[发明专利]增强现实系统

说明书

技术领域

本公开涉及一种增强现实(augmented reality)系统。具体地，本公开涉及基于无人驾驶移动物(unmanned moving object)的增强现实标记(marker)。

背景技术

为了集成真实和虚拟世界，已经开发出了2D增强现实(AR)标记。AR系统通过摄影机识别AR标记的唯一的ID和3D位置，然后将虚拟信息叠加在AR标记上。因此，通过AR标记，用户可以看见叠加在真实世界上的虚拟信息。

AR是物理、真实世界环境的生动、直接或间接的视图，通过诸如声音、视频、图片或GPS数据的计算机生成的感官输入来增强其要素。换言之，AR通过改善人们的感官和技能来增强具有虚拟信息的真实世界环境。AR将虚拟信息和角色与真实世界混合。本公开主要专注于将虚拟视频或图像信息与真实世界信息相混合，但不限于此。

从现有技术已知的AR标记通常是纸制的，其所印制的2D编码是非常简单并且易于使用的。例如，从美国2007/0098234A1中已知的是各式各样不同的标记和用于检测标记的对应方法。一种传统的AR标记是所谓的ARTag，参见http://www.artag.net，在2009年2月最后一次更新版本。ARTag是支持增强现实的受托(fiduciary)标记系统。它能够使制造虚拟物体更加容易，游戏和动画开始进入真实世界。ARTag允许视频追踪能力，该追踪能力参照正方形物理标记实时地计算真实照相机位置和定向。一旦真实照相机的位置是已知的，则能够同时放置虚拟摄像机，并且3D计算机图形模型能够精确地叠加在标记上。使用这类2D ARTag或其他2D受托标记(AR标记)不需要像陀螺仪或磁性追踪器的专用感测设备。因此，不仅对研究投影而且对类似苹果和安卓应用程序的消费服务和投影是有用的。

2D AR标记的应用程序具有两个限制：一个限制是在AR标记与用户之间的关系保持与AR标记实质上相同，AR标记被印制或定位在静止的二维的纸片上。这意味着用户需要发现包括布置在其上的AR标记的纸、接近它并且利用照相机设备获取其图像以引发交互。同样，通过标记显示的虚拟信息取决于其位置，所以信息不能移动至用户不能获取标记的区域。考虑到游戏、漫画和动画片中的角色(例如，人、生物、机器人和车辆)。它们能够在场景中自由移动并且有时在空中飞行。相反，由于简单的原因阻止了AR标记的角色的移动。如果用户主要拍摄且跟随角色而不是标记，则当标记离开照相机范围时角色消失。因此，离开运动视点的动画角色与AR之间存在间隙。

另一局限是虚拟信息的真实性。虚拟信息通常被投影在布置了AR标记的纸片上。因此，虚拟信息实际上出现在AR标记的上方。用户不能直接触摸该虚拟信息，所以它们接收不到来自角色的反馈；他或她的手指正好穿过该虚拟信息。虽然一些标记具有物理属性，但是它们限于表达大量的VR信息。因此，在AR标记和与其相对应的虚拟信息之间存在间隙。

美国2009/0195538 A1公开了增强现实方法和系统，该系统包括标记检测单元，该标记检测单元接收来自包括标记的真实环境的图像并且检测被包括在图像中的标记。标记位置提取单元提取所检测到的标记的位置。噪声移除单元从标记位置提取单元提取到的标记的位置信息中移除噪声。包括虚拟物体增强单元的视觉渲染单元增强与标记相对应的虚拟物体，并且将它们输出至标记的位置。运动估计单元估计估计在一个时间步长上的标记的运动，从而基于从噪声移除单元转移的标记的位置信息来执行触觉渲染。碰撞检测单元检测与通过运动估计单元所估计出的标记的位置相对应的虚拟物体是否与触觉设备的端点碰撞。包括反作用力计算单元的触觉渲染单元根据碰撞检测单元的确定来计算通过触觉设备所提供的反作用力。

美国2009/0195538 A1涉及用于在增强现实中触觉交互的方法和系统。此方法和系统试图从通过图像拍摄设备所拍摄的真实图像中移除噪声，并且使触觉交互中所生成的力的非连续性最小化，从而稳定并且平滑地执行增强现实中的触觉交互。

发明内容

本发明的目标是提供一种改善的增强现实系统。

根据一方面，提供了一种增强现实系统，包括：

-无人驾驶移动物；

-增强现实标记，被布置在所述无人驾驶移动物上或所述无人驾驶移动物内；以及

-视觉渲染单元，被配置为增强与增强现实标记相对应的虚拟信息并且将所述虚拟信息映射在无人驾驶移动物上。