一种虚实模型重合的确定方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及计算机仿真领域，具体设及一种虚实模型重合的确定方法与装置。
【背景技术】
[0002] 通过增强现实技术，我们可W将Ξ维模型自动、实时显示在影像上，从而实现实体 模型与虚拟模型影像的信息融合。但是，运种方法存在W下明显的缺点：
[0003] 增强现实技术需要识别图，实时性较差。识别图是指在预先生成识别点的图片，根 据运些预存的图片或视频，实现模型的实时生成。然而运种方式处理速度较慢，无法实现较 高的实时性，大大影响了用户体验。
[0004] 增强现实技术需要识别图的精度较高。在实际应用中，增强现实技术要根据摄像 机看到的图片进行识别，W生成所需的Ξ维模型。对于运一过程，其要求摄像机看到的图片 要与预存储的识别图误差不能太大，否则不能生成Ξ维模型。在实际过程中，摄像机看到的 画面可能受光照、角度等因素的限制，与识别图相差较大，从而导致增强现实技术不能正确 识别图片，导致无法生成模型。
[0005] 增强现实技术需要全程联网。W流行的增强现实SDK高通vuforia为例，其识别图 需要预先存储到其数据库中，生成识别点后方可用于增强现实技术，运就意味着在使用过 程中需要全程联网。当网络条件不佳时，则增强现实技术无法发挥作用。
【发明内容】
[0006] 由于增强现实技术在处理虚实模型重合的过程中，需要识别图，实时性较差，要求 摄像机能够识别高精度图，且需要较好的网络条件，本发明提出一种虚实模型重合的确定 方法与装置。
[0007] 第一方面，本发明提出一种虚实模型重合的确定方法，包括：
[000引选择实体模型表面的至少Ξ个点，并在虚拟模型中选择与所述至少Ξ个点对应相 同位置的点，同时获取实体模型的影像；
[0009] 对虚拟模型进行若干次平移和旋转操作，如果实体模型影像中的每个点与虚拟模 型中对应的点的距离均小于第一阔值或平移次数大于第二阔值，则确定虚实模型重合。
[0010] 选优地，所述选择实体模型表面的至少Ξ个点，并在虚拟模型中选择与所述至少 Ξ个点中每个点对应的点包括：
[0011] 选择实体模型表面的Ξ个点，并在虚拟模型中选择与所述Ξ个点对应相同位置的 点。
[0012] 选优地，所述对虚拟模型进行平移和旋转操作，如果实体模型影像中的每个点与 虚拟模型中对应的点的距离均小于第一阔值或平移次数大于第二阔值，则确定虚实模型重 合，包括：
[0013] 获取实体模型影像和虚拟模型中每个点对应的坐标，计算Ξ组对应坐标之间的距 离，并选择最大距离对应的两个坐标，记为第一坐标和第二坐标;选择次大距离对应的两个 坐标，记为第Ξ坐标和第四坐标；
[0014] 对虚拟模型进行平移，W使所述第二坐标和所述第一坐标重合；
[0015] W所述第一坐标为定点旋转虚拟模型，W使所述第一坐标、所述第Ξ坐标和所述 第四坐标在同一直线上.
[0016] 计算Ξ组对应坐标之间的距离;如果实体模型影像中的每个点与虚拟模型中对应 的点的距离均小于第一阔值或平移次数大于第二阔值，则确定虚实模型重合，否则继续选 择最大距离对应的两个坐标和次大距离对应的两个坐标进行平移和旋转；
[0017] 其中，第一坐标和第Ξ坐标为实体模型中的点对应的坐标，第二坐标和第四坐标 为虚拟模型中的点对应的坐标。
[0018] 选优地，所述获取实体模型影像和虚拟模型中每个点对应的坐标，包括：
[0019] W摄像机中屯、为原点，获取实体模型影像和虚拟模型中每个点对应的摄像机坐标 系中的坐标.
[0020] 根据坐标变换公式，计算得到实体模型影像和虚拟模型中每个点对应的世界坐 标，所述坐标变换公式为：
[0021]
[0022] 其中，Ρ为实体模型影像或虚拟模型中的一点，Ρ点在摄像机坐标系中的坐标为 (Xp'，yp'，Zp'），P点的世界坐标为(Xp，yp，Zp)，R为3X3的正交单位矩阵，t为ミ维平移向量，0 为零向量，Ml为变换矩阵。
[0023] 选优地，所述对虚拟模型进行平移，W使所述第二坐标和所述第一坐标重合，包 括：
[0024] 平移矩阵T为：
[0025]
[0026] 其中，所述第一坐标为Pi (XI，yi，Z1)，所述第二坐标为P2 (X2，y2，Z2);
[0027] 所述W所述第一坐标为定点旋转虚拟模型，W使所述第一坐标、所述第Ξ坐标和 所述第四坐标在同一直线上，包括：
[002引旋转矩阵Μ为：
[0029]
[0030] 其中，α为直线ΡιΡ3和直线ΡιΡ4旋转之前的夹角，Ρ3为旋转之前第；坐标对应的点， P4为旋转之前第四坐标对应的点。
[0031] 第二方面，本发明还提出一种虚实模型重合的确定装置，包括：
[0032] 对应点选择模块，用于选择实体模型表面的至少Ξ个点，并在虚拟模型中选择与 所述至少Ξ个点对应相同位置的点，同时获取实体模型的影像；
[0033] 模型移动模块，用于对虚拟模型进行若干次平移和旋转操作，如果实体模型影像 中的每个点与虚拟模型中对应的点的距离均小于第一阔值或平移次数大于第二阔值，则确 定虚实模型重合。
[0034] 选优地，所述选对应点选择模块用于选择实体模型表面的Ξ个点，并在虚拟模型 中选择与所述Ξ个点对应相同位置的点。
[0035] 选优地，所述模型移动模块包括：
[0036] 距离计算单元，用于获取实体模型影像和虚拟模型中每个点对应的坐标，计算Ξ 组对应坐标之间的距离，并选择最大距离对应的两个坐标，记为第一坐标和第二坐标;选择 次大距离对应的两个坐标，记为第Ξ坐标和第四坐标；
[0037] 平移单元，用于对虚拟模型进行平移，W使所述第二坐标和所述第一坐标重合；
[0038] 旋转单元，用于W所述第一坐标为定点旋转虚拟模型，W使所述第一坐标、所述第 Ξ坐标和所述第四坐标在同一直线上；
[0039] 阔值判断单元，用于计算Ξ组对应坐标之间的距离；如果实体模型影像中的每个 点与虚拟模型中对应的点的距离均小于第一阔值或平移次数大于第二阔值，则确定虚实模 型重合，否则继续选择最大距离对应的两个坐标和次大距离对应的两个坐标进行平移和旋 转；
[0040] 其中，第一坐标和第Ξ坐标为实体模型中的点对应的坐标，第二坐标和第四坐标 为虚拟模型中的点对应的坐标。
[0041] 选优地，所述距离计算单元用于W摄像机中屯、为原点，获取实体模型影像和虚拟 模型中每个点对应的摄像机坐标系中的坐标;并根据坐标变换公式，计算得到实体模型影 像和虚拟模型中每个点对应的世界坐标，所述坐标变换公式为：
[0042]
[0043] 其中，P为实体模型影像或虚拟模型中的一点，P点在摄像机坐标系中的坐标为 (Xp'，yp'，Zp'），P点的世界坐标为(Xp，yp，Zp)，R为3X3的正交单位矩阵，t为ミ维平移向量，0 为零向量，Ml为变换矩阵。
[0044] 选优地，所述平移单元包括：
[0045