[发明专利]一种AR投影方法、系统及AR投影仪

说明书

本发明公开了一种AR投影方法、系统及AR投影仪，属于虚拟现实交互技术领域，包括在AR投影助手内内置摄像头拍摄相机，通过内置摄像头拍摄相机扫描目标环境周围场景，提取周围场景的环境信息和物体信息，使用系统构建三维场景，根据获取的环境信息对场景进行三维重构，并生成三维物体的数据模型，对拍摄的三维物体的形状进行识别，根据识别的外形轮廓，建立模型数据，将模型数据经过运算处理与实体物件进行交互仿真，在实体物件上进行投影成像，在完成所有呈现效果的仿真计算后，将AR效果实时渲染出来，使用AR投影助手显示设备进行显示，本发明能在进行AR投影渲染的同时，起到降低延迟且可控的效果。

技术领域

本发明属于虚拟现实交互技术领域，具体地说，涉及一种AR投影方法、系统及AR投影仪。

背景技术

AR增强现实，是用户对现实世界感知的新技术，AR技术是把计算机带入到用户的真实世界中，通过听、看、摸、闻虚拟信息，来增强对现实世界的感知，实现了从“人去适应机器”到技术“以人为本”的转变，通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间，也叫“21世纪的移动随身听”或“能够实时交互的移动电视”

AR从其技术手段和表现形式上，可以明确分为大约两类，一是Vision based AR，即基于计算机视觉的AR，二是LBS basedAR，即基于地理位置信息的AR，基于计算机视觉的AR是利用计算机视觉方法建立现实世界与屏幕之间的映射关系，本质上来讲就是要找到现实场景中的一个依附平面，然后再将这个3维场景下的平面映射到我们2维屏幕上，然后再在这个平面上绘制你想要展现的图形。

AR增强现实系统组成在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示器，用户从屏幕上看到最终的增强场景图片，在基于monitor-based和video see-through显示技术的AR实现中，都通过摄像机来获取真实场景的图像，在计算机中完成虚实图像的结合并输出，整个过程不可避免的存在一定的系统延迟，这是动态AR应用中虚实注册错误的一个主要产生原因，而基于optical see-through显示技术的AR实现中，真实场景的视频图像传送是实时的，不受计算机控制，因此不可能用控制视频显示速率的办法来补偿系统延迟。

发明内容

要解决的问题

针对现有基于monitor-based和video see-through显示技术的AR实现中，都通过摄像机来获取真实场景的图像，在计算机中完成虚实图像的结合并输出，整个过程不可避免的存在一定的系统延迟，基于optical see-through显示技术的AR实现中，真实场景的视频图像传送是实时的，不受计算机控制的问题，本发明提供一种AR投影方法、系统及AR投影仪。

技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种AR投影方法，采用以下步骤：

步骤1：在AR投影助手内内置摄像头拍摄相机，通过内置摄像头拍摄相机扫描目标环境周围场景，提取周围场景的环境信息和物体信息；

步骤2：使用系统构建三维场景，根据获取的环境信息对场景进行三维重构，并生成三维物体的数据模型；

步骤3：对拍摄的三维物体的形状进行识别，根据识别的外形轮廓，建立模型数据，将模型数据经过运算处理与实体物件进行交互仿真，在实体物件上进行投影成像；

步骤4：在完成所有呈现效果的仿真计算后，将AR效果实时渲染出来，使用AR投影助手显示设备进行显示。

优选地，所述AR助手内置摄像头拍摄相机扫描目标环境周围场景提取环境信息时，需要确定拍摄相机的位置坐标，拍摄相机坐标确定是根据环境信息的特征点计算Tm矩阵，再确定拍摄相机的位置坐标。