一种应用于增强现实的虚拟目标标定方法及装置与流程

本发明涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种应用于增强现实的虚拟目标标定方法及装置。

背景技术：

增强现实技术是当今科技发展的重要领域之一，其通过实时计算摄像机的位姿，将相应的预设信息叠加显示在摄像机采集的影像中，从而实现虚拟空间与真实空间的交互。目前增强现实技术已被广泛应用于教育、娱乐、医疗等多个领域。

然而，现有的增强现实技术应用场景中虚拟空间和真实空间的融合精度一般要求不高，其主要原因之一是虚拟模型在真实空间的精确显示位置难以进行标定。从而导致增强现实技术无法应用在高精度要求的场景中。例如，现有技术中的定位方法为，在虚拟模型中预设标志物(如图片、二维码等)，在摄像机拍摄到真实空间中的相应标志物后，通过识别标志物位姿进行虚拟融合显示，以实现大致的定位显示效果。但是，该定位方法在预设虚拟模型中的标志物位姿难以保证其与真实空间中的标志物位姿一致，导致增强现实的效果的精度较低；此外对于非专业人员而言，预设虚拟模型较为困难，制约了增强现实技术的实用性和应用范围。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种应用于增强现实的虚拟目标标定方法及装置，以提高增强现实效果的精度。

本发明实施例提供一种应用于增强现实的虚拟目标标定方法，所述虚拟目标标定方法包括：

获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系；

按照所述第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置所述虚拟模型和虚拟标志物；

对所述虚拟空间中以所述虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整，并生成调整后的虚拟目标与所述虚拟标志物之间的第二相对位姿关系；

将所述虚拟目标、虚拟标志物和所述第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使所述增强现实终端设备在真实场景中识别到与所述虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据所述虚拟空间中的第二相对位姿关系，在所述虚拟空间中显示所述虚拟目标。

可选地，所述获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系，包括：

根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中摆放目标物和标志物，其中所述目标物与所述虚拟模型相对应，所述标志物与所述虚拟标志物相对应，且所述目标物的摆放位置表示增强现实显示效果中待显示的虚拟模型的显示位置，所述标志物的摆放位置表示增强现实显示效果中待显示的虚拟标志物的显示位置；

获取所述目标物和所述标志物在真实场景中的相对位姿关系，并将所述相对位姿关系记录为待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系。

可选地，所述获取所述目标物和所述标志物在真实场景中的相对位姿关系，包括：

通过空间定位装置，测量并记录所述目标物和所述标志物之间的相对位姿关系。

可选地，所述按照所述第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置所述虚拟模型和虚拟标志物，包括：

将与所述目标物相对应的虚拟模型以及与所述标志物相对应的虚拟标志物导入至虚拟空间中，并按照所述第一相对位姿关系摆放所述虚拟模型和所述虚拟标志物。

本发明实施例还提供一种应用于增强现实的虚拟目标标定装置，所述虚拟目标标定装置包括：

获取模块，用于获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系；

放置模块，用于按照所述第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置所述虚拟模型和虚拟标志物；

生成模块，用于对所述虚拟空间中以所述虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整，并生成调整后的虚拟目标与所述虚拟标志物之间的第二相对位姿关系；

传输模块，用于将所述虚拟目标、虚拟标志物和所述第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使所述增强现实终端设备在真实场景中识别到与所述虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据所述虚拟空间中的第二相对位姿关系，在所述虚拟空间中显示所述虚拟目标。

可选地，所述获取模块包括：

摆放单元，用于根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中摆放目标物和标志物，其中所述目标物与所述虚拟模型相对应，所述标志物与所述虚拟标志物相对应，且所述目标物的摆放位置表示增强现实显示效果中待显示的虚拟模型的显示位置，所述标志物的摆放位置表示增强现实显示效果中待显示的虚拟标志物的显示位置；

获取单元，用于获取所述目标物和所述标志物在真实场景中的相对位姿关系，并将所述相对位姿关系记录为待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系。

可选地，所述获取单元用于，通过空间定位装置，测量并记录所述目标物和所述标志物之间的相对位姿关系。

可选地，所述放置模块用于，将与所述目标物相对应的虚拟模型以及与所述标志物相对应的虚拟标志物导入至虚拟空间中，并按照所述第一相对位姿关系摆放所述虚拟模型和所述虚拟标志物。

本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的应用于增强现实的虚拟目标标定方法的步骤。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的应用于增强现实的虚拟目标标定方法的步骤。

本发明实施例提供的应用于增强现实的虚拟目标标定方法及装置，首先获取预期的增强现实显示效果中待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系，然后按照第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置虚拟模型和虚拟标志物，并在虚拟空间中对以虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整后，生成调整后的虚拟目标与虚拟标志物之间的第二相对位姿关系，最后将虚拟目标、虚拟标志物和第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使增强现实终端设备在真实场景中识别到与虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据第二相对位姿关系，在虚拟空间中显示虚拟目标，实现了通过根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中精确设置需要显示的虚拟模型和虚拟标志物之间的相对位姿关系，并将该精确的相对位姿关系传输至虚拟空间，从而保证了虚拟空间中虚拟模型与虚拟标志物之间的位姿精度，进而保证了以虚拟模型为根基的虚拟目标与虚拟标志物之间的位姿精度，提高了增强现实显示效果的精度，并降低了虚拟模型的制作难度。

附图说明

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

图1为本发明实施例中应用于增强现实的虚拟目标标定方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例中获取虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系的步骤流程图；

图3为本发明实施例中应用于增强现实的虚拟目标标定装置的模块框图；

图4为本发明实施例中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

如图1所示，为本发明实施例中应用于增强现实的虚拟目标标定方法的步骤流程图，该方法包括如下步骤：

步骤101：获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系。

在本步骤中，具体的，预期的增强现实显示效果为用户预期在增强现实的显示中，所需要显示出来的虚拟模型和虚拟标志物之间的位姿关系。

此外，位姿表示位置和姿态的合成；虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系指，虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的姿态以及位置关系。

另外，虚拟模型和虚拟标志物为在虚拟空间中待显示的物体。

本步骤在确定预期的增强现实显示效果，即确定用户预期在增强现实的显示中，所需要显示出来的虚拟模型和虚拟标志物之间的位姿关系时，可以将虚拟模型和虚拟标志物实物化，获取待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系，从而使得能够基于真实场景，保证所得到的第一相对位姿关系的精准性。

步骤102：按照第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置虚拟模型和虚拟标志物。

在本步骤中，具体的，在确定虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系之后，可以按照该第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置虚拟模型和虚拟标志物，此时基于第一相对位姿关系的精准性，使得按照第一相对位姿关系所放置的虚拟模型和虚拟标志物之间的位姿关系的精准度同样较高，从而保证了虚拟模型和虚拟标志物之间的位姿精度。

步骤103：对虚拟空间中以虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整，并生成调整后的虚拟目标与虚拟标志物之间的第二相对位姿关系。

在本步骤中，具体的，在虚拟空间中按照第一相对位姿关系放置虚拟模型和虚拟标志物之后，可以对虚拟空间中以虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整。

具体的，虚拟目标为以虚拟模型为基础进行显示的虚拟物，对虚拟空间中以虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整，则可以为对虚拟空间中以虚拟模型为根基的虚拟目标的位姿状态进行调整。例如，假设虚拟模型为桌子，则虚拟目标则可以为待放置于桌子上进行显示的茶杯，在此可以调整待显示的茶杯在桌子上的位姿状态；此外，再假设虚拟模型为人体模型，则虚拟目标则可以为人体模型的头发，在此可以调整头发的位姿状态；另外，再假设虚拟模型为建筑群，则虚拟目标则可以为以建筑群为基础，待放置于建筑群街道上进行显示的障碍物、交通工具等，在此可以调整待显示的障碍物和交通工具在建筑群中的位姿状态。

另外，具体的，在此需要说明的是，在对以虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整时，虚拟模型和虚拟标志物之间保持第一相对位姿状态不变，以保持虚拟模型和虚拟标志物之间的位姿精度。

另外，具体的，在对以虚拟模型为根基的虚拟目标调整完毕之后，可以生成调整后的虚拟目标与虚拟标志物之间的第二相对位姿关系。这样，基于虚拟模型与虚拟标志物之间的第一相对位姿关系的高精准度，使得以虚拟模型为根基的虚拟目标与虚拟标志物之间的第二相对位姿关系的精准度同样较高，提高了虚拟目标的标定精度，进而保证了虚拟目标的高精准的增强现实显示效果。

步骤104：将虚拟目标、虚拟标志物和第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备。

在本步骤中，具体的，在生成第二相对位姿关系之后，可以将虚拟目标、虚拟标志物和第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使增强现实终端设备在真实场景中识别到与虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据虚拟空间中的第二相对位姿关系，在虚拟空间中显示虚拟目标，从而实现高精度的增强现实显示效果。

具体的，在将虚拟目标、虚拟标志物和第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备之后，基于虚拟目标与虚拟标志物之间的第二相对位姿关系以及第二相对位姿关系的高精准度，增强现实终端设备在真实场景中识别到与虚拟标志物相对应的标志物之后，可以根据第二相对位姿关系，并基于标志物在真实场景中所显示的位置即为虚拟标志物在虚拟空间中所显示的位置，在虚拟空间中显示虚拟目标，从而实现虚拟目标标定的标定精度。

这样，本实施例通过根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中精确设置需要显示的虚拟模型和虚拟标志物之间的相对位姿关系，并将该精确的相对位姿关系传输至虚拟空间，从而保证了虚拟空间中虚拟模型与虚拟标志物之间的位姿精度，进而保证了以虚拟模型为根基的虚拟目标与虚拟标志物之间的位姿精度，提高了虚拟目标的标定精度，进而提高了增强现实显示效果的精度。

此外，进一步地，如图2所示，本实施例在获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系时，可以包括如下步骤：

步骤201：根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中摆放目标物和标志物。

在本步骤中，具体的，目标物与虚拟模型相对应，标志物与虚拟标志物相对应，即在此可以将目标物看作为虚拟模型在真实场景下的代替物品，将标志物看作为虚拟标志物在真实场景下的代替物品。

此外，真实场景中的标志物为定位目标，以使得增强现实终端设备识别以确定虚拟空间中的虚拟目标的显示位姿状态。

另外，目标物的摆放位置表示增强现实显示效果中待显示的虚拟模型的显示位置，标志物的摆放位置表示增强现实显示效果中待显示的虚拟标志物的显示位置。

这样，通过在真实场景中按照预期的增强现实显示效果，摆放与虚拟模型相对应的目标物和与虚拟标志物相对应的标志物，使得能够在真实场景中测量得到目标物和标志物之间的精确的位姿状态，从而使得能够保证虚拟空间中虚拟目标与虚拟标志物之间的位姿精度，进而实现精准的增强现实效果。

步骤202：获取目标物和标志物在真实场景中的相对位姿关系，并将相对位姿关系记录为待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系。

在本步骤中，具体的，在根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中摆放目标物和标志物之后，可以获取目标物和标志物在真实场景中的相对位姿关系，并将相对位姿关系记录为待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系。

此外，具体的，在获取目标物和标志物在真实场景中的相对位姿关系时，可以通过空间定位装置，测量并记录目标物和标志物之间的相对位姿关系。

具体的，空间定位装置可以为光学定位设备、电磁定位仪或其他能够定位的设备，在此不进行过多举例说明。

此外，基于上述步骤，在按照第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置所述虚拟模型和虚拟标志物时，可以将与所述目标物相对应的虚拟模型以及与所述标志物相对应的虚拟标志物导入至虚拟空间中，并按照所述第一相对位姿关系摆放所述虚拟模型和所述虚拟标志物。

这样，通过根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中精确设置在虚拟空间中待显示的虚拟模型和虚拟标志物之间的位姿关系，并通过空间定位状态将该精确的位姿关系数据导入至虚拟空间，从而保证了在虚拟空间中虚拟模型和虚拟标志物的位姿精度，从而使得能够使用增强现实终端设备实现精准的增强现实显示效果，提高了增强现实显示效果的精度，并降低了虚拟模型制作的难度。

本实施例提供的应用于增强现实的虚拟目标标定方法，通过获取预期的增强现实显示效果中待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系，然后按照第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置虚拟模型和虚拟标志物，并在虚拟空间中对以虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整后，生成调整后的虚拟目标与虚拟标志物之间的第二相对位姿关系，最后将虚拟目标、虚拟标志物和第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使增强现实终端设备在真实场景中识别到与虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据第二相对位姿关系，在虚拟空间中显示虚拟目标，实现了通过根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中精确设置需要显示的虚拟模型和虚拟标志物之间的相对位姿关系，并将该精确的相对位姿关系传输至虚拟空间，从而保证了虚拟空间中虚拟模型与虚拟标志物之间的位姿精度，进而保证了以虚拟模型为根基的虚拟目标与虚拟标志物之间的位姿精度，提高了虚拟目标的标定精度，进而提高了增强现实显示效果的精度。

此外，如图3所示，为本发明实施例中应用于增强现实的虚拟目标标定装置，所述虚拟目标标定装置包括：

获取模块301，用于获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系；

放置模块302，用于按照所述第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置所述虚拟模型和虚拟标志物；

生成模块303，用于对所述虚拟空间中以所述虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整，并生成调整后的虚拟目标与所述虚拟标志物之间的第二相对位姿关系；

传输模块304，用于将所述虚拟目标、虚拟标志物和所述第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使所述增强现实终端设备在真实场景中识别到与所述虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据所述虚拟空间中的第二相对位姿关系，在所述虚拟空间中显示所述虚拟目标。

可选地，所述获取模块包括：

摆放单元，用于根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中摆放目标物和标志物，其中所述目标物与所述虚拟模型相对应，所述标志物与所述虚拟标志物相对应，且所述目标物的摆放位置表示增强现实显示效果中待显示的虚拟模型的显示位置，所述标志物的摆放位置表示增强现实显示效果中待显示的虚拟标志物的显示位置；

获取单元，用于获取所述目标物和所述标志物在真实场景中的相对位姿关系，并将所述相对位姿关系记录为待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系。

可选地，所述获取单元用于，通过空间定位装置，测量并记录所述目标物和所述标志物之间的相对位姿关系。

可选地，所述放置模块用于，将与所述目标物相对应的虚拟模型以及与所述标志物相对应的虚拟标志物导入至虚拟空间中，并按照所述第一相对位姿关系摆放所述虚拟模型和所述虚拟标志物。

本实施例提供的虚拟目标标定装置，通过获取模块获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系，通过放置模块按照第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置虚拟模型和虚拟标志物，并通过生成模块对虚拟空间中以虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整，并生成调整后的虚拟目标与所述虚拟标志物之间的第二相对位姿关系，最后通过传输模块将虚拟目标、虚拟标志物和第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使增强现实终端设备在真实场景中识别到与虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据虚拟空间中的第二相对位姿关系，在虚拟空间中显示所述虚拟目标，实现了通过根据预期的增强现实显示效果，在真实场景中精确设置需要显示的虚拟模型和虚拟标志物之间的相对位姿关系，并将该精确的相对位姿关系传输至虚拟空间，从而保证了虚拟空间中虚拟模型与虚拟标志物之间的位姿精度，进而保证了以虚拟模型为根基的虚拟目标与虚拟标志物之间的位姿精度，提高了虚拟目标的标定精度，进而提高了增强现实显示效果的精度。

另外，如图4所示，为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(communicationsinterface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储在存储器430上并可在处理器410上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系；按照所述第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置所述虚拟模型和虚拟标志物；对所述虚拟空间中以所述虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整，并生成调整后的虚拟目标与所述虚拟标志物之间的第二相对位姿关系；将所述虚拟目标、虚拟标志物和所述第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使所述增强现实终端设备在真实场景中识别到与所述虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据所述虚拟空间中的第二相对位姿关系，在所述虚拟空间中显示所述虚拟目标。

此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：获取预期的增强现实显示效果中，待显示的虚拟模型和虚拟标志物在真实场景中的第一相对位姿关系；按照所述第一相对位姿关系，在虚拟空间中放置所述虚拟模型和虚拟标志物；对所述虚拟空间中以所述虚拟模型为根基的虚拟目标进行调整，并生成调整后的虚拟目标与所述虚拟标志物之间的第二相对位姿关系；将所述虚拟目标、虚拟标志物和所述第二相对位姿关系传输至增强现实终端设备，以使所述增强现实终端设备在真实场景中识别到与所述虚拟标志物相对应的标志物时，能够根据所述虚拟空间中的第二相对位姿关系，在所述虚拟空间中显示所述虚拟目标。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。