專利名稱：一種基于云計算的交互式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明屬于云計算技術領域，尤其涉及一種基于云計算的交互式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方法。
背景技術：
增強現(xiàn)實技術(Augmented Reality technique,簡稱AR技術)，也被稱為擴增現(xiàn)實(臺灣)。把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息(視覺信息，聲音，味道，觸覺等)，通過科學技術模擬仿真后再疊加到現(xiàn)實世界被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗，這種技術叫做增強現(xiàn)實技術，簡稱AR技術。
增強現(xiàn)實可根據(jù)所應用的范圍分為戶內型與戶外型。戶內型增強現(xiàn)實從廣義上說包括各種將數(shù)據(jù)層覆蓋于建筑物內部物理空間的實踐，為建筑師、壁畫師、展覽設計師和新媒體藝術家所關心；相對而言，狹義的戶內型增強現(xiàn)實是在計算機技術支持下發(fā)展起來的。它允許用戶在現(xiàn)實環(huán)境中與虛擬物體交互?，F(xiàn)有增強現(xiàn)實應用，大多是基于單機現(xiàn)場展示，或將單機應用發(fā)布到互聯(lián)網上，無法對現(xiàn)實環(huán)境中種類繁多的目標物體進行識別和三維疊加。為了實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實交互，增強現(xiàn)實技術需要對目標物體進行快速的識別和三維坐標信息計算，因而準確地跟蹤目標物體在三維坐標系下的位置以及目標和攝像機之間的相對位置十分重要。傳統(tǒng)的增強現(xiàn)實技術實現(xiàn)方法通常對客戶端硬件要求較高，無法同時對多個目標物體進行識別和三維信息計算。并且在各種操作系統(tǒng)和硬件平臺下移植困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種基于云計算的交互式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方法，旨在解決現(xiàn)有增強現(xiàn)實應用，大多是基于單機現(xiàn)場展示，或將單機應用發(fā)布到互聯(lián)網上，無法對現(xiàn)實環(huán)境中種類繁多的目標物體進行識別和三維疊加。為了實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實交互，增強現(xiàn)實技術需要對目標物體進行快速的識別和三維坐標信息計算，因而準確地跟蹤目標物體在三維坐標系下的位置以及目標和攝像機之間的相對位置十分重要。傳統(tǒng)的增強現(xiàn)實技術實現(xiàn)方法通常對客戶端硬件要求較高，無法同時對多個目標物體進行識別和三維信息計算。并且在各種操作系統(tǒng)和硬件平臺下移植困難的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種基于云計算的交互式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟步驟I :預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(I);步驟2 :將圖像采集設備(2)和顯示設備(11)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)獲取顯示設備(11)的最佳分辨率F，圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，和交互輔助模塊⑷的指令及數(shù)據(jù)K，將F、Q和K通過網絡傳送到云計算中心(9)；步驟3 :由云計算中心(9)分配硬件資源，利用目標物體識別方法(5)計算出圖像中目標物體所匹配標識物(I)的編號B和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征占.步驟4 :從步驟3所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標；步驟5 :由云計算中心(9)依據(jù)步驟4的內容，利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H ;步驟6 :由云計算中心(9)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器(8)中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件?！?br> 步驟7 :通過圖形引擎(10)在云計算中心(9)中，將圖像Q作為三維場景的背景，并以步驟5中計算出的參數(shù)H為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上。步驟8:結合交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，云計算中心(9)通過圖形引擎
(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后，三維模型的位移和旋轉角度。并將有效值賦值給已疊加在目標物體上的三維模型。步驟9:根據(jù)上述計算結果，云計算中心(9)將結果渲染成分辨率為F的圖像S。再將語音數(shù)據(jù)和圖像S進行打包壓縮，發(fā)送給本地主機(3)。步驟10:本地主機(3)獲取到云計算中心(9)發(fā)來的數(shù)據(jù)包后，解壓成圖像S和語音數(shù)據(jù)，通過顯示設備(11)顯示結果，并播放語音數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果。步驟11 :使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果。步驟12 :使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的數(shù)據(jù)資源，云計算中心(9)的目標物體識別方法和三維信息計算方法，文件服務器(7)和數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(I)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)。進一步，所述方法還可以通過如下方法實現(xiàn)，具體步驟為步驟I :預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(I);步驟2 :將圖像采集設備(2)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)將圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，通過網絡傳送到云計算中心(9)，由云計算中心(9)分配硬件資源，利用目標物體識別方法(5)計算出目標物體所匹配標識物(I)的編號B，和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征點；步驟3 :從步驟2所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標；步驟4 :由云計算中心(9)依據(jù)步驟3的內容，利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H ;
步驟5 :由云計算中心(9)將計算所得將B和H傳送到本地主機(3);步驟6 :由本地主機(3)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器⑶中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件；步驟7:將圖像Q作為三維場景的背景，并以步驟5中計算出的參數(shù)H為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上；步驟8 :結合交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，本地主機(3)通過圖形引擎(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后的效果；步驟9 :根據(jù)上述計算結果，本地主機(3)通過圖形引擎(10)將結果渲染出來，通過顯示設備(11)顯示，同時播放語音文件，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果；步驟10 :使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果；步驟11 :使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的數(shù)據(jù)資源，云計算中心(9)的計算方法，文件服務器(7)、數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(1)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)等。形成一個完整的管理系統(tǒng)。進一步，所述方法還可以通過如下方法實現(xiàn)，具體步驟為步驟I :預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(1);步驟2 :將圖像采集設備(2)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)將圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，在本地主機(3)中利用目標物體識別方法(5)計算出目標物體所匹配標識物(1)的編號B，和圖像中目標物體與標識物(1)匹配的所有特征點；步驟3 :從步驟2所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標；步驟4 :由本地主機(3)依據(jù)步驟3的內容，利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H ;步驟5 :由本地主機(3)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器⑶中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件；步驟6:將圖像Q作為三維場景的背景，并以步驟5中計算出的參數(shù)H為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上；步驟7 :結合交互輔助模塊⑷的指令及數(shù)據(jù)K，本地主機(3)通過圖形引擎(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后的效果；步驟8 :根據(jù)上述計算結果，本地主機(3)通過圖形引擎(10)將結果渲染出來，通過顯示設備(11)顯示，同時播放語音文件，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果；步驟9 :使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果；步驟10 :使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的標識物(I)文件、文件服務器(7)、數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(I)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)等。形成一個完整的管理系統(tǒng)。進一步，所述方法可移植到Windows, Linux, Windows Phone, IOS, Mac OS X,Android等操作系統(tǒng)中應用，并且可運行于桌式電腦、智能電視、平板電腦、手機、其他可搭載操作系統(tǒng)的硬件設備等硬件平臺使用。本發(fā)明具有以下積極效果I、實現(xiàn)可一種基于云計算的三維空間疊加、文字介紹、語音介紹結合的交互式增強現(xiàn)實展示方法。2、可以從攝像機拍攝的圖像中分割出目標物體并自動建立該目標物體的特征模板。 3、對于三維物體使用多張各角度的目標物體圖片作為特征模板。4、通過系統(tǒng)獲取顯示設備(11)的最佳分辨率F，圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)，作為基礎數(shù)據(jù)發(fā)送給云計算中心(9)。5、由云計算中心(9)分配硬件資源，利用目標物體識別方法(5)計算出圖像中目標物體所匹配標識物(I)的編號B，和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征點；并全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標。結合攝像機標定和鏡頭畸變調整，計算出目標物體相對于攝像機的位移和旋轉角度。6、由云計算中心(9)分配硬件資源，通過圖形引擎(10)中碰撞、接近等物理特性計算由交互輔助模塊(4)提供的指令和數(shù)據(jù)對疊加的虛擬物體造成的影響。7、由云計算中心(9)完成對目標物體的識別、三維疊加和互動效果合成，將合成的結果渲染成分辨率F的圖像，將此圖像和通過目標物體識別所得到的編號從文件服務器調取語音數(shù)據(jù)壓縮后，傳送到本地主機(3)。8、本地主機(3)解壓數(shù)據(jù)后，播放語音數(shù)據(jù)，并通過顯示設備(11)顯示結果。9、本系統(tǒng)可移植到 Windows, Linux, Windows Phone, IOS, Mac OS X, Android 等操作系統(tǒng)中應用，并且可運行于桌式電腦、智能電視、平板電腦、手機、其他可搭載操作系統(tǒng)的硬件設備等硬件平臺使用。


圖I是本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)第一種結構圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)第二種結構圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)第三種結構圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例I :基于附圖I所示的結構，本發(fā)明實施例提供的基于云計算的交互式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方法可以通過以下步驟實現(xiàn)步驟I :預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(I);步驟2 :將圖像采集設備(2)和顯示設備(11)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)獲取顯示設備(11)的最佳分辨率F，圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，和交互輔助模塊⑷的指令及數(shù)據(jù)K，將F、Q和K通過網絡傳送到云計算中心(9)；步驟3 :由云計算中心(9)分配硬件資源，利用目標物體識別方法(5)計算出圖像中目標物體所匹配標識物(I)的編號B和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征占.
步驟4 :從步驟3所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標；步驟5 :由云計算中心(9)依據(jù)步驟4的內容，利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H ;步驟6 :由云計算中心(9)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器(8)中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件。步驟7 :通過圖形引擎(10)在云計算中心(9)中，將圖像Q作為三維場景的背景，并以步驟5中計算出的參數(shù)H為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上。步驟8 :結合交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，云計算中心(9)通過圖形引擎
(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后，三維模型的位移和旋轉角度。并將有效值賦值給已疊加在目標物體上的三維模型。步驟9 :根據(jù)上述計算結果，云計算中心(9)將結果渲染成分辨率為F的圖像S。再將語音數(shù)據(jù)和圖像S進行打包壓縮，發(fā)送給本地主機(3)。步驟10 :本地主機(3)獲取到云計算中心(9)發(fā)來的數(shù)據(jù)包后，解壓成圖像S和語音數(shù)據(jù)，通過顯示設備(11)顯示結果，并播放語音數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果。步驟11 :使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果。步驟12 :使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的數(shù)據(jù)資源，云計算中心(9)的計算方法，文件服務器(7)、數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(I)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)等。形成一個完整的管理系統(tǒng)。本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點I、便于管理需要在現(xiàn)實中疊加的三維模型和標識物(I)2、可大大降低本地主機(3)的硬件配置；3、對于多個標識物(I)的識別，可大大減少目標物體識別方法和三維信息計算方法所消耗的時間。
4、可不對圖形引擎(10)中模型大小，制作規(guī)則進行限制。5、可實現(xiàn)復雜的人機交互效果。6、便于升級目標物體識別方法(5)和三維信息計算方法(6)。7、可在各種操作系統(tǒng)和硬件平臺上便捷的移植。實施例2 :考慮到用戶在現(xiàn)實中網絡環(huán)境的不同，本發(fā)明的系統(tǒng)結構可進行下列兩種變化，基于附圖2所示的結構，基于網絡穩(wěn)定環(huán)境下，帶寬要求正常，本發(fā)明實施例提供的基于云計算的交互式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方法可以通過以下步驟實現(xiàn)步驟I :預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(I);步驟2 :將圖像采集設備(2)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)將圖像采集設備(2)采·集到的某一幀視頻圖像Q，通過網絡傳送到云計算中心(9)，由云計算中心(9)分配硬件資源，利用目標物體識別方法(5)計算出目標物體所匹配標識物(I)的編號B，和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征點；步驟3 :從步驟2所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標；步驟4 :由云計算中心(9)依據(jù)步驟3的內容，利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H ;步驟5 :由云計算中心(9)將計算所得將B和H傳送到本地主機(3)。步驟6 :由本地主機(3)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器(8)中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件。步驟7:將圖像Q作為三維場景的背景，并以步驟5中計算出的參數(shù)H為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上。步驟8 :結合交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，本地主機(3)通過圖形引擎(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后的效果。步驟9 :根據(jù)上述計算結果，本地主機(3)通過圖形引擎(10)將結果渲染出來，通過顯示設備(11)顯示，同時播放語音文件，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果。步驟10 :使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果。步驟11 :使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的數(shù)據(jù)資源，云計算中心(9)的計算方法，文件服務器(7)、數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(I)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)等。形成一個完整的管理系統(tǒng)。本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點I、便于管理需要在現(xiàn)實中疊加的三維模型和標識物(I)。2、可降低本地主機(3)的硬件配置；3、對于多個標識物(I)的識別，可大大減少目標物體識別方法(5)和三維信息計算方法(6)所消耗的時間。
4、便于升級目標物體識別方法(5)和三維信息計算方法(6)。實施例3 :基于附圖3所示的結構，基于網絡不穩(wěn)定環(huán)境下，帶寬要求正常，本發(fā)明實施例提供的基于云計算的交互式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方法可以通過以下步驟實現(xiàn)步驟I :預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(I);步驟2 :將圖像采集設備(2)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)將圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，在本地主機(3)中利用目標物體識別方法(5)計算出目標物體所匹配標識物(I)的編號B，和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征點；步驟3 :從步驟2所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標； 步驟4 :由本地主機(3)依據(jù)步驟3的內容，利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H ;步驟5 :由本地主機(3)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器⑶中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件。步驟6:將圖像Q作為三維場景的背景，并以步驟5中計算出的參數(shù)H為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上。步驟7 :結合交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，本地主機(3)通過圖形引擎(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后的效果。步驟8 :根據(jù)上述計算結果，本地主機(3)通過圖形引擎(10)將結果渲染出來，通過顯示設備(11)顯示，同時播放語音文件，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果。步驟9 :使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果。步驟10 :使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的標識物(I)文件、文件服務器(7)、數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(I)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)等。形成一個完
整的管理系統(tǒng)。本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點I、便于管理需要在現(xiàn)實中疊加的三維模型。2、將本地主機(3)中配置本地數(shù)據(jù)庫和文件資源，即可在網絡通暢時發(fā)送請求與數(shù)據(jù)庫服務器(8)和文件服務器(7)同步，更新本地主機(3)內容，并發(fā)送統(tǒng)計數(shù)據(jù)。而在無網絡狀況下，仍使用更新前數(shù)據(jù)正常運行。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、模塊合并、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種基于云計算的交互式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(I)； 將圖像采集設備(2)和顯示設備(11)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)獲取顯示設備(11)的最佳分辨率F，圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，和交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，將F、Q和K通過網絡傳送到云計算中心(9)； 由云計算中心(9)分配硬件資源，利用目標物體識別方法(5)計算出圖像中目標物體所匹配標識物(I)的編號B和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征點； 從所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標； 由云計算中心(9)依據(jù)的內容，利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H;由云計算中心(9)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器(8)中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件； 通過圖形引擎(10)在云計算中心(9)中，將圖像Q作為三維場景的背景，并以計算出的參數(shù)H為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上； 結合交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，云計算中心(9)通過圖形引擎(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后，三維模型的位移和旋轉角度，并將有效值賦值給已疊加在目標物體上的三維模型； 根據(jù)上述計算結果，云計算中心(9)將結果渲染成分辨率為F的圖像S，再將語音數(shù)據(jù)和圖像S進行打包壓縮，發(fā)送給本地主機(3)； 本地主機(3)獲取到云計算中心(9)發(fā)來的數(shù)據(jù)包后，解壓成圖像S和語音數(shù)據(jù)，通過顯示設備(11)顯示結果，并播放語音數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果；使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果； 使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的數(shù)據(jù)資源，云計算中心(9)的目標物體識別方法和三維信息計算方法，文件服務器(7)和數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(I)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還可以通過如下方法實現(xiàn)，具體步驟為 預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(I)； 將圖像采集設備(2)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)將圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，通過網絡傳送到云計算中心(9)，由云計算中心(9)分配硬件資源，利用目標物體識別方法(5)計算出目標物體所匹配標識物(I)的編號B，和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征點； 從所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標； 由云計算中心(9)利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H; 由云計算中心(9)將計算所得將B和H傳送到本地主機(3)； 由本地主機(3)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器(8)中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件； 將圖像Q作為三維場景的背景，并以計算出的參數(shù)為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上； 結合交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，本地主機(3)通過圖形引擎(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后的效果； 根據(jù)上述計算結果，本地主機(3)通過圖形引擎(10)將結果渲染出來，通過顯示設備(11)顯示，同時播放語音文件，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果； 使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果； 使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的數(shù)據(jù)資源，云計算中心(9)的計算方法，文件服務器(7)、數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(I)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還可以通過如下方法實現(xiàn)，具體步驟為 預先拍攝一張或幾張需要疊加三維模型的目標物體圖片或者由程序從攝像機的圖像中自動分割出目標物體圖片作為標識物(I)； 將圖像采集設備(2)連接本地主機(3)，通過系統(tǒng)將圖像采集設備(2)采集到的某一幀視頻圖像Q，在本地主機(3)中利用目標物體識別方法(5)計算出目標物體所匹配標識物(I)的編號B，和圖像中目標物體與標識物(I)匹配的所有特征點； 從所述的全部匹配特征點中選擇4個最準確的匹配特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；此外，以其中一點為世界坐標原點，記錄下其他特征點的世界坐標； 由本地主機(3)利用三維信息計算方法(6)計算攝像機的外參數(shù)H; 由本地主機(3)通過網絡從數(shù)據(jù)庫服務器(8)中查詢編號B對應三維模型、語音、文本等文件的文件名及路徑，再使用以上信息在文件服務器(7)中調取三維模型、語音和文本文件； 將圖像Q作為三維場景的背景，并以計算出的參數(shù)H為位置信息，將編號B對應三維模型和文本介紹疊加在目標物體上； 結合交互輔助模塊(4)的指令及數(shù)據(jù)K，本地主機(3)通過圖形引擎(10)的物理特性計算數(shù)據(jù)K對三維模型造成影響后的效果； 根據(jù)上述計算結果，本地主機(3)通過圖形引擎(10)將結果渲染出來，通過顯示設備(II)顯示，同時播放語音文件，從而實現(xiàn)了實時交互式三維疊加展示效果； 使用上述方法，還可對圖像中多個目標物體進行計算，得出每個目標物體的三維信息，從而實現(xiàn)對多個目標物體的疊加效果； 使用管理系統(tǒng)(13)可訪問Web服務器(12)對本地主機(3)中的標識物(I)文件、文件服務器(7)、數(shù)據(jù)庫服務器(8)中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢，還可以統(tǒng)計任何一個標識物(I)的使用頻率、時間，系統(tǒng)各部分軟硬件的運行狀態(tài)。
4.如權利要求I所述的方法,其特征在于,所述方法可移植到Windows, Linux, WindowsPhone, IOS7Mac OS X,Android等操作系統(tǒng)中應用，并且可運行于桌式電腦、智能電視、平板電腦、手機、其他可搭載操作系統(tǒng)的硬件設備等硬件平臺使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于云計算的三維空間疊加、文字介紹、語音介紹結合的交互式增強現(xiàn)實展示方法，從圖像中分割出目標物體并自動建立特征模板；對于三維物體使用多張各角度的目標物體圖片作為特征模板；通過系統(tǒng)獲取顯示設備的最佳分辨率F，圖像采集設備采集到的某一幀視頻圖像Q及交互輔助模塊的指令及數(shù)據(jù)K，將F、Q、K作為基礎數(shù)據(jù)發(fā)送到云計算中心；由云計算中心分配硬件資源，利用目標物體識別方法計算出圖像中目標物體的編號B和所有特征點；記錄這些特征點的圖像坐標值；由云計算中心完成對目標物體的識別、三維疊加和互動效果合成，將合成的結果渲染成分辨率F的圖像，將此圖像和通過目標物體識別所得到的編號從文件服務器調取語音數(shù)據(jù)壓縮后，傳送到本地主機。
文檔編號G06T17/00GK102903144SQ20121027390
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權日2012年8月3日
發(fā)明者樊曉東 申請人:樊曉東