本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于家居展示的增強現(xiàn)實眼鏡。

背景技術(shù)：

增強現(xiàn)實技術(shù)是一種將真實世界信息和虛擬世界信息集成的新技術(shù)，在日常生活中可以為人們帶來便利。它可以實現(xiàn)超越電子屏幕的視覺體驗，在展現(xiàn)真實世界的信息的同時，將虛擬的信息同時顯示出來，數(shù)碼世界和真實世界的信息相互補充和疊加，二者完美的結(jié)合在一起呈現(xiàn)在用戶眼中。

消費者在購買家具的時候經(jīng)常會遇見一個問題：雖然在家具城看見了家具，也體驗過家具的質(zhì)感了，但是不知道家具擺放在家里的效果如何，尺寸是否合適。搭配的時候也不夠方便，回來之后和家人商量的時候也無法直觀表述。品牌商家也會遇見店內(nèi)展示空間不足，無法展示更多的產(chǎn)品，于是限定了家具廠的家具版式。消費者走馬觀花，在離店之后也無法繼續(xù)體驗，導(dǎo)購缺乏有力的說服工具。

增強現(xiàn)實技術(shù)在家具行業(yè)的應(yīng)用在于將和真實家具看上去一樣的虛擬家具投射到真實的環(huán)境之中，同時可以播放廣告語或者導(dǎo)購的語音講解，從而提升家具的銷量。消費者可以在自己家中選購家具，同時可以直觀地看見家具擺放在家中的視覺效果和大小比例，也可以更好地和家人商量購買方案。商家可以展示更多的家具，同時也可以讓用戶在觀看模型的時候同時聽到導(dǎo)購的講解和推銷。

但現(xiàn)有的增強現(xiàn)實眼鏡，顯示屏往往是透明鏡片，且分辨率普遍偏低，虛擬物體的內(nèi)容和質(zhì)量受到極大限制，甚至嚴(yán)重影響用戶體驗。若要追求高質(zhì)量、內(nèi)容量巨大的虛擬物體，則需要借助于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，而如何將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于增強現(xiàn)實眼鏡，則是要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種增強現(xiàn)實眼鏡及使用該眼鏡進行家居展示的方法，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于增強現(xiàn)實眼鏡，增強了家居展示的效果，提升了消費者的購物體驗。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

增強現(xiàn)實眼鏡，包括鏡架，設(shè)于鏡架內(nèi)的鏡片總成、嵌入式處理器和顯示屏，以及設(shè)于鏡架上的攝像頭，所述攝像頭具有廣角鏡頭；所述嵌入式處理器分別連接所述攝像頭和顯示屏，用于處理所述攝像頭采集的圖像，并建立或調(diào)用數(shù)字模型疊加于圖像上后在顯示屏上顯示；所述鏡片總成設(shè)于顯示屏前部，包括透鏡和濾光片，用于與所述顯示屏構(gòu)成三維顯示器，將顯示屏顯示的圖像耦合調(diào)整后向投射于人眼。

本發(fā)明的增強顯示眼鏡，采用具有廣角鏡頭的攝像頭獲取真實世界的圖像信息，而非人眼直接獲取。采用廣角鏡頭后，視場角變大，最終得到的真實世界的圖像超過原有攝像頭的范圍，從而使人眼看到的圖像具有更大的視界，消除了人眼通過攝像頭觀察現(xiàn)實世界的邊緣限制，提高了觀看體驗。

優(yōu)選的，所述廣角鏡頭的視場角α與攝像頭的視場角β滿足：α-β>30°。

進一步的，所述鏡片總成和顯示屏設(shè)置為兩組，分別位于鏡架上對應(yīng)于人眼的位置；所述顯示屏為高分辨率的高清顯示屏，并且兩塊顯示屏顯示的圖像具有5～10%的平移差異，左屏幕顯示圖像左半邊95%～97.5%的內(nèi)容，右屏幕顯示圖像右半邊95%～97.5%的內(nèi)容。

采用上述方案，保證了真實世界圖像和虛擬圖像的顯示效果，并且鏡片總成中的透鏡在擴大視場角的同時，使觀看者僅能看到屏幕的大部分內(nèi)容而非全部內(nèi)容，保證其看不到邊界，進一步提高了觀看體驗。

進一步的，所述鏡片總成通過調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝于鏡架上，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括用于安裝鏡片總成的上齒條和下齒條，以及調(diào)節(jié)鏡片總成位置的調(diào)節(jié)滑塊。觀察者通過撥動滑塊，通過上齒條帶動鏡片總成在下齒條上左右移動，使鏡片之間的間距與觀察者的瞳距相同，從而具有良好的觀賞體驗。

進一步的，所述鏡架于靠近人眼的一側(cè)設(shè)有眼鏡前罩和位于眼鏡前罩邊緣的遮光部，并于另一側(cè)設(shè)有眼鏡后罩，以起到遮蔽雜光的效果，避免了外部光線的干擾。

與現(xiàn)有的增強現(xiàn)實眼鏡相比，本發(fā)明的增強現(xiàn)實眼鏡具有如下優(yōu)點：

1）采用廣角攝像頭獲取真實世界的圖像，不僅使增強現(xiàn)實眼鏡能更方便的展示大型家具，還使得所獲取的圖像更接近于人眼所獲取的圖像，在一定程度上保證了攝像頭獲取真實圖像的保真性。

2）采用了兩塊高分辨率的高清顯示屏，保證了顯示上的無顆粒和真實圖像的還原性，配合鏡片總成中透鏡的效果，擴大了視場角，使觀看者通過透鏡不能觀察到屏幕的邊緣，減小了邊緣效應(yīng)，提高了真實感。

3）采用左右屏差異化的顯示，更符合人體左右眼的觀測情況，更真實的還原了人眼觀測的情況。

4）采用了齒輪齒條的瞳距調(diào)節(jié)方案，相比于現(xiàn)有的滑塊直接帶動鏡片調(diào)節(jié)方式，該機構(gòu)能夠減小調(diào)節(jié)過程中零件的磨損，提高使用壽命。

使用上述的增強現(xiàn)實眼鏡進行家居展示的方法，包括如下步驟：

S1、處理器對攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)進行處理，判斷圖像中是否存在識別目標(biāo)，若存在識別目標(biāo)則執(zhí)行步驟S2；

S2、根據(jù)識別目標(biāo)的信息，建立或調(diào)用與識別目標(biāo)對應(yīng)的模型；

S3、建立屏幕坐標(biāo)與世界坐標(biāo)的映射關(guān)系，將建立或調(diào)用的模型疊加至攝像頭采集的圖像中并在顯示屏上顯示，其中，模型疊加的位置與識別目標(biāo)錨定。

進一步的，還包括：

S4、處理器建立或調(diào)用新的模型，將新的模型疊加至已建立屏幕坐標(biāo)與世界坐標(biāo)的映射關(guān)系且已識別出識別目標(biāo)的圖像中，并在顯示屏上顯示；其中，模型疊加的位置與識別目標(biāo)錨定。

此時，對于已經(jīng)建立屏幕坐標(biāo)與世界坐標(biāo)的映射關(guān)系且已識別出識別目標(biāo)的圖像，避免了重新識別定位的過程，提高了展示效率。

進一步的，步驟S2中，從模型數(shù)據(jù)庫中調(diào)用模型，所述模型數(shù)據(jù)庫中的模型由三維掃描獲取、人工建?；蛏唐分圃焐烫峁?。

進一步的，所述模型數(shù)據(jù)庫存儲于處理器的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫模塊或云存儲空間中，當(dāng)模型數(shù)據(jù)庫存儲于云存儲空間中時，處理器與云存儲空間通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。

進一步的，步驟S2還包括：對建立或調(diào)用的模型根據(jù)場景光源進行渲染或根據(jù)識別目標(biāo)位置調(diào)整模型方向。

本發(fā)明的家居展示的方法，相較于虛擬現(xiàn)實方案，在展示家具時，背景均為真實世界，觀看者在進行參考時，參考價值更大。通過獲取真實世界的圖像及其中的識別目標(biāo)，建立或調(diào)用家居模型通過識別目標(biāo)定位疊加于獲取的圖像上，然后在顯示屏上顯示，使消費者能夠得到更逼真的觀看體驗，選擇符合實際需求的家居，也能使商家對家居進行更好的展示和銷售，具有良好的應(yīng)用前景和廣闊的市場空間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的增強現(xiàn)實眼鏡實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中實施例另一側(cè)的視圖。

圖3為圖1實施例中攝像頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1實施例中圖像處理組件的位置和連接示意圖。

圖5為圖1實施例中鏡片總成位置調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的家居展示的方法的信號傳遞流程圖。

具體實施方式

為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

如圖1和圖2所示為本發(fā)明的增強顯示眼鏡較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括鏡架10，鏡架10為半封閉的框體，其靠近使用者眼睛的一側(cè)經(jīng)人體工學(xué)設(shè)計符合人臉形狀，便于觀看使用，并設(shè)有眼鏡前罩8和位于邊緣的遮光海綿7，另一側(cè)設(shè)有眼鏡后罩6，避免了觀看時的雜光干擾。

在鏡架10上，設(shè)置有攝像頭1，該攝像頭1具有廣角鏡頭5。如圖3所示，該廣角鏡頭能夠使攝像頭的視場角變大，最終得到的真實世界的圖像超過原有攝像頭的范圍，從而使人眼看到的圖像具有更大的視界，消除了人眼通過攝像頭觀察現(xiàn)實世界的邊緣限制，提高了觀看體驗。

作為優(yōu)選實施方案，該廣角鏡頭5的視場角α與攝像頭1的視場角β滿足：α-β>30°。

在鏡架10內(nèi)部，設(shè)置有嵌入式處理器，顯示屏2和鏡片總成3。其中，鏡片總成和顯示屏設(shè)置為兩組，分別位于鏡架上對應(yīng)于人眼的位置。優(yōu)選的，顯示屏2為高分辨率的高清顯示屏，透鏡總成3包括透鏡和濾光片，與顯示屏2構(gòu)成三維顯示器，將顯示屏顯示的圖像耦合調(diào)整后向投射于人眼。

具體的，如圖4所示，攝像頭1通過廣角鏡頭5采集的圖像輸入嵌入式處理器9，處理器處理圖像并建立或調(diào)用數(shù)字模型疊加于圖像上后在顯示屏上顯示，之后經(jīng)過透鏡進入人眼，從而將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于增強現(xiàn)實眼鏡，提高了使用著的觀看體驗。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，兩塊顯示屏顯示的圖像具有5～10%的平移差異，左屏幕顯示圖像左半邊95%～97.5%的內(nèi)容，右屏幕顯示圖像右半邊95%～97.5%的內(nèi)容，更符合人體左右眼的觀測情況，更真實的還原了人眼觀測的情況。

采用上述方案，保證了真實世界圖像和虛擬圖像的顯示效果，并且鏡片總成中的透鏡在擴大視場角的同時，使觀看者僅能看到屏幕的大部分內(nèi)容而非全部內(nèi)容，保證其看不到邊界，進一步提高了觀看體驗。

為了調(diào)節(jié)透鏡組件的位置，使之與不同觀看者的瞳距相適應(yīng)，透鏡組件3通過調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝于鏡架上。如圖5所示，該調(diào)節(jié)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)滑塊4、上齒條41和下齒條42，其中，上齒條41包括獨立的兩段，相應(yīng)的調(diào)節(jié)滑塊4也設(shè)置為兩個，分別與兩段上齒條固定連接。透鏡組件的邊緣設(shè)置有與上齒條和下齒條匹配的齒環(huán)，并通過該齒環(huán)安裝于上下齒條之間。當(dāng)需要調(diào)節(jié)透鏡組件的位置時，撥動調(diào)節(jié)滑塊4，通過上齒條帶動透鏡組件在下齒條上移動，從而使兩個透鏡組件的位置與人眼的瞳距相適應(yīng)，從而具有良好的觀賞體驗。同時，采用該方案，相比于現(xiàn)有的滑塊直接帶動鏡片調(diào)節(jié)方式，能夠減小調(diào)節(jié)過程中零件的磨損，提高使用壽命。

使用上述的增強現(xiàn)實眼鏡進行家居展示的方法，包括如下步驟：

首先，攝像頭通過廣角鏡頭采集真實世界的圖像，并由處理器對攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)進行處理，判斷圖像中是否存在識別目標(biāo)，若存在識別目標(biāo)則執(zhí)行下一步驟。

其中，識別目標(biāo)為易于由處理器識別的標(biāo)識物，可以是真實世界中的已有物品，比如門窗邊框、墻的角線或其它物品，也可以是特別設(shè)置的標(biāo)識物或著信號源，如線條、模型或發(fā)光點等。

接下來，處理器根據(jù)識別目標(biāo)的信息，建立或調(diào)用與識別目標(biāo)對應(yīng)的模型。其中，該模型的建立可基于參數(shù)建立，或從數(shù)據(jù)庫直接調(diào)用對應(yīng)的模型，模型數(shù)據(jù)庫需要在展示之前建立，模型可由三維掃描獲取、人工建模或商品制造商提供，對應(yīng)于各種家居產(chǎn)品。

上述的數(shù)據(jù)庫，存儲于處理器的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫模塊或云存儲空間中。當(dāng)存儲于云存儲空間中時，處理器與云存儲空間通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，建立或調(diào)用模型時，對模型根據(jù)場景光源進行渲染或根據(jù)識別目標(biāo)位置調(diào)整模型方向，使之更接近于于真實場景。

之后，處理器建立屏幕坐標(biāo)與世界坐標(biāo)的映射關(guān)系，將建立或調(diào)用的模型疊加至攝像頭采集的圖像中并在顯示屏上顯示，其中，模型疊加的位置與識別目標(biāo)錨定，從而將模型疊加在合適的位置。

當(dāng)屏幕坐標(biāo)與世界坐標(biāo)的映射關(guān)系已經(jīng)建立，且識別目標(biāo)已被識別時，處理器建立或調(diào)用新的模型后將直接疊加于圖像中，并在顯示屏上顯示；此時，識別目標(biāo)僅用于錨定模型疊加的位置，從而避免了重新識別定位的過程，提高了展示效率。

本發(fā)明的家居展示的方法，還可由其它設(shè)備實施，而不影響其展示效果。如圖6所示為該方法所涉及的信號傳遞流程圖。攝像頭在獲取識別目標(biāo)后，將信號傳遞至處理器，處理器從模型數(shù)據(jù)庫調(diào)取信息，并將攝像頭所傳遞信息與其進行對比，確定所需要展示的模型，并從數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入所需要展示的模型，在建立屏幕坐標(biāo)與世界坐標(biāo)系的對應(yīng)關(guān)系后，將模型和攝像頭所獲取圖像進行疊加并輸出至顯示設(shè)備。

其中的攝像頭，對應(yīng)于AR眼鏡、手機、平板電腦等便攜設(shè)備和可穿戴設(shè)備的攝像頭，處理器對應(yīng)于便攜設(shè)備或可穿戴設(shè)備的系統(tǒng)硬件載體與對應(yīng)的軟件系統(tǒng)，模型數(shù)據(jù)庫對應(yīng)于展示系統(tǒng)包含的數(shù)據(jù)庫模塊，該模塊可基于本地存儲方式或基于云存儲方式。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。