[发明专利]三维空间无人机集群的快速选择方法

说明书

本发明提出了三维空间无人机集群的快速选择方法，包括：显示无人机集群的虚拟场景，通过增强现实设备感知集群的位置信息；立体包围盒根据未选中的无人机子集群的飞行情况，动态改变自身的包围条件，保持立体包围盒与未选中无人机子集群之间的相对距离；通过手势控制立体包围盒的控制点，改变立体包围盒的形状，形成用户目标包围条件；判断场景中的无人机群与包围盒的位置，确定用户选择的目标子集群。本发明通过改变立体包围盒的包围情况，实现任意形状分布子集群的选择，并提高对选择区域的边缘物体的判定速度和精确度，对于具有一定飞行速度的物体，立体包围盒的包围情况可以根据物体进行一定的自适应调整，最大限度降低用户的操作复杂度。

技术领域

本发明涉及增强现实交互技术领域，具体涉及三维空间无人机集群的快速选择方法。

背景技术

随着增强现实技术的不断发展，利用增强现实场景替换传统的二维GUI(Graphical User Interface)界面已经成为一种非常重要的方式，相对于传统GUI界面，增强现实能给与用户带来更加真实的交互体验。而且随着增强现实技术的广泛应用，对高效交互技术的需求也越来越高。

人机交互中关键的步骤之一就是确定交互对象，在一个增强现实场景中，用户可以与场景中的任意虚拟对象进行交互，前提是确定交互的特定目标。对于在增强现实场景中确定交互目标的方式已经存在多种技术，对于单个目标的选取，目前主要存在直接抓取法，射线法，圆锥法，象限法以及栅格图形法等；对于多目标选取，目前主要存在的是二维套索法，立体矩形法等。随着机器人的发展，越来越多的机器人系统不仅限于一个机器人，而是多个机器人协同工作，从而提高任务的完成效率，而在集群交互系统中，都是同时与多个目标进行交互，基于单个目标选取的方式，虽然准确度高，但是效率低，不适合集群系统的交互过程。目前存在的多目标交互系统集群选择方式中，二维套索法使用投影的方式，在三维空间中缺少深度信息，而立体矩形法中创建的立体矩形只能通过定义长宽高以及位置来确定选择的子集群，对操作对象的位置分布具有较高的要求，而对于具有一定移动速度的集群的选取过程会加重用户的交互负担。

总而言之，集群系统的交互效率的提高大部分依赖于交互目标的选取过程，但是目前存在的多目标选取方法在精度以及效率上都比较低，而且大部分高精度的选择方法都体现在单目标的选取方式上，多目标选取方法仍然比较有限。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种三维空间集群快速选择的方法，提高三维空间中物体选择的效率，并且能够降低用户在选择具有一定移动速度子群体的操作复杂度。

为实现本发明的目的，采取如下技术方案：

一种三维空间无人机集群的快速选择方法，该选择方法包括以下步骤：

S1、通过增强现实技术显示无人机群体的虚拟场景，用户感知集群的位置信息，确定待交互集群分布情况；

S2、通过手势创建立体包围盒，确定立体包围盒的初始的位置，大小，旋转角度信息；

S3、立体包围盒根据未选中的无人机子集群的飞行情况，动态改变自身的包围条件，保持立体包围盒与未选中无人机子集群之间的相对距离；

S4、通过手势控制立体包围盒的控制点，改变立体包围盒的形状，形成用户目标包围条件；

S5、判断场景中的无人机群与包围盒的位置，确定用户选择的目标子集群。

进一步地，所述的步骤S1中增强现实技术显示的无人机群体的虚拟场景包括：投影地图、虚拟无人机集群，其中，虚拟无人机集群依附于投影地图，无人机集群中的个体状态依附于对应虚拟无人机。

进一步地，虚拟场景的显示采用三维注册技术，实时检测摄像头相对于真实环境的位置姿态来确定虚拟场景的投影角度和虚拟无人机群的虚拟坐标。三维注册技术使用户能够在移动过程中能充分感知虚拟无人机集群的三维位置信息。