[发明专利]一种增强现实显示方法和装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及增强现实技术领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种增强现实显示方法和装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

物理设备的内部结构有助于用户了解物理设备的结构组成和物理设备的工作原理。例如，展示抽油烟机的内部离心式风机或者展示灶台的燃气进入进气管并被脉冲点火器点燃的过程等等。但是，实际应用中，这样的展示往往由于实际展示环境的限制(例如，家电卖场不方便拆卸油烟机以向顾客展示风机)，或难以可视(例如灶台的燃气不可见)或规则限制(如家电卖场不允许出现明火，所以无法展示燃气灶的火焰)而采用多媒体的方式或者道具辅助的方式进行展示。

常见的多媒体方式为透视图、视频动画、根据物理设备的结构设计制作展示视频或抽象技术的过程原理、利用叠加仪投射静态图像或动画到物体表面(如图1所示)、三维可交互动画等。常见的道具辅助展示方式包括LED灯箱(如图2所示)，可见消耗物(例如气体)的辅助产生工具(如图3所示)。

发明内容

上述的各种展示方式中，透视图为单一角度展示，用户无法看到设备内部结构的全貌，而视频动画为线型故事描述结构，用户只能被动观看到视频动画中显示的内容，而不能按照自己意愿选择观看，叠加仪投射静态图像或动画到物体表面同样为单一角度，无法看到全貌，三维交互动画可以在图像显示器上通过输入设备进行交互，但是此三维动画脱离了真实环境，影响了用户体验；而道具辅助展示方式一方面需要辅助的道具，另一方面部分道具辅助展示方式也无法展示全部的角度。

为此，非常需要一种改进的物理设备内部结构显示方法，以在真实环境中从不同角度全方位展示物理设备内部结构或者物理设备的工作原理。

在本上下文中，本发明的实施方式期望提供一种增强现实显示方法和装置。

在本发明实施方式的第一方面中，提供了一种增强现实AR显示方法，包括：

通过图像采集单元对当前场景中的物理设备进行图像采集，并在相应于所述图像采集单元的显示屏上呈现采集到的实时图像；

根据所述图像采集单元相对所述物理设备的实时姿态信息和所述图像采集单元的参数信息，确定所述物理设备在所述显示屏上的呈现位置信息；

根据所述呈现位置信息，在所述显示屏的相应位置上叠加显示所述物理设备的三维显示信息，所述三维显示信息包括对应于所述物理设备内部结构的三维显示信息和/或用于模拟所述物理设备工作过程的三维显示信息。

优选地，按照以下方法确定所述图像采集单元相对所述物理设备的实时姿态信息：

确定所述图像采集单元的第一初始姿态信息；

采集所述图像采集单元的位移信息和转动信息；

根据所述第一初始姿态信息、所述位移信息和所述转动信息，确定所述图像采集单元相对所述物理设备的实时姿态信息。

优选地，确定所述图像采集单元相对所述物理设备的第一初始姿态信息，具体包括：

在通过图像采集单元对当前场景中的物理设备进行图像采集的同时，在相应于所述图像采集单元的显示屏上呈现预先存储的、所述物理设备的初始状态图像，所述初始状态图像中包含所述物理设备的第一轮廓线条；

识别所述实时图像中包含的物理设备的第二轮廓线条；

确定所述第一轮廓线条和所述第二轮廓线条匹配时，利用预先存储的、所述第一轮廓线条对应的第一组关键点信息和从所述第二轮廓线条中提取的第二组关键点信息以及所述图像采集单元的参数信息，确定所述图像采集单元相对所述物理设备的第一初始姿态信息。

优选地，按照以下方法获得所述物理设备的初始状态图像：

获得所述物理设备的三维结构信息；

利用预设的第二初始姿态信息对所述物理设备的三维结构信息进行投影处理得到所述物理设备的初始状态图像。

优选地，获得所述物理设备的三维结构信息，具体包括：

接收针对所述物理设备拍摄的图像，根据接收到的图像进行三维重建得到所述物理设备的三维结构信息；或者

接收用户提供的所述物理设备的三维结构信息。

优选地，按照以下方法确定所述物理设备的三维显示信息：

根据所述图像采集单元的图像采集参数和实时姿态信息、以及预先存储的对应于所述物理设备的三维素材信息，获得对应于所述物理设备的实时姿态的三维显示信息。