[发明专利]过程控制环境中的虚拟X射线视觉

说明书

在向增强现实(AR)移动设备的用户提供虚拟增强视觉的方法中，确定与过程控制环境的地图相关联的第一节点对应于当前在AR移动设备的相机的视场内的第一现实世界对象。确定第一节点与一个或多个其他节点之间的关系，该关系指示与一个或多个其他节点相对应的一个或多个其他对象至少部分地被第一对象遮挡。至少部分地响应于确定该关系，从存储器获取描述一个或多个其他对象的一个或多个数字模型或图像。当第一对象在相机的视场中时，使AR移动设备的显示器向用户呈现所获取的数字模型或图像。

相关申请的交叉索引

本申请要求于2017年9月27日提交的、名称为“Augmented Reality Platform”的美国临时专利申请No.62/564,074的权益，该美国临时申请的全部公开内容通过引用合并于本文。

技术领域

本公开内容总体上涉及增强现实技术，更具体地，涉及可以在过程控制或其他环境中使用的增强现实平台。

背景技术

随着探索对该技术的新应用，提供将数字信息(例如，文本、图像、动画等)叠加在现实世界环境上的增强现实(AR)系统变得越来越普遍。AR系统通常提供特定于用户的当前现实世界周围情境的信息。对于此类系统，通常需要现实世界的知识，例如当前在用户视图中的物理事物的知识，以及用户的当前位置及其周围的物理布局。为了使这种信息可用于AR系统，通常创建表示用户环境及其中对象的三维(3D)数字模型。然后，可以利用与环境中的特定位置和/或特定对象有关的特定类型的数据(例如，描述)、图形(例如，图标)等来增强3D模型。当配备有适当AR装备的用户移动通过映射的环境时，可以通过将数字信息叠加在用户的现实世界视图(例如，实时相机视图或作为用户通过其观察环境的头戴式显示器)上，而无需呈现/显示3D模型的其余部分。

常规地，这种3D模型是由人类设计师手动构建的，和/或使用3D扫描器构建的。然而，对于涉及具有复杂布局和/或大量对象的环境的应用，这两种方法都可能非常耗时且费力。此外，对环境的任何改变(例如，当在环境内移动或替换/更新对象时)可能需要重复整个建模过程，或者其他耗时费力的过程。

当前的AR系统还可能面临其他缺点。例如，当用于相对密集的环境(例如，具有多个对象的环境，该多个对象紧密邻近和/或具有大量信息要显示在AR视图中)中时，AR系统可能会使用户遭受可能容易导致感官超载的大量信息，和/或用户可能不容易觉察所有信息的情境(context)。此外，某些对象可能在AR视图中被遮挡。例如，对象可以位于封装体内，或者可以驻留在难以接近或不方便(例如，远距离)的位置。

发明内容

本文公开了用于提供增强现实体验的技术、系统、装置和方法。所述技术、系统、装置和方法可以适用于例如工业过程控制系统、环境和/或工厂(其在本文中可互换地称为“过程控制”或“过程”系统、环境和/或工厂)。通常，此类系统和工厂以分布的方式提供对一个或多个过程的控制，这些过程进行操作以制造、精炼或以其他方式转化原始物理材料以生成或生产产品。然而，在一些实施例中，本文描述的技术、系统、装置和方法可以用于其他类型的环境中，和/或用于除了增强现实之外的情境中(例如，在虚拟现实(VR)情境中)。

通常，过程控制环境会引起以上在“背景技术”部分中讨论的许多各种困难，这些困难与生成和使用常规的增强现实(AR)系统或平台相关联。例如，此类环境通常包含大量不同的对象(例如，罐、泵、阀、马达、变送器等)，这些对象紧密邻近和/或与大量信息(例如，传感器读数、诊断状态等)相关联。此外，这些对象可能经常移动或替换。

本文描述的AR平台可以克服或改善这些困难中的一些或全部，并且因此可以非常适合在过程控制环境中使用。利用AR平台，由使用AR移动设备的用户生成三维(3D)模型。AR移动设备可以是AR头盔、AR耳机、AR护目镜、智能眼镜、智能手机、平板电脑、或能够支持位置跟踪(如下文所述)并且可以向用户呈现AR体验的任何其他合适类型的移动设备。