一種3D場景中重現物體的系統和虛擬現實頭戴設備技術方案

本實用新型專利技術公開了一種3D場景中重現物體的系統和虛擬現實頭戴設備，所述系統包括用于分別對待顯示的物體實時采集至少兩路視頻流數據的物體采集單元；用于從所述至少兩路視頻流數據中識別出實時變化的物體形狀的物體識別單元；用于根據所述實時變化的物體形狀，獲得對應的物體運動軌跡的物體追蹤單元；用于將所述實時變化的物體形狀和對應的物體運動軌跡處理成3D圖像實時疊加投影在3D場景中的物體投影單元。本實用新型專利技術的技術方案能夠將物體重現在3D場景中，達到3D場景中顯示真實物體的目的。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及虛擬現實
，特別涉及一種3D場景中重現物體的系統和虛擬現實頭戴設備。
技術介紹
虛擬現實技術未來將會發展成為一種改變人們生活方式的新突破，目前，虛擬現實技術如何在虛擬世界中與目標進行互動是虛擬現實技術所面臨的巨大挑戰，因此虛擬現實技術想要真正進入消費級市場還有一段很長的路要走。當前已有的各種虛擬現實裝備依然阻擋著用戶和虛擬世界之間的交流，在3D場景中并不能追蹤身體的相關部位，比如用戶的手部運動軌跡現在就無法真正模擬。
技術實現思路
本技術提供了一種3D場景中輸入物體的系統和虛擬現實頭戴設備，以解決現有技術在3D場景中無法真正重現物體的問題。為達到上述目的，本技術的技術方案是這樣實現的:一方面，本技術提供了一種3D場景中輸入物體的系統，包括:物體采集單元、物體識別單元、物體追蹤單元和物體投影單元；所述物體采集單元，用于分別對待顯示的物體實時采集至少兩路視頻流數據；所述物體識別單元，用于從所述至少兩路視頻流數據中識別出實時變化的物體形狀；所述物體追蹤單元，用于根據所述實時變化的物體形狀，獲得對應的物體運動軌跡；所述物體投影單元，用于將所述實時變化的物體形狀和所述對應的物體運動軌跡處理成3D圖像實時疊加投影在3D場景中。優選地，所述物體識別單元包括:采樣模塊，用于對所述至少兩路視頻流數據中的各路分別進行采樣處理，獲得每次采樣的視頻圖像數據；輪廓提取模塊，用于判斷所述視頻圖像數據中是否包含物體，若包含則對所述視頻圖像數據進行二值化處理，提取物體輪廓信息；形狀識別模塊，用于在預先設定的物體模型數據庫中識別出所述物體輪廓信息對應的物體形狀；形狀合成模塊，用于合成各路視頻流數據的每次采樣識別出的物體形狀，得到實時變化的物體形狀。優選地，所述物體追蹤單元包括:位置信息獲取模塊，用于獲得實時變化的物體形狀的相對空間位置信息；觸點信息獲取模塊，用于根據實時變化的物體形狀上確定出的觸點，獲得所述實時變化的物體形狀上的觸點的變化信息，所述觸點為標識物體的特征關鍵點；運動軌跡獲取模塊，用于根據所述相對空間位置信息和所述觸點的變化信息，在預先設定的運動軌跡數據庫中獲得相應的物體運動軌跡。優選地，所述位置信息獲取模塊具體用于，從所述至少兩路視頻數據流的視頻圖像信息中獲得物體形狀變化的角度信息；根據所述物體形狀變化的角度信息獲得物體的距離信息；根據所述物體形狀變化的角度信息和所述物體的距離信息獲得物體的相對空間位置信息。優選地，所述位置信息獲取模塊具體用于，從所述至少兩路視頻數據流的視頻圖像信息中獲得物體形狀變化的角度信息；通過距離傳感器實時感應物體的距離信息；根據所述物體形狀變化的角度信息和所述物體的距離信息獲得物體的相對空間位置信息。優選地，所述物體投影單元，進一步用于將所述實時變化的物體形狀和所述對應的物體運動軌跡處理成3D圖像，根據分屏技術將所述3D圖像投影到3D場景中。優選地，所述物體采集單元包括兩個攝像頭；所述兩個攝像頭，用于分別對待顯示的物體實時采集兩路視頻流數據。另一方面，本技術提供了一種虛擬現實頭戴設備，所述虛擬現實頭戴設備包括上述技術方案提供的3D場景中重現物體的系統。優選地，所述3D場景中重現物體的系統的物體采集單元為設置在虛擬現實頭戴設備上的一前置攝像頭和一底置攝像頭。本技術實施例的有益效果是:本技術實施例公開了一種3D場景中重現物體的系統和虛擬現實頭戴設備，所述系統的物體采集單元對待顯示物體實時采集至少兩路視頻流數據，物體識別單元從所述至少兩路視頻流數據中識別出具有完整物體信息的物體形狀，經物體追蹤單元獲得所述實時變化的物體形狀相應的物體運動軌跡，通過物體投影單元將實時變化的物體形狀和對應的物體運動軌跡處理成3D圖像實時疊加投影在3D場景中，從而達到了在3D場景中顯示真實物體的目的。相比于現有技術，本技術不需要根據數據庫的物體形態進行重新繪制需顯示的物體，可以直接將采集到的物體圖像進行真實顯示，以提高用戶的使用體驗。【附圖說明】圖1為本技術實施例提供的一種3D場景中重現物體的系統結構示意圖；圖2為本技術實施例提供的一種將用戶手勢重現與虛擬現實頭戴設備中的技術流程示意圖。【具體實施方式】為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術實施方式作進一步地詳細描述。本技術的整體思路是:利用至少兩個攝像頭從不同角度實時采集物體，根據每個攝像頭采集的視頻流數據識別物體形狀，根據識別出的物體形狀進獲得相應的物體運動軌跡，將實時變化的物體形狀和對應的物體運動軌跡處理成3D圖像實時疊加投影在3D場景中，從而在3D場景中重現真實物體。本技術的一方面提供了一種3D場景中重現物體的系統，如圖1所示，圖1為本技術實施例提供的一種3D場景中重現物體的系統結構示意圖，所述系統包括:物體采集單元11、物體識別單元12、物體追蹤單元13和物體投影單元14。物體采集單元11，用于分別對待顯示的物體實時采集至少兩路視頻流數據。其中，物體采集單元11可以通過多個攝像頭，從不同角度實時采集待顯示的物體，從而獲得多路視頻流數據。在實際應用中，可以根據系統的數據處理性能和系統精度要求，選擇合適數量的攝像頭采集相應路數的視頻流數據。需要說明的是，物體采集單元11中的攝像頭可以為普通性能的白光攝像頭，也可以是紅外攝像頭，本實施例并不對物體采集單元做特別限定。優選地，物體采集單元11包括兩個攝像頭，用于分別對待顯示的物體實時采集兩路視頻流數據。物體識別單元12，用于從至少兩路視頻流數據中識別出實時變化的物體形狀。物體追蹤單元13，用于根據實時變化的物體形狀，獲得對應的物體運動軌跡。物體投影單元14，用于將實時變化的物體形狀和對應的物體運動軌跡處理成3D圖像實時疊加投影在3D場景中。在實際應用中，物體投影單元14，用于將實時變化的物體形狀和對應的物體運動軌跡處理成3D圖像，根據分屏技術將所述3D圖像投影到3D場景中。即采用主顯示屏顯示3D場景，將處理成3D圖像的實時變化的物體形狀和對應的物體運動軌跡通過另一顯示屏進行顯示，通過光學的相關原理，使呈現到人眼中的是包含物體的形狀和運動姿態的3D場景。本實施例的物體采集單元對物體實時采集至少兩路視頻流數據，物體識別單元從至少兩路視頻流數據中識別出具有完整物體信息的物體形狀，經物體追蹤單元獲得相應的物體運動軌跡后，通過物體投影單元將實時變化的物體形狀和對應的物體運動軌跡處理成3D圖像實時疊加投影在3D場景中，從而達到了在3D場景中顯示用戶真實物體的目的。優選地，在上述圖1所示實施例中的物體識別單元12包括:采樣模塊、輪廓提取模塊、形狀識別模塊和形狀合成模塊。采樣模塊，用于對至少兩路視頻流數據中的各路分別進行采樣處理，獲得每次采樣的視頻圖像數據。輪廓提取模塊，用于判斷視頻圖像數據中是否包含物體，若包含則對視頻圖像數據進行二值化處理，提取物體輪廓信息。形狀識別模塊，用于在預先設定的物體模型數據庫中識別出物體輪廓信息對應的物體形狀。示例性的，上述物體模型數據庫保存著各種物體模型，該物體模型即可以是具有生命特征的人體手部、頭部等部位，也可以機械、電子等設備，此時形狀識別模塊則可以根據該物體模型數據庫中的各種本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種3D場景中重現物體的系統，其特征在于，包括：物體采集單元、物體識別單元、物體追蹤單元和物體投影單元；所述物體采集單元，用于分別對待顯示的物體實時采集至少兩路視頻流數據；所述物體識別單元，用于從所述至少兩路視頻流數據中識別出實時變化的物體形狀；所述物體追蹤單元，用于根據所述實時變化的物體形狀，獲得對應的物體運動軌跡；所述物體投影單元，用于將所述實時變化的物體形狀和所述對應的物體運動軌跡處理成3D圖像實時疊加投影在3D場景中。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜茂山，徐國慶，周宏偉，
申請(專利權)人：青島歌爾聲學科技有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37