一种3d场景中重现物体的系统和虚拟现实头戴设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种3D场景中重现物体的系统和虚拟现实头戴设备。
【背景技术】
[0002]虚拟现实技术未来将会发展成为一种改变人们生活方式的新突破，目前，虚拟现实技术如何在虚拟世界中与目标进行互动是虚拟现实技术所面临的巨大挑战，因此虚拟现实技术想要真正进入消费级市场还有一段很长的路要走。
[0003]当前已有的各种虚拟现实装备依然阻挡着用户和虚拟世界之间的交流，在3D场景中并不能追踪身体的相关部位，比如用户的手部运动轨迹现在就无法真正模拟。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种3D场景中输入物体的系统和虚拟现实头戴设备，以解决现有技术在3D场景中无法真正重现物体的问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]一方面，本实用新型提供了一种3D场景中输入物体的系统，包括:物体采集单元、物体识别单元、物体追踪单元和物体投影单元；
[0007]所述物体采集单元，用于分别对待显示的物体实时采集至少两路视频流数据；
[0008]所述物体识别单元，用于从所述至少两路视频流数据中识别出实时变化的物体形状；
[0009]所述物体追踪单元，用于根据所述实时变化的物体形状，获得对应的物体运动轨迹；
[0010]所述物体投影单元，用于将所述实时变化的物体形状和所述对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中。
[0011]优选地，所述物体识别单元包括:
[0012]采样模块，用于对所述至少两路视频流数据中的各路分别进行采样处理，获得每次采样的视频图像数据；
[0013]轮廓提取模块，用于判断所述视频图像数据中是否包含物体，若包含则对所述视频图像数据进行二值化处理，提取物体轮廓信息；
[0014]形状识别模块，用于在预先设定的物体模型数据库中识别出所述物体轮廓信息对应的物体形状；
[0015]形状合成模块，用于合成各路视频流数据的每次采样识别出的物体形状，得到实时变化的物体形状。
[0016]优选地，所述物体追踪单元包括:
[0017]位置信息获取模块，用于获得实时变化的物体形状的相对空间位置信息；
[0018]触点信息获取模块，用于根据实时变化的物体形状上确定出的触点，获得所述实时变化的物体形状上的触点的变化信息，所述触点为标识物体的特征关键点；
[0019]运动轨迹获取模块，用于根据所述相对空间位置信息和所述触点的变化信息，在预先设定的运动轨迹数据库中获得相应的物体运动轨迹。
[0020]优选地，所述位置信息获取模块具体用于，
[0021]从所述至少两路视频数据流的视频图像信息中获得物体形状变化的角度信息；
[0022]根据所述物体形状变化的角度信息获得物体的距离信息；
[0023]根据所述物体形状变化的角度信息和所述物体的距离信息获得物体的相对空间位置信息。
[0024]优选地，所述位置信息获取模块具体用于，
[0025]从所述至少两路视频数据流的视频图像信息中获得物体形状变化的角度信息；
[0026]通过距离传感器实时感应物体的距离信息；
[0027]根据所述物体形状变化的角度信息和所述物体的距离信息获得物体的相对空间位置信息。
[0028]优选地，所述物体投影单元，进一步用于将所述实时变化的物体形状和所述对应的物体运动轨迹处理成3D图像，根据分屏技术将所述3D图像投影到3D场景中。
[0029]优选地，所述物体采集单元包括两个摄像头；
[0030]所述两个摄像头，用于分别对待显示的物体实时采集两路视频流数据。
[0031]另一方面，本实用新型提供了一种虚拟现实头戴设备，所述虚拟现实头戴设备包括上述技术方案提供的3D场景中重现物体的系统。
[0032]优选地，所述3D场景中重现物体的系统的物体采集单元为设置在虚拟现实头戴设备上的一前置摄像头和一底置摄像头。
[0033]本实用新型实施例的有益效果是:本实用新型实施例公开了一种3D场景中重现物体的系统和虚拟现实头戴设备，所述系统的物体采集单元对待显示物体实时采集至少两路视频流数据，物体识别单元从所述至少两路视频流数据中识别出具有完整物体信息的物体形状，经物体追踪单元获得所述实时变化的物体形状相应的物体运动轨迹，通过物体投影单元将实时变化的物体形状和对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中，从而达到了在3D场景中显示真实物体的目的。相比于现有技术，本实用新型不需要根据数据库的物体形态进行重新绘制需显示的物体，可以直接将采集到的物体图像进行真实显示，以提高用户的使用体验。
【附图说明】
[0034]图1为本实用新型实施例提供的一种3D场景中重现物体的系统结构示意图；
[0035]图2为本实用新型实施例提供的一种将用户手势重现与虚拟现实头戴设备中的技术流程示意图。
【具体实施方式】
[0036]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0037]本实用新型的整体思路是:利用至少两个摄像头从不同角度实时采集物体，根据每个摄像头采集的视频流数据识别物体形状，根据识别出的物体形状进获得相应的物体运动轨迹，将实时变化的物体形状和对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中，从而在3D场景中重现真实物体。
[0038]本实用新型的一方面提供了一种3D场景中重现物体的系统，如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的一种3D场景中重现物体的系统结构示意图，所述系统包括:物体采集单元11、物体识别单元12、物体追踪单元13和物体投影单元14。
[0039]物体采集单元11，用于分别对待显示的物体实时采集至少两路视频流数据。
[0040]其中，物体采集单元11可以通过多个摄像头，从不同角度实时采集待显示的物体，从而获得多路视频流数据。在实际应用中，可以根据系统的数据处理性能和系统精度要求，选择合适数量的摄像头采集相应路数的视频流数据。需要说明的是，物体采集单元11中的摄像头可以为普通性能的白光摄像头，也可以是红外摄像头，本实施例并不对物体采集单元做特别限定。优选地，物体采集单元11包括两个摄像头，用于分别对待显示的物体实时采集两路视频流数据。
[0041]物体识别单元12，用于从至少两路视频流数据中识别出实时变化的物体形状。
[0042]物体追踪单元13，用于根据实时变化的物体形状，获得对应的物体运动轨迹。
[0043]物体投影单元14，用于将实时变化的物体形状和对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中。
[0044]在实际应用中，物体投影单元14，用于将实时变化的物体形状和对应的物体运动轨迹处理成3D图像，根据分屏技术将所述3D图像投影到3D场景中。即采用主显示屏显示3D场景，将处理成3D图像的实时变化的物体形状和对应的物体运动轨迹通过另一显示屏进行显示，通过光学的相关原理，使呈现到人眼中的是包含物体的形状和运动姿态的3D场景。
[0045]本实施例的物体采集单元对物体实时采集至少两路视频流数据，物体识别单元从至少两路视频流数据中识别出具有完整物体信息的物体形状，经物体追踪单元获得相应的物体运动轨迹后，通过物体投影单元将实时变化的物体形状和对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中，从而达到了在3D场景中显示用户真实物体的目的。
[0046]优选地，在上述图1所示实施例中的物体识别单元12包括:采样模块、轮廓提取模块、形状识别模块和形状合成模块。
[0047]采样模块，用于对至少两路视频流数据中的各路分别进行采样处理，获得每次采样的视频图像数据。
[0048]轮廓提取模块，用于判断视频图像数据中是否包含物体，若包含则对视频图像数据进行二值化处理，提取物体轮廓信息。
[0049]形状识别模块，用于在预先设定的物体模型数据库中识别出物体轮廓信息对应的物体形状。
[0050]示例性的，上述物体模型数据库保存着各种物体模型，该物体模型即可以是具有生命特征的人体手部、头部等部位，也可以机械、电子等设备，此时形状识别模块则可以根据该物体模型数据库中的各种物体模型对该物体轮廓信息进行识别，获得相应的物体形状。
[0051]形状合成模块，用于合成各路视频流数据的每次采样后识别出的物体形状，得到实时变化的物体形状。
[0052]在实际应用中，由于每一路视频流数据采用到的都是物体的一部分，无法在同一时刻获得完整的物体，因此本实施例采用形状合成模块，将各路视频流数据的每次采样后识别出的物体形状进行合成处理，以获得更多信息的物体形状。
[0053]由上所述，识别单元根据各路视频流数据中的物体轮廓信息识别出相应的物体形状，并将多路视频流数据中已识别出的物体进行合成处理，得到包含物体全部信息的物体形状，从而加强重现在3D场景中的物体的真实效果，提高用户的使用体验。
[0054]优选地，在上述图1所示优选实施例中的物体追踪单元包括:位置信息获取模块、触点信息获取模块和运动轨迹获取模块。
[0055]位置信息获取模块，用于获得实时变化的物体形状的相对空间位置信息。
[0056]由于多个摄像头同一时刻对用户手势进行拍摄时，每个摄像头发出的光线会和用户手