[发明专利]实现高分辨率增强现实系统的方法

权利要求书

1.一种实现高分辨率增强现实系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤a. 标定深度摄像头的内部参数、高分辨率摄像装置的内部参数及畸变参数；

步骤b. 固定所述深度摄像头与所述高分辨率摄像装置，获取所述深度摄像头与高分辨率摄像装置之间的相对位置；

步骤c. 同步捕获所述深度摄像头与高分辨率摄像装置的数据；

步骤d. 利用深度信息，获取特征信息点；

步骤e. 恢复所述特征信息点在所述深度摄像头坐标系中的三维坐标；

步骤f. 将所述三维坐标投射到所述高分辨率摄像装置的图像坐标系中。

2.如权利要求1所述的实现高分辨率增强现实系统的方法，其特征在于，所述步骤a具体包括：

采用针孔摄像头成像模型：

上式中，u,v为图像坐标，X,Y,Z为世界坐标，

所述深度摄像头的内部参数为：

镜头几何校正公式如下：

。

3.如权利要求2所述的实现高分辨率增强现实系统的方法，其特征在于，所述内部参数和畸变参数的获取具体包括：对所述深度摄像头与高分辨率摄像装置做标定，打印标定模板，在所述深度摄像头的视野范围内做多角度旋转和平移，拍摄图像，计算图像中的特征信息点，依据标定模板的实际尺寸，获取所述深度摄像头与高分辨率摄像装置的畸变参数和内部参数。

4.如权利要求1所述的实现高分辨率增强现实系统的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述深度摄像头与高分辨率摄像装置为刚体连接，且平行安装。

5.如权利要求1所述的实现高分辨率增强现实系统的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述深度摄像头与高分辨率摄像装置采集数据的帧速相同。

6.如权利要求3所述的实现高分辨率增强现实系统的方法，其特征在于，所述步骤d具体包括：

设所述特征信息点坐标为Head3D，在所述深度摄像头图像中的坐标为(u_h, v_h)，距离所述深度摄像头的距离为z_h，则有：

F_d = (u_h, v_h , z_h)

上式中，u_h和v_h的单位为像素，z_h的单位为毫米。

7.如权利要求6所述的实现高分辨率增强现实系统的方法，其特征在于，所述步骤e具体包括：将所述特征信息点映射到所述高分辨率摄像装置上，恢复所述特征信息点在所述深度摄像头坐标系中的三维坐标Head3D为：

Head3D.x = (u_h - cx_d) * z_h/fx_d

Head3D.y = (v_h- cy_d) * z_h/fy_d

Head3D.z = z_h。

8.如权利要求7所述的实现高分辨率增强现实系统的方法，其特征在于，所述步骤f具体计算过程为：

设所述特征信息点投射后的坐标为Head3D，有：

Head3D' = Head3D*R_cd + T_cd

F_c.x = (Head3D'.x * fx_c / Head3D'.z) + cx_c

F_c.y = (Head3D'.y * fy_c / Head3D'.z) + cy_c。