专利名称：增强现实地理信息系统的智能交互实现装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地理信息系统，尤其增强现实地理信息系统的智能交互实现装置。
背景技术：
增强现实地理信息系统将地理信息系统与户外真实地理环境有机地联系在一起， 但目前增强现实地理信息系统只能用于信息的浏览而不能实现交互技术，即用户不能对增 强现实地理信息系统中的信息进行查询、检索、更新以及分析等处理。对信息的分析处理是 地理信息系统应用过程中非常重要的功能，仅仅可视化功能很难满足实际应用的需求。本 项发明的特点在于，将在真实地理环境中所获取的目标距离与方位信息实时输入到增强现 实地理信息系统中，利用这些信息可以查询、检索以及更新系统中的相关地理信息。所输入 的信息发挥着类似普通地理信息系统操作中鼠标的作用。交互方式是给人们提供认知与信息获取的最佳途径。现有增强现实技术只提供增 强信息可视化，不能实现在真实地理环境中的交互。
实用新型内容为了解决上述的技术问题，提供了增强现实地理信息系统的智能交互实现装置， 其目的在于，实现在真实地理环境中的交互。本实用新型提供了增强现实地理信息系统的智能交互实现装置，包括交互终端和 基于计算机处理系统实现的增强现实地理信息系统；交互终端包括第一姿态测量模块、激光测距模块和交互输入模块；交互终端通过 多通道接口与增强现实地理信息系统平台相连接；交互输入模块用于输入控制指令；激光 测距模块用于实时测量观察者到目标的距离；第一姿态测量模块用于实时测量交互终端持 有者手部的三维姿态数据；增强现实地理信息系统包括头戴式显示器、卫星定位模块、第二姿态测量模块以 及三维地理信息系统；头戴式显示器显示计算机处理系统得到的结果；卫星定位模块用于 获取三维位置数据；第二姿态测量模块用于获取交互终端持有者的头部三维姿态数据；微型计算机系统处理交互终端发送的控制指令及数据，将处理结果发送至增强现 实地理信息系统。计算机处理系统为微型计算机系统、便携式电脑甚或掌上电脑。第一姿态测量模块或第二姿态测量为加速度模块、倾角模块、姿态测量仪、微型陀 螺或电子罗盘。交互输入设备为游戏操纵杆、3D输入设备或微型键盘。头戴式显示器为头戴式双目或单目显示器。激光测距模块、第一姿态测量模块与交互输入模块集成在一起。激光测距模块为手持式激光或红外测距模块。[0015]卫星定位模块、第二姿态测量模块与头戴式显示器固定在一起。本实用新型能够增强信息可视化，并能够实现在真实地理环境中的交互。
图1是本实用新型提供的增强现实地理信息系统的智能交互实现装置具体的结 构图。
具体实施方式
增强现实地理信息系统的基础数字化平台是一个三维地理信息系统，因此，该项 技术在增强现实地理信息系统中扮演类似鼠标在传统地理信息系统中的交互作用。三维地 理信息系统对现实环境中的各类地理对象进行了表达管理，在三维地理信息系统的可视化 环境，通过鼠标位置与观察视点的线点可以实现对三维地理信息系统的查询与操作。在增 强现实地理信息系统中，由于观察者直接处于真实地理环境，因而交互工作包含两方面一 方面是与三维地理信息系统的交互；另一方面是与真实地理环境对象的交互。与真实环境 对象的交互主要体现为三方面其一、测定观察者手部指向的姿态方位，其二、是测量指向 目标与观察者的距离；其三、输入操作指令。将方位姿态数据与距离数据输入到三维地理信 息系统中，则可作为查询与数据操作的输入信息，从而实现与三维地理信息系统的交互。作 为一个信息系统必须具备信息交互与处理能力，因此输入操作指令是不可的缺少一项重要 内容。该项发明所要解决的是面向增强现实地理信息系统的智能交互技术，如图1所 示，其具体技术方案如下1、基于微型计算机系统构建一个增强现实地理信息系统软件平台，利用头盔显示 器、卫星定位模型与姿态测量模型构建增强现实地理信息系统的硬件部分；2、集成确定观察者手部姿态的姿态测量模块1、激光测距模块、交互输入模块形成 增强现实地理信息系统的交互终端；3、交互终端通过多通道接口与增强现实地理信息系统平台相连接，集成为一个系 统；4、姿态测量模块1用于实时获取交互终端的姿态数据；激光测距模块用于实时获 取目标与观测者的距离；交互输入模块用于输入必要的控制指令；5、微型计算机系统中的增强现实地理信息系统响应交互终端输入的指令，并控制 交互终端的姿态测量模块1与激光测距模块，对所获取的数据进行处理，所处理的结果用 于增强现实地理信息系统中信息的查询、检索以及分析等处理。所述增强现实地理信息系统，包含有头戴式显示器或头盔显示器，用于实时动态 显示交互处理的结果；增强现实地理信息系统本身具备获取三维空间位置信息的能力，通 常是由卫星定位模块加以实现的；该定位信息与激光测距模块、确定观察者头部姿态的姿 态测量模块2所获取的数据一起进行处理后用于步骤5中的数据分析处理；所述的姿态测量模块1或姿态测量模块2包括各种加速度模块、倾角模块、姿态测 量仪、微型陀螺、电子罗盘等；激光测距模块包括手持式小型激光或红外测距模块；交互输 入设备包括游戏操纵杆、3D输入设备、微型小键盘等；头戴式显示器包括各种头戴式双目与单目显示器设备。图1所示的智能交互实现装置具体实施的结构图的具体实施方式
如下1)首先建立一个增强现实地理信息系统，该系统主要由头戴式显示器、卫星定位 模块、确定观察者头部姿态的姿态测量模块2以及三维地理信息系统构成；且该系统基于 环境运行；头戴式显示器显示微型计算机系统得到的结果；卫星定位模块用于获取三维位 置数据；姿态测量模块2用于获取观察者头部姿态的三维姿态数据；卫星定位模块、姿态测 量模块2与头戴式显示器固定在一起；2)将激光测距模块、确定手部姿态的姿态测量模块1与交互输入模块集成在一 起，构成智能交互终端；在使用该交互终端时，为确保精度，手持终端应处于与人体相对固 定的位置；3)智能交互终端通过多通道接口与微型计算机系统连接；4)由交互输入模块输入控制指令；由激光测距模块实时测量观察者到目标的距 离；由姿态测量模块1实时测量智能交互终端的三维姿态数据；5)微型计算机系统处理智能交互终端发来的指令及数据，将结果提交增强现实地 理信息系统；增强现实地理信息系统需具备通过外来交互信息进行查询、检索、分析以及数 据更新的功能；上述过程中，姿态测量模块1或姿态测量模块2包括各种加速度模块、倾角模块、 姿态测量仪、微型动态陀螺、电子罗盘等；激光测距模块包括手持式小型激光测距模块与红 外测距模块；交互输入设备包括游戏操纵杆、3D输入设备、微型小键盘等；多通道接口可选 用有源RS232-USB转换接口，或USB —对多转换接口，或IEEE 1394至USB转换接口，也可 以是这三种类型接口的集成；微型处理系统选用微型计算机系统或便携式电脑甚至性能优 良的掌上电脑。本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本实用新型的精神和范围的条件 下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本实用新型的范围并不仅限于以上的说 明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求增强现实地理信息系统的智能交互实现装置，其特征在于，包括交互终端和基于计算机处理系统实现的增强现实地理信息系统；交互终端包括第一姿态测量模块、激光测距模块和交互输入模块；交互终端通过多通道接口与增强现实地理信息系统平台相连接；交互输入模块用于输入控制指令；激光测距模块用于实时测量观察者到目标的距离；第一姿态测量模块用于实时测量交互终端持有者手部的三维姿态数据；增强现实地理信息系统包括头戴式显示器、卫星定位模块、第二姿态测量模块以及三维地理信息系统；头戴式显示器显示计算机处理系统得到的结果；卫星定位模块用于获取三维位置数据；第二姿态测量模块用于获取交互终端持有者的头部三维姿态数据；微型计算机系统处理交互终端发送的控制指令及数据，将处理结果发送至增强现实地理信息系统。
2.如权利要求1所述的智能交互实现装置，其特征在于，计算机处理系统为微型计算 机系统、便携式电脑甚或掌上电脑。
3.如权利要求1所述的智能交互实现装置，其特征在于，第一姿态测量模块或第二姿 态测量为加速度模块、倾角模块、姿态测量仪、微型陀螺或电子罗盘。
4.如权利要求1所述的智能交互实现装置，其特征在于，交互输入设备为游戏操纵杆、 3D输入设备或微型键盘。
5.如权利要求1所述的智能交互实现装置，其特征在于，头戴式显示器为头戴式双目 或单目显示器。
6.如权利要求1所述的智能交互实现装置，其特征在于，激光测距模块、第一姿态测量 模块与交互输入模块集成在一起。
7.如权利要求1所述的智能交互实现装置，其特征在于，激光测距模块为手持式激光 或红外测距模块。
8.如权利要求1所述的智能交互实现装置，其特征在于，卫星定位模块、第二姿态测量 模块与头戴式显示器固定在一起。
专利摘要本实用新型涉及增强现实地理信息系统的智能交互实现装置，包括交互终端和基于计算机处理系统实现的增强现实地理信息系统；交互终端包括第一姿态测量模块、激光测距模块和交互输入模块；交互终端通过多通道接口与增强现实地理信息系统平台相连接；交互输入模块用于输入控制指令；激光测距模块用于实时测量观察者到目标的距离；增强现实地理信息系统包括头戴式显示器、卫星定位模块、第二姿态测量模块以及三维地理信息系统；头戴式显示器显示计算机处理系统得到的结果；卫星定位模块用于获取三维位置数据；微型计算机系统处理交互终端发送的控制指令及数据，将处理结果发送至增强现实地理信息系统。本实用新型能够实现在真实地理环境中的交互。
文档编号G06F3/01GK201689383SQ201020193970
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者孙敏 申请人:孙敏