The invention discloses an adaptive dynamic stereo augmented reality real-time tracking and operation navigation system based on multi-source information fusion, the system consists of head pose tracking unit, real-time imaging unit, operation device, operation device tracking and positioning unit, graphics workstation and monitor. Head pose tracking unit is on camera, stereo glasses and head pose signal acquisition and processing module; operation equipment tracking unit, composed of position sensor, data acquisition and processing module; real-time imaging system consists of image sensor, image acquisition and processing module; graphics workstation will real-time attitude real-time image and operation operation operation device, object image registration and fusion of 3D object model or before the operation, 3D augmented reality scene, and adaptive adjustment of the. The invention of the operators from different perspectives and convenient observation work three-dimensional scene operation equipment is flexible and easy to control, improve the cognitive ability and the quality and efficiency of operations.
【技术实现步骤摘要】
基于实时跟踪和多源信息融合的自适应动态立体增强现实作业导航系统
本专利技术涉及图像处理领域,确切地说是涉及基于实时跟踪和自适应动态立体增强现实作业导航系统,为精确作业提供高质、高效的手段。
技术介绍
传统的作业导航利用工作站在二维显示屏上显示三维作业场景,缺乏景深信息、实时影像信息及便利的人机交互能力,作业用户需要通过想象建立三维作业场景,难以对作业器械进行灵活有效的控制,不利于精确高效作业。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于实时跟踪和多源信息融合的自适应动态立体增强现实作业导航系统,通过作业用户头部姿态实时跟踪、实时成像、实时作业器械位姿跟踪及立体显示生成立体增强现实场景并进行自适应动态调整,使作业用户可从不同视角便捷地观察实时作业立体场景,提高了肉眼对不可见作业场景的认知能力,使得作业器械灵活易控,可使得作业高质量、高效率完成。本专利技术采取了以下的技术方案:一种基于实时跟踪和多源信息融合的自适应动态立体增强现实作业导航系统,由头部姿态跟踪单元、实时成像单元、作业器械、作业器械跟踪定位单元、图形工作站和显示器构成。所述头部姿态跟踪单元由多目摄像机、立体眼镜及头部姿态信号采集与处理模块组成,用于跟踪作业用户的头部姿态;所述多目摄像机由一对或多对摄像机组成,用来获取头部姿态变化数据;所述立体眼镜携带3个或3个以上的标志点,用于立体场景观察及头部姿态跟踪;所述实时成像单元由成像传感器、图像采集与处理模块组成,用于获取作业对象的实时影像;所述作业器械携带成像传感器和位姿传感器;所述作业器械跟踪定位单元,由位姿传感器、数据采集与处理模块组成,用于实时跟踪作业器械 ...
【技术保护点】
一种基于实时跟踪和多源信息融合的自适应动态立体增强现实作业导航系统,该系统由头部姿态跟踪单元、实时成像单元、作业器械、作业器械跟踪定位单元、图形工作站和显示器构成。头部姿态跟踪单元由多目摄像机、立体眼镜及头部姿态信号采集与处理模块组成,用于跟踪作业用户的头部姿态;多目摄像机由一对或多对摄像机组成,用来获取头部姿态变化数据;立体眼镜携带标志点,用于立体场景观察及头部姿态跟踪;实时成像单元由成像传感器、图像采集与处理模块组成,用于获取作业对象的实时影像;作业器械携带成像传感器和位姿传感器;作业器械跟踪定位单元,由位姿传感器、数据采集与处理模块组成,用于实时跟踪作业器械并获取其空间坐标;图形工作站将作业对象三维模型、作业前作业对象图像(如有)、实时影像及作业器械的实时姿态进行配准与融合,生成立体增强现实场景,并根据多目摄像机实时跟踪获得的作业用户头部姿态对立体增强现实场景进行自适应动态调整。作业对象三维模型可根据作业对象的几何参数直接建模获得,或者通过对作业前获取的作业对象图像进行分割和三维重建获得。该专利技术通过作业用户头部姿态实时跟踪、实时成像、实时作业器械位姿跟踪及立体显示生成立体增强 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于实时跟踪和多源信息融合的自适应动态立体增强现实作业导航系统,该系统由头部姿态跟踪单元、实时成像单元、作业器械、作业器械跟踪定位单元、图形工作站和显示器构成。头部姿态跟踪单元由多目摄像机、立体眼镜及头部姿态信号采集与处理模块组成,用于跟踪作业用户的头部姿态;多目摄像机由一对或多对摄像机组成,用来获取头部姿态变化数据;立体眼镜携带标志点,用于立体场景观察及头部姿态跟踪;实时成像单元由成像传感器、图像采集与处理模块组成,用于获取作业对象的实时影像;作业器械携带成像传感器和位姿传感器;作业器械跟踪定位单元,由位姿传感器、数据采集与处理模块组成,用于实时跟踪作业器械并获取其空间坐标;图形工作站将作业对象三维模型、作业前作业对象图像(如有)、实时影像及作业器械的实时姿态进行配准与融合,生成立体增强现实场景,并根据多目摄像机实时跟踪获得的作业用户头部姿态对立体增强现实场景进行自适应动态调整。作业对象三维模型可根据作业对象的几何参数直接建模获得,或者通过对作业前获取的作业对象图像进行分割和三维重建获得。该发明通过作业用户头部姿态实时跟踪、实时成像、实时作业器械位姿跟踪及立体显示生成立体增强现实场景并进行自适应动态调整,使作业用户可从不同视角观察实时作业场景,提高了肉眼对不可见作业场景的认知能力,使得作业器械灵活易控,可确保作业高质量、高效率完成。2.如权利要求1所述的基于实时跟踪和多源信息融合的自适应动态立体增强现实作业导航系统,其特征是:利用图形工作站建立作业对象的三维模型,可根据作业对象的几何参数建立作业对象的三维模型,或者根据作业前获取的作业对象图像对其进行分割和三维重建形成作业对象的三维模型,并根据作业要求进行作业规划。3.如权利要求1所述的基于实时跟踪和多源信息融合的自适应动态立体增强现实作业导航系统,其特征是:作业器械携带有成像传感器和位姿传感器。4.如权利要求1所述的基于实时跟踪和多源信息融合的自适应动态立体增强现实作业导航系统,其特征是:作业器械定位单元由位姿传感器、定位单元数据采集与处理模块组成,它通过位姿传感器采集作业器械及成像传感器...
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