轴与ζ轴的向量积，指向东；所述世界坐标系的原点为真实场景中标志物的中心点；
[0062] 所述标志物坐标系为：x轴对应于真实场景中标志物的长度方向，y轴对应于真实 场景中标志物的宽度方向，ζ轴垂直于X轴和y轴所确定的平面；所述标志物坐标系的原点 为真实场景中标志物的中心点；
[0063] 所述摄像机坐标系为：z轴沿所述摄像头的镜头的方向垂直于所述终端，y轴对应 于所述终端的长度方向，X轴对应于所述终端的宽度方向；所述摄像机坐标系的原点为所 述终端的摄像头的中心点。
[0064] 在本发明的一种【具体实施方式】中，所述旋转矩阵1^确定模块，包括：
[0065] 角度信息读取子模块，用于读取所述陀螺仪的俯仰pitch角α、所述陀螺仪的滚 转roll角β、所述陀螺仪的方位azimuth角γ ;
[0066] 旋转矩阵Rwe确定子模块，用于根据读取到的所述陀螺仪的角度信息，确定预先建 立的世界坐标系到当前时刻的摄像机坐标系的旋转矩阵Rw
[0067
[0068] 在本发明的一种【具体实施方式】中，所述旋转矩阵RMe确定模块，包括：
[0069] 角度确定子模块，用于根据所述世界坐标系与预先建立的标志物坐标系的关系， 确定所述标志物坐标系的X轴与所述世界坐标系的X轴、y轴所确定平面的夹角Θ，所述世 界坐标系的X轴与所述标志物坐标系的X轴、y轴所确定平面的夹角中，所述世界坐标系的 Z轴与所述标志物坐标系的z轴的夹角ω ;
[0070] 旋转矩阵Rk确定子模块，用于确定所述标志物坐标系到所述摄像机坐标系的旋 转矩阵R mc:
[0071]
[0072] 在本发明的一种【具体实施方式】中，所述平移向量TMe确定模块，包括：
[0073] 特征点坐标获取子模块，用于获取当前时刻所述摄像头拍摄的图像中的标志物的 至少一个特征点在当前时刻的像素坐标系中的坐标；
[0074] 平移向量Tk确定子模块，用于根据获取的所述图像中的标志物的至少一个特征 点在所述像素坐标系中的坐标与真实场景中标志物的对应特征点在所述标志物坐标系中 的坐标的关系，确定所述世界坐标系到所述摄像机坐标系的平移向量T wc;
[0075] 平移向量ΤΜε确定子模块，用于根据确定的T κ，确定所述标志物坐标系到所述摄像 机坐标系的平移向量Tmc;
[0076] 其中，所述像素坐标系为：建立在所述终端的屏幕上，X轴沿所述终端的屏幕的宽 度方向，y轴沿所述终端的屏幕的长度方向。
[0077] 应用本发明实施例所提供的技术方案，通过读取终端的陀螺仪的角度信息确定标 志物坐标系到摄像机坐标系的旋转矩阵，并根据摄像机坐标系和标志物坐标系的关系，确 定标志物坐标系到摄像机坐标系的平移向量，进行三维注册。陀螺仪的角度信息具有稳定、 快速的特点，将陀螺仪的角度信息融入到三维注册过程中，降低了旋转矩阵的计算过程对 图像特征提取精度的要求，提高了三维注册过程中旋转矩阵求解的鲁棒性与精度，使得虚 拟对象与真实场景的叠加达到较好的融合效果。
【附图说明】
[0078] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0079] 图1为本发明实施例中建立的各坐标系的示意图；
[0080] 图2为本发明实施例中三维注册方法的一种实施流程图；
[0081] 图3为本发明实施例中三维注册装置的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0082] 首先对本发明实施例所提供的一种三维注册方法进行说明，该方法可以包括以下 步骤：
[0083] 读取所述陀螺仪的角度信息，并根据读取的所述陀螺仪的角度信息，确定预先建 立的世界坐标系到当前时刻的摄像机坐标系的旋转矩阵R wc;
[0084] 根据所述世界坐标系与预先建立的标志物坐标系相应坐标轴夹角关系及所述RK， 确定所述标志物坐标系到所述摄像机坐标系的旋转矩阵R mc;
[0085] 根据所述摄像机坐标系和所述标志物坐标系的关系，确定所述标志物坐标系到所 述摄像机坐标系的平移向量T mc;
[0086] 根据确定的RMe和确定的T Me，进行三维注册。
[0087] 本发明实施例所提供的三维注册方法应用于具有陀螺仪及摄像头的终端，摄像头 用于拍摄包含标志物的真实场景的图像，标志物可以放置于任一平面上。在本发明实施例 中，可以预先定义几个坐标系，参见图1所示：
[0088] 世界坐标系100 :y轴正切于地表，指向北；z轴垂直于地表，指向天空；X轴为y轴 与z轴的向量积，指向东；世界坐标系100的原点为真实场景中标志物的中心点；在世界坐 标系100中任意一点的坐标为：(X w，Yw，Zw);
[0089] 标志物坐标系200 :x轴对应于真实场景中标志物的长度方向，y轴对应于真实场 景中标志物的宽度方向，z轴垂直于X轴和y轴所确定的平面；所述标志物坐标系的原点为 真实场景中标志物的中心点；在标志物坐标系200中任意一点的坐标为：(X M，YM，Zm);
[0090] 摄像机坐标系300 :z轴沿所述摄像头的镜头的方向垂直于所述终端，y轴对应于 所述终端的长度方向，X轴对应于所述终端的宽度方向；所述摄像机坐标系的原点为所述 终端的摄像头的中心点；在摄像机坐标系300中任意一点的坐标为：(X c，Yc，Zc)。
[0091] 陀螺仪的角度为终端的姿态角，可以直接读取终端中陀螺仪的角度信息，并根据 读取的陀螺仪的角度信息，确定预先建立的世界坐标系到当前时刻的摄像机坐标系的旋转 矩阵R we。世界坐标系与标志物坐标系的相应坐标轴具有一定的夹角关系，可以通过角度测 量等获得，根据该夹角关系及R we，可以确定标志物坐标系到摄像机坐标系的旋转矩阵Rmc。
[0092] 根据当前时刻的摄像机坐标系和预先建立的标志物坐标系的关系，可以确定标志 物坐标系到摄像机坐标系的平移向量T mc。
[0093] 通过确定的T κ，可以确定虚拟对象该以何种姿态显示在终端的屏幕上才能 符合透视原理和观察规律，从而根据RMjP Tmc可以进行三维注册，以实现虚拟对象与真实场 景的叠加。
[0094] 应用本发明实施例所提供的技术方案，通过读取终端的陀螺仪的角度信息确定标 志物坐标系到摄像机坐标系的旋转矩阵，并根据摄像机坐标系和标志物坐标系的关系，确 定标志物坐标系到摄像机坐标系的平移向量，进行三维注册。陀螺仪的角度信息具有稳定、 快速的特点，将陀螺仪的角度信息融入到三维注册过程中，降低了旋转矩阵的计算过程对 图像特征提取精度的要求，提高了三维注册过程中旋转矩阵求解的鲁棒性与精度，使得虚 拟对象与真实场景的叠加达到较好的融合效果。
[0095] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
[0096] 参见图2所示，为本发明实施例所提供的一种三维注册方法的实施流程图，该方 法可以包括以下步骤：
[0097] S110:读取所述陀螺仪的角度信息，并根据读取的所述陀螺仪的角度信息，确定预 先建立的世界坐标系到当前时刻的摄像机坐标系的旋转矩阵R wc。
[0098] 在实际应用中，终端可以移动，在终端移动过程中，不同时刻的摄像机坐标系不 同。当前时刻的摄像机坐标系为：z轴沿所述摄像头的镜头的方向垂直于所述终端，y轴对 应于所述终端的长度方向，X轴对应于所述终端的宽度方向；所述摄像机坐标系的原点为 所述终端的摄像头的中心点。
[0099] 在真实场景中，标志物可以放置于任一平面上。建立的世界坐标系为：y轴正切于 地表，指向北；z轴垂直于地表，指向天空；X轴为y轴与z轴的向量积，指向东；所述世界坐 标系的原点为真实场景中标志物的中心点。
[0100] 可以理解的是，终端中的陀螺仪的角度为终端机身的姿态角，终端的摄像机与终 端机身在X轴、y轴上具有相同的姿态信息，在z轴方向上具有相反的姿态信息，所以，可以 利用陀螺仪的角度信息表示终端的摄像机在世界坐标系下的姿态信息。
[0101] 在本发明的一种【具体实施方式】中，可以读取所述陀螺仪的俯仰pitch角α、所述 陀螺仪的滚转roll角β、所述陀螺仪的方位azimuth角γ ;根据读取到的所述陀螺仪的角 度信息，确定预先建立的世界坐标系到所述摄像机坐标系的旋转矩阵Rwc:
[0102]
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[0103] S120 :根据所述世界坐标系与预先建立的标志物坐标系相应坐标轴夹角关系及所 述Rwe，确定所述标志物坐标系到所述摄像机坐标系的旋转矩阵R mc。
[0104] 如前所述，在真实场景中，标志物可以放置于任一平面上。建立的标志物坐标系 为：χ轴对应于真实场景中标志物的长度方向，y轴对应于真实场景中标志物的宽度方向，z 轴垂直于X轴和y轴所确定的平面；所述标志物坐标系的原点为真实场景中标志物的中心 点。
[0105] 在本发明的一种【具体实施方式】中，步骤S120可以包括以下步骤：
[0106] 第一个步骤：根据所述世界坐标系与预先建立的标志物坐标系的关系，确定所述 标志物坐标系的X轴与所述世界坐标系的X轴、y轴所确定平面的夹角Θ，所述世界坐标系 的X轴与所述标志物坐标系的X轴、y轴所确定平面的夹角Φ，所述世界坐标系的z轴与所 述标志物坐标系的z轴的夹角ω ;
[0107] 第二个步骤：确定所述标志物坐标系到所述摄像机坐标系的旋转矩阵Rmc:
[0108]
[0109] 需要说明的是，角度Θ、φ和ω可以通过多种方法获得，比如，可以根据现有技术 中角度测量的方法测量得到，或者可以将具有陀螺仪的终端以与标志物相同的姿态放置于 标志物所放置的平面上，且保持标志物相对于所放置平面处于静止状态，通过读取该陀螺 仪的pitch角可以得到雄，读取该陀螺仪的roll角可以得到ω，读取该陀螺仪的azimuth 角可以得到Θ。
[0110] 考虑到在实际应用中，标志物在所放置平面上可以移动，如果将具有陀螺仪的终 端放置于标志物所放置的平面上时，通过读取该陀螺仪的Pitch角可以得到φ，读取该陀螺 仪的roll角可以得到ω，但是角度Θ较难通过该陀螺仪的角度信息获得。在本发明的一 种【具体实施方式】中，可以通过以下步骤确定Θ :
[0111] 步骤一：获取当前时刻所述摄像头拍摄的图像中的标志物的至少一个特征点在当 前时刻的像素坐标系中的坐标。
[0112] 在