[发明专利]一种工业增强现实组合定位系统

说明书

一种工业增强现实组合定位系统包括智能感知模块、基站定位模块和服务决策模块；所述基站定位模块以现有的HTCVIVE定位系统为基础，其包括基站、头盔和服务器，基站通过发射激光，头盔上面的传感器接收激光信号，数据传输到服务器进行解析，计算出头盔相对于基站的位姿，所述智能感知模块包括便携式微处理器和集成在头盔上的相机，相机将图像信息传输到微型处理器中，通过内置的定位及识别算法，对物体进行识别并计算出头场景物体的位姿，所述服务决策模块接受来自智能感知模块的位姿与基站检测的头盔信息，通过坐标转换关系得到最终的位姿，同时根据应用场景的不同，实时的根据位姿将三维模型融合在视频流中，实现增强现实的效果。

【技术领域】

本发明涉及增强现实定位技术领域，具体为一种工业增强现实组合定位系统。

【背景技术】

增强现实，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。

现阶段HTC VIVE的基站是Lighthouse追踪系统的基础，由若干个定位基站、头戴式显示器和交互手柄等组成，它会使用交替扫描的横向和纵向激光来检测HTC Vive头显，而头显里面的小型传感器同时会检测经过的激光。然后系统会智能地把所有的数据结合起来，从而识别出设备的转动，以及在3D空间中的位置。但是这种定位方式只能得到用户相对于基站的位姿，难以满足需要交互以及识别的AR场景。

由此可见，提供一种工业增强现实组合定位系统是本领域亟需解决的问题。

【发明内容】

针对上述问题，本发明工业增强现实组合定位系统包括智能感知模块、基站定位模块和服务决策模块；所述基站定位模块以现有的HTC VIVE定位系统为基础，其包括基站、头盔和服务器，基站通过发射激光，头盔上面的传感器接收激光信号，数据传输到服务器进行解析，计算出头盔相对于基站的位姿，所述智能感知模块包括便携式微处理器和集成在头盔上的相机，相机将图像信息传输到微型处理器中，通过内置的定位及识别算法，对物体进行识别并计算出头场景物体的位姿，所述服务决策模块接受来自智能感知模块的位姿与基站检测的头盔信息，通过坐标转换关系得到最终的位姿，同时根据应用场景的不同，实时的根据位姿将三维模型融合在视频流中，实现增强现实的效果。

进一步的，所述定位系统的工作流程如下：

步骤1：构建感知空间；

步骤2：获取相机的位姿；

步骤3：获取头盔位姿；

步骤4：计算HTC VIVE定位系统位姿

步骤5：构建融合的AR场景；

步骤6：渲染显示。

进一步的，所述坐标转换的过程及方法如下：

步骤一：相机采用VINS-Fusion算法的前端对采集到图像进行处理，首先利用Opencv对图像进行SIFT特征点提取，根据前后两帧图像之间的特征匹配关系计算出两帧图像之间的运动关系。

步骤二：相机坐标系以左目为基准，首先利用坐标变换计算出头盔相对于场景的位姿，然后通过服务器发送至HTC VIVE定位系统。

步骤三：在HTC VIVE定位系统中，通过头盔相机坐标系和基站坐标系以及世界坐标系的变换，计算出HTC VIVE虚拟场景的坐标系相对于真实世界的坐标变换。

进一步的，所述步骤1包括打开服务器、头盔、相机和便携式微处理器并统一坐标系，连接HTC VIVE和便携式微型处理器，将相机固定在头盔正前方，同时测量相机坐标系与头盔坐标系，计算两者的R和T。