一种实现纸质地图与电子地图结合显示的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地图信息显示和增强现实技术领域，特别是涉及一种实现纸质地图与电子地图结合显示的方法及装置。
【背景技术】
[0002]增强现实(Augmented Reality，简称AR)是在虚拟现实的基础上发展起来的技术。它可以把计算机产生的虚拟图像与真实的世界进行叠加，令虚拟图像和真实世界能够合并显示，对于用户对真实世界的感知与交互能力有很好的增强效果。而且增强现实技术具有实时交互的性质，只要是具有摄像功能和显示屏的设备都可以满足要求。
[0003]纸质地形图是将地面上的地物地貌等按照平行投影的方法、一定的比例尺缩绘到图纸上，形成表示地表起伏形态和地理位置、形状的平面投影图。这是传统使用的地形图，通过它可以同时观察大范围内的地形、并且在需要的地方进行标记、使用方便、便于携带，这些都是纸质地形图的优点。但是随着科技迅速发展，人们所知道的信息快速增多，纸质地形图只能包含有限的信息量，无法全面及时的反映大量相关的信息，这是它的主要缺点。
[0004]而电子地形图即在计算机屏幕上绘制和显示的地形图，它拥有大量精确的数据信息，这是纸质地形图难易相比的。但是因为屏幕大小有限，电子地形图无法观察大范围的整体地形，进行标记也比较麻烦。在实际使用中，单独使用纸质地形图或者电子地形图都有一定不足，因此我们希望可以将它们结合起来使用。
[0005]但是对于纸质地形图和电子地形图结合显示来说，增强现实技术最大的不足在于标识物图像单一且不具有代表意义，不方便用户使用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种实现纸质地图与电子地图结合显示的方法及装置，目的在于综合利用纸质地图与电子地图的优点，弥补其不足，方便用户的使用。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种实现纸质地图与电子地图结合显示的方法，包括:
[0008]捕获纸质地图的图像，从所述图像中检测出标识物，所述标识物为经过预先训练的标识物，所述标识物的内部图案为以所述纸质地图为背景的图案；
[0009]通过所述标识物的边框及内部图案计算得到所述标识物的位置信息及方向信息;
[0010]将所述标识物的内部图案与预设的标识物模板进行比对，获取与所述标识物相对应的模型；
[0011]根据所述位置信息及方向信息，在纸质地图与电子地图结合显示的场景中对所述模型进行显示。
[0012]可选地，在所述捕获纸质地图的图像，从所述图像中检测出标识物之前还包括:
[0013]预先对多个标识物进行识别训练，建立标识物模板。
[0014]可选地，所述标识物的边框为边长60毫米、宽度10毫米的黑色边框。
[0015]可选地，所述将所述标识物的内部图案与预设的标识物模板进行比对，获取与所述标识物相对应的模型包括:
[0016]当检测到的标识物为多个时，将所述多个标识物的内部图案分别与预设的标识物模板进行比对，获取与各个标识物相对应的多个模型，以同时对所述标识物进行识别。
[0017]可选地，在所述根据所述位置信息及方向信息，在纸质地图与电子地图结合显示的场景中对所述模型进行显示之后还包括:
[0018]响应用户输入的对所述模型进行缩放、平移或旋转操作的控制指令。
[0019]可选地，所述用户通过键盘、鼠标或菜单输入所述控制指令。
[0020]可选地，所述模型为3D模型。
[0021]本发明还提供了一种实现纸质地图与电子地图结合显示的装置，包括:
[0022]检测模块，用于捕获纸质地图的图像，从所述图像中检测出标识物，所述标识物为经过预先训练的标识物，所述标识物的内部图案为以所述纸质地图为背景的图案；
[0023]计算模块，用于通过所述标识物外框及内部图案计算得到所述标识物的位置信息及方向信息；
[0024]获取模块，用于将所述标识物的内部图案与预设的标识物模板进行比对，获取与所述标识物相对应的模型；
[0025]显示模块，用于根据所述位置信息及方向信息，在纸质地图与电子地图结合显示的场景中对所述模型进行显示。
[0026]可选地，还包括:
[0027]建立模块，用于在所述检测模块捕获纸质地图的图像，从所述图像中检测出标识物之前，预先对所述标识物进行识别训练，建立标识物模板。
[0028]可选地，还包括:
[0029]响应模块，用于在所述显示模块根据所述位置信息及方向信息，在纸质地图与电子地图结合显示的场景中对所述模型进行显示之后，响应用户输入的对所述模型进行缩放、平移或旋转操作的控制指令。
[0030]本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的方法及装置，通过对原标识物进行改进，将纸质地图上的图案直接用作标识物的内部图案，来获得大量互不相同的标识物。与原标识物的固定图案相比，本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的方法及装置，其标识物具有自己的含义，不必用户自己设计标识物图案，使用户的使用更加方便。
【附图说明】
[0031]图1为本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的方法的一种【具体实施方式】的流程图；
[0032]图2为本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的方法的另一种【具体实施方式】的流程图；
[0033]图3为本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的方法的效果图；
[0034]图4为本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的装置的一种【具体实施方式】的结构框图。
【具体实施方式】
[0035]增强现实技术可以做到将计算机产生的虚拟图像和真实的世界进行叠加，令用户可以同时对真实世界和虚拟世界进行融合观察。在本发明中，纸质地图即真实世界，电子地图的数据信息可以转换成计算机产生的虚拟图像，将它们使用增强现实技术进行融合显不O
[0036]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的方法的一种【具体实施方式】的流程图如图1所示，该方法包括:
[0038]步骤SlOl:捕获纸质地图的图像，从所述图像中检测出标识物，所述标识物为经过预先训练的标识物，所述标识物的内部图案为以所述纸质地图为背景的图案；
[0039]步骤S102:通过所述标识物的边框及内部图案计算得到所述标识物的位置信息及方向信息；
[0040]步骤S103:将所述标识物的内部图案与预设的标识物模板进行比对，获取与所述标识物相对应的模型；
[0041]步骤S104:根据所述位置信息及方向信息，在纸质地图与电子地图结合显示的场景中对所述模型进行显示。
[0042]本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的方法，通过对原标识物进行改进，将纸质地图上的图案直接用作标识物的内部图案，来获得大量互不相同的标识物。与原标识物的固定图案相比，本发明所提供的实现纸质地图与电子地图结合显示的方法，其标识物具有自己的含义，不必用户自己设计标识物图案，使用户的使用更加方便。
[0043]现有增强现实技术中原本的标识物很不适用，主要是由于:(1)原标识物的尺寸是固定的，不能在纸质地图上灵活使用；(2)原标识物的图案是固定的，而本申请中则需要大量的标识物，而逐一设计互不相同的标识物是很困难的，标识物不具有特定的意义也会增加实际应用的难度。
[0044]因此，本发明提供了实现纸质地图与电子地图结合显示的方法的另一种【具体实施方式】，其流程图如图2所示，与上一实施例相比，本实施例中增加了对标识物进行训练的过程，能够实现同时识别多个标识物并且增加了用户交互功能，该方法包括:
[0045]步骤S201:预先对多个标识物进行识别训练，建立标识物模板；
[0046]增强现实的开发包中原有的标识物是由边长为80mm，宽度为40mm的黑色边框包围的白色背景的图案，由于它的尺寸不够灵活，设计大量互不相同的图案也很困难，所以在实现纸质地形图和电子地形图结合的过程中并不实用。本发明将标识物的尺寸变为边长60mm，宽度1mm的黑色边框包围的任意非对称图案，这样的大小满足容易训练和识别、不过多的遮挡纸质地图的内容、有足够的空间来设计标识物图案的要求，能够使标识物的使用更加方便灵活，用在纸质地图上非常合适。
[0047]其次，以纸质地图上的地形地貌构成复杂，极少有重复的情况，因此将纸质地图上的图案直接用作标识物。这样做不仅可以获得大量互不相同的标识物，而且标识物具有自己的含义，不必用户自己设计标识物图案，也能避免用户过多的麻烦，使本发明更加方便实用。
[0048]步骤S202:使用摄像头捕获视频，从中检测标识物；
[0049]步骤S203:通过所述标识物的边框及内部图案计算得到所述标识物的位置信息及方向信息；
[0050]步骤S204:当检测到的标识物为多个时，将所述多个标识物的内部图案分别与预设的标识物模板进行比对，获取与各个标识物相对应的多个模型，以同时对所述标识物进行识别；
[0051]为了能够实现同时识别多个标识物并渲染不同模型的功能，需要预先设置一个标识物模板列表，用于存放多个标识物模板的信息；设置一个值，用于存放标识物模板的总数量；设置一个数组和一个变量，用于存放模型及控制渲染哪个模型。
[0052]步骤S205:根据所述位置信息及方向信息，在纸质地图与电子地图结合显示的场景中对所述模型进行显示；
[0053]具体地，根据想要与纸质地图结合显示的电子地图的数据信息制作相应的模型。只要最终获得的模型为mqo格式，可以充分展示电子地图中想要的信息即可。
[0054]mqo格式是软件水杉(Metasequoia)的专有格式，它不仅可以通过水杉软件打开进行查看和修改，也可以通过文本文件的方式进行查看。mqo文件的内容主要包括mqo文件的标题、Scene、Material、Object、点集合等，这些模块是一般mqo文件中都会存在的。其中，文件标题就是该文件的名字；Scene主要定义了图形的初始位置，观察点，环境光等参数;Material中主要定义了材质名称，颜色(col)，