[发明专利]基于位置映射的增强现实建模体验系统及方法

权利要求书

1.基于位置映射的增强现实建模体验系统，其特征是，包括：

HoloLens显示单元，用于显示三维场景；

实际位置反馈单元，将HoloLens显示单元内置的传感器接收的AR用户在HoloLens坐标系中的坐标反馈给数据传输控制单元；

数据传输控制单元，将AR用户的位置传输给AR场景修改单元，也将AR场景修改单元的场景修改数据传输给HoloLens显示单元；

AR场景修改单元，为修改AR场景的用户提供AR场景的平面图、三维视图，将用户在场景中的位置显示在平面图及三维视图中，提供可视化操作界面用于操作AR场景中的虚拟物体；AR场景修改单元包括平面图处理单元：用于对真实场景的平面结构图进行边缘检测，得到可使用的角点信息，并将角点信息保存，供以后使用；

在HoloLens显示单元内进行场景建模，通过角点信息建模，(1)将保存的真实场景的角点信息加载到AR场景修改单元中；(2)通过场景映射方法将AR场景修改单元内坐标系下的墙壁信息映射到HoloLens坐标系下，生成HoloLens场景信息，并保存；(3)将HoloLens场景信息传给数据传输控制单元，数据传输控制单元再将其传给HoloLens显示单元，由HoloLens显示单元完成HoloLens内的场景建模；(4)观察HoloLens内虚拟场景与真实场景的匹配度，如果建模误差较大，则重复(2)～(3)，直至误差达到设定值。

2.如权利要求1所述基于位置映射的增强现实建模体验系统，其特征是，所述AR场景修改单元包括：

二维平面图编辑单元：用于放置和移动AR场景中的虚拟物体，并显示用户二维位置；

三维场景显示单元：用俯瞰视角或AR用户视角显示与二维平面图对应的三维场景，并使用人物模型表示用户在三维场景中的位置。

3.采用权利要求2所述基于位置映射的增强现实建模体验系统的方法，其特征是，包括：

步骤一：通过测量绘制或直接获取得到已知真实场景的平面结构图；

步骤二：启动平面图处理单元，将步骤一中获得的平面结构图输入到平面图处理单元，在此单元内实施边缘检测，获得角点信息并保存，以供后续使用；

步骤三：使系统内的各单元连入同一个无线局域网中；

步骤四：打开HoloLens显示单元，启动AR场景修改单元和数据传输控制单元；

步骤五：通过角点信息或者HoloLens场景信息在HoloLens显示单元内进行场景建模；

所述步骤五中包含两种建模方式：

方式一、通过角点信息建模，适用于在某个真实场景中初次建模；

所述方式一的具体方法为：

步骤(5.1.1)、将保存的真实场景的角点信息加载到AR场景修改单元中；

步骤(5.1.2)、通过场景映射方法将AR场景修改单元内坐标系下的墙壁信息映射到HoloLens坐标系下，生成HoloLens场景信息，并保存；

步骤(5.1.3)、将HoloLens场景信息传给数据传输控制单元，数据传输控制单元再将其传给HoloLens显示单元，由HoloLens显示单元完成HoloLens内的场景建模；

步骤(5.1.4)、观察HoloLens内虚拟场景与真实场景的匹配度，如果建模误差较大，则重复(5.1.2)～(5.1.3)，直至误差达到设定值；

方式二、通过之前保存的HoloLens场景信息建模；

步骤六：用户开始体验增强现实系统，体验系统通过实际位置反馈单元与AR场景修改单元的配合，反复修改用户位置与AR场景中的虚拟物体，给AR用户带来更好的AR体验。

4.如权利要求3所述基于位置映射的增强现实建模体验系统的方法，其特征是，所述步骤二中边缘检测的具体步骤为：

步骤(2.1)、把彩色的平面结构图转换为灰度图像；

步骤(2.2)、使用Canny边缘检测算法对灰度图像进行边缘检测，得到轮廓序列；

步骤(2.3)、遍历轮廓序列得到建筑平面图中的角点信息，并存储。