一种虚拟现实增强设备及方法与流程

文档序号:21083807发布日期:2020-06-12 16:45阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种虚拟现实增强设备,其特征在于:它包括显示成像器件(1)、摄像机(2)、视觉处理系统(3)、投影器件(4)及电源,所述电源为整个设备供电,

所述显示成像器件(1)包括可视区域(11)和校准区域(12),所述校准区域(12)位于所述可视区域(11)的外围,所述可视区域(11)和所述校准区域(12)分别与所述视觉处理系统(3)电信号连接,在所述视觉处理系统(3)的控制下,所述可视区域(11)和所述校准区域(12)均分别在透明状态和非透明状态之间切换,所述摄像机(2)透过处于透明状态的所述可视区域(11)和/或所述校准区域(12)采集现实环境的现实影像,处于非透明状态的所述可视区域(11)和/或所述校准区域(12)接收来自所述投影器件(4)的投影影像,并反射到所述摄像机(2)的镜头内;

所述摄像机(2)用于透过所述显示成像器件(1)采集现实环境的现实影像和所述投影器件(4)投影到所述显示成像器件(1)后反射的投影影像并上传至所述视觉处理系统(3);

所述投影器件(4)用于将所述视觉处理系统(3)输出的影像投影到所述显示成像器件(1)上;

所述视觉处理系统(3)用于接收所述摄像机(2)上传的现实影像和投影影像,校准投影影像到与现实影像相一致,将系统产生的虚拟影像融合到校准后的投影影像,将融合后的投影影像储存并输出到所述投影器件(4)上,最后投影到所述显示成像器件(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟现实增强设备,其特征在于:所述可视区域(11)和所述校准区域(12)之间无缝对接,所述可视区域(11)处于非透明状态时,其接收来自所述投影器件(4)的投影影像,同时反射到观察者的眼睛里。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟现实增强设备,其特征在于:所述显示成像器件(1)为液晶膜材质制成。

4.根据权利要求1所述的一种虚拟现实增强设备,其特征在于:所述可视区域(11)和所述校准区域(12)在透明状态和非透明状态之间切换的频率大于30hz。

5.根据权利要求1所述的一种虚拟现实增强设备,其特征在于:所述视觉处理系统(3)上还连接有陀螺仪、加速度计、磁力计、麦克风和扬声器。

6.根据权利要求1所述的一种虚拟现实增强设备,其特征在于:所述投影器件(4)为投影仪。

7.根据权利要求1所述的一种虚拟现实增强设备,其特征在于:所述视觉处理系统(3)为内置在所述虚拟现实增强设备上的计算机处理系统。

8.根据权利要求1所述的一种虚拟现实增强设备,其特征在于:所述视觉处理系统(3)为通过信号线连接的外置式计算机。

9.一种利用如权利要求1所述的虚拟现实增强设备进行虚拟现实增强的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

a.所述电源上电,所述可视区域(11)和所述校准区域(12)均处于透明状态;

b.在所述可视区域(11)内,所述摄像机(2)通过透明状态下的所述可视区域(11)采集这一区域对应的现实世界中的现实影像并上传至所述视觉处理系统(3)中进行存储;

c.所述视觉处理系统(3)将接收到的现实影像输出到所述投影器件(4)上,所述投影器件(4)将现实影像投影到所述可视区域(11)上,此时所述可视区域(11)转换成非透明状态,该区域将投影得到的投影影像反射到所述摄像机(2)的镜头内,所述摄像机(2)将接收到的投影影像上传至所述视觉处理系统(3),所述视觉处理系统(3)将接收到的投影影像与存储的现实影像进行比对,得出投影影像与现实影像之间的差别,所述视觉处理系统(3)计算得到两种图像之间的差距,对投影影像进行校正,使投影影像与现实影像保持一致,得到投影校准系数,利用该投影校准系数对投影影像进行校准,得到校准后的投影影像,所述视觉处理系统(3)自身产生的虚拟影像叠合到校准后的投影影像形成合成影像,再将合成影像输出到所述投影器件(4)上并投影到所述可视区域(11)上进行显示,此时,所述可视区域(11)处于非透明状态;

d.与此同时,在所述校准区域(12)内,所述摄像机(2)通过透明状态下的所述校准区域(12)采集这一区域对应的现实世界中的现实影像并上传至所述视觉处理系统(3)中进行存储;

e.所述视觉处理系统(3)将接收到的现实影像输出到所述投影器件(4)上,所述投影器件(4)将现实影像投影到所述校准区域(12)上,此时所述校准区域(12)转换成非透明状态,该区域将投影得到的投影影像反射到所述摄像机(2)的镜头内,所述摄像机(2)将接收到的投影影像上传至所述视觉处理系统(3),所述视觉处理系统(3)将接收到的投影影像与存储的现实影像进行比对,得出投影影像与现实影像之间的差别,所述视觉处理系统(3)计算得到两种图像之间的差距,对投影影像进行校正,使投影影像与现实影像保持一致,得到投影校准系数,利用该投影校准系数对投影影像进行校准,得到校准后的投影影像,所述视觉处理系统(3)自身产生的虚拟影像叠合到校准后的投影影像形成合成影像,再对合成影像进行存储;

f.所述校准区域(12)不断地在透明状态和非透明状态之间切换,在透明状态下,所述摄像机(2)采集所述校准区域(12)这一区域对应的现实世界中的现实影像并上传至所述视觉处理系统(3)中进行存储,在非透明状态,所述校准区域(12)作为反射面对所述投影器件(4)投影来的投影影像反射到所述摄像机(2),继续进入步骤e的校准状态;

g.当整个设备发生位姿变化时,所述视觉处理系统(3)检测设备的转动角度和方向,并直接将存储的该位姿上的合成影像投影到所述可视区域(11)进行显示,此时,所述可视区域(11)处于非透明状态;

h.直至设备停止使用。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述步骤c和步骤e中,所述视觉处理系统(3)计算得到两种图像之间的差距,对投影影像进行校正,使投影影像与现实影像保持一致,得到投影校准系数的具体步骤如下:

1)在所述视觉处理系统(3)里首先对投影影像与现实影像2张图片做hsi转换,并得到两张图片的hsi参数,并设定采集到的显示影像获得的参数为给定参数,而虚拟投影到摄像机采集到的投影影像获得的参数为反馈参数;

2)所述摄像机(2)不断采集虚拟的投影图像信息,通过所述视觉处理系统(3)内部的预测pi算法自动对hsi参数进行校准,直到采集到的数据与给定信号参数一致,其中,预测pi算法的pi参数与所选投影器件(4)、所述显示成像器件(1)及所述摄像机(2)有关,为出厂设定好的参数,在实际使用中不会变化,需要校准的是图像中的hsi参数。


技术总结
本发明提供一种沉浸感强、视角宽广、结构简单的虚拟现实增强设备及方法。该设备包括显示成像器件(1)、摄像机(2)、视觉处理系统(3)、投影器件(4)及电源,所述显示成像器件(1)包括可视区域(11)和校准区域(12),可视区域(11)和校准区域(12)均分别在透明状态和非透明状态之间切换;其方法为:在透明状态下,摄像机采集现实影像,通过视觉处理系统处理后投影到非透明的现实成像器件上形成投影影像,通过比对,使投影影像与现实影像保持一致,而在校准区域内,视觉处理系统对影像不断校准并存储,在需要时快速地将存储的影像投影到可视区域内显示,在此期间,校准区域不断地变换状态。本发明用于虚拟现实智能设备领域。

技术研发人员:韩玉争;刘晓东;杨永栋;罗春明
受保护的技术使用者:欧拓飞科技(珠海)有限公司
技术研发日:2020.03.24
技术公布日:2020.06.12
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