CN109063799B - 设备的定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设备的定位方法和装置。其中，该方法包括：增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取标识在虚拟坐标系中的第一位置；增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置；增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置。本发明解决了现有技术中增强现实技术对实际环境中的三维物体定位效果不佳的技术问题。

Description

设备的定位方法和装置

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，具体而言，涉及一种设备的定位方法和装置。

背景技术

AR(Augmented Reality，增强现实技术)是一种实时的计算摄影机的位置及角度并加上相应的图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。

在使用AR技术的过程中，AR通常会建立虚拟坐标系，并需要确定目标在AR场景中虚拟坐标系的位置，从而实现AR效果，但在AR的应用的过程中存在的问题是，AR技术容易识别2D图像在虚拟坐标系中的位置，而难以对3D图像进行定位。如果需要定位实体的设备，则目前的AR技术实现效果不佳。

针对现有技术中增强现实技术对实际环境中的三维物体定位效果不佳的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种设备的定位方法和装置，以至少解决现有技术中增强现实技术对实际环境中的三维物体定位效果不佳的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种设备的定位方法，包括：增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取标识在虚拟坐标系中的第一位置；增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置；增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置。

进一步地，在增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置之前，增强现实设备获取预设模型，其中，预设模型用于记录被定位设备和标识的位置关系；增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置，包括：增强现实设备基于预设模型，获取第二位置。

进一步地，在增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，确定标识在虚拟坐标系中的第一位置之前，增强现实设备接收触发指令，其中，触发指令用于指示需要对被定位设备进行定位；增强现实设备根据触发指令的触发，建立虚拟坐标系。

进一步地，增强现实设备采集被定位设备所在环境内相邻的多帧图像；增强现实设备提取多帧图像中的图像特征点；增强现实设备根据相邻的多帧图像中的图像特征点，建立虚拟坐标系。

进一步地，在增强现实设备根据触发指令的触发，建立虚拟坐标系之后，增强现实设备确定增强现实设备在虚拟坐标体系中的位置；在增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置之后，增强现实设备确定在虚拟坐标系中，增强现实设备相对于被定位设备的位置。

进一步地，在增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置之后，增强现实设备确定在虚拟坐标系中，任意一个被定位设备相对其他被定位设备的位置。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种设备的定位装置，包括：扫描模块，用于增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取标识在虚拟坐标系中的第一位置；第一获取模块，用于增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置；确定模块，用于增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置。

进一步地，上述装置还包括：第二获取模块，用于增强现实设备获取预设模型，其中，预设模型用于记录被定位设备和标识的位置关系；第一获取模块包括：确定子模块，用于增强现实设备基于预设模型，获取第二位置。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述设备的定位方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述设备的定位方法。

在本发明实施例中，增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取标识在虚拟坐标系中的第一位置；增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置；增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置。上述方案在被定位设备表面设置标识，通过扫描标识，确定标识在虚拟坐标系中的位置，并根据标识在虚拟坐标系中的位置和标识在被定位设备表面的位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置，进而解决了现有技术中增强现实技术对实际环境中的三维物体定位效果不佳的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的设备的定位方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种被定位设备和标识的示意图；以及

图3是根据本发明实施例的设备的定位装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种设备的定位方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的设备的定位方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取标识在虚拟坐标系中的位置。

具体的，上述设置在被定位设备表面的标识可以是2D图像构成的标识，例如：可以是二维码或条形码等。

上述增强现实设备可以是AR移动设备或AR可穿戴设备，具有摄像头。在真实世界中，可以人为的设置坐标系，为了实现增强现实技术，需要对采集的被定位设备进行图像识别，将真实世界中的坐标系转换到图像显示坐标系中，上述虚拟坐标系即为通过增强现实技术进行虚实图像叠加时使用的图像显示坐标系。

在一种可选的实施例中，以上述被定位设备为空调为例，空调机身表面设置有其对应的二维码，AR移动设备或AR可穿戴设备通过摄像头扫描机身表面的二维码，确定二维码在虚拟坐标系中的位置坐标。

更具体的，增强现实设备会建立虚拟坐标系，并定位增强现实设备在虚拟坐标系中的位置，以及二维码相对于增强现实设备的位置，如果增强现实设备在虚拟坐标系中的位置为c(x1，y1，z1)，二维码相对于增强现实设备的位置为(ηx，ηy，ηz)，其中，η轴平移距离，则二维码在虚拟坐标系中的位置D(x2，y2，z2)＝(x1+ηx，y1+ηy，z1+ηz)。

步骤S104，增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置。

具体的，标识在被定位设备表面的第二位置，可以是在现实坐标系中，标识相对于被定位设备的位置，也可以是与现实坐标系中，标识相对于被定位设备的位置具有预设比例关系的位置，还可以是在以被定位设备上的一个标志点作为原点构建的自定义坐标系中，标识所处的位置，也即，该第二位置用于以1：1或以其他比例，表示现实世界中标识与被定位设备的关系。

步骤S106，增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置。

在上述方案中，确定了标识在虚拟坐标系中的位置，以及标识在被定位设备上的位置，因此可以经过坐标的转换，得到被定位设备在虚拟坐标系中的位置。

图2是根据本发明实施例的一种被定位设备和标识的示意图，如图2所示，该示例中的被定位设备为空调，图中，在空调表面的出风口一侧贴有二维码，即上述标识，增强现实设备扫描该二维码后，获得二维码在虚拟坐标系中的位置，然后根据二维码在空调上的位置，得到空调在虚拟坐标系中的位置。

在一种可选的实施例中，以上述实施例中得到二维码在虚拟坐标系的坐标：D(x2，y2，z2)＝(x1+ηx，y1+ηy，z1+ηz)为例继续进行说明，如果在预设模型中空调出风口相对于二维码的位置为(Δx1，Δy1，Δz1)，预设模型的倍数关系为n，则现实坐标中空调出风口相对于二维码的位置为(Δx，Δy，Δz)＝n(Δx1，Δy1，Δz1)，因此能够得到空调出风口在虚拟坐标系的位置：E(x3，y3，z3)＝(x1+ηx，y1+ηy，z1+ηz)+(Δx，Δy，Δz)＝(x1+ηx，y1+ηy，z1+ηz)+n(Δx1，Δy1，Δz1)＝(x1+ηx+nΔx1，y1+ηy+nΔy1，z1+ηz+nΔz1)。

由上可知，本申请上述实施例增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取标识在虚拟坐标系中的第一位置；增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置；增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置。上述方案在被定位设备表面设置标识，通过扫描标识，确定标识在虚拟坐标系中的位置，并根据标识在虚拟坐标系中的位置和标识在被定位设备表面的位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置，进而解决了现有技术中增强现实技术对实际环境中的三维物体定位效果不佳的技术问题。

作为一种可选的实施例，在增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置之前，上述方法还包括：增强现实设备获取预设模型，其中，预设模型用于记录被定位设备和标识的位置关系；增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置，包括：增强现实设备基于预设模型，获取第二位置。

具体的，上述预设模型可以是被定位设备和标识的1：1实物模型，也可以是其他比例的模型，用于表征被定位设备和标识的位置关系。该预设模型可以直接存储在增强现实设备内，通过扫描标识查找该模型，也可以存储在远端的服务器中，通过扫描标识向远端服务器请求该预设模型。

在得到预设模型后，可以根据预设模型记载的被定位设备与标识的关系，确定标识在被定位设备表面的第二位置。

上述预设模型记录的可以是坐标值，也可以是带有坐标值的图像模型，在一种可选的实施例中，结合图2所示，A是标识上的一个特征点，可以是标识的中心，记为(0,0,0,)，B是空调中轴线上的中点，记为(x,y,z)，即被定位设备相对于标识的位置，上述预设模型中记录的即可以为上述(x,y,z)值。

再举一个可选的实施例，通过预设模型可以得到如下参数：二维码A(a1，b1，c1)，模型空调出风口B(a2，b2，c2)，则在预设模型中，空调出风口与二维码的相对位置(Δx1，Δy1，Δz1)＝(a2，b2，c2)-(a1，b1，c1)＝(a2-a1，b2-b1，c2-c1)，其中，Δ为轴平移距离。再根据建立预设模型时所使用的倍数关系，可以得到实际空调出风口与二维码的相对位置，即第二位置(Δx，Δy，Δz)＝n[(a2-a1，b2-b1，c2-c1)]＝n(a2-a1，b2-b1，c2-c1)＝n(Δx1，Δy1，Δz1)，其中，n模型的倍数关系。

作为一种可选的实施例，在增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，确定标识在虚拟坐标系中的位置之前，上述方法还包括：增强现实设备接收触发指令，其中，触发指令用于指示需要对被定位设备定位；增强现实设备根据触发指令的触发，建立虚拟坐标系。

具体的，上述指令可以由用户向增强现实设备发起，增强现实设备接收到触发指令后，开始进行虚拟现实的相关任务，其中，包括建立虚拟坐标系。

作为一种可选的实施例，增强现实设备根据触发指令的触发，建立虚拟坐标系，包括：增强现实设备采集被定位设备所在环境内相邻的多帧图像；增强现实设备提取多帧图像中的图像特征点；增强现实设备根据相邻的多帧图像中的图像特征点，建立虚拟坐标系。

可以通过AR+SLAM(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建)技术创建虚拟坐标系，该技术通过摄像头获取环境图像，并取相邻图像帧中的特征点，根据特征点的相对位置确定空间内的虚拟坐标系。

作为一种可选的实施例，在增强现实设备根据触发指令的触发，建立虚拟坐标系之后，上述方法还包括：增强现实设备确定增强现实设备在虚拟坐标体系中的位置；在增强现实设备根据标识在虚拟坐标系中的位置，和相对位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置之后，上述方法还包括：增强现实设备确定在虚拟坐标系中，增强现实设备相对于被定位设备的位置。

增强现实设备确定增强现实设备在虚拟坐标体系中的位置，即确定增强被定位设备自身在虚拟坐标系中的位置，在确定增强现实被定位设备自身在虚拟坐标系中的位置，并确定了被定位设备在虚拟坐标系中的位置后，即能够得到被定位设备相对于增强现实设备的位置。

在使用上述方法获得室内所有被定位设备相对于虚拟坐标系的位置后，可以确定增强现实设备相对整个房间内所有被定位设备的位置坐标体系，从而可以应用于室内所有物体的位置关系的构建，并进行其他虚拟现实的应用。

仍在上述实施例中，根据上述实施例的计算结果，如果增强现实设备在虚拟坐标系中的位置为c(x1，y1，z1)，空调出风口在虚拟坐标系的位置为(x3，y3，z3)，则还可以得到增强现实设备与空调出风口的相对位置(δx，δy，δz)＝|(x1，y1，z1)-(x3，y3，z3)|＝|(ηx+nΔx1，ηy+nΔy1，ηz+nΔz1)|，其中，δ轴平移距离，表示空调的位置的部位可以是“空调的整体中轴线”，也可以是“空调出风部件的中轴线”，上述实施例中采用“空调出风部件的中轴线”表示空调的位置。

作为一种可选的实施例，在增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置之后，上述方法还包括：增强现实设备确定在虚拟坐标系中，任意一个被定位设备相对其他被定位设备的位置。

上述方案通过被定位设备在虚拟坐标系中的位置，确定一个被定位设备相对于其他被定位设备的位置，从而建立起房间内所有被定位设备的位置坐标体系。

上述方案中的被定位设备可以是任意家电，在一种可选的实施例中，可以对室内任意家电创建带二维码的拟真模型，以确定二维码在家电表面的相对位置。通过扫描识别二维码定位该二维码在虚拟坐标系中的位置坐标，再获取该二维码对应家电在虚拟坐标体系上的位置坐标。从而建立基于整个房间的家电家具相对位置坐标体系。可以用于对家居的智能控制的场景。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种设备的定位装置的实施例，图3是根据本发明实施例的设备的定位装置的示意图，如图3所示，该装置包括：

扫描模块30，用于增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取标识在虚拟坐标系中的第一位置。

第一获取模块32，用于增强现实设备获取标识在被定位设备表面的第二位置。

确定模块34，用于增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置。

作为一种可选的实施例，上述装置还包括：第二获取模块，用于增强现实设备获取预设模型，其中，预设模型用于记录被定位设备和标识的位置关系；第一获取模块包括：确定子模块，用于增强现实设备基于预设模型，获取第二位置。

作为一种可选的实施例，上述装置还包括：接收模块，用于在增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，确定标识在虚拟坐标系中的第一位置之前，增强现实设备接收触发指令，其中，触发指令用于指示需要对被定位设备进行定位；建立模块，用于增强现实设备根据触发指令的触发，建立虚拟坐标系。

作为一种可选的实施例，建立模块包括：采集子模块，用于增强现实设备采集被定位设备所在环境内相邻的多帧图像；提取子模块，用于增强现实设备提取多帧图像中的图像特征点；建立子模块，用于增强现实设备根据相邻的多帧图像中的图像特征点，建立虚拟坐标系。

作为一种可选的实施例，上述装置还包括：第一位置确定模块，用于在增强现实设备根据触发指令的触发，建立虚拟坐标系之后，方法还包括：增强现实设备确定增强现实设备在虚拟坐标体系中的位置；第二位置确定模块，用于在增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置之后，方法还包括：增强现实设备确定在虚拟坐标系中，增强现实设备相对于被定位设备的位置。

作为一种可选的实施例，上述装置还包括：第三位置确定模块，用于在增强现实设备根据第一位置和第二位置，确定被定位设备在虚拟坐标系中的位置之后，增强现实设备确定在虚拟坐标系中，任意一个被定位设备相对其他被定位设备的位置。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行实施例1中的设备的定位方法。

实施例4

根据本发明实施例，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行实施例1中的设备的定位方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种设备的定位方法，其特征在于，包括：

增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取所述标识在虚拟坐标系中的第一位置；

所述增强现实设备获取所述标识在所述被定位设备表面的第二位置；

所述增强现实设备根据所述第一位置和所述第二位置，确定所述被定位设备在所述虚拟坐标系中的位置；

在所述增强现实设备根据所述第一位置和所述第二位置，确定所述被定位设备在所述虚拟坐标系中的位置之后，所述方法还包括：所述增强现实设备确定在所述虚拟坐标系中，任意一个被定位设备相对其他被定位设备的位置；

在所述增强现实设备根据所述第一位置和所述第二位置，确定所述被定位设备在所述虚拟坐标系中的位置之前，所述方法还包括：

所述增强现实设备获取预设模型，其中，所述预设模型用于记录所述被定位设备和所述标识的位置关系；

所述增强现实设备获取所述标识在所述被定位设备表面的第二位置，包括：

所述增强现实设备基于所述预设模型，获取所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，确定所述标识在虚拟坐标系中的第一位置之前，所述方法还包括：

所述增强现实设备接收触发指令，其中，所述触发指令用于指示需要对所述被定位设备进行定位；

所述增强现实设备根据所述触发指令的触发，建立所述虚拟坐标系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述增强现实设备根据所述触发指令的触发，建立所述虚拟坐标系，包括：

所述增强现实设备采集所述被定位设备所在环境内相邻的多帧图像；

所述增强现实设备提取所述多帧图像中的图像特征点；

所述增强现实设备根据相邻的多帧图像中的图像特征点，建立所述虚拟坐标系。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

在所述增强现实设备根据触发指令的触发，建立所述虚拟坐标系之后，所述方法还包括：所述增强现实设备确定所述增强现实设备在所述虚拟坐标系中的位置；

在所述增强现实设备根据所述第一位置和所述第二位置，确定所述被定位设备在所述虚拟坐标系中的位置之后，所述方法还包括：所述增强现实设备确定在所述虚拟坐标系中，所述增强现实设备相对于所述被定位设备的位置。

5.一种设备的定位装置，其特征在于，包括：

扫描模块，用于增强现实设备通过扫描设置在被定位设备表面的标识，获取所述标识在虚拟坐标系中的第一位置；

第一获取模块，用于所述增强现实设备获取所述标识在所述被定位设备表面的第二位置；

确定模块，用于所述增强现实设备根据所述第一位置和所述第二位置，确定所述被定位设备在所述虚拟坐标系中的位置；

所述装置还包括：第三位置确定模块，用于在所述增强现实设备根据所述第一位置和所述第二位置，确定所述被定位设备在所述虚拟坐标系中的位置之后，所述增强现实设备确定在所述虚拟坐标系中，任意一个被定位设备相对其他被定位设备的位置；

所述装置还包括：

第二获取模块，用于所述增强现实设备获取预设模型，其中，所述预设模型用于记录所述被定位设备和所述标识的位置关系；

所述第一获取模块包括：确定子模块，用于所述增强现实设备基于所述预设模型，获取所述第二位置。

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至4中任意一项所述的设备的定位方法。

7.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至4中任意一项所述的设备的定位方法。

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