[发明专利]一种Inside-Out空间定位的AR立体显示装置

摘要

本发明提出了一种Inside‑Out空间定位的AR立体显示装置，包括：头圈、摄像头、IMU单元、数据采集及处理模块、显示屏、半透射/半反射显示板等。数据采集及处理模块对图像进行实时分析，获取场景中物体特征信息，并与IMU线性加速度及旋转角速度进行数据融合，获取三维坐标及姿态信息，由终端设备生成相应位置和方向的虚拟物体影像,送至显示屏；半透射/半反射显示板在透射场景中物体的同时将显示屏中的影像反射到使用者眼中，与实物影像叠加以产生增强现实AR的效果。本发明的实时定位功能可单机实现，无需额外的设备或设置特定标识物，定位准确度高，使得虚拟物体与真实物理空间的结合更精准，装置还具有立体显示功能。

主权项

1.一种Inside-Out空间定位的AR立体显示装置，其特征在于，包括：头圈、摄像头、IMU单元、数据采集及处理模块、显示屏、半透射/半反射显示板、信号及电源线、高速媒体数据传输线和麦克风，其中，所述头圈用于将AR立体显示装置固定于使用者的头部；所述摄像头安装于所述头圈的前端，用于实时采集当前场景的图像，并发送至所述数据采集及处理模块；所述IMU单元安装于所述头圈的前端，用于实时采集使用者的线性运动加速度及旋转角速度数据，并发送至所述数据采集及处理模块；所述数据采集及处理模块用于对来自所述摄像头的图像进行分析，获取场景中的物体特征信息及背景特征信息，并将所述场景中的物体特征信息及背景特征信息与来自所述IMU单元的线性运动加速度及旋转角速度数据进行数据融合，获取当前场景内的三维坐标及姿态信息，并将融合后的数据通过所述信号线发送至终端设备，以由所述终端设备根据所述三维坐标及姿态信息，生成相应位置和方向的虚拟物体；所述麦克风用于实时采集使用者语音及环境的音频信号；所述显示屏安装于所述头圈的前端，用于通过所述高速媒体数据传输线接收高速视音频信号，并显示所述终端设备生成的虚拟物体或所需叠加的物体影像；所述半透射/半反射显示板安装于所述显示屏的下方，用于在透射场景中的物体的同时，将虚拟物体或所需的叠加物体影像反射到使用者的眼中，与透射的场景中实际物体的影像叠加，以产生增强现实AR的效果。