[发明专利]一种将混合现实场景中虚拟模型与实物配准的方法

说明书

本发明提供一种将混合现实场景中虚拟模型与实物配准的方法，首先利用标定点构建空间非直角坐标系，然后分别利用模型与物体上的坐标系求取姿态，最终获得物体姿态在混合现实设备参考系中的表示形式，实现模型与物体的姿态同步；利用坐标对应关系求物体中心点在混合现实设备参考系中的坐标，实现模型与物体的位置同步，最终实现模型与物体的配准。本发明有益效果为：通过图像识别的方法获取标定点的坐标信息，不需要额外的位置传感器，方法简单易行；对物体的姿态没有限制，物体采用任意姿态，均可以实现模型与物体的姿态同步，可以将混合现实场景中的虚拟模型与实际物体配准叠加，增强混合现实设备使用者对现实信息的获取。

技术领域

本发明属于涉及混合现实计算技术领域，具体涉及用于混合现实场景与实际物体的配准的一种将混合现实场景中虚拟模型与实物配准的方法。

背景技术

混合现实技术是当前比较热门的一个课题，在混合现实技术的各种实际应用中，需要把虚拟模型放置在实际空间中的某一个位置上，一般可以把应用分成两类，一种是没有实际物体的，把虚拟模型放置在空间中进行补足，例如混合现实拍照，把一个游戏人物放在空间中和自己合影，另一种则是有实际物体的，把虚拟模型与实际物体进行叠加以增强信息，例如把一个杯子的模型套在实际的杯子上，把虚拟模型与实际物体进行叠加以增强信息。

微软的HoloLens是当前应用最多的混合现实设备之一，该设备可以采集影像和深度信息，并利用这些信息重建现实场景，但是该设备识别并重建的场景是针对整个房间构建的模型，房间中的很多细节都会缺失，如较难识别的黑色物体和比较细小的物体等。在这种情况下，要把一个虚拟模型与实际物

现有技术中，发明专利号201610112630.7所公开的一种混合现实仿真系统的快速配准方法，该专利所述的配准方法需要在模型和实际物体上进行标定，使用定位传感器，并且需要虚拟模型与实际物体的姿态相同；发明专利号201810630885.1所公开的一种基于混合现实的特征点定位方法，该专利所述的方法需要采集人体的特征点，并构建点云，然后用点云与事先准备的模型进行比对，该专利最终落实到模型的比对与相似度分析，分析两者是否是同一个人，与本发明解决的不属于同一问题。

发明内容

本发明的目的在克服上述现有技术存在的不足，提供一种将混合现实场景中虚拟模型与实物配准的方法，能够快速的将虚拟模型与实际物体叠加，通过在虚拟模型上附加信息，来增强混合现实体验者对现实的认知。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供一种将混合现实场景中虚拟模型与实物配准的方法，本方法的基本思想是：

首先利用标定点构建空间非直角坐标系，然后分别在以模型与物体上标定点构建的两个坐标系中求取姿态参数，最终获得物体姿态在混合现实设备参考系中的表示形式，实现模型与物体的姿态同步；利用坐标对应关系求物体中心点在混合现实设备参考系中的坐标，实现模型与物体的位置同步，最终实现模型与物体的配准。

本发明的具体技术方案为：

一种将混合现实场景中虚拟模型与实物配准的方法，包括如下步骤：

Q1、在虚拟模型与实际物体上，分别标定不共面的四个标定点，虚拟模型上标定点的位置与实际物体上标定点的位置一一对应；