[发明专利]基于增强现实的空间定位方法及装置

权利要求书

1.一种基于增强现实的空间定位方法，其特征在于，包括：

获取双摄像头坐标系相对于世界坐标系的偏移角度；其中，所述世界坐标系为预先以定位光球的已知目标位置为基准坐标建立的坐标系；

获取所述定位光球在所述世界坐标系的实际位置；

根据所述偏移角度、所述定位光球的实际位置和所述目标位置，建立几何位置关系；以所述双摄像头在所述世界坐标系各坐标轴的坐标值为未知变量，根据所述几何位置关系建立数学方程组；对所述数学方程组进行解析，得到所述双摄像头在所述世界坐标系各坐标轴的坐标值；

根据所述双摄像头在所述世界坐标系的坐标值，确定虚拟空间内虚拟物体在所述世界坐标系中的位置。

2.根据权利要求1所述的基于增强现实的空间定位方法，其特征在于，所述根据偏移角度、所述定位光球的实际位置和所述目标位置，建立几何位置关系，具体包括：

做所述目标位置S在所述世界坐标系XY平面的投影点B、做过所述定位光球的实际位置C₁平行于所述双摄像头自身坐标系的Y轴且与所述C₁相距长度为所述Y1的点A、做C₁A与所述世界坐标系XY平面的交点N，其中，所述定位光球的实际位置C₁相对于所述目标位置S在所述世界坐标系上的偏移坐标(X1，Y1，Z1)；

做所述双摄像头自身坐标系中的Y轴与所述世界坐标系XY平面的交点P；

过所述双摄像头的位置C做所述世界坐标系XY平面的垂线，且与所述世界坐标系XY平面的交点H；

过所述S做NB的平行线与C₁N的交点为T，ST与一预设面的交点E，所述预设面为过CH与所述世界坐标系的YZ面平行的面；

所述S在所述预设面的投影G，过所述C₁做所述CH的垂线且与所述CH交于J，过所述S做与所述世界坐标系的XY平面与所述CH交于C₂，过所述C₂向SE做垂线交于所述SE于F。

3.根据权利要求2所述的基于增强现实的空间定位方法，其特征在于，所述根据几何位置关系建立数学方程组，具体包括：

根据所述几何位置关系在所述双摄像头自身坐标系的Z轴正方向上的几何图形投影，列第一方程组：

QB＝Y0*Sinγ+X1；

NA＝(Y0*Sinγ+X1)*Tanγ+Y0*Cosγ；其中，所述Y0为所述定位光球的基准坐标值，角度γ为所述双摄像头坐标系相对于所述世界坐标系下绕Z轴的旋转角度；

根据所述几何位置关系在所述双摄像头自身坐标系的X轴负方向上的几何图形投影，列第二方程组：

NC₁＝(Y0*Cosγ+(X1+Y0*Sinγ)*Tanγ)/Cosα+Y1；

CP＝Z1*Tanα+(Y0*Cosγ+(X1+Y0*Sinγ)*Tanγ)/Cosα+Y1；其中，所述α为所述双摄像头坐标系相对于所述世界坐标系下绕X轴的旋转角度；

根据所述几何位置关系在所述世界坐标系的Z轴负反向上的几何图形投影，列第三方程：CH＝(Z1*Tanα+(Y0*Cosγ+(X1+Y0*Sinγ)*Tanγ)/Cosα+Y1)*Cosγ；

在对所述数学方程组进行解析，得到所述双摄像头在所述世界坐标系各坐标轴的坐标值时，根据所述第一方程组、所述第二方程组以及所述第三方程，解析出所述双摄像头在所述世界坐标系中的Y轴的坐标值CH；

根据所述几何位置关系在所述双摄像头自身坐标系的Z轴正方向上的几何图形投影，列第四方程组：

AT＝X1*Tanγ；

TF＝(Y1+X1*Tanγ)*Sinγ；

SF＝X1/Cosγ–(Y1+X1*Tanγ)*Sinγ；

根据所述几何位置关系在所述世界坐标系的X轴负方向上的几何图形投影，列第五方程：C₂F＝Z₁*Cosα；

根据所述几何位置关系在所述双摄像头自身坐标系的Y轴正方向上的几何图形投影，列第六方程组：

FE＝Z1*Cosα*Tanβ；

KF＝(X1/Cosγ–(Y1+X1*Tanγ)*Sinγ)*Tanβ；

SE＝X1/Cosγ–(Y1+X1*Tanγ)*Sinγ+Z1*Cosα*Tanβ；

SG＝(X1/Cosγ–(Y1+X1*Tanγ)*Sinγ+Z1*Cosα*Tanβ)*Cosβ；

C₂K＝Z1*Cosα–(X1/Cosγ–(Y1+X1*Tanγ)*Sinγ)*Tanβ；

C₂G＝(Z1*Cosα-(X1/Cosγ–(Y1+X1*Tanγ)*Sinγ)*Tanβ)*

Cosβ；

在对所述数学方程组进行解析，得到所述双摄像头在所述世界坐标系各坐标轴的坐标值时，根据所述第四方程组、所述第五方程以及所述第六方程组，分别解析出所述双摄像头在所述世界坐标系中的X轴的坐标值SG，Z轴的坐标值C₂G。