，画面融合，融合模块中背景去除单元去除实景空间中的图像数据中不需要保存的部分，得到主体部分图像数据，画面融合单元将主体部分图像数据与虚拟场景中的图像数据进行融合，将融合完成的图像数据发送到显示模块；

S5，画面显示，显示模块接收融合模块发送的图像数据进行显示。