一种改善3d模型抖动方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及抖动处理领域，尤其涉及一种改善3D模型抖动方法及装置。
【背景技术】
[0002] 现有市场上的AR早教类产品，或多或少都会出现一些识别出来的模型会产生抖动 的情况，特别是当识别图像比较简单或者相机镜头离识别图像比较近时，这种抖动的情况 会更加显著。现有产品是通过关键点识别目标图像，识别出目标图像后计算出目标图像所 在空间的坐标位置和旋转方向欧拉角，将这些坐标位置和旋转方向欧拉角赋值给对应的3D 模型，这样3D模型就会跟随目标图像进行移动和旋转。.由此可见.，识别过程中会产生明显 的抖动。
[0003] 模型抖动会造成比较差的用户体验，AR早教类产品的目标用户是2-6岁的小朋友， 这种抖动会给小朋友带来比较大的困扰，对小朋友的认知产生不好的影响。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种改善3D模型抖动方法及装置，能够明显的 改善识别过程中模型抖动情况。
[0005] 对此，本发明提供一种改善3D模型抖动方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤S1:根据关键点信息识别目标图像；
[0007] 步骤S2:获取目标图像的坐标位置和旋转方向欧拉角；
[0008] 步骤S3:根据所述目标图像的的坐标位置和旋转方向欧拉角及3D模型的当前坐标 位置和旋转方向欧拉角，计算3D模型的目标坐标位置和目标旋转方向欧拉角；
[0009] 步骤S4:将3D模型移动至所述目标坐标位置和目标旋转方向欧拉角。
[0010] 优选地，所述步骤S2包括以下子步骤：
[0011] 步骤S21:计算所述目标图像的前N帧坐标位置和旋转方向欧拉角；
[0012] 步骤S22:对计算得到的坐标位置和旋转方向欧拉角进行二次处理;所述二次处理 为计算所述目标图像的前N帧坐标位置和旋转方向欧拉角的平均值。
[0013] 优选地，所述方法通过如下公式计算目标图像坐标位置的平均值P(x，y，z):
[0014]
[0015]
[0016]
[0017] 其中Pi(x)为第1帧目标图像坐标位置的X坐标，Pi(y)为第i帧目标图像坐标位置的 y坐标，Pi(z)为第i帧目标图像坐标位置的Z坐标。
[0018] 优选地，所述方法通过如下公式计算目标图像旋转方向欧拉角的平均值R(x，y， z)：
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]其中，Rjx)为第i帧目标图像欧拉角的x坐标，Rjy)为第i帧目标图像欧拉角y坐 标，RKz)为第i帧目标图像欧拉角的z坐标。
[0023]优选地，所述方法通过如下公式计算3D模型的目标坐标位置P'（x，y，z)new;
[0024] P' (x,y ,z)new = P' (x,y ,z)+v(x,y ,z)*Pspeed；
[0025] v(x,y,z) = normalize(P(x,y,z)-P' (x,y,z))；
[0026]其中，P'（x,y,z)为3D模型当前的坐标位置;v(x,y ,z)是由P'（x,y,z)指向P(x,y, z)的单位向量。
[0027] 优选地，所述方法通过如下公式计算3D模型调整后的坐标位置P'（x，y，Z)neW;
[0028] P' (x,y ,z)new = P' (x,y,z)+v(x,y,z)*Pspeed；v(x,y,z)=normalize(P(x,y,z)-P'(x,y,z))；
[0029] 其中v(x,y,z)是由P'（x,y,z)指向P(x,y,z)的单位向量。
[0030] 优选地，所述3D模型移动至目标坐标位置过程中，移动速度Pspeed满足以下条件： [0031]当P'（x，y，z)和P(x，y，z)的差值大于临界值Dp，Pspeed的取值范围为：（100， 1000)；
[0032]当P'（x，y，z)和P(x，y，z)的差值小于或等于临界值Dp，Pspeed的取值范围为： (0.1,2)；
[0033] 当P'（x，y，z)和P(x，y，z)的差值小于Pmax，Pspeed为零；
[0034] 其中，Dp的取值范围为(4,20);?'（1，7，幻为30模型当前的坐标位置;？1^1为？'&， y，z)和P(x，y，z)差值的最大容忍值。
[0035]优选地，所述方法通过如下公式计算3D模型的目标旋转方向欧拉角R'（x，y，z) new；
[0036] R，（x，y，z)new = R，（x，y，z)+v(x，y，z)*Rspeed;
[0037] v(x,y,z) =normalize(R(x,y,z)-R' (x,y,z))；
[0038]其中，R'（x，y，z)为3D模型当前的旋转方向欧拉角;v(x,y,z)是由R'（x,y,z)指向R (x,y,z)的单位向量。
[0039] 优选地，所述3D模型移动至目标旋转方向欧拉角过程中，移动速度Rspeed满足以 下条件：
[0040] 当R'（x，y，z)和R(x，y，z)的差值大于临界值DR，Rspeed的取值范围为：（100，150); [00 41]当R'（x，y，z)和R(x，y，z)的差值小于或等于临界值DR，Rspeed的取值范围为：（1， 10);
[0042]当R'（X，y，z)和R(X，y，z)的差值小于rmax，Rspeed为零；
[0043]其中，Dr取值范围为（10，100)，1?'（^7，幻为30模型当前的旋转方向欧拉角#_为 R'（x，y，z)和R(x，y，z)差值的最大容忍值。
[0044] 优选地，本发明还提供一种改善3D模型抖动装置，包括：
[0045] 识别模块，用于根据关键点，识别目标图像；
[0046] 计算模块，用于计算目标图像的前N帧坐标位置和旋转方向欧拉角；以及根据所述 二次处理模块得到的坐标位置和旋转方向欧拉角及3D模型的当前坐标位置和旋转方向欧 拉角，计算3D模型的目标坐标位置和目标旋转方向欧拉角；
[0047]二次处理模块，用于对计算模块得到的坐标位置和旋转方向欧拉角进行二次处 理；
[0048]移动模块，用于将3D模型移动至计算模块计算得到的目标坐标位置和目标旋转方 向欧拉角。
[0049] 优选地，所述二次处理模块，用于计算目标图像的前N帧坐标位置和旋转方向欧拉 角的平均值。
[0050] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于:通过对目标图像的坐标位置和旋转方 向欧拉角进行二次处理，根据二次处理得到的坐标位置和旋转方向欧拉角及3D模型的当前 坐标位置和旋转方向欧拉角，计算3D模型的目标坐标位置和目标旋转方向欧拉角将3D模型 移动至所述目标坐标位置和目标旋转方向欧拉角;可明显的改善识别过程中模型抖动的情 况，有效的提升产品的用户体验。
【附图说明】
[0051 ]图1是本发明所述改善3D模型抖动方法优选实施例的流程示意图；
[0052] 图2是本发明所述改善3D模型抖动装置的结构图；
[0053] 图3是现有技术的流程示意图。
【具体实施方式】
[0054]下面结合附图，对本发明较优的实施例作进一步的详细说明。
[0055]抖动现象的产生主要出现在对镜头的图像分析的过程中，当图像的关键点信息不 够时，分析出来的坐标位置和旋转方向欧拉角有比较大的误差，不同帧计算出来的坐标位 置和旋转方向欧拉角差别比较大，将这些坐标位置和旋转方向欧拉角直接赋值递给3D模型 时，就会导致3D模型比较明显的抖动。
[0056]如图1所示，一种改善3D模型抖动的方法，包括以下步骤：
[0057] 步骤S1:根据关键点信息识别目标图像；
[0058] 通过尚通的Vuforia SDK对目标图像进彳丁分析处理，提炼出目标图像中具有关键 点信息并保存在数据库中；将镜头中目标图像上获取到的关键点信息和数据库中的关键点 信息进行比较，当镜头中的关键点信息和数据库中的关键点信息相吻合时，通过调用 Vuforia SDK提供的API识别目标图像。Vuforia SDK为移动设备扩增实境应用的软件开发 工具包。当目标图像的关键点信息不够，分析出来的目标图像的坐标位置和旋转方向欧拉 角有比较大的误差，需要对目标图像进行二次处理。
[0059] 步骤S2,获取目标图像的坐标位置和旋转方向欧拉角;所述步骤S2包括以下子步 骤：
[0060] 步骤S21:计算所述目标图像的前N帧坐标位置和旋转方向欧拉角；
[0061]步骤S22:对计算得到的坐标位置和旋转方向欧拉角进行二次处理;所述二次处理 为计算所述目标图像的前N帧坐标位置和旋转方向欧拉角的平均值。
[0062]识别到目标图像，通过Vuforia SDK提供的API对镜头中目标图像的关键点次数进 行分析处理，计算出前N帧目标图像所在空间的坐标位置和旋转方向欧拉角;对计算得到的 坐标位置和旋转方向欧拉角进行二次处理，所述二次处理为计算所述目标图像的前N帧坐 标位置和旋转方向欧拉角的平均值。
[0063] 通过如下公式计算目标图像坐标位置的平均值P(x，y，z):
[0064]
[0065]
[0066]
[0067] 其中Pi(X)为第i帧目标图像坐标位置的X坐标，Pjy)为第i帧目标图像坐标位置的 y坐标，PKz)为第i帧目标图像坐标位置的z坐标。
[0068] 通过如下公式计算目标图像旋转方向欧拉角的平均值R(x，y，z):
[0069]
[0070]
[0071]
[0072] 其中，Rjx)为第i帧目标图像欧拉角的X坐标，Rjy)为第i帧目标图像欧拉角y坐 标，RKz)为第i帧目标图像欧拉角的z坐标。
[0073] 步骤S3,根据所述目标图像的的坐标位置和旋转方向欧拉角及3D模型的当前坐标 位置和旋转方向欧拉角，计算3D模型的目标坐标位置和目标旋转方向欧拉角；
[0074]通过如下公式计算3D模型的目标坐标位置P'（x，y，z)new;
[007