[发明专利]一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统及方法

权利要求书

1.一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统，其特征在于，包括：

头戴式显示装置，所述头戴式显示装置上设有红外摄像装置，所述头戴式显示装置与所述红外摄像装置连接，所述红外摄像装置包括瞳孔检测装置，所述瞳孔检测装置包括两组深度相机和以及与所述两组深度相机连接的图像处理器，两组深度相机分别设置于头戴式显示装置上，每组深度相机包括微型点阵投影机和微型红外检测相机，微型点阵投影机用于向人眼部投射第一红外光，微型红外检测相机用于接收眼部反射回的第二红外光，图像处理器通过检测第二红外光相对第一红外光的偏移以重建眼部的3D模型；

虚拟屏幕，所述虚拟屏幕与实景连接，在所述虚拟屏幕的边缘设有若干个红外发射装置，所述红外发射装置用于发射红外信号；

移动装置，用于使所述头戴式显示装置按照预设运动参数移动；

图像工作站，所述移动装置和所述头戴式显示装置均与所述图像工作站连接，所述图像工作站预先存储有与所述预设运动参数对应的立体图像序列；

所述头戴式显示装置包括：头盔；处理单元，所述处理单元与所述红外摄像装置连接，并接收所述红外摄像装置实时接收到的红外信号；透视显示屏，所述透视显示屏设置于所述头盔上，并与所述处理单元连接；图像接收单元，所述图像接收单元与所述透视显示屏连接；

其中，所述处理单元根据所述红外信号在所述透视显示屏上建立显示区域，所述图像接收单元接收所述图像工作站传来的立体图像序列，所述显示区域用于显示所述立体图像序列。

2.根据权利要求1所述的增强现实系统，其特征在于，所述透视显示屏为具有160度视野的弯曲面的透视式显示屏。

3.根据权利要求2所述的增强现实系统，其特征在于，所述红外摄像装置包括两个红外摄像头，所述两个红外摄像头设置在所述头盔上，且所述两个红外摄像头的视觉方向与人眼的视觉方向一致。

4.根据权利要求3所述的增强现实系统，其特征在于，所述虚拟屏幕为矩形虚拟屏幕，所述若干个红外发射装置包括四个红外发光二极管，所述四个红外发光二极管分别位于所述矩形虚拟屏幕的四个顶角。

5.根据权利要求1所述的增强现实系统，其特征在于，所述预设运动参数包括预先设定的运动路径、运动速度和运动加速度。

6.根据权利要求1所述的增强现实系统，其特征在于，所述立体图像序列为预先通过跟踪摄影机根据所述预设运动参数渲染生成的连续的立体图像序列。

7.根据权利要求1所述的增强现实系统，其特征在于，所述移动装置包括：移动小车以及设置在所述移动小车上的定位发射装置，所述定位发射装置与所述图像工作站连接。

8.一种用于沉浸式文化娱乐的增强现实方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的用于沉浸式文化娱乐的增强现实系统实现，所述增强现实方法包括：

移动装置使头戴式显示装置以预设运动参数进行移动；

红外摄像装置实时接收设置于虚拟屏幕的边缘的所述红外发射装置的红外信号；

图像工作站根据所述预设运动参数实时给所述头戴式显示装置发送立体图像序列，其中，所述图像工作站预先存储有所述立体图像序列；

所述头戴式显示装置根据所述红外信号和所述立体图像序列实时显示影像。

9.根据权利要求8所述的增强现实方法，其特征在于，所述立体图像序列的制备方法包括：

跟踪摄影机按照所述预设运动参数移动，并根据实景与虚拟屏幕的位置获取所述立体图像序列。