專利名稱：一種實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動終端、系統(tǒng)軟件等技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，特別是智能終端、定位技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，為一種基于實景增強顯示的導(dǎo)航系統(tǒng)提供了可行性。目前導(dǎo)航系統(tǒng)界面為地圖界面，沒有與實景進行結(jié)合，或者實景信息不足，用戶無法直觀地確認(rèn)和獲取導(dǎo)航實景對象的信息，導(dǎo)航的效果不能與用戶直觀需求很好的結(jié)合起來，而通過本發(fā)明，將用戶的位置，方向，高度結(jié)合起來，通過終端攝像獲取實景信息并識別其中的對象獲取對象的各種信息疊加顯示在導(dǎo)航界面上，從而增強了導(dǎo)航系統(tǒng)的實用功倉泛。有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種通過終端掃描并結(jié)合定位和圖像匹配的一種實景增強現(xiàn)實的導(dǎo)航系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的一種實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)，通過終端拍攝指向?qū)ο蟛⒔Y(jié)合終端的定位和方向和高度等信息，實現(xiàn)了一種實景增強現(xiàn)實的導(dǎo)航系統(tǒng)。具體來說具有以下優(yōu)點
地圖與實景結(jié)合
系統(tǒng)將地圖與實景進行結(jié)合，用戶可以直觀地觀察到地理位置的實景以及對應(yīng)實景位置的地圖信息，并結(jié)合了實景與地圖導(dǎo)航界面，使用方式更加直觀。增強顯示技術(shù)
通過定位和位置傳感器以及方向傳感器計算出指向目標(biāo)并查詢出其指向目標(biāo)的各種信息進行迭加顯示，實現(xiàn)了一種實景與導(dǎo)航結(jié)合的增強顯示。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖I為本發(fā)明系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為本發(fā)明業(yè)務(wù)流程示意圖。圖3為本發(fā)明搜索信息流程示意圖。圖4為本發(fā)明邏輯扇區(qū)范圍計算流程示意圖。圖5為本發(fā)明終端邏輯扇區(qū)范圍示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明進行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例性實施例。為實現(xiàn)上述目的，提出了一種實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)。以下通過結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施方式進行描述。實現(xiàn)一種實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵點如下
圖像數(shù)據(jù)
系統(tǒng)事先儲存大量的街道建筑物等圖像，并與地理位置，高度等參數(shù)進行關(guān)聯(lián)，通過位置和方向可以查詢到對象的圖像和對應(yīng)的各種圖像對象數(shù)據(jù)。圖像獲取
終端通過相機或攝像設(shè)備掃描前方的實景并根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)的圖形場景更新周期周期性截取對應(yīng)的圖像幀作為實景圖像的數(shù)據(jù)源和匹配數(shù)據(jù)源。終端位置和姿態(tài)獲取
終端通過GPS，AGPS等方式獲取終端的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)進行定位和獲取高度，速度，方向數(shù)據(jù)，通過電子羅盤獲取終端指向數(shù)據(jù)，通過加速計，陀螺儀獲取終端運動姿態(tài)，從而構(gòu)造出以終端指向的一個虛擬扇區(qū)，精確指向可能的對象。虛擬扇區(qū)構(gòu)造
終端指向的對象在空間上需多種參數(shù)進行約束和限制，根據(jù)獲取的終端位置，作為圓心，獲取的方向作為扇區(qū)的中間線，并通過高度，終端在三維空間的姿態(tài)以及終端指向偏差冗余，調(diào)整空間的扇區(qū)角度，盡可能壓縮范圍內(nèi)的對象。扇區(qū)內(nèi)對象查詢
系統(tǒng)計算出終端指向的扇區(qū)范圍后，通過地理信息系統(tǒng)計算和查詢所在位置和方向扇區(qū)范圍內(nèi)的對象，并提供給信息查詢模塊查詢對象信息。圖像匹配
進一步，系統(tǒng)比對攝像頭提供的掃描圖像與系統(tǒng)查找出的終端指向?qū)ο?，與系統(tǒng)查找的指向?qū)ο筮M行進一步核對和挑選，提聞匹配的準(zhǔn)確度。信息迭加
獲得匹配的指向?qū)ο蠛螅到y(tǒng)查詢對象的各種數(shù)據(jù)，在終端上以圖層的方式進行迭加，顯示在導(dǎo)航界面上，用戶隨即可以看到終端指向?qū)ο蟮母鞣N數(shù)據(jù)作為增強信息。數(shù)據(jù)更新
隨著終端運動和終端姿態(tài)，指向的不斷變化，超過一定的閾值后，觸發(fā)系統(tǒng)更新對應(yīng)的各種數(shù)據(jù)和重新計算新的指向區(qū)域范圍內(nèi)的對象和查詢數(shù)據(jù)，并實時傳輸?shù)浇K端進行實時更新。主要功能模塊
如圖I所示，一種實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括
攝像頭100
攝像頭硬件部分，提供拍攝和掃描的功能，獲取終端指向的圖像數(shù)據(jù)。GPS 模塊 101:
終端側(cè)定位模塊，通過GPS，AGPS進行定位獲取終端經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。
電子羅盤102
終端側(cè)通過電子羅盤識別終端的指向，獲取終端指向方位的角度。MEMS 傳感器 103
終端側(cè)MEMS的動作傳感器，包含加速度計識別終端空間姿態(tài)，陀螺儀識別終端運動姿態(tài)和方向，獲取終端的姿態(tài)數(shù)據(jù)。日志模塊104:
記錄用戶在終端側(cè)的業(yè)務(wù)操作等活動數(shù)據(jù)并以日志方式保存在終端。邏輯模塊105 :
終端側(cè)的業(yè)務(wù)邏輯流程的控制和執(zhí)行，調(diào)用其他邏輯功能模塊并與其進行交互完成各種業(yè)務(wù)邏輯功能。掃描模塊106
負(fù)責(zé)調(diào)用終端相機進行掃描，并將掃描后的原始圖像數(shù)據(jù)提供給其他功能邏輯模塊，如識別模塊
定位模塊107
終端側(cè)通過定位硬件進行定位獲取經(jīng)緯度，高度，運動方向等GPS信號能提供的各種數(shù)據(jù)。MEMS 模塊 108
終端側(cè)MEMS邏輯功能模塊，通過各種MEMS硬件的邏輯數(shù)據(jù)存取接口獲取終端姿態(tài)數(shù)據(jù)，運動數(shù)據(jù)。導(dǎo)航模塊109
終端側(cè)進行導(dǎo)航的功能模塊，為用戶進行各種基于地理信息系統(tǒng)的導(dǎo)航信息和導(dǎo)航功能，并與其他功能模塊進行融合，包含攝像頭實景，增強信息的圖層迭加等。地圖模塊110:
終端側(cè)為用戶提供地圖相關(guān)的各種功能模塊，可以為本地地圖或在線地圖，根據(jù)用戶定位的狀態(tài)和結(jié)果，顯示終端位置和地圖各種圖層。管理配置模塊111:
終端用戶進行業(yè)務(wù)配置和數(shù)據(jù)管理，用戶通過管理模塊對業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的配置進行設(shè)置。接 口模塊 112:
終端側(cè)與系統(tǒng)進行交互的接口，通過接口與系統(tǒng)進行各種功能交互和消息的傳遞和接收，按照接口協(xié)議發(fā)起各種功能的請求和接收系統(tǒng)的各種消息。傳輸通道113:
提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H的物理通道，可以是無線寬帶網(wǎng)和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，包含各個移動通信的數(shù)據(jù)信道，WIFI，固定寬帶等。系統(tǒng)接口模塊114:
系統(tǒng)側(cè)與終端進行交互的模塊，與終端進行通信，提供各種接口供終端進行系統(tǒng)的訪問，按照協(xié)商的協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)發(fā)送給終端和接收終端的請求數(shù)據(jù)。日志模塊115:
將系統(tǒng)的各種操作的信息記錄到系統(tǒng)日志，并提供給用戶進行查詢。
數(shù)據(jù)庫116:
提供數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)庫以及各種基于數(shù)據(jù)庫的各種功能，如數(shù)據(jù)觸發(fā)器、函數(shù)等邏輯功能以及報表系統(tǒng)等。業(yè)務(wù)邏輯模塊117 :
負(fù)責(zé)系統(tǒng)端的對應(yīng)各個業(yè)務(wù)邏輯流程的執(zhí)行和邏輯設(shè)置、保存等功能，調(diào)用各個功能模塊完成業(yè)務(wù)流程和處理各種業(yè)務(wù)請求邏輯。地理信息系統(tǒng)118:
系統(tǒng)端的地理信息系統(tǒng)功能模塊，提供地圖以及轉(zhuǎn)換位置信息到經(jīng)緯度信息，根據(jù)位置進行對象的查詢等各種GIS的功能搜索模塊119
根據(jù)計算出終端指向范圍內(nèi)的對象，搜索其包含的各種屬性數(shù)據(jù)，作為增強信息提供給終端用戶。對象計算模塊120
根據(jù)終端定位數(shù)據(jù)，包含經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，高度數(shù)據(jù)，和終端指向數(shù)據(jù)，以及終端實景截取的場景圖像，計算終端為中心的邏輯扇區(qū)范圍內(nèi)的各種可匹配的對象。安全模塊121 :
負(fù)責(zé)用戶身份驗證和安全設(shè)置相關(guān)的各種功能，包含驗證終端用戶身份和屬性，加密和解密各種消息數(shù)據(jù)等功能。消息模塊122
系統(tǒng)端構(gòu)造和格式化消息的功能模塊，根據(jù)交互協(xié)議和接口構(gòu)造各種消息并提供給接口模塊進行消息的傳遞。報表模塊123
為系統(tǒng)提供各種數(shù)據(jù)報表，根據(jù)用戶需求，抽取數(shù)據(jù)庫各種數(shù)據(jù)生成和輸出各種分析數(shù)據(jù)報表。管理模塊124
系統(tǒng)的管理功能部分，對系統(tǒng)進行綜合管理，包含用戶管理，邏輯流程管理，業(yè)務(wù)參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)配置等各種管理功能。系統(tǒng)門戶125
系統(tǒng)用戶登入門戶的系統(tǒng)的門戶，提供用戶使用系統(tǒng)的界面和各種業(yè)務(wù)流程的承載。下面舉一個例子來說明本發(fā)明實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，該實施例中，業(yè)務(wù)流程包括以下步驟
步驟I :終端用戶啟動實景增強顯示導(dǎo)航，啟動定位系統(tǒng)，電子羅盤等；
步驟2:終端獲取指向方向的圖像，對應(yīng)的位置，高度，速度，終端指向運動姿態(tài)等數(shù)
據(jù)；
步驟3 :終端請求系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理和查詢；
步驟4.系統(tǒng)獲取到終端的請求數(shù)據(jù)，通過終端位置，高度，指向參數(shù)計算扇區(qū)范圍內(nèi)包含的對象；
步驟5.系統(tǒng)搜索到對應(yīng)的對象后查找對象的各種屬性數(shù)據(jù)；
步驟6.系統(tǒng)將搜索結(jié)果封裝成消息推送給終端用戶； 步驟7.終端用戶獲取搜索結(jié)果消息后以圖層方式迭加顯示在終端導(dǎo)航界面上，用戶隨即可以看到終端指向的對象的各種數(shù)據(jù)。本發(fā)明的描述是為了示例和說明起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
權(quán)利要求
1.一種實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于通過攝像頭掃描周邊場景獲取圖像，同時通過終端的定位系統(tǒng)進行定位，利用電子羅盤獲取攝像頭指向，查詢地理信息系統(tǒng)中所在位置的可能對象，通過指向進行過濾，并圖像匹配對應(yīng)指向的可能對象進行查詢獲取指向?qū)ο蟮母鞣N屬性信息，疊加顯示在終端導(dǎo)航界面。
2.如權(quán)利要求I所述，終端通過攝像頭掃描周邊場景獲取對應(yīng)的圖像，其特征在于，終端通過終端相機拍攝指向方向?qū)?yīng)的場景并截取視頻幀的圖像，作為系統(tǒng)后臺圖像匹配的數(shù)據(jù)源。
3.如權(quán)利要求I所述，終端通過定位和指向進行數(shù)據(jù)的過濾，其特征在于，終端通過各種方式進行定位，包含GPS或AGPS等方式獲取經(jīng)緯度信息，通過電子羅盤獲取終端指向信息，獲經(jīng)緯度信息，高度信息和指向信息后，通過指向設(shè)定一個作為參數(shù)的角度，過濾掉其他方向的數(shù)據(jù)，形成一個虛擬的扇區(qū)范圍，系統(tǒng)通過地理信息系統(tǒng)的POI信息點進行查詢，查詢其中包含的各個對象。
4.如權(quán)利要求I所述，終端獲取位置，指向和掃描的圖像后，發(fā)起對掃描圖像的識別，其特征在于，系統(tǒng)通過位置和指向查詢所在位置和方向區(qū)域的對象數(shù)據(jù)，獲取其指向可能的對象，并通過圖像匹配進行確認(rèn)以提高匹配的精確度，進一步即可獲取對象的各種屬性信息后顯示在終端界面。
5.如權(quán)利要求4所述，終端獲取指向?qū)ο蟮母鞣N屬性信息，疊加顯示在終端界面，其特征在于，終端獲取的指向?qū)ο蟮母鞣N數(shù)據(jù)信息，通過疊加圖層的方式，顯示在導(dǎo)航界面，并隨著位置的變化，指向的變化進行更新。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實景增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)，包含掃描模塊，識別模塊，定位模塊，數(shù)據(jù)搜索模塊，增強現(xiàn)實模塊等。本發(fā)明通過攝像設(shè)備掃描周邊環(huán)境，獲取對應(yīng)的圖像信息，同時利用定位設(shè)備進行定位，獲取位置信息，通過位置信息查詢周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)，包含建筑物，道路等，同時利用獲取的圖像進行比對識別和確認(rèn)，并查詢對應(yīng)的各種增強信息后疊加顯示在導(dǎo)航地圖界面，并根據(jù)終端位置的變化，不斷的更新對應(yīng)的數(shù)據(jù)。通過終端掃描識別定位并獲取相關(guān)的各種信息，提供了一種基于終端掃描定位和信息推送的業(yè)務(wù)體驗。
文檔編號G01C21/00GK102980570SQ201110262330
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者顧健 申請人:上海博路信息技術(shù)有限公司