[发明专利]基于深度信息的三维场景增强现实的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图像技术领域，尤其涉及一种基于深度信息的三维场景增强现实的方法及系统。

背景技术

增强现实是指将计算机生成虚拟物体、场景或者系统提示信息与真实场景进行叠加，实现对现实的“增强”。增强现实借助计算机图形技术和可视化技术生成现实环境中不存在的虚拟对象，并通过图像识别定位技术将虚拟对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，并呈现给使用者一个真实的视觉感受。增强现实技术利用标识物建立虚拟三维空间，标识物在虚拟空间与现实空间之间起到连接的作用。根据标识物类别目前分为有标识增强现实技术和无标识增强现实技术两类。增强现实能够将虚拟场景与真实场景进行相互的融合，其强大的视觉冲击力正在获得广泛的关注。随着3D技术的突飞猛进，双目立体摄像机可以间接获得三维场景的深度信息，自由立体显示技术则无需用户佩戴任何的辅助设备，裸眼即可感知立体效果。

立体相机是指记录立体图像的数码相机，由两套相同规格的数码相机组成，两数码相机的调焦、变焦、感光等参数由一套控制电路实施控制。虚拟多视点是指将三维场景表达为“视频+深度”的数据格式，利用虚拟视点生成技术渲染出多个虚拟视点位置的图像，可为自由立体显示器提供同一场景的多视点图像和视频。

现有的二维虚拟现实系统，为了使虚拟空间具有同样的透视关系以及正确的遮挡关系，实现虚实空间的融合，需要从静态景物如道路、阶梯、障碍物等，动态景物如行人、车辆等提出约束条件，计算量较大，并且不够准确，同时摄像机视角与虚拟场景的视角的准确匹配需要对摄像机进行实时校准，因此其应用范围受限。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于深度信息的三维场景增强现实的方法及系统，能够有效的减低计算的复杂度，使得场景融合更加的真实，效果增强，应用范围广泛。

第一方面，本发明提供了一种基于深度信息的三维场景增强现实的方法,包括：

摄像机采集当前现实场景，并将所述当前现实场景发送给中央服务器；

所述中央服务器根据预设的虚拟场景和所述当前现实场景，确定融合的混合场景；

所述中央服务器将所述融合的混合场景发送给显示器，以使所述显示器显示所述融合的混合场景。

进一步地，在所述摄像机采集当前现实场景步骤之前，还包括：

所述中央服务器获取所述预设的虚拟场景的俯仰角，并将所述预设的虚拟场景的俯仰角发送给所述摄像机；

所述摄像机根据所述预设的虚拟场景的俯仰角采集所述当前现实场景。

进一步地，所述中央服务器获取所述预设的虚拟场景的俯仰角，包括：

所述中央服务器根据所述预设的虚拟场景的深度图的消失线斜率，采用第一公式，确定所述虚拟场景的俯仰角；

所述预设的虚拟场景包括图像信息和深度信息；

其中，所述第一公式为：

k＝cosθ

k为消失线斜率，θ为虚拟场景的俯仰角。

进一步地，所述中央服务器根据预设的虚拟场景和所述当前现实场景，确定融合的混合场景，包括：

所述中央服务器获取所述当前现实场景中的前景与背景相交点的深度变化率和所述虚拟场景中的背景与所述当前现实场景中的前景相交点的深度变化率；

若所述当前现实场景中的前景与背景相交点的深度变化率与所述虚拟场景中的背景与所述当前现实场景中的前景相交点的深度变化率相同时，则所述中央服务器获取所述预设的虚拟场景的深度和所述当前现实场景的深度；

若所述预设的虚拟场景的深度与所述当前现实场景的深度相交等于零，则所述预设的虚拟场景遮挡所述当前现实场景或者所述当前现实场景遮挡所述预设的虚拟场景，进而确定融合的混合场景。

进一步地，所述中央服务器根据预设的虚拟场景和所述当前现实场景，确定融合的混合场景，包括：

若所述预设的虚拟场景的深度与所述当前现实场景的深度相交不等于零，则所述预设的虚拟场景与所述当前现实场景具有重叠；

所述中央服务器将所述预设的虚拟场景与所述当前现实场景具有重叠部分移除，则进而确定融合的混合场景。

进一步地，所述方法还包括：

若所述当前现实场景中的前景与背景相交点的深度变化率与所述虚拟场景中的背景与所述当前现实场景中的前景相交点的深度变化率不相同时，则调整所述预设的现实场景的俯仰角。