[发明专利]用于提供使用增强现实的三维网络地图服务的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用增强现实的三维(3D)网络地图服务的方法及其系统，特别是，涉及一种用于3D网络地图服务的方法和系统，其可以提前执行可以以少量数据表现的二维(2D)标记信息与特定的3D物体的映射，当实时接收地图数据时，不接收整个3D物体而只接收对应要绘制的3D物体位置的2D标记信息，渲染对应2D标记信息的3D建模数据，并由此可提供3D地图服务。

背景技术

通常，增强现实系统(augmented reality)，是显示用户用眼看到的现实世界与具有更详细信息作为单一特征的虚拟世界的虚拟现实技术，其为将现实环境与虚拟环境结合的混合虚拟现实系统(Hybrid Virtual Reality System)。增强现实是将现实世界与虚拟世界相结合的概念。虽然增强现实使用电脑图形制作的虚拟环境，但是其主要部分是现实环境。电脑图形另外提供现实环境所需信息，并使用户看到的三维(3D)虚拟图像与现实图像重叠，因此分不清楚现实世界与虚拟图像。

也就是说，要合成虚拟图像与现实图像，增强现实系统使用具有犹如现实相机投影现实图像的效果的3D透视投影处理3D建模数据，所述3D建模数据基于相机位置和姿势值被提前创建，渲染虚拟图像，然后合成并显示现实图像与虚拟图像。在这种情况下，为了将虚拟图形对象合成到现实图像的准确位置，需要增强现实系统进行在二维(2D)屏幕上验证虚拟物体的精确位置和方向的配合(registration)。为进行所述配合，需要在现实世界的某一点的3D坐标(例如，要描绘的虚拟物体的位置)，并且要求所述坐标是基于相机上的坐标值。

因此，虚拟增强系统需要就某一点或现实世界对象获取对应物3D坐标。从理论上说，要求两个摄像头必须都以人通过两个眼睛所感知到的深度的原则为基础获取3D坐标。但是，通常使用一个单一相机，并且因为单一相机很难在现实世界感知3D位置而使用标记。

所述标记代表可被计算机视觉技术感知到的特定对象。例如，所述标记可以是直接在黑色地面书面的平面图案或具有独特色彩的几何对象。如何从相机和给定3D位置的视觉点看到虚拟对象以及如何描绘由投影计算确定。

为将这一原则应用于3D网络地图服务，需要大量的数据，如成百上千的点的信息、纹理信息、相应的纹理图像等等，来表现整个3D对象。此外，所有信息必须传送到网络来在网络地图服务中向用户表现3D对象。但是，3D网络地图服务体系，在执行网络传输数据时与渲染时间相比具有明显更高的负载，因此提供实时服务几乎是不可能的。

但是，虽然在用户计算机上提前存储3D物体或每次通过使用超高速缓存(caching)传输大量数据的问题已被解决，但是在地图上的准确位置描绘出之前存储对象的是非常困难的，因为地图的方向和偏角必须根据在3D网络地图服务中的用户输入而不同。

因此，解决3D网络地图服务的问题的方法显然是必需的。

发明内容

技术目的

本发明的一个方面，提供一种用于三维(3D)的网络地图服务的方法和系统，其可以提前执行可以以少量数据表现的二维(2D)标记信息与特定的3D物体的映射，当实时接收地图数据时，不接收整个3D物体而只接收对应要绘制的3D物体位置的2D标记信息，渲染对应2D标记信息的3D建模数据，并由此可提供3D地图服务。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种用于使用增强现实的三维(3D)网络地图服务的方法，所述方法包括以下步骤：下载映射了二维(2D)标记信息和3D建模数据的映射信息文件；从地图数据提供服务器接收包括所述2D标记信息的地图数据；使用所述接收的地图数据提前将地图渲染至帧缓冲区；通过从所述地图数据检测所述2D标识信息并搜索所述映射信息文件，提取所述3D建模数据的标识(ID)；使用所述3D建模数据的所述ID从3D建模数据库提取对应所述检测的2D标记信息的所述3D建模数据；在处理所述3D建模数据之后另外渲染所述3D建模数据至所述帧缓冲区；和将所渲染的数据渲染在屏幕上。