蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，日前，美國專利商標(biāo)局（U.S. Patent and Trademark Office）授予蘋果公司一項新專利：工業(yè)增強(qiáng)現(xiàn)實攝像頭系統(tǒng)（industrial Augmented Reality camera system）。該系統(tǒng)與在真實環(huán)境中將數(shù)字信息投影到真實物體上的方法和系統(tǒng)有關(guān)。

（圖片來源：patentlyapple.com）

蘋果公司在該專利的背景中指出，增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）系統(tǒng)可通過計算機(jī)生成的數(shù)字信息直接、直觀地增強(qiáng)真實環(huán)境。例如，這種數(shù)字信息是能夠增強(qiáng)真實環(huán)境中視覺印象的虛擬信息。典型應(yīng)用有基于投影儀的AR、投影AR或空間AR。

數(shù)字信息可以是任何類型的可視數(shù)據(jù)，如真實物體、文本、圖形、視頻或上述物體的組合。通過使用投影儀將計算機(jī)生成的數(shù)字信息投射至全部或部分真實環(huán)境中的真實物體表面，就可以直接增強(qiáng)真實環(huán)境。投影AR具有許多應(yīng)用場景，例如架構(gòu)設(shè)計的原型、汽車制造、新穎計算機(jī)用戶界面開發(fā)所需的普適計算以及信息顯示。但蘋果公司尚未宣布是否將在泰坦項目中使用該發(fā)明。在工業(yè)領(lǐng)域，投影AR也被稱為“投影或空間增強(qiáng)現(xiàn)實”。

為了實現(xiàn)投影式視覺數(shù)字信息與在真實環(huán)境中增強(qiáng)的真實物體對齊，就必須了解真實物體與投影儀之間的空間變換。為此，系統(tǒng)需要經(jīng)常執(zhí)行校準(zhǔn)程序，從而評估基于2D-2D、2D-3D或3D-3D對應(yīng)關(guān)系的空間轉(zhuǎn)換，這對于構(gòu)建投影AR系統(tǒng)來說非常具有挑戰(zhàn)性。而這樣的校準(zhǔn)過程通常需要使用攝像頭。

為計算投影儀和真實物體間的空間變換，業(yè)界已經(jīng)提出并開發(fā)出許多校準(zhǔn)方法。其中一種方法是通過使用攝像頭和投影儀在汽車儀表盤上顯示視覺數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)一次校準(zhǔn)，攝像頭和投影儀應(yīng)該連接牢固。攝像頭獲得的視覺數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，可大概判斷投影儀汽車的外部特征（如相對空間位置和方向）。

攝像頭還可檢測出汽車上的標(biāo)記，從而評估攝像頭和汽車之間的空間變換，確定投影儀和汽車之間的空間變換。但該方法的問題在于必須預(yù)先測量標(biāo)記相對于汽車坐標(biāo)系的位置和方向。而商用投影AR系統(tǒng)Extend3D，可基于與投影儀牢固連接的攝像頭傳感器追蹤一組數(shù)據(jù)標(biāo)記。

真實環(huán)境中在真實物體上投影數(shù)字信息系統(tǒng)

蘋果公司的此次發(fā)明提供了一套在真實環(huán)境中將數(shù)字信息投影在真實物體上的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：可見光投影儀，可適用于在真實環(huán)境中將數(shù)字信息投影在真實物體或其部分上；攝像頭，可使用投影數(shù)字信息捕獲至少一個真實物體的圖像；深度傳感器，內(nèi)置于攝像頭中，可捕獲真真實物體或其部分的深度數(shù)據(jù)；處理部件，可用于基于一個以上圖像和深度數(shù)據(jù)計算可見光投影儀和真實物體間的空間轉(zhuǎn)換。

根據(jù)特定安裝方式，在優(yōu)選實施例中，該方法包含基于已知真實物體的3D模型評估RGB-D攝像頭系統(tǒng)和真實物體間的空間變換，計算投影儀的固有參數(shù)和投影儀和真實物體間的空間轉(zhuǎn)換（基于使用投影儀在真實物體或其部分的一個或多個表面上投影一個或多個視覺圖像），以及使用RGB-D攝像頭捕獲投影視覺圖案的深度圖。

下圖1A展示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的示例性系統(tǒng)設(shè)置，其中，RGB-D攝像頭系統(tǒng)與可見光投影儀連接不貼合；圖3展示了根據(jù)本發(fā)明實例的方法流程圖。

蘋果專利圖1A、3（圖片來源：patentlyapple.com）

下圖5展示了包括可見光投影儀和RGB-D攝像頭系統(tǒng)在內(nèi)的示例性手持設(shè)備，圖6展示了包括可見光投影儀和RGB-D攝像頭系統(tǒng)的示例性頭戴式設(shè)備。

蘋果專利圖5、6（圖片來源：patentlyapple.com）

下圖7展示了根據(jù)本發(fā)明的有利硬件設(shè)置。

蘋果專利圖7（圖片來源：patentlyapple.com）

專利聲明所列發(fā)明人中，一位是英特爾前職員、計算機(jī)視覺機(jī)器學(xué)習(xí)高級工程經(jīng)理Selim BenHimane；一位是高級機(jī)器學(xué)習(xí)經(jīng)理Daniel Kurz，在蘋果收購虛擬現(xiàn)實初創(chuàng)公司Metaio時加入蘋果。該專利似乎最初來自Metaio。

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