基準平面的確定方法和確定系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基準平面的確定方法和確定系統(tǒng)，所述基準平面的確定方法包括：獲取深度圖像，對所述深度圖像進行邊緣提取以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形，對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選以確定基準平面。本發(fā)明提供的技術方案可以確定現(xiàn)實景象之中的基準平面，從而以上述基準平面為基準建立虛擬坐標系，最終實現(xiàn)將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合的目的。因此，本發(fā)明提供的技術方案將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合，為用戶帶來實時匹配的體驗感，具有可穿戴的便攜性和自由性。
【專利說明】
基準平面的確定方法和確定系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種基準平面的確定方法和確定系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]增強現(xiàn)實(Augmented Reality，簡稱AR)是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術。具體來說，增強現(xiàn)實技術將虛擬的信息應用到真實世界，使得真實的環(huán)境與虛擬的物體實時地疊加至同一個畫面或同一個空間，從而被人類感官所感知，達到超越現(xiàn)實的感官體驗。因此，增強現(xiàn)實技術不僅展現(xiàn)了真實世界的信息，而且將虛擬世界的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。
[0003]在增強現(xiàn)實領域之中，光學透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)具有簡單、分辨率高、沒有視覺偏差等優(yōu)點。然而，現(xiàn)有的光學透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)將虛擬物體與現(xiàn)實場景融合時，或者需要時刻調整鏡頭的角度，或者需要人工設置標定位置，才能實現(xiàn)虛擬物體與現(xiàn)實場景的對位。上述方式導致虛擬物體與現(xiàn)實場景無法實時匹配，從而影響用戶的體驗感。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基準平面的確定方法和確定系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有的增強現(xiàn)實技術導致虛擬物體與現(xiàn)實場景無法實時匹配，從而影響用戶的體驗感的問題。
[0005]為此，本發(fā)明提供一種基準平面的確定方法，包括:
[0006]獲取深度圖像；
[0007]對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形；
[0008]對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。
[0009]可選的，所述對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面的步驟之后包括:
[0010]根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系。
[0011]可選的，所述對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像的步驟包括:
[0012]根據(jù)預設的梯度算法獲取所述深度圖像的梯度變化率；
[0013]根據(jù)所述梯度變化率形成二值圖像；
[0014]對所述二值圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像。
[0015]可選的，所述對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面的步驟包括:
[0016]篩選圖像深度值由遠及近遞增的平面圖形，以形成第一平面圖形集合；
[0017]對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。
[0018]可選的，所述的對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面步驟包括:
[0019]篩選平面圖形面積大于邊緣圖像面積的15%的平面圖形，以形成第二平面圖形集合；
[0020]對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。
[0021]可選的，所述對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面的步驟包括:
[0022]篩選平面圖形中心點最靠近邊緣圖像中心點的平面圖形，以確定基準平面。
[0023]可選的，所述基準坐標系包括第一軸、第二軸以及第三軸，所述第一軸、第二軸以及第三軸之間相互垂直，所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟包括:
[0024]獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標；
[0025]根據(jù)所述至少三個點的坐標形成基準坐標系，所述第一軸與所述基準平面垂直，所述第二軸與所述第三軸設置在所述基準平面之內。
[0026]可選的，所述獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標的步驟包括:
[0027]獲取所述基準平面之內的最大正方形；
[0028]獲取所述最大正方形的四個頂點的坐標。
[0029]可選的，所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟之前包括:
[0030]對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定參照平面，所述參照平面與所述基準平面平行；
[0031 ]所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟包括:
[0032]根據(jù)所述基準平面和所述參照平面形成基準坐標系，所述基準坐標系的原點設置在所述參照平面之內。
[0033]本發(fā)明還提供一種基準平面的確定系統(tǒng)，包括:
[0034]第一獲取單元，用于獲取深度圖像；
[0035]第一提取單元，用于對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形；
[0036]第一篩選單元，用于對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。
[0037]可選的，還包括:
[0038]第一形成單元，用于根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系。
[0039]可選的，所述第一提取單元包括:
[0040]第一獲取模塊，用于根據(jù)預設的梯度算法獲取所述深度圖像的梯度變化率；
[0041]第一形成模塊，用于根據(jù)所述梯度變化率形成二值圖像；
[0042]第一提取模塊，用于對所述二值圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像。
[0043]可選的，所述第一篩選單元包括:
[0044]第一篩選模塊，用于篩選圖像深度值由遠及近遞增的平面圖形，以形成第一平面圖形集合；
[0045]第二篩選模塊，用于對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。
[0046]可選的，所述第二篩選模塊包括:
[0047]第一篩選子模塊，用于篩選平面圖形面積大于邊緣圖像面積的15%的平面圖形，以形成第二平面圖形集合；
[0048]第二篩選子模塊，用于對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。
[0049]可選的，所述第二篩選子模塊包括:
[0050]第三篩選子模塊，用于篩選平面圖形中心點最靠近邊緣圖像中心點的平面圖形，以確定基準平面。
[0051 ]可選的，所述基準坐標系包括第一軸、第二軸以及第三軸，所述第一軸、第二軸以及第三軸之間相互垂直，所述第一形成單元包括:
[0052]第二獲取模塊，用于獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標；
[0053]第二形成模塊，用于根據(jù)所述至少三個點的坐標形成基準坐標系，所述第一軸與所述基準平面垂直，所述第二軸與所述第三軸設置在所述基準平面之內。
[0054]可選的，所述第二獲取模塊包括:
[0055]第一獲取子模塊，用于獲取所述基準平面之內的最大正方形；
[0056]第二獲取子模塊，用于獲取所述最大正方形的四個頂點的坐標。
[0057]可選的，還包括:
[0058]第二篩選單元，用于對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定參照平面，所述參照平面與所述基準平面平行；
[0059]所述第一形成單元包括:
[0060]第三形成模塊，用于根據(jù)所述基準平面和所述參照平面形成基準坐標系，所述基準坐標系的原點設置在所述參照平面之內。
[0061]本發(fā)明具有下述有益效果:
[0062]本發(fā)明提供的基準平面的確定方法和確定系統(tǒng)之中，所述基準平面的確定方法包括:獲取深度圖像，對所述深度圖像進行邊緣提取以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形，對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選以確定基準平面。本發(fā)明提供的技術方案可以確定現(xiàn)實景象之中的基準平面，從而以上述基準平面為基準建立虛擬坐標系，最終實現(xiàn)將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合的目的。因此，本發(fā)明提供的技術方案將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合，為用戶帶來實時匹配的體驗感，具有可穿戴的便攜性和自由性。
【附圖說明】
[0063]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種基準平面的確定方法的流程圖；
[0064]圖2為本發(fā)明實施例一提供的深度圖像；
[0065]圖3為本發(fā)明實施例一提供的二值圖像；
[0066]圖4為本發(fā)明實施例一提供的邊緣圖像；
[0067]圖5為本發(fā)明實施例一提供的基準平面示意圖；
[0068]圖6為本發(fā)明實施例一提供的最大內接正方形示意圖；
[0069]圖7為本發(fā)明實施例一提供的參照平面示意圖；
[0070]圖8為本發(fā)明實施例二提供的一種基準平面的確定系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0071]為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖對本發(fā)明提供的基準平面的確定方法和確定系統(tǒng)進行詳細描述。
[0072]實施例一
[0073]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種基準平面的確定方法的流程圖。如圖1所示，所述基準平面的確定方法包括:
[0074]步驟1001、獲取深度圖像。
[0075]圖2為本發(fā)明實施例一提供的深度圖像。如圖2所示，本實施例通過深度攝像頭獲取辦公室的深度圖像。本實施例所述的深度圖像也稱為景深圖像。
[0076]步驟1002、對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形。
[0077]本實施例中，所述對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像的步驟包括:根據(jù)預設的梯度算法獲取所述深度圖像的梯度變化率;根據(jù)所述梯度變化率形成二值圖像；對所述二值圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像。
[0078]圖3為本發(fā)明實施例一提供的二值圖像。如圖3所示，由于深度圖像不同于二值圖像，不能進行邊緣提取。因此，本實施例將深度圖像轉化為二值圖像，再進行邊緣提取，從而形成邊緣圖像。所述二值圖像(Binary Image)是指圖像的每一個像素只有兩種可能的取值或灰度等級。在深度圖像之中，一個平面的邊緣在視角方向上的梯度變化是均勻的。因此，根據(jù)預設的梯度算法，例如，Sobel算法，計算所述深度圖像的梯度變化率，將梯度變化率相同的像素設置為黑色，將梯度變化率不均勻的像素設置為白色，從而形成二值圖像。
[0079]圖4為本發(fā)明實施例一提供的邊緣圖像。如圖4所示，將具有相同的梯度變化率的像素相互連接可以形成平面圖形的邊緣，因此通過對所述二值圖像進行邊緣提取，可以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形。例如，中間位置的平面圖形10由桌面的邊緣輪廓形成。
[0080]步驟1003、對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。
[0081]圖5為本發(fā)明實施例一提供的基準平面示意圖。如圖5所示，所述對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面的步驟包括:篩選圖像深度值由遠及近遞增的平面圖形，以形成第一平面圖形集合;對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。因此，水平方向的平面圖形的梯度變化在圖像之中的反映必然是由下而上遞減(在用戶視角方向的深度值由遠及近遞增)，例如，桌面在用戶視角方向的深度值由遠及近均勻遞增，從而形成平面圖形10。本實施例通過平面的梯度變化率可以排除變化趨勢不符合上述要求的平面，例如，部分天花板和辦公桌的側面。
[0082]本實施例選擇盡可能大而且水平的平面作為基準平面，用于投射虛擬物體。本實施例中，所述的對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面步驟包括:篩選平面圖形面積大于邊緣圖像面積的15%的平面圖形，以形成第二平面圖形集合；對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。因此，可以選取桌面的平面圖形10作為基準平面，首先平面圖形的面積大小適合，根據(jù)保守估計選擇平面圖形最小也要大于整個圖像面積的15%才可以作為基準平面，從而可以排除面積過小的平面圖形。
[0083]優(yōu)選的，所述對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面的步驟包括:篩選平面圖形中心點最靠近邊緣圖像中心點的平面圖形，以確定基準平面。因此，當多個平面圖形滿足上述條件時，可以在用戶視角方向上選取邊緣輪廓的中心點靠近整個圖像的下半部的平面圖形。此時，可以排除部分天花板和墻壁。最后，本實施例成功選取平面圖形10作為基準平面20。
[0084]本實施例中，所述基準平面的確定方法還包括:根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系。可選的，所述基準坐標系包括第一軸、第二軸以及第三軸，所述第一軸、第二軸以及第三軸之間相互垂直，所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟包括:獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標;根據(jù)所述至少三個點的坐標形成基準坐標系，所述第一軸與所述基準平面垂直，所述第二軸與所述第三軸設置在所述基準平面之內。優(yōu)選的，所述獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標的步驟包括:獲取所述基準平面之內的最大正方形；獲取所述最大正方形的四個頂點的坐標。
[0085]在所述基準平面之上，選擇至少三個點定位所述基準平面。本實施例采用繪制所述基準平面的最大內接正方形的方式獲得四個點，輪廓的最大內接正方形可以通過在輪廓中心繪制一個小正方形，然后逐漸放大與邊緣相交的方式獲得。圖6為本發(fā)明實施例一提供的最大內接正方形示意圖。如圖6所示，設置正方形30的四個頂點的坐標值，以基準平面20(即，平面圖形10)為水平面建立一個基準坐標系。所述基準坐標系包括第一軸、第二軸以及第三軸，所述第一軸、第二軸以及第三軸之間相互垂直。所述第一軸與所述基準平面垂直，所述第二軸與所述第三軸設置在所述基準平面之內。通過上述坐標系，深度圖像之中的每一個像素點的坐標都是可以確定的，因此虛擬物體可以通過預知環(huán)境之中的每個真實物體的位置選擇合適的位置進行虛實融合。因此，本實施例提供的技術方案將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合，為用戶帶來實時匹配的體驗感，具有可穿戴的便攜性和自由性。
[0086]參見圖6，桌面的中心區(qū)域為最大內接正方形，根據(jù)所述正方形30的至少三個點的坐標形成基準坐標系。通過上述基準坐標系，我們可以知道如果需要建模一個虛擬的筆記本電腦，這個虛擬的筆記本電腦應該放在那里。將筆記本的底盤坐標點形成的平面與上述正方形30重合。如果還需要添置其他虛擬物體，依次尋找其他相對靠近基準平面20的中心區(qū)域的位置進行添置。
[0087]本實施例中，所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟之前包括:對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定參照平面，所述參照平面與所述基準平面平行;所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟包括:根據(jù)所述基準平面和所述參照平面形成基準坐標系，所述基準坐標系的原點設置在所述參照平面之內。
[0088]本實施例對每一幀的計算速度在30ms以內，因此可以實時的進行平面檢測。然而，一旦選定基準平面，而且根據(jù)所述基準平面虛擬物體與現(xiàn)實場景融合之后就不允許視角發(fā)生很大的變動，否則將無法準確放置虛擬物體。雖然上述基準平面的確定方法準確的找到了基準平面，但是用戶的視線一旦發(fā)生扭動，基準平面出現(xiàn)在視野里的情況也會發(fā)生變化，基準平面中心點的位置也會隨之變化。假如之前在正方形標定的位置放置了一個虛擬的筆記本電腦，那么一旦用戶的視野發(fā)生變化，筆記本電腦也會隨之轉移位置，雖然筆記本電腦還是在之前的基準平面上，但是具體位置卻不同了，導致用戶主觀上的感受和體驗受到很大影響。
[0089]圖7為本發(fā)明實施例一提供的參照平面示意圖。如圖7所示，將預先放置在桌面之上的盒子或書本確定為參照平面40，根據(jù)所述基準平面20和所述參照平面40建立基準坐標系，所述基準坐標系的原點設置在所述參照平面40之內，之后進行虛擬物體與現(xiàn)實場景的融合。由于參照平面40是固定的，而基準坐標系的原點設置在參照平面40之內，因此可以允許用戶進行一定的視角轉動，只要參照平面40始終完整的呈現(xiàn)在視野之內就可以作為標定的參照物，從而避免其他虛擬物體的位置發(fā)生錯亂。
[0090]本實施例提供的基準平面的確定方法包括:獲取深度圖像，對所述深度圖像進行邊緣提取以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形，對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選以確定基準平面。本實施例提供的技術方案可以確定現(xiàn)實景象之中的基準平面，從而以上述基準平面為基準建立虛擬坐標系，最終實現(xiàn)將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合的目的。因此，本實施例提供的技術方案將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合，為用戶帶來實時匹配的體驗感，具有可穿戴的便攜性和自由性。
[0091]實施例二
[0092]圖8為本發(fā)明實施例二提供的一種基準平面的確定系統(tǒng)的結構示意圖。如圖8所示，所述基準平面的確定系統(tǒng)包括:第一獲取單元101，用于獲取深度圖像;第一提取單元102，用于對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形;第一篩選單元103，用于對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。
[0093]參見圖2，第一獲取單元101獲取辦公室的深度圖像，本實施例所述的深度圖像也稱為景深圖像。本實施例中，所述第一提取單元102包括:第一獲取模塊，用于根據(jù)預設的梯度算法獲取所述深度圖像的梯度變化率;第一形成模塊，用于根據(jù)所述梯度變化率形成二值圖像;第一提取模塊，用于對所述二值圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像。
[0094]參見圖3，由于深度圖像不同于二值圖像，不能進行邊緣提取。因此，本實施例將深度圖像轉化為二值圖像，再進行邊緣提取，從而形成邊緣圖像。所述二值圖像(BinaryImage)是指圖像的每一個像素只有兩種可能的取值或灰度等級。在深度圖像之中，一個平面的邊緣在視角方向上的梯度變化是均勻的。因此，第一獲取模塊根據(jù)預設的梯度算法，例如，Sobel算法，計算所述深度圖像的梯度變化率，第一形成模塊將梯度變化率相同的像素設置為黑色，將梯度變化率不均勻的像素設置為白色，從而形成二值圖像。
[0095]參見圖4，將具有相同的梯度變化率的像素相互連接可以形成平面的邊緣，因此第一提取模塊對所述二值圖像進行邊緣提取，可以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形。例如，中間位置的平面圖形10由桌面的邊緣輪廓形成。
[0096]本實施例中，所述第一篩選單元包括:第一篩選模塊，用于篩選圖像深度值由遠及近遞增的平面圖形，以形成第一平面圖形集合;第二篩選模塊，用于對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。參見圖5，水平方向的平面圖形的梯度變化在圖像之中的反映必然是由下而上遞減(在用戶視角方向的深度值由遠及近遞增)，例如，桌面在用戶視角方向的深度值由遠及近均勻遞增，從而形成平面圖形10。本實施例通過平面的梯度變化率可以排除變化趨勢不符合上述要求的平面，例如，部分天花板和辦公桌的側面。
[0097]本實施例選擇盡可能大而且水平的平面作為基準平面，用于投射虛擬物體。可選的，所述第二篩選模塊包括:第一篩選子模塊，用于篩選平面圖形面積大于邊緣圖像面積的15%的平面圖形，以形成第二平面圖形集合;第二篩選子模塊，用于對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。因此，可以選取桌面的平面圖形10作為基準平面，首先平面圖形的面積大小適合，根據(jù)保守估計選擇平面圖形最小也要大于整個圖像面積的15%才可以作為基準平面，從而可以排除面積過小的平面圖形。
[0098]優(yōu)選的，所述第二篩選子模塊包括第三篩選子模塊，所述第三篩選子模塊用于篩選平面圖形中心點最靠近邊緣圖像中心點的平面圖形，以確定基準平面。因此，當多個平面圖形滿足上述條件時，所述第三篩選子模塊可以在用戶視角方向上選取邊緣輪廓的中心點靠近整個圖像的下半部的平面圖形。此時，可以排除部分天花板和墻壁。最后，本實施例成功選取平面圖形10作為基準平面20。
[0099]本實施例中，所述基準平面的確定系統(tǒng)還包括:第一形成單元，用于根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系?？蛇x的，所述基準坐標系包括第一軸、第二軸以及第三軸，所述第一軸、第二軸以及第三軸之間相互垂直，所述第一形成單元包括:第二獲取模塊，用于獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標;第二形成模塊，用于根據(jù)所述至少三個點的坐標形成基準坐標系，所述第一軸與所述基準平面垂直，所述第二軸與所述第三軸設置在所述基準平面之內。優(yōu)選的，所述第二獲取模塊包括:第一獲取子模塊，用于獲取所述基準平面之內的最大正方形;第二獲取子模塊，用于獲取所述最大正方形的四個頂點的坐標。
[0100]在所述基準平面之上，選擇至少三個點定位所述基準平面。本實施例采用繪制所述基準平面的最大內接正方形的方式獲得四個點，輪廓的最大內接正方形可以通過在輪廓中心繪制一個小正方形，然后逐漸放大與邊緣相交的方式獲得。參見圖6，設置正方形30的四個頂點的坐標值，以基準平面20(S卩，平面圖形10)為水平面建立一個基準坐標系。所述基準坐標系包括第一軸、第二軸以及第三軸，所述第一軸、第二軸以及第三軸之間相互垂直。所述第一軸與所述基準平面垂直，所述第二軸與所述第三軸設置在所述基準平面之內。通過上述坐標系，深度圖像之中的每一個像素點的坐標都是可以確定的，因此虛擬物體可以通過預知環(huán)境之中的每個真實物體的位置選擇合適的位置進行虛實融合。因此，本實施例提供的技術方案將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合，為用戶帶來實時匹配的體驗感，具有可穿戴的便攜性和自由性。
[0101]參見圖6，桌面的中心區(qū)域為最大內接正方形，根據(jù)所述正方形30的至少三個點的坐標形成基準坐標系。通過上述基準坐標系，我們可以知道如果需要建模一個虛擬的筆記本電腦，這個虛擬的筆記本電腦應該放在那里。將筆記本的底盤坐標點形成的平面與上述正方形30重合。如果還需要添置其他虛擬物體，依次尋找其他相對靠近基準平面20的中心區(qū)域的位置進行添置。
[0102]本實施例中，所述基準平面的確定系統(tǒng)還包括:第二篩選單元，用于對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定參照平面，所述參照平面與所述基準平面平行;所述第一形成單元包括:第三形成模塊，用于根據(jù)所述基準平面和所述參照平面形成基準坐標系，所述基準坐標系的原點設置在所述參照平面之內。
[0103]本實施例對每一幀的計算速度在30ms以內，因此可以實時的進行平面檢測。然而，一旦選定基準平面，而且根據(jù)所述基準平面虛擬物體與現(xiàn)實場景融合之后就不允許視角發(fā)生很大的變動，否則將無法準確放置虛擬物體。雖然上述基準平面的確定方法準確的找到了基準平面，但是用戶的視線一旦發(fā)生扭動，基準平面出現(xiàn)在視野里的情況也會發(fā)生變化，基準平面中心點的位置也會隨之變化。假如之前在正方形標定的位置放置了一個虛擬的筆記本電腦，那么一旦用戶的視野發(fā)生變化，筆記本電腦也會隨之轉移位置，雖然筆記本電腦還是在之前的基準平面上，但是具體位置卻不同了，導致用戶主觀上的感受和體驗受到很大影響。
[0104]參見圖7，將預先放置在桌面之上的盒子或書本確定為參照平面40，根據(jù)所述基準平面20和所述參照平面40建立基準坐標系，所述基準坐標系的原點設置在所述參照平面40之內，之后進行虛擬物體與現(xiàn)實場景的融合。由于參照平面40是固定的，而基準坐標系的原點設置在參照平面40之內，因此可以允許用戶進行一定的視角轉動，只要參照平面40始終完整的呈現(xiàn)在視野之內就可以作為標定的參照物，從而避免其他虛擬物體的位置發(fā)生錯舌L。
[0105]本實施例提供的基準平面的確定系統(tǒng)包括:第一獲取單元，用于獲取深度圖像;第一提取單元，用于對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面;第一篩選單元，用于對所述邊緣圖像之中的平面進行篩選，以確定基準平面。本實施例提供的技術方案可以確定現(xiàn)實景象之中的基準平面，從而以上述基準平面為基準建立虛擬坐標系，最終實現(xiàn)將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合的目的。因此，本實施例提供的技術方案將虛擬物體與現(xiàn)實場景相互融合，為用戶帶來實時匹配的體驗感，具有可穿戴的便攜性和自由性。
[0106]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基準平面的確定方法，其特征在于，包括: 獲取深度圖像； 對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形； 對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。2.根據(jù)權利要求1所述的基準平面的確定方法，其特征在于，所述對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面的步驟之后包括: 根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系。3.根據(jù)權利要求1所述的基準平面的確定方法，其特征在于，所述對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像的步驟包括: 根據(jù)預設的梯度算法獲取所述深度圖像的梯度變化率； 根據(jù)所述梯度變化率形成二值圖像； 對所述二值圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像。4.根據(jù)權利要求1所述的基準平面的確定方法，其特征在于，所述對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面的步驟包括: 篩選圖像深度值由遠及近遞增的平面圖形，以形成第一平面圖形集合； 對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。5.根據(jù)權利要求4所述的基準平面的確定方法，其特征在于，所述的對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面步驟包括: 篩選平面圖形面積大于邊緣圖像面積的15 %的平面圖形，以形成第二平面圖形集合； 對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。6.根據(jù)權利要求5所述的基準平面的確定方法，其特征在于，所述對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面的步驟包括: 篩選平面圖形中心點最靠近邊緣圖像中心點的平面圖形，以確定基準平面。7.根據(jù)權利要求2所述的基準平面的確定方法，其特征在于，所述基準坐標系包括第一軸、第二軸以及第三軸，所述第一軸、第二軸以及第三軸之間相互垂直，所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟包括: 獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標； 根據(jù)所述至少三個點的坐標形成基準坐標系，所述第一軸與所述基準平面垂直，所述第二軸與所述第三軸設置在所述基準平面之內。8.根據(jù)權利要求7所述的基準平面的確定方法，其特征在于，所述獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標的步驟包括: 獲取所述基準平面之內的最大正方形； 獲取所述最大正方形的四個頂點的坐標。9.根據(jù)權利要求2所述的基準平面的確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟之前包括: 對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定參照平面，所述參照平面與所述基準平面平行； 所述根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系的步驟包括: 根據(jù)所述基準平面和所述參照平面形成基準坐標系，所述基準坐標系的原點設置在所述參照平面之內。10.一種基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一獲取單元，用于獲取深度圖像； 第一提取單元，用于對所述深度圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像，所述邊緣圖像包括多個平面圖形； 第一篩選單元，用于對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。11.根據(jù)權利要求10所述的基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第一形成單元，用于根據(jù)所述基準平面形成基準坐標系。12.根據(jù)權利要求10所述的基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述第一提取單元包括: 第一獲取模塊，用于根據(jù)預設的梯度算法獲取所述深度圖像的梯度變化率； 第一形成模塊，用于根據(jù)所述梯度變化率形成二值圖像； 第一提取模塊，用于對所述二值圖像進行邊緣提取，以形成邊緣圖像。13.根據(jù)權利要求10所述的基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述第一篩選單元包括: 第一篩選模塊，用于篩選圖像深度值由遠及近遞增的平面圖形，以形成第一平面圖形集合； 第二篩選模塊，用于對所述第一平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。14.根據(jù)權利要求13所述的基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述第二篩選模塊包括: 第一篩選子模塊，用于篩選平面圖形面積大于邊緣圖像面積的15%的平面圖形，以形成第二平面圖形集合； 第二篩選子模塊，用于對所述第二平面圖形集合之中的平面圖形進行篩選，以確定基準平面。15.根據(jù)權利要求14所述的基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述第二篩選子模塊包括: 第三篩選子模塊，用于篩選平面圖形中心點最靠近邊緣圖像中心點的平面圖形，以確定基準平面。16.根據(jù)權利要求11所述的基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述基準坐標系包括第一軸、第二軸以及第三軸，所述第一軸、第二軸以及第三軸之間相互垂直，所述第一形成單元包括: 第二獲取模塊，用于獲取所述基準平面之內的至少三個點的坐標； 第二形成模塊，用于根據(jù)所述至少三個點的坐標形成基準坐標系，所述第一軸與所述基準平面垂直，所述第二軸與所述第三軸設置在所述基準平面之內。17.根據(jù)權利要求16所述的基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述第二獲取模塊包括: 第一獲取子模塊，用于獲取所述基準平面之內的最大正方形； 第二獲取子模塊，用于獲取所述最大正方形的四個頂點的坐標。18.根據(jù)權利要求11所述的基準平面的確定系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二篩選單元，用于對所述邊緣圖像之中的平面圖形進行篩選，以確定參照平面，所述參照平面與所述基準平面平行； 所述第一形成單元包括: 第三形成模塊，用于根據(jù)所述基準平面和所述參照平面形成基準坐標系，所述基準坐標系的原點設置在所述參照平面之內。
【文檔編號】G06T7/00GK105825499SQ201610133165
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】趙驥伯, 李英杰
【申請人】京東方科技集團股份有限公司