[发明专利]一种基于镜面反射的移动增强现实型卡片识别方法

说明书

本发明属于移动增强现实技术领域，提供一种基于镜面反射的移动增强现实型卡片识别方法，包括：(1)镜面反射设计，包括底座、反光镜外壳、反光镜设计。(2)注册图片的设计。(3)面向移动终端适配的卡片设计。(4)采集图像的正射校正。本发明通过专门设计的反射镜装置，结合图像校正技术，将移动终端底部前方的卡片正确映射到屏幕上，反射镜装置有效解决了传统AR识别中需要手持设备去扫描卡片、约束儿童双手的问题。同时，采集图像的正射校正有效克服了传统识别中因前置摄像头采集到的图像变形导致识别效率低的问题。

技术领域

本发明属于移动增强现实(Augmented Reality，AR)技术领域，更具体地，涉及一种基于镜面反射的移动增强现实型卡片识别方法。

背景技术

增强现实是虚拟现实领域发展的一个分支，同时也是计算机视觉、计算机图形学、多媒体、人机交互等多种技术相互交叉的、崭新的研究领域，可实现真实世界与虚拟世界的无缝连结。利用虚实结合这一特点，实现移动终端屏幕内外的互动，锻炼幼儿的动手能力；从表现形式上更能够提升儿童对事物的兴趣，以互动的方式探查、研究更深层次的内容。随着移动终端计算能力的提升、各种传感模块的集成使用，AR技术与移动技术的结合，实现了AR的小型化与便携化，可满足人们对于互动性、即时性、个性化的需求。

幼儿教育卡片是一种经典性的学习资源，通过AR技术，可赋予它更多的数字内容，全新的互动体验方式可更有效地吸引读者。当前已涌现了一系列平面出版类AR产品，如教育卡片、绘本和教材等。与教育卡片结合是其中较为典型的一类儿童AR产品，相对于传统的教育卡片，AR教育卡片借助智能终端，模拟逼真的场景，满足了动手做、用眼看、用耳听、用脑想的多元化教育理念。但这类产品也存在以下缺陷：(1)使用时需要儿童手持设备进行扫描，在一定程度上约束了儿童双手，无法锻炼儿童的动手能力；(2)用来识别的教育卡片需要较多的特征点，要求色彩复杂度较高；(3)未对移动终端摄像机采集到的图像进行校正。这些缺陷限制了AR教育卡片的发展和应用，有必要探索新的教育卡片识别方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于镜面反射的移动增强现实型卡片识别方法，该方法操作简单、方便，有效解决了传统AR识别中需要手持设备去扫描卡片、约束儿童双手的问题。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的。

一种基于镜面反射的移动增强现实型卡片识别方法，包括如下步骤：

(1)镜面反射设计，将移动终端放置于底座上，在移动终端前置摄像头上方放置一块反光镜，利用反光镜反射原理使前置摄像头能够采集到移动终端底座前方识别区域的图像，通过合理的设置反光镜的形状、大小、放置角度进而调整底座前方识别区域的大小；

(2)注册图片设计，基于“帧标记”的设计原则，选择带有黑白锯齿的图片边缘作为特征识别标志，在图片黑白锯齿以外的其他区域叠加相应的学习内容设计信息，方便AR识别使用；

(3)面向移动终端适配的卡片设计，寻找最合适的识别区域，并根据识别区域的大小设计最佳的卡片大小；

(4)采集图像的正射校正，运用图像正射校正技术对移动终端摄像机采集到的图像进行校正，得到原识别图像。

在上述技术方案中，步骤(1)中所述镜面反射设计具体包括如下步骤：

(1-1)反光镜外壳的制作，反光镜外壳用于使反光镜固定在移动终端前置摄像头上方；所述外壳包括底部未封闭的长方体结构的壳体，根据反光镜的设计，将壳体大小设定为5cm*5cm*6cm，壳体的一端开有与移动终端厚度相同的卡槽，用于将反光镜外壳固定在前置摄像头前，壳体内部设有一定角度的倾斜面作为反光镜的附合面，用于嵌入反光镜，使反光镜固定在移动终端前置摄像头上方，反光镜的顶端与移动终端的顶端一致，反光镜附合面与移动终端之间的角度为30°～50°；