[发明专利]扩增现实方向取向遮罩

说明书

背景

用于确定设备的位置的常见手段是使用诸如众所周知的全球定位卫星（GPS）系统或全球导航卫星系统（GNSS）之类的卫星定位系统（SPS），这些卫星定位系统采用处在环绕地球的轨道中的数颗卫星。使用SPS的位置测量基于对从数颗轨道卫星向SPS接收机广播的SPS信号的传播延迟时间的测量。一旦SPS接收机已测量到每颗卫星的信号传播延迟，就能确定至每颗卫星的射距，并且随后能使用测得的射距和这些卫星的已知位置来确定SPS接收机的精确导航信息，包括三维位置、速度和时辰。

关于设备的位置的知识具有许多用处，其中之一称为扩增现实。扩增现实将真实世界影像与诸如图形或纹理信息之类的计算机生成数据相组合。扩增现实对于诸如导航或仅仅是在环境内对自身进行取向之类的活动可以是有用的。

导航和信息发现中的首先且最困难的步骤之一是将自身物理地取向在正确的方向上。为了对扩增现实中的数据加以利用，用户一般需要找到并且用相机面对目标项。对于数据或链路，该目标项不是可见的，除非该相机正面对着该正确的方向。对于导航，不正确的取向导致用户在错误的方向上发起导航。

当前的用于指引用户转向面对目标项的扩增现实方法包括诸如箭头之类的方向性元素的使用。例如，扩增现实系统可使用在用户视野的中心或边缘的二维或三维箭头，以指示向左或向右旋转。当前被使用的另一方向性元素是指示到目标项的相对距离和方向的顶视雷达型显示。

然而，提供取向信息的当前方法具有若干个问题。例如，方向性箭头不提供关于应当转多远来面对目标元素的信息。相应地，要分辨要转多远是困难的。而且，如果用户迅速转向，则没有何时要放慢以免超过期望目标项或方向的指示。进一步，顶视雷达显示的使用是令人分心的，因为用户发现要解读或确定其相关性并且要将该顶视与该用户的实际周围环境相关是困难的。当用于导航时，当前取向方法给用户一种要将其自身取向到目标项的紧迫感，这种紧迫感使得用户投身潜在危险的行为，例如，不面向行进方向。

概述

扩增现实设备提供围绕观察者并且包括变化的虚拟遮罩，该变化提供关于到目标项的方向的信息。该变化可以是透明度、颜色、几何形状、纹理、材料、照明、或阴影上的变化，其与该目标项的位置相关联，从而该虚拟遮罩中的该变化的取向不相对于该目标项的方向而改变。该虚拟遮罩的在观察者正面向的方向上的部分被显示在真实世界图像之上，其中该虚拟遮罩中的该变化向该观察者提供关于该目标项的方向的信息。当该观察者相对于该目标项旋转时，该虚拟遮罩的在当前视场中的不同部分被显示。

附图简要描述

图1解说移动平台形式的扩增现实设备的示例，该移动平台提供覆盖在真实世界图像上的虚拟遮罩来向用户提供取向信息。

图2和3示意性地解说虚拟遮罩围绕用户的放置。

图4和5示意性地解说虚拟遮罩围绕用户的放置并且示出随用户相对于目标项横向移动对该虚拟遮罩产生的作用。

图6是可使用虚拟遮罩的移动平台的框图。

图7是示出在使用虚拟遮罩的显示中在观察者与目标项之间的取向的方法的流程图。

图8、9、10和11解说包括虚拟遮罩的扩增现实图像的示例。

图12、13、14和15解说可被使用的圆柱形虚拟遮罩的不同示例。

详细描述

图1解说移动平台100形式的扩增现实设备的示例，移动平台100提供覆盖在显示器112中的图像上的巧妙的虚拟遮罩来向用户提供取向信息。移动平台100可基于使用来自卫星定位系统（SPS）的信号确定其纬度和经度来用于导航，SPS包括卫星飞行器102，或包括蜂窝塔台104或无线通信接入点106的用于确定位置的任何其他适当源。移动平台100包括用以生成物理真实世界环境的图像的相机120，以及可被用来确定移动平台100的取向的诸如数字罗盘、加速计或陀螺仪之类的传感器130。

覆盖在显示器112中示出的图像上的虚拟遮罩是计算机生成的、以移动平台100为中心并且与目标项对准的三维圆柱形或球形。例如，该遮罩可在移动平台100面向该目标项时提供真实世界图像的清楚视图。该遮罩可随移动平台100旋转离开该目标项而提供真实世界图像的越来越变样的视图。例如，该遮罩的清楚区域的成角度的侧边可被用来向用户提供关于该目标项相对于该移动平台的当前取向而言的位置的信息。相应地，为用户提供了容易解读的而又巧妙且不令人分心的取向信息。