一种基于光标签的虚拟设施插入定制实现方法与流程

本发明属于光信息技术领域，涉及一种基于光标签的虚拟设施插入定制实现方法。

背景技术：

随着人们物质生活的不断丰富，消费场所越来越多，但在商家在经营过程中，店铺租金逐年提高，商家会将这部分成本加入到商品中，从而极大的提高了商品的成本，随着VR技术的发展，人们会将现实空间转换为虚拟空间，因此如果能开发出一种技术，能够使用户访问VR空间(虚拟空间)来实现对消费，将极大的降低商品的成本，同时能够提高用户对服务的体验，同时为了提高用户的体验，需要对用户在虚拟空间中的位置进行定位，然后现有技术中没有能够实现用户在虚拟空间中定位的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于光标签的虚拟设施插入定制实现方法，该方通过将虚拟设施插入到VR空间中实现用户在虚拟空间中的消费，并且能够实现用户在虚拟空间中的定位。

为达到上述目的，本发明所述的基于光标签的虚拟设施插入定制实现方法包括以下步骤：

1)先进行光标签的布置，VR提供商获取光标签布置位置的三维空间数据，并根据光标签布置位置的三维空间数据构建虚拟空间，然后将服务商提供的虚拟设施插入到虚拟空间中；

2)VR提供商根据服务商的请求对虚拟设施的服务范围进行设定；

3)用户获取光标签的图像信息，并根据光标签的图像信息计算用户在光标签所在空间中的位置，再根据用户在光标签所在空间中的位置确定用户在虚拟空间中的位置；

4)用户通过VR设备访问虚拟空间，并在虚拟空间中通过虚拟设施进行服务请求；

5)VR提供商将用户的服务请求转发给服务商，服务商根据用户的服务请求为用户提供服务。

还包括：服务商向VR提供商发出插入虚拟设施的请求，当VR提供商通过服务商的请求时，则将服务商的虚拟设施插入到虚拟空间中；当VR提供商没有通过服务商的请求时，则忽略服务商的请求。

步骤1)中根据光标签布置位置的三维空间数据构建虚拟空间的具体操作为：根据光标签所在空间位置的三维空间数据等比例构建虚拟空间。

步骤3)中用户获取光标签的图像信息，并根据光标签的图像信息计算用户在光标签所在空间中的位置的具体操作为：

所述光标签包括N个定位标识发光器件，用户获取光标签的图像信息，并选取光标签的图像信息中的相邻两帧图像，再将所述两帧图像进行差分处理，得差值图，然后在所述差值图中查找所述N个定位发光器件的图像，再利用小孔成像的原理确定用户在光标签所在空间中的位置。

用户通过摄像头获取光标签的图像信息。

定位标识发光器件的数目为3个。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于光标签的虚拟设施插入定制实现方法在具体操作时，VR提供商根据光标签布置位置的三维空间数据构建虚拟空间，然后将服务商的虚拟设备插入到虚拟空间中，用户在访问虚拟空间之前，先通过获取光标签的图像信息，然后根据光标签的图像信息计算用户在光标签所在空间中的位置，再根据用户在光标签所在空间中的位置确定用户在虚拟空间中的位置，从而实现用户在虚拟空间中的定位。当用户需要通过虚拟设施进行消费时，在通过虚拟设施进行服务请求，服务商即可根据所述服务请求对用户提供服务，实现用户在虚拟空间中的消费，从而降低时间、空间资源，降低服务商的运营成本，同时丰富VR空间，形成良好的VR生态环境构建基础，达到使VR空间源于实体空间但高于实体空间的目的。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明中光标签的结构示意图；

图3为本发明的原理图；

图4为本发明中小孔成像模型的结构示意图；

图5为本发明中等效小孔成像模型的结构示意图；

图6为本发明中光标签成像示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的基于光标签的虚拟设施插入定制实现方法包括以下步骤：

1)先进行光标签的布置，VR提供商获取光标签布置位置的三维空间数据，并根据光标签布置位置的三维空间数据构建虚拟空间，然后将服务商提供的虚拟设施插入到虚拟空间中；

2)VR提供商根据服务商的请求对虚拟设施的服务范围进行设定；

3)用户获取光标签的图像信息，并根据光标签的图像信息计算用户在光标签所在空间中的位置，再根据用户在光标签所在空间中的位置确定用户在虚拟空间中的位置；

4)用户通过VR设备访问虚拟空间，并在虚拟空间中通过虚拟设施进行服务请求；

5)VR提供商将用户的服务请求转发给服务商，服务商根据用户的服务请求为用户提供服务。

还包括：服务商向VR提供商发出插入虚拟设施的请求，当VR提供商通过服务商的请求时，则将服务商的虚拟设施插入到虚拟空间中；当VR提供商没有通过服务商的请求时，则忽略服务商的请求。

步骤1)中根据光标签布置位置的三维空间数据构建虚拟空间的具体操作为：根据光标签所在空间位置的三维空间数据等比例构建虚拟空间。

步骤3)中用户获取光标签的图像信息，并根据光标签的图像信息计算用户在光标签所在空间中的位置的具体操作为：

所述光标签包括N个定位标识发光器件，用户获取光标签的图像信息，并选取光标签的图像信息中的相邻两帧图像，再将所述两帧图像进行差分处理，得差值图，然后在所述差值图中查找所述N个定位发光器件的图像，再利用小孔成像的原理确定用户在光标签所在空间中的位置。

用户通过摄像头获取光标签的图像信息。

定位标识发光器件的数目为3个。

计算用户在光标签所在空间中的位置信息p的具体操作为：

首先确定光标签三个定位标识发光器件在图像传感器上拍摄的图像平面的坐标A′(XA′，YA′)、B′(XB′，YB′)及C′(XC′，YC′)；根据如图4所示定位相机成像小孔成像原理，物体Y经过小孔O后成倒立的像y，如将成像平面I等效置于小孔O的另外一侧，其所成像y除正立外无任何影响，所以用如图5中的模型对成像进行解释，计算候选坐标；A、B及C为图2对应光标签定位标识发光器件的三个中心点，由于光标签位于空间中的平面上，通过图6表示光标签的成像模型，图6中A′(XA′，YA′，f)、B′(XB′，YB′，f)及C′(XC′，YC′，f)分别为：A(XA,YA,ZA)、B(XB,YB,ZB)及C(XC,YC,ZC)点在相机平面的投影，则利用小孔成像原理，各点坐标有如下关系为：

则有

(XA-XB)²+(YA-YB)²+(ZA-ZB)²＝(XA-XC)²+(YA-YC)²+(ZA-ZC)² (2)

实际中，|AB|的真实值为预先设定的，因此设|AB|＝|AC|，根据相机特点可知|A′B′|以及|A′C′|的长度；

以下对三种情况进行分析：

情况1，ZA＝ZB＝ZC，该假设下世界平面W与成像平面I平行，由公式(1)得：

得：

根据以上公式，通过图像中A′(XA′，YA′，f)、B′(XB′，YB′，f)和C′(XC′，YC′，f)得用户在空间中的真实位置p；

情况二，ZA＝ZB≠ZC，直线AB仍与成像平面I平行，设与X轴正方向夹角为β，则将成像平面I中的图像逆时针旋转β，即：

旋转后，除假设条件外，AB||X轴且XA＝XC，在此条件下，首先通过公式(4)计算出ZA，得进而求解式(6)，得到XC的真实位置；

其中式(6)中分别利用了L＝|AC|以及CC′O三点共线的条件；通过式(5)上述情况二转化为情况一，依据情况一的方法进行求解；

情况三，无任何先验假设，设成像平面I与AB的夹角已知，该假设在很多条件下可以成立，如光标签一般是处于垂直平面(如墙壁上)，通过拍摄设备的加速度传感器可获得该夹角；记此夹角为β，此夹角等价于AB与A′B′的夹角，则有，

其中，ZA＝ZB+L sinβ和(XA-XC)²+(YA-YC)²＝|AB|²cosβ是利用AB与A′B′的夹角为β得到的；求解A及B，再利用式(6)即可得到点C的三维坐标，即为p的坐标。

实施例一

第三方服务商在VR空间中插入控制器。在一间公寓式酒店中，房间里仅仅提供居住的基本设施，考虑到不同用户使用照明设备的习惯不同，因此在房间内没有设置照明开关；电力供应商B1与VR提供商B2联合为用户U在VR空间中提供自定义照明开关的服务；U入住酒店后，根据自己的使用习惯定义在VR空间中房间里开关的安装位置，并把请求发送给B2，B2调出开关的三维模型，并设置功能与真实空间的照明系统相连接，再将模型与授权功能发送给B1,；B1在房间的三维空间中插入开关模型，通过授权功能，再将VR空间开放给U；U利用自己的手持智能终端访问VR空间，首先通过光标签定位当前U所处的位置，再调用已经插入了虚拟开关的三维VR空间数据，在终端上显示；U就可以在VR空间中操作里面自定义的电源开关控制照明系统，这种方法节约了安装实体开关的成本也为用户提供了更加自由可定制的VR服务。

实施例二

第三方服务商在VR空间中插入自动贩售机。在一条商业街上，U正在进行游览，需要购买一瓶矿泉水，U打开自己的智能手机，利用摄像头拍摄周围的空间，并启动VR功能进行搜索；经过光标签发现、定位，U被算出在VR空间的准确位置；零售商已经在VR空间的街角插入了一台虚拟饮料自动贩售机，并且已经得到VR服务商的使用授权；利用U的位置信息，则该虚拟饮料自动贩售机很容易被用户注意到；U通过手机在VR空间中对该虚拟饮料自动贩售机进行操作，购买一瓶饮料；VR监控设备将U的操作发送给饮料零售商，零售商收到该操作后，扣去U账户中的购买费用，同时将操作成功响应回馈给VR，向U确认购买已成功；同时饮料零售商采用任何方式将U所购买商品发送至U所在之处。上述过程，饮料零售商不用真正的购买一台实体自动贩售机并租用空间布置在街角，只需向VR提供商申请安放一台虚拟自动贩售机在VR空间即可，大大降低了设备成本和场地成本。另一方面，VR服务商通过为第三方服务商在VR空间中插入设备赚取利润，获利。