CN102831816B - 一种提供实时场景地图的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地理信息系统技术领域，提供了一种提供实时场景地图的装置，通过单个头盔设备上的摄像头实时拍摄头盔设备周围的场景图像，并将拍摄的场景图像传输给计算机进行处理，能够实时地获得三维场景地图；同一场景中，通过至少3个头盔设备拍摄物体不同角度的场景图像，并由计算机进行融合拼接，能够获得物体的三维全貌图；在不同场景中，通过多个头盔设备之间的相互通讯，可以使单个头盔设备获取其他头盔设备拍摄的场景图像，从而获得大范围的实时场景地图；通过每个头盔设备和中间服务器进行通讯，使单个头盔设备可以根据自己的需要获取不同场景处的场景图像，也能获得大范围的实时场景地图。

Description

一种提供实时场景地图的装置

技术领域

本发明涉及地理信息系统技术领域，特别是涉及一种提供实时场景地图的装置。

背景技术

地图是用来描述地理位置、场景信息的一种方式，主要通过人工测绘、摄像头捕捉周围的画面来获得。随着科学技术的发展，GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)导航定位系统已经广泛应用于当今的生活中。例如网络上的电子地图、导航仪等。但目前的大部分地图主要是二维的平面地图，只能够提供精度有限的二维几何位置信息。而能够提供更丰富的场景信息的三维地图还很少，且现有的三维地图的区域性有限制，例如只提供街景的三维地图，而且不是实时的三维地图。

现有的一种三维场景地图是街景地图。街景地图是一种实景地图服务，为用户提供城市、街道或其他环境的360度全景图像，用户可以通过该服务获得如临其境的地图浏览体验。通过街景，只要坐在电脑前就可以真实的看到街道上的高清景象。还有一种方案是通过在单个设备上安装的摄像头拍摄周围的场景，获得场景地图信息。

公开号为CN101719130A的中国专利公开了一种街景地图的实现方法和实现系统，通过携带GPS模块的采集设备动态采集街景媒体数据及地理位置信息并上传给中心平台，中心平台根据要浏览的地理位置信息，查询并播放对应的录像文件。

公开号为CN101685022A的中国专利公开了一种可即时生成立体地图影像的方法及其相关导航系统。该系统通过两个摄像头从不同角度拍摄到的同一区域的图像合成3D图像，同时利用全球定位系统获得该区域的位置数据，并显示器上显示该区域立体图像以及地图数据。

这些现有技术的不足之处是：街景地图虽拍摄到了路面的三维场景，但只局限于街道以及一些特定地方的场景，很少提供其他地方的地图。而且这些地图数据都是由人工测绘时拍摄到的照片，工作量大，也不具有实时性，不能提供实时的场景信息。另外，单个或两个设备上的摄像头只能获得当前位置的场景，获得的场景范围小，而且只能获得一定视角范围内的图像，不能得到物体的全貌。

发明内容

本发明的目的在于通过一种提供实时场景地图的装置，获得实时的三维场景地图。

本发明的另一目的在于通过一种提供实时场景地图的装置，获得场景中的物体的三维全貌图。

本发明的又一目的在于通过一种提供实时场景地图的装置，获得大范围的实时场景地图。

本发明采用如下技术方案：

一种提供实时场景地图的装置，所述装置包括头盔设备和计算机；所述头盔设备包括头盔本体、无线通讯模块和多个摄像头；所述摄像头安装于头盔本体四周并与无线通讯模块连接，所述无线通讯模块与计算机进行通讯；所述摄像头实时拍摄头盔设备周围的场景图像并将拍摄的场景图像通过无线通讯模块传输给计算机；所述计算机接收和处理所述场景图像。

优选地，所述摄像头为至少4个，分别安装于头盔本体四周的前后左右四面。

优选地，所述计算机处理场景图像为：所述计算机将接收到的场景图像进行融合拼接，得到场景的360度全景图像。

优选地，所述摄像头将拍摄的场景图像发送给一显示装置，所述显示装置用来显示单个摄像头拍摄到的场景图像。

优选地，所述计算机将处理后的场景图像发送给一显示装置，所述显示装置用来显示融合拼接后的所述360度全景图像。

优选地，所述显示装置为安装于头盔本体上的显示屏或者远程的显示屏；当所述显示装置为安装于头盔本体上的显示屏时，所述单个摄像头拍摄到的场景图像由摄像头发送给显示屏，所述360度全景图像由计算机通过无线通讯模块传输给显示屏；当所述显示装置为远程的显示屏时，所述单个摄像头拍摄到的场景图像由摄像头通过无线通讯模块传输给显示屏，所述360度全景图像由计算机发送给显示屏。

优选地，所述安装于头盔本体上的显示屏为眼镜式微型显示屏。

本发明还提供了一种提供实时场景地图的装置，所述装置包括计算机、显示装置和上述的头盔设备；所述头盔设备设有至少3个，所述头盔设备位于同一场景中，通过头盔设备获得场景中物体不同角度的场景图像；所述计算机将物体不同角度的场景图像进行融合拼接得到物体的三维全貌图，并发送给显示装置进行显示。

本发明还提供了一种提供实时场景地图的装置，所述装置包括计算机、显示装置和上述的头盔设备；所述头盔设备位于不同场景中；头盔设备之间进行相互通讯，通讯方式为每两个头盔设备之间通过计算机通讯，头盔设备之间通过相互通讯获取其他头盔设备拍摄的场景图像；所述显示装置用于显示场景图像。

本发明还提供了一种提供实时场景地图的装置，所述装置包括中间服务器、显示装置和上述的头盔设备；每个头盔设备和中间服务器进行通讯，中间服务器接收所有头盔设备拍摄的场景图像并处理，中间服务器将场景图像提供给与其通讯的每个头盔设备；每个头盔设备根据自己的需要获取不同场景处的场景图像；所述显示装置用于显示场景图像。

本发明公开的提供实时场景地图的装置，通过单个头盔设备上的摄像头实时拍摄头盔设备周围的场景图像，并将拍摄的场景图像传输给计算机进行处理，能够实时地获得三维场景地图；同一场景中，通过至少3个头盔设备拍摄物体不同角度的场景图像，并由计算机进行融合拼接，能够获得物体的三维全貌图；在不同场景中，通过多个头盔设备之间的相互通讯，可以使单个头盔设备获取其他头盔设备拍摄的场景图像，从而获得大范围的实时场景地图；通过每个头盔设备和中间服务器进行通讯，使单个头盔设备可以根据自己的需要获取不同场景处的场景图像，也能获得大范围的实时场景地图。

附图说明

图1为本发明实施例1一种提供实时场景地图的装置的结构框图；

图2为本发明实施例1一种提供实时场景地图的装置中头盔设备的结构示意图；

图3为本发明实施例2一种提供实时场景地图的装置的结构框图；

图4为本发明实施例2一种提供实时场景地图的装置中生成三维场景地图的流程图；

图5为本发明实施例3一种提供实时场景地图的装置的结构框图；

图6为本发明实施例4一种提供实时场景地图的装置的结构示意图；

图7为本发明实施例5一种提供实时场景地图的装置的结构示意图；

图8为本发明实施例6一种提供实时场景地图的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种提供实时场景地图的装置，所述装置包括头盔设备和计算机；所述头盔设备包括头盔本体、无线通讯模块和多个摄像头；所述摄像头安装于头盔本体四周并与无线通讯模块连接，所述无线通讯模块与计算机进行通讯；所述摄像头实时拍摄头盔设备周围的场景图像并将拍摄的场景图像通过无线通讯模块传输给计算机；所述计算机接收和处理所述场景图像。

本发明实施例还提供了一种提供实时场景地图的装置，所述装置包括计算机、显示装置和上述的头盔设备；所述头盔设备设有至少3个，所述头盔设备位于同一场景中，通过头盔设备获得场景中物体不同角度的场景图像；所述计算机将物体不同角度的场景图像进行融合拼接得到物体的三维全貌图，并发送给显示装置进行显示。

本发明实施例还提供了一种提供实时场景地图的装置，所述装置包括计算机、显示装置和上述的头盔设备；所述头盔设备位于不同场景中；头盔设备之间进行相互通讯，通讯方式为每两个头盔设备之间通过计算机通讯，头盔设备之间通过相互通讯获取其他头盔设备拍摄的场景图像；所述显示装置用于显示场景图像。

本发明实施例还提供了一种提供实时场景地图的装置，所述装置包括中间服务器、显示装置和上述的头盔设备；每个头盔设备和中间服务器进行通讯，中间服务器接收所有头盔设备拍摄的场景图像并处理，中间服务器将场景图像提供给与其通讯的每个头盔设备；每个头盔设备根据自己的需要获取不同场景处的场景图像；所述显示装置用于显示场景图像。

本发明公开的提供实时场景地图的装置，通过单个头盔设备上的摄像头实时拍摄头盔设备周围的场景图像，并将拍摄的场景图像传输给计算机进行处理，能够实时地获得三维场景地图；同一场景中，通过至少3个头盔设备拍摄物体不同角度的场景图像，并由计算机进行融合拼接，能够获得物体的三维全貌图；在不同场景中，通过多个头盔设备之间的相互通讯，可以使单个头盔设备获取其他头盔设备拍摄的场景图像，从而获得大范围的实时场景地图；通过每个头盔设备和中间服务器进行通讯，使单个头盔设备可以根据自己的需要获取不同场景处的场景图像，也能获得大范围的实时场景地图。

实施例1：

请参阅图1和图2所示，图1为本发明实施例1一种提供实时场景地图的装置的结构框图，图2为本发明实施例1一种提供实时场景地图的装置中头盔设备的结构示意图。该装置包括头盔设备1和计算机2。头盔设备1包括头盔本体11、无线通讯模块12和多个摄像头13，摄像头13安装于头盔本体11四周，能够实时地捕捉到头盔设备1周围的场景信息。为了能够拍摄到三维场景地图，摄像头13的个数设置为至少4个，本实施例中设有4个，分别安装于头盔本体11四周的前后左右四个面上。摄像头13与无线通讯模块12连接，无线通讯模块12与计算机2进行无线通讯。摄像头13实时拍摄头盔设备1周围的场景图像并将拍摄的场景图像通过无线通讯模块12传输给计算机2。计算机2接收和处理场景图像。在本实施例中，计算机2对场景图像的处理为：计算机2将接收到的场景图像进行融合拼接，得到场景的360度全景图像，也即三维场景地图。

本实施例通过单个头盔设备1上的摄像头13实时拍摄头盔设备1周围的场景图像，并将拍摄的场景图像传输给计算机2进行处理，能够实时地获得三维场景地图。

实施例2.

请参阅图3所示，为本发明实施例2一种提供实时场景地图的装置的结构框图。本实施例在实施例1的基础上增加了显示装置。本实施例中的显示装置为安装于头盔本体11上的显示屏14。因显示屏14安装于头盔本体11上，故对其体积有一定的要求，一般选择小体积的显示屏14为最佳。本实施例中，显示屏14采用眼镜式微型显示屏。摄像头13将拍摄到的场景图像发送给显示屏14，显示屏14可直接用来显示单个摄像头13拍摄到的场景图像。除此以外，计算机2还将处理后的360度全景图像通过无线通讯模块12传输给显示屏14，因此显示屏14还可用来显示融合拼接后的360度全景图像。

请参阅图4所示，为本发明实施例2一种提供实时场景地图的装置中生成三维场景地图的流程图。其具体流程包括：

1、头盔设备上安装的N个摄像头(N≥4)实时地获取头盔设备周围不同方向上的图像，获取的图像包括图像1、图像2……图像N。

2、摄像头获取的场景图像通过无线通讯模块传输给计算机。

3、计算机合成三维场景地图。

4、计算机将合成的三维场景地图发送给微型显示屏进行显示。

通过本实施例提供的提供实时场景地图的装置，头盔设备的使用者可以选择从眼镜式微型显示屏上观看不同方向上的场景画面，例如正前方、正后方、左边、右边等。这些不同角度的图像在经过图像融合拼接后能够得到360度全景图像，这样就实时地获得了头盔设备周围的三维场景地图信息(也即全景地图信息)，该三维场景地图信息也可以通过眼镜式微型显示屏进行显示。

实施例3：

请参阅图5所示，为本发明实施例3一种提供实时场景地图的装置的结构框图。本实施例与实施例2的区别在于：本实施例中的显示装置为远程的显示屏3，该远程显示屏3一般位于控制中心，显示屏3同时与控制中心的计算机2连接。显示屏3可以是本实施例中的计算机2自身的显示屏3，也可以是单独设置的显示屏3。摄像头13将拍摄到的场景图像通过无线通讯模块12传输给计算机2，再由计算机2发送给显示屏3，显示屏3可用来显示单个摄像头13拍摄到的场景图像。除此以外，计算机2还将处理后的360度全景图像直接发送给显示屏3，因此显示屏3还可用来显示融合拼接后的360度全景图像。

通过本实施例提供的三维场景地图有很多应用场合，例如在机器人探险时，将头盔设备安装在机器人上，把机器人周围的三维场景地图信息实时地发送给控制中心，控制中心可以通过显示屏3以自己的角度观看机器人周围的360度场景。

实施例4：

请参阅图6所示，为本发明实施例4一种提供实时场景地图的装置的结构示意图。该装置包括计算机(图中未示出)、显示装置(图中未示出)和实施例1、实施例2或者实施例3提供的头盔设备1。头盔设备1设有至少3个，且位于同一场景中，通过头盔设备1获得同一场景中物体不同角度的场景图像。计算机将物体不同角度的场景图像进行融合拼接得到物体的三维全貌图，并发送给显示装置进行显示。

当多个头盔设备1在同一个场景中时，不同的头盔设备1上能够得到场景中同一物体(例如本实施例中为一棵大树5)的不同角度的图像。可以选择从不同头盔设备1上的不同摄像头13获取的图像观看该大树5，从而能够观察到大树5不同角度的图像。经过计算机处理能够实时地得到场景中大树5的三维全貌图。本实施例不仅能够通过单个头盔设备1实时地获得三维场景地图，而且在同一场景中通过多个头盔设备1(至少3个)从不同角度获得的同一物体的图像，还能获得物体的三维全貌图。

实施例5：

请参阅图7所示，为本发明实施例5一种提供实时场景地图的装置的结构示意图。该装置包括计算机2、显示装置(显示装置为安装于头盔本体上的显示屏或者远程的显示屏，当显示装置为远程的显示屏时，可以是本实施例中的计算机2自身的显示屏，也可以是单独设置的显示屏)和实施例1、实施例2或者实施例3提供的头盔设备1。头盔设备1位于不同场景中。头盔设备1之间进行相互通讯，通讯方式为每两个头盔设备1之间通过计算机通讯，头盔设备1之间通过相互通讯获取其他头盔设备1拍摄的场景图像。显示装置用于显示场景图像。

当多个头盔设备1在不同场景中时，每个头盔设备1都能通过计算机2获得各自周围的场景信息，通过通讯，每个头盔设备1的使用者可以得到其他头盔设备1所获得的场景信息，而非局限于使用者自己当前所处位置的场景信息。本实施例不仅能够通过单个头盔设备1实时地获得三维场景地图，而且多个头盔设备1之间相互通讯，可以使单个头盔设备1获取其他头盔设备1拍摄的场景图像，从而由多个不同位置的场景地图构成大范围的实时场景地图。

实施例6：

请参阅图8所示，为本发明实施例6一种提供实时场景地图的装置的结构示意图。本实施例与实施例5的区别在于：本实施例是通过中间服务器4的处理进行头盔设备1之间的通讯。该装置包括中间服务器4、显示装置(图中未示出)和实施例1、实施例2或者实施例3提供的头盔设备1。每个头盔设备1和中间服务器4进行通讯，中间服务器4接收所有头盔设备1拍摄的场景图像并处理，中间服务器4将场景图像提供给与其通讯的每个头盔设备1。每个头盔设备1根据自己的需要获取不同场景处的场景图像。显示装置用于显示场景图像。其中，中间服务器4也可以称之为云服务器。

每个头盔设备1和云服务器4通讯，云服务器4得到所有的头盔设备1所在场景的信息后，经过综合处理后，再把其他地方的场景信息提供给每一个头盔设备1。各个头盔设备1可以根据自己的需要获得不同场景处的地图信息。本实施例不仅能够通过单个头盔设备1实时地获得三维场景地图，还能通过多个头盔设备1之间相互通讯，由多个不同位置的场景地图构成大范围的实时场景地图。

通过本发明上述实施例提供的提供实时场景地图的装置，不仅能够得到实时的三维场景信息，通过多个头盔设备之间相互通讯，同一场景中的不同头盔设备上的摄像头能够从不同角度拍摄到同一物体，从而能够获得物体的三维全貌信息；而且，通过多个头盔设备之间的相互通讯，还能够获得大范围的场景地图，而非局限于当前位置范围的场景地图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种提供实时场景地图的装置，其特征在于，所述装置包括头盔设备和计算机；所述头盔设备包括头盔本体、无线通讯模块和多个摄像头；所述摄像头安装于头盔本体四周并与无线通讯模块连接，所述无线通讯模块与计算机进行通讯；所述摄像头实时拍摄头盔设备周围的场景图像并将拍摄的场景图像通过无线通讯模块传输给计算机；所述计算机接收和处理所述场景图像；

所述摄像头为至少4个，分别安装于头盔本体四周的前后左右四面；

所述计算机处理场景图像为：所述计算机将接收到的场景图像进行融合拼接，得到场景的360度全景图像；

所述摄像头将拍摄的场景图像发送给一显示装置，所述显示装置用来显示单个摄像头拍摄到的场景图像；或者所述计算机将处理后的场景图像发送给一显示装置，所述显示装置用来显示融合拼接后的所述360度全景图像；

所述显示装置为安装于头盔本体上的显示屏或者远程的显示屏；当所述显示装置为安装于头盔本体上的显示屏时，所述单个摄像头拍摄到的场景图像由摄像头发送给显示屏，所述360度全景图像由计算机通过无线通讯模块传输给显示屏；当所述显示装置为远程的显示屏时，所述单个摄像头拍摄到的场景图像由摄像头通过无线通讯模块传输给显示屏，所述360度全景图像由计算机发送给显示屏。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装于头盔本体上的显示屏为眼镜式微型显示屏。

3.一种提供实时场景地图的装置，其特征在于，所述装置包括计算机、显示装置和权利要求1～2任一项所述的头盔设备；所述头盔设备设有至少3个，所述头盔设备位于同一场景中，通过头盔设备获得场景中物体不同角度的场景图像；所述计算机将物体不同角度的场景图像进行融合拼接得到物体的三维全貌图，并发送给显示装置进行显示。

4.一种提供实时场景地图的装置，其特征在于，所述装置包括计算机、显示装置和权利要求1～2任一项所述的头盔设备；所述头盔设备位于不同场景中；头盔设备之间进行相互通讯，通讯方式为每两个头盔设备之间通过计算机通讯，头盔设备之间通过相互通讯获取其他头盔设备拍摄的场景图像；所述显示装置用于显示场景图像。

5.一种提供实时场景地图的装置，其特征在于，所述装置包括中间服务器、显示装置和权利要求1～2任一项所述的头盔设备；每个头盔设备和中间服务器进行通讯，中间服务器接收所有头盔设备拍摄的场景图像并处理，中间服务器将场景图像提供给与其通讯的每个头盔设备；每个头盔设备根据自己的需要获取不同场景处的场景图像；所述显示装置用于显示场景图像。