優(yōu)化基于增強(qiáng)現(xiàn)實的定位系統(tǒng)的定位的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請總體涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)領(lǐng)域，更具體地涉及用于優(yōu)化基于AR的定位系統(tǒng)的定位的方法以及基于AR的定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)是涉及現(xiàn)實世界與虛擬世界混合的基于計算機(jī)的感知。AR是利用通過計算機(jī)系統(tǒng)提供的信息來提高對現(xiàn)實世界的用戶感知的技術(shù)。目前，AR技術(shù)廣泛用于諸如GPS的定位系統(tǒng)。通常，在傳統(tǒng)的基于AR的定位系統(tǒng)中，根據(jù)AR定位系統(tǒng)設(shè)計的圖案包括在平面上的外部框和內(nèi)部圖形。外部框用于計算圖案相對于相機(jī)的位置和定向；內(nèi)部圖形用于辨認(rèn)圖案和定位整個記錄設(shè)備。
[0003]現(xiàn)在基于AR的定位優(yōu)化主要集中于通過信息共享來改善圖像處理方法或使得系統(tǒng)更加實用。通過以上方法雖然可改善系統(tǒng)性能，但是定位范圍仍然受限于圖案的尺寸。明顯地，由于在傳統(tǒng)AR中使用僅具有一個框以及繪制在框內(nèi)的一個圖形的圖案，定位范圍將被限制在幾米之內(nèi)。當(dāng)相機(jī)與圖案之間的距離增加例如3米或4米時，僅大型圖案將被應(yīng)用；反之，當(dāng)距離足夠短時，例如0.5m乃至更近時，僅小型圖案將被應(yīng)用，這使得系統(tǒng)具有非期望的距離范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請?zhí)岢隽藬U(kuò)大基于AR的定位系統(tǒng)的定位范圍并且更精確地相對于記錄設(shè)備定位圖案的技術(shù)方案。
[0005]根據(jù)本申請的一方面，公開了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)的定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括記錄設(shè)備和圖案，圖案具有多個框以及在框內(nèi)部的至少一個圖形。記錄設(shè)備包括處理器，該處理器配置為:識別在記錄設(shè)備的觀察范圍內(nèi)出現(xiàn)的多個框中的每個;選擇所識別的框中的任一個作為圖案的外部框;確定所選擇的外部框內(nèi)部的框以及至少一個圖形作為圖案的完整內(nèi)部圖形；以及基于完整內(nèi)部圖形辨認(rèn)圖案從而擴(kuò)大系統(tǒng)的定位范圍。
[0006]根據(jù)本申請的又一方面，公開了一種用于優(yōu)化基于增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)的定位系統(tǒng)的定位的方法，其中，基于AR的定位系統(tǒng)包括記錄設(shè)備以及圖案，圖案具有多個框和在框內(nèi)部的至少一個圖形，以及該方法包括:識別在記錄設(shè)備的觀察范圍內(nèi)出現(xiàn)的多個框中的每個;選擇所識別的框中的任一個作為圖案的外部框；以及確定所選擇的外部框內(nèi)部的框以及至少一個圖形作為圖案的完整內(nèi)部圖形；以及基于完整內(nèi)部圖形辨認(rèn)圖案從而擴(kuò)大系統(tǒng)的定位范圍。
[0007]根據(jù)本申請的另一方面，公開了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)的定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括記錄設(shè)備和圖案，圖案具有多個框以及在框內(nèi)部的至少一個圖形。記錄設(shè)備包括:識別模塊，配置為識別在記錄設(shè)備的觀察范圍內(nèi)出現(xiàn)的多個框中的每個;選擇模塊，配置為選擇所識別的框中的任一個作為圖案的外部框;確定模塊，配置為確定所選擇的外部框內(nèi)部的框以及至少一個圖形作為圖案的完整內(nèi)部圖形；以及辨認(rèn)模塊，配置為基于完整內(nèi)部圖形辨認(rèn)圖案從而擴(kuò)大系統(tǒng)的定位范圍。
[0008]根據(jù)本申請的方法可改善當(dāng)記錄設(shè)備(例如，相機(jī))與圖案之間的距離增加或減少太多時圖案可能不被記錄設(shè)備辨認(rèn)的問題。因此，能夠擴(kuò)大距離范圍并且能夠采集更多的數(shù)據(jù)，這使得這種基于AR的定位系統(tǒng)被更廣泛和實際地應(yīng)用。
【附圖說明】
[0009]以下參照附圖描述了本發(fā)明的示例性非限制實施方式。附圖是說明性的并且一般不按照精確的尺寸。
[0010]圖1是示出了根據(jù)一些公開的實施方式的基于AR的定位系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖2是示出了根據(jù)一些公開的實施方式的用于優(yōu)化基于AR的定位系統(tǒng)的定位的方法的流程圖。
[0012]圖3是示出了根據(jù)一些公開的實施方式的記錄設(shè)備的示意圖。
[0013]圖4(a)至圖4(e)是根據(jù)一些公開的實施方式的基于AR的定位系統(tǒng)的圖案的示意性示例。
【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在將具體參照示例性實施方式，其中，在附圖中示出了示例性實施方式的示例。適當(dāng)時，在全部附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于指代相同或相似的部件。
[0015]圖1是示出了根據(jù)一些公開的實施方式的基于AR的定位系統(tǒng)1000的示意圖。如圖1中所示，系統(tǒng)1000可包括圖案100和記錄設(shè)備200。
[0016]如圖1中所示，圖案100可具有多個框101以及在框內(nèi)部的至少一個圖形102?？?01用于計算圖案相對于相機(jī)的位置和定向，而圖形用于辨認(rèn)圖案和定位整個記錄設(shè)備。這種圖案也可用于縮放視覺系統(tǒng)，這將改善系統(tǒng)性能。圖案100可預(yù)存在記錄設(shè)備200中或預(yù)存在設(shè)備200外部的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)本申請的實施方式，框101可具有相同或不同的寬度并且在多個框101中的每兩個之間應(yīng)具有一定的空間。根據(jù)本申請的另一個示出的示例，如圖4(b)中所示，圖案可配置為非對稱圖案。在實施方式中，如圖4(c)中所示，圖案的框配置為相對于彼此轉(zhuǎn)動一定角度。根據(jù)本申請的另一個示例，如圖4(d)中所示，圖案的多個框配置為具有重疊的角107。
[0017]記錄設(shè)備200是記錄圖像的設(shè)備，其中，圖像可被直接儲存、可被傳輸?shù)搅硪晃恢茫蛘邇烧呓钥?。這些圖像可以是靜止的照片或諸如視頻或電影的動圖。在本申請的實施方式中，記錄設(shè)備200可以是相機(jī)或具有相機(jī)的移動設(shè)備(例如智能電話)或者具有相機(jī)的通用計算機(jī)、計算機(jī)群、主流計算機(jī)、計算設(shè)備。記錄設(shè)備200的固有參數(shù)是預(yù)定的。
[0018]在本申請的一個實施方式中，設(shè)備200可至少包括處理器(未示出)，其中，處理器配置為執(zhí)行儲存在存儲器中的計算機(jī)程序指令從而實施如圖2中所示的過程2000。
[0019]在步驟S201，處理器可識別在記錄設(shè)備200的觀察范圍(例如，被圍在虛線框104中的范圍)中出現(xiàn)的多個框中的每個。在實施方式中，如圖4(a)中所示，當(dāng)使用具有兩個框的圖案時，兩個框1la和1lb都可用于計算圖案相對于記錄設(shè)備的定向和位置。例如，在記錄設(shè)備與圖案之間的距離很大的情況下，具有兩個框的完整圖案可完整地出現(xiàn)在記錄設(shè)備的觀察范圍中，框1la和框1lb都可被識別以將圖案100相對于記錄設(shè)備200定位。然而，在記錄設(shè)備200與圖案100之間的距離很短的情況下，最外側(cè)框1lb無法顯示在記錄設(shè)備的觀察范圍中，并且僅內(nèi)部框1la將被識別為參照物以計算圖案相對于記錄設(shè)備的定向和位置。
[0020]根據(jù)本申請的另一實施方式，如圖4(e)中所示，可在最外側(cè)框中添加不嵌套的更多一些的框。在這種情況下，當(dāng)記錄設(shè)備與圖案之間的距離變得足夠大以使得多個框出現(xiàn)在觀察范圍中時，則具有多個框的完整圖案可完整地出現(xiàn)在記錄設(shè)備的觀察范圍中，所有的框均可被識別。然而，在本實施方式中，當(dāng)記錄設(shè)備與圖案之間的距離很短時，最外側(cè)框無法顯示在記錄設(shè)備的觀察范圍中，然后僅各個內(nèi)部框?qū)⒈蛔R別為參照物以計算圖案相對于記錄設(shè)備的定向和位置。
[0021]在步驟S202，處理器可選擇識別的框101中的任一個作為圖案100的外部框。例如，在圖4(a)中示出的實施方式中，在記錄設(shè)備與圖案之間的距離很大的情況下，可選擇識別的框1la和1lb中的任一個作為圖案100的外部框。但是在記錄設(shè)備與圖案之間的距離很短的情況下，可僅選擇識別的框1lb作為圖案100的外部框。
[0022]然后，在步驟S203，處理器可確定選擇的外部框內(nèi)部的框以及至少一個圖形作為圖案100的完整內(nèi)部圖形。如圖4(a)中所示，在記錄設(shè)備與圖案之間的距離很大的情況下，可將被圍在虛線框103中的成分作為整體確定為完整內(nèi)部圖形。但是在記錄設(shè)備與圖案之間的距離很短的情況下，可將被圍在虛線框105中的成分作為整體確定為完整內(nèi)部圖形；即，可僅通過內(nèi)部圖形102來辨認(rèn)圖案100。在一個實施方式