АВТОМАТИЧЕСКАЯ КАЛИБРОВКА СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ

1. Способ дополненной реальности (100), осуществляемый системой обработки данных, имеющей по меньшей мере один процессор, при этом способ содержит:
прием или задание следящей системой системы координат (204), связанной со следящей за объектами системой (108), при этом:
система координат (204) следящей системы связана с реальным трехмерным пространством, и
следящая система (108) отслеживает позицию и ориентацию камеры (102) в реальном трехмерном пространстве, которая захватывает реальное трехмерное пространство и печатный маркер (906);
прием системы отсчета камеры (102) от следящей системы (108), при этом система отсчета камеры показывает позицию и ориентацию камеры (102) в системе координат (204) следящей системы;
прием или задание данных системы координат (204) печатного маркера, связанного с печатным маркером (906), при этом:
система координат (204) печатного маркера связана с реальным трехмерным пространством, и
система координат (204) печатного маркера связана с системой координат (204) следящей системы (108);
определение системы отсчета объектива камеры (102),
при этом система отсчета объектива камеры показывает позицию и ориентацию объектива камеры 102 в системе координат (204) печатного маркера;
осуществление преобразования координат объектива камеры между системой отсчета камеры (102) и системой отсчета объектива камеры (102); и
вывод на экран дополненной сцены (114), включающей вид реального трехмерного пространства и одного или нескольких виртуальных элементов,
при этом преобразование координат объектива камеры (102) используется для изменения или искажения одного или нескольких виртуальных элементов в дополненной сцене (114).
2. Способ по п. 1, в котором определение системы отсчета объектива камеры (102) включает прием информации о позиции и ориентации объектива камеры (102) из программного обеспечения, связанного с печатным маркером (906).
3. Способ по п. 1, в котором связь системы координат (204) печатного маркера с системой координат (204) следящей системы включает размещение печатного маркера (906) в некотором местоположении и ориентации в реальном трехмерном пространстве так, чтобы:
точка отсчета, связанная с печатным маркером (906), была расположена примерно в том же местоположении в трехмерном пространстве, что и точка отсчета, связанная со следящей системой (108); и
три оси, связанные с печатным маркером (906), были примерно совмещены в трехмерном пространстве с тремя осями, связанными со следящей системой (108).
4. Способ по п. 1, в котором осуществление преобразования координат объектива камеры (102) включает:
прием или задание первой матрицы преобразования, которая представляет первую систему отсчета (212) реального объекта;
определение второй матрицы преобразования, которая представляет разность местоположений и ориентации между системой отсчета объектива камеры (102) и системой координат (204) печатного маркера;
вычисление третьей матрицы преобразования, которая представляет преобразование координат объектива камеры (102), при этом:
третья матрица преобразования представляет разность местоположений и ориентации между системой отсчета камеры и системой отсчета объектива камеры, и
третья матрица преобразования вычисляется посредством деления либо первой матрицы преобразования на вторую, либо второй матрицы преобразования на первую.
5. Способ по п. 1, в котором применение преобразования координат объектива камеры (102) для изменения или искажения одного или нескольких наложенных виртуальных элементов в дополненной сцене (114), включает:
определение положения первого наложенного виртуального элемента в дополненной сцене (114) посредством системы отсчета (216) первого виртуального элемента, при этом система отсчета (216) первого виртуального элемента относится к системе координат следящей системы (204);
прием от следящей системы (108) информации, поступающей в реальном времени о местоположении и ориентации камеры (102);
осуществление преобразования координат виртуального объекта (112) для обновления системы отсчета объектива камеры (102), исходя из информации, поступающей в реальном времени; и
обновление дополненной сцены (114) посредством изменения или искажения одного или нескольких наложенных виртуальных элементов, исходя из обновленной системы отсчета объектива камеры (102).
6. Способ по п. 1, в котором изменение или искажение одного или нескольких наложенных виртуальных элементов в дополненной сцене (114) включает сжатие наложенных виртуальных элементов по мере удаления камеры (102) от реального объекта (104) в трехмерном пространстве.
7. Способ по п. 1, в котором изменение или искажение одного или нескольких наложенных виртуальных элементов в дополненной сцене (114) включает расширение наложенных виртуальных элементов по мере приближения камеры (102) к реальному объекту (104) в трехмерном пространстве.
8. Способ по п. 1, в котором изменение или искажение одного или нескольких наложенных виртуальных элементов в дополненной сцене (114) включает поворот наложенных виртуальных элементов по мере изменения при движении камеры (102) направления на реальный объект (104) в трехмерном пространстве.
9. Система, содержащая:
камеру (102), захватывающую вид реального трехмерного пространства, включающего реальный объект (104);
следящую систему (108), отслеживающую позицию и ориентацию в реальном трехмерном пространстве реального объекта (104) и камеры (102), при этом следящая система (108) выполнена с возможностью задавать систему координат (204) следящей системы, связанной со следящей системой (108), а система координат (204) следящей системы связана с реальным трехмерным пространством; и
компьютер (106), соединенный с камерой (102) и следящей системой (108), при этом компьютер (106) имеет один или несколько блоков памяти и сконфигурирован с эффективным средством моделирования, при этом:
эффективное средство моделирования выполнено с возможностью принять от следящей системы (108) первую систему отсчета реального объекта (104), при этом первая система отсчета (212) реального объекта показывает позицию и ориентацию реального объекта (104) в системе координат (204) следящей системы;
эффективное средство моделирования выполнено с дополнительной возможностью определять вторую систему отсчета (212) реального объекта (104), при этом вторая система отсчета (212) реального объекта показывает позицию и ориентацию реального объекта в системе координат (204) следящей системы;
эффективное средство моделирования выполнено с дополнительной возможностью принимать из одного или нескольких блоков памяти первую систему отсчета (216) виртуального объекта (112), при этом виртуальный объект (112) смоделирован в соответствии с реальным объектом (104) и первая система отсчета (216) виртуального объекта не связана с системой координат (204) следящей системы;
эффективное средство моделирования выполнено с дополнительной возможностью определять вторую систему отсчета (216) виртуального объекта (112), при этом вторая система отсчета (216) виртуального объекта показывает позицию и ориентацию виртуального объекта (112) в системе координат (204) следящей системы;
эффективное средство моделирования выполнено с дополнительной возможностью осуществлять преобразование координат виртуального объекта (112) между первой системой отсчета (216) виртуального объекта и системой координат (204) следящей системы; и
эффективное средство моделирования выполнено с дополнительной возможностью создавать и хранить в одном или нескольких блоках памяти дополненную сцену (114), включающую вид реального трехмерного пространства, вид реального объекта (104) и один или несколько наложенных виртуальных элементов, при этом преобразование координат виртуального объекта (112) используется для размещения одного или нескольких наложенных виртуальных элементов в дополненной сцене (114) так, чтобы один или несколько виртуальных элементов были связаны с реальным объектом (104).
10. Система по п. 9, дополнительно содержащая дисплей, соединенный с компьютером (106), при этом эффективное средство моделирования выполнено с дополнительной возможностью осуществлять связь дополненной сцены (114) с дисплеем, а дисплей выполнен с возможностью показывать дополненную сцену (114) пользователю.
11. Система по п. 9, в которой применение преобразования координат виртуального объекта (112) для расположения одного или нескольких наложенных виртуальных элементов в дополненной сцене (114), включает:
прием системы отсчета (216) первого виртуального элемента для первого наложенного виртуального элемента, при этом система отсчета (216) первого виртуального элемента не связана с системой координат следящей системы (204);
осуществление преобразования координат виртуального объекта (112) из системы отсчета (216) первого виртуального элемента в преобразованную систему отсчета, которая связана с системой координат (204) следящей системы; и
определение положения первого наложенного виртуального элемента в дополненной сцене (114) посредством преобразования координат системы отсчета.
12. Способ по п. 9, в котором эффективное средство моделирования выполнено с дополнительной возможностью:
приема от следящей системы (108) информации, поступающей в реальном времени, о местоположении и ориентации реального объекта (104);
обновление преобразования координат виртуального объекта (112), исходя из информации, поступающей в реальном времени; и
обновление дополненной сцены (114) посредством обновления размещения одного или нескольких наложенных виртуальных элементов так, чтобы один или несколько виртуальных элементов оставались связанными с реальным объектом.