专利名称：户外三维地理信息系统的交互注册装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及户外三维地理信息系统，尤其涉及增强现实地理信息系统的交互 注册装置。
背景技术：
现有地理信息系统主要限于计算机桌面工作，即使使用掌上电脑，用户均需要面 对计算机显示屏才能进行地理信息的查询、浏览以及信息处理等工作；无论是平面二维地 理信息系统还是三维地理信息系统，在使用过程中均与实际环境是相分离的。在地理信息 系统中引入增强现实技术，可使这一问题得到改变，可以使数字化的地理信息与真实的现 实环境相互融合在一起，这也就是增强现实地理信息系统构建的主要目的。这一点与计算 机领域的户外增强现实技术基本上是相一致的，其中涉及一项最为关键技术就是实时三维 注册技术，但这一技术在国际上仍然未能得到解决。已有增强现实技术试图通过跟踪标志 或跟踪图像特征的方法解决三维注册技术，但对于地理环境而言，由于环境相当复杂，这些 方法在实际环境均难以运用。另外，国际上现有相关技术，只使用了少量的地理信息，且只 能适用于地表是平面的环境，另外，增强的地理信息主要用于导航方面的可视化，还没有解 决针对增强现实地理信息系统的三维注册技术。
实用新型内容为了解决上述的技术问题，提供了户外三维地理信息系统的交互注册装置，其目 的在于，解决实时三维注册技术，以提高实时注册的实用性与精确性。本实用新型提供了户外三维地理信息系统的交互注册装置，包括卫星定位模块、 姿态测量模块、头戴式显示器、交互输入模块与处理模块；卫星定位模块、姿态测量模块与 交互输入模块通过多通道接口与处理模块连接在一起；头戴式显示器显示处理模块得到的 结果；卫星定位模块用于获取三维位置数据；姿态测量模块用于获取三维姿态数据；交互 输入模块用于输入三维位置和/或三维姿态注册改正数。处理模块为微型计算机系统、穿戴式计算机系统或嵌入式系统。卫星定位模块为美国全球定位系统、俄国全球导航卫星系统、伽利略卫星定位系 统以或北斗卫星定位系统的信号接收与处理模块。姿态测量模块为加速度模块、倾角模块、姿态测量仪、微型陀螺或电子罗盘。头戴式显示器为头戴式双目或单目显示器。交互输入设备为游戏操纵杆、3D输入设备或微型键盘。卫星定位模块、姿态测量模块与头戴式显示器固定在一起。本实用新型能够提高实时注册的实用性与精确性。
图1是本实用新型提供的户外三维地理信息系统的交互注册装置具体的结构图。
具体实施方式
如图1所示为交互注册装置的结构图，其中卫星定位模块、姿态测量模块与头戴 式显示器固定在一起；卫星定位模块、姿态测量模块与交互输入模块通过多通道接口与微 型计算机系统连接在一起；微型计算机系统控制卫星定位模块、姿态测量模块进行数据的 实时获取，并对所获取的数据进行实时加工处理；处理结果实时送由头戴式显示器加以显 示；用户观测头戴式显示器所呈观的结果，使用交互输入模块输入注册改正数，包括三维位 置改正数与三维姿态改正数，前者对卫星定位结果进行改正，后者对头部姿态测量结果进 行改正。微处理系统对所输入的改正数进行处理并实时显示用户的输入过程，直到理想结 果出现为止。其工作流程如下1)、通过卫星定位模块获取观察点的三维位置数据；2)、通用姿态测量模块获取观察点头部的三维姿态数据；3)、使用微型计算机系统对步骤1)、2)所获取的数据进行处理；4)、通过交互模块输入位置与姿态的注册改正数；5)、使用微型计算机系统对步骤3)和步骤4)的结果进行综合处理，得到理想的注 册结果；结果输出到头戴式显示器进行显示；其中，步骤3)、4)、5)所述过程是可以循环进行的。微型计算机系统也可以由高性能的穿戴式计算机系统或嵌入式系统替代。所述注 册指增强现实技术中的数字化虚拟模型与相应实际场景目标(或场景目标影像)的匹配过 程；所述的卫星定位模块包括全球定位系统GPS、俄国全球导航卫星系统GL0NASS、伽 利略以及北斗等卫星定位系统的小型化信号接收与处理模块；姿态测量模块包括各种加速 度模块、倾角模块、姿态测量仪、微型陀螺、电子罗盘等；头戴式显示器包括各种头戴式双目 与单目显示器设备；交互输入设备包括游戏操纵杆、3D输入设备、微型小键盘等。上述过程中，卫星定位模块选用各种类型的GPS OEM板，还可以是GLONASSdi^lJ 略以及北斗等卫星定位系统的小型化信号接收与处理模块；姿态测量模块选用各种类型的 动态陀螺，也可以选用数字罗盘加倾角测量传感器；头戴式显示器包括各种头戴式双目与 单目显示器设备；交互输入模块选用游戏操纵杆、3D输入设备或微型小键盘等；多通道接 口可选用有源RS232-USB转换接口，或USB —对多转换接口，或IEEE 1394至USB转换接口， 也可以是这三种类型接口的集成；微型计算机系统使用便携式计算机或穿戴式计算机甚至 性能优良的掌上计算机系统。本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本实用新型的精神和范围的条件 下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本实用新型的范围并不仅限于以上的说 明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求户外三维地理信息系统的交互注册装置，其特征在于，包括卫星定位模块、姿态测量模块、头戴式显示器、交互输入模块与处理模块；卫星定位模块、姿态测量模块与交互输入模块通过多通道接口与处理模块连接在一起；头戴式显示器显示处理模块得到的结果；卫星定位模块用于获取三维位置数据；姿态测量模块用于获取三维姿态数据；交互输入模块用于输入三维位置和/或三维姿态注册改正数。
2.如权利要求1所述的户外三维地理信息系统的交互注册装置，其特征在于，处理模 块为微型计算机系统、穿戴式计算机系统或嵌入式系统。
3.如权利要求1所述的户外三维地理信息系统的交互注册装置，其特征在于，卫星定 位模块为美国全球定位系统、俄国全球导航卫星系统、伽利略卫星定位系统或北斗卫星定 位系统的信号接收与处理模块。
4.如权利要求1所述的户外三维地理信息系统的交互注册装置，其特征在于，姿态测 量模块为加速度模块、倾角模块、姿态测量仪、微型陀螺或电子罗盘。
5.如权利要求1所述的户外三维地理信息系统的交互注册装置，其特征在于，头戴式 显示器为头戴式双目或单目显示器。
6.如权利要求1所述的户外三维地理信息系统的交互注册装置，其特征在于，交互输 入设备为游戏操纵杆、3D输入设备或微型键盘。
7.如权利要求1所述的户外三维地理信息系统的交互注册装置，其特征在于，卫星定 位模块、姿态测量模块与头戴式显示器固定在一起。
专利摘要本实用新型涉及户外三维地理信息系统的交互注册装置，包括卫星定位模块、姿态测量模块、头戴式显示器、交互输入模块与处理模块；卫星定位模块、姿态测量模块与交互输入模块通过多通道接口与处理模块连接在一起；头戴式显示器显示处理模块得到的结果；卫星定位模块用于获取三维位置数据；姿态测量模块用于获取三维姿态数据；交互输入模块用于输入三维位置和/或三维姿态的注册改正数。本实用新型能够提高实时注册的实用性与精确性。
文档编号G06F3/01GK201689382SQ201020193968
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者孙敏 申请人:孙敏