基于射頻識別和景深感知技術(shù)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)及工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)，尤其指代一種基于射頻識別技術(shù)和景深感知技術(shù)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)及工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別(RFID)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。
[0003]隨著射頻識別、無線通信技術(shù)、景深感知技術(shù)的發(fā)展，基于射頻識別(RFID)技術(shù)和景深感知技術(shù)的新型應(yīng)用模式備受關(guān)注。借助于非接觸式的自動識別能力和無線信號傳輸技術(shù)，RFID系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的自動抽取、室內(nèi)定位再配合景深感知設(shè)備提供的位置信息，最終達(dá)到現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)的效果，讓用戶能夠在視頻畫面中看到豐富的物體信息。因此，如何能夠?qū)⑸鲜鋈叩募夹g(shù)有效地結(jié)合并應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域成為業(yè)界技術(shù)人員日益關(guān)心、研宄的技術(shù)課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對于上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于射頻識別和景深感知技術(shù)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)及工作方法，通過景深感知設(shè)備刻畫物體的位置信息、分辨不同物體；通過射頻識別技術(shù)獲取物體詳細(xì)信息；通過射頻識別的無線信號強(qiáng)弱以及不同距離標(biāo)簽的激活功率進(jìn)行物體的室內(nèi)定位；通過終端算法對景深感知設(shè)備和射頻識別的輸入進(jìn)行匹配處理，最終實(shí)時(shí)的顯示，完成所見即所得的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種基于射頻識別和景深感知技術(shù)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)，包括:
可旋轉(zhuǎn)的搭載平臺，其上帶有用于固定閱讀器天線和景深感知設(shè)備的模塊，確保閱讀器天線和景深感知設(shè)備相對位置的固定；
RFID標(biāo)簽，其附于被識別的物體上，RFID標(biāo)簽中包含有被識別物體的詳細(xì)信息；閱讀器天線，其固定于上述可旋轉(zhuǎn)的搭載平臺上，發(fā)射RFID閱讀器的命令，并接收RFID標(biāo)簽返回的信號；
RFID閱讀器，其嵌入在可旋轉(zhuǎn)的搭載平臺上，接收閱讀器天線讀取的RFID標(biāo)簽信息，并能通過無線通信方式將獲得的信息經(jīng)無線接入點(diǎn)傳輸?shù)教幚斫K端；
景深感知設(shè)備，其固定于上述可旋轉(zhuǎn)的搭載平臺上，和閱讀器天線相對位置固定，獲取環(huán)境中用于識別的物體圖像數(shù)據(jù)和景深數(shù)據(jù)；
處理終端，用于接收景深數(shù)據(jù)和視野內(nèi)圖像數(shù)據(jù)，通過無線接入點(diǎn)接收RFID閱讀器發(fā)送的數(shù)據(jù)并處理，將處理后的數(shù)據(jù)通過無線接入點(diǎn)傳輸給交互終端，與交互終端完成數(shù)據(jù)交互，同時(shí)接收交互終端指令，控制搭載平臺、景深感知設(shè)備和RFID閱讀器；
交互終端，其通過無線接入點(diǎn)與處理終端進(jìn)行交互，控制處理終端，接收處理終端數(shù)據(jù)并向用戶展示處理后的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)圖像； 無線接入點(diǎn)，其接收RFID閱讀器的信息并與處理終端進(jìn)行交互，完成搭載平臺和交互終端的數(shù)據(jù)交互。
[0006]優(yōu)選地，所述RFID閱讀器及其RFID標(biāo)簽為超高頻RFID標(biāo)簽讀取模塊及超高頻RFID標(biāo)簽，超高頻RFID標(biāo)簽讀取模塊通過EPC Global Cl G2協(xié)議讀寫超高頻RFID標(biāo)簽。
[0007]優(yōu)選地，所述景深感知設(shè)備能夠獲得視野內(nèi)物體景深數(shù)據(jù)以及獲得的圖像。
[0008]優(yōu)選地，所述RFID閱讀器帶有無線模塊，該模塊通過802.11協(xié)議連接至上述無線接入點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明還提供一種基于射頻識別和景深感知技術(shù)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)的工作方法，包括如下步驟:
RFID閱讀器通過閱讀器天線發(fā)送860-960MHZ頻率的信號，掃描物體上的RFID標(biāo)簽，讀取標(biāo)簽的用戶區(qū)數(shù)據(jù)，獲取物體的基本信息，同時(shí)獲得返回的RSSI信號強(qiáng)度值；
RFID閱讀器通過無線接入點(diǎn)將獲得物品的基本信息和RSSI值傳輸給處理終端； 景深感知設(shè)備獲取物體的實(shí)時(shí)圖像，返回視野內(nèi)物體的景深數(shù)據(jù)到處理終端；
處理終端將接收到的上述數(shù)據(jù)信息通過快速匹配、功率步進(jìn)和連續(xù)掃描三種工作方法進(jìn)行處理，根據(jù)工作方法通過無線接入點(diǎn)有需要的控制RFID閱讀器的功率以及搭載平臺的旋轉(zhuǎn)，處理后得到圖像上物體的所附RFID標(biāo)簽上的用戶區(qū)信息并顯示；
交互終端通過無線接入點(diǎn)與處理終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，獲取處理終端數(shù)據(jù)，向用戶顯示現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)效果。
[0010]優(yōu)選地，上述步驟中三種工作方法具體包括:
快速匹配，即通過RFID閱讀器獲取距離閱讀器天線不同距離標(biāo)簽的返回功率不同來區(qū)分標(biāo)簽先后順序，通過景深感知設(shè)備獲取不同位置物體的景深分布，基于閱讀器天線與景深感知設(shè)備的相對位置固定，將不同返回功率區(qū)分的標(biāo)簽順序與不同景深的物體對應(yīng)匹配；
功率步進(jìn)，即在快速匹配的基礎(chǔ)上，通過動態(tài)調(diào)整RFID閱讀器功率逐漸地從近到遠(yuǎn)激活標(biāo)簽，將標(biāo)簽被激活時(shí)的功率按照從小到大對應(yīng)標(biāo)簽的從近到遠(yuǎn)，對于激活功率一致的情況用返回信號強(qiáng)度進(jìn)行區(qū)分；
連續(xù)掃描，即交互終端通過無線接入點(diǎn)控制搭載平臺有規(guī)律的面對待識別區(qū)域進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，RFID閱讀器和景深感知設(shè)備在旋轉(zhuǎn)過程中連續(xù)的獲取數(shù)據(jù)，RFID閱讀器在旋轉(zhuǎn)結(jié)束后能獲得每個(gè)標(biāo)簽的返回信號強(qiáng)度曲線，曲線的均值作為一個(gè)維度，曲線的拐點(diǎn)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度作為一個(gè)維度，景深感知設(shè)備在旋轉(zhuǎn)結(jié)束后能獲得每個(gè)物體的景深值構(gòu)成的曲線，曲線的均值作為一個(gè)維度，曲線的拐點(diǎn)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度作為一個(gè)維度，最后將各自獲得的兩個(gè)維度進(jìn)行對應(yīng)匹配。
[0011]本發(fā)明的一種基于射頻識別和景深感知技術(shù)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)使用景深感知技術(shù)來區(qū)分不同的物體，相對于二維的圖像處理，更加高效、簡單，而針對于景深感知技術(shù)不能區(qū)分出物體的特性，則采用射頻技術(shù)去主動獲取物體詳細(xì)信息，用這些信息標(biāo)記景深感知技術(shù)區(qū)分出的物體，達(dá)到現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)的效果。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
本系統(tǒng)相比于基于圖像處理的物體識別系統(tǒng)，得到的不僅僅是物體的共性特征，而是存儲在每個(gè)射頻標(biāo)簽內(nèi)單個(gè)物體的個(gè)性特征，把更加豐富的信息快速方便的展示給用戶，具體表現(xiàn)為:
1、方法簡單:景深感知設(shè)備能夠直接獲取數(shù)據(jù)，射頻模塊也能直接獲取數(shù)據(jù)，這兩者并不需要復(fù)雜的方法去處理數(shù)據(jù)，所獲取的數(shù)據(jù)通過簡單的處理就可以直接使用。
[0013]2、現(xiàn)實(shí)增強(qiáng):用戶可以從該系統(tǒng)中直接獲得視野內(nèi)物體的詳細(xì)信息，例如產(chǎn)地、價(jià)格、材質(zhì)以及詳細(xì)鏈接等等，達(dá)到所見即所得的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0014]圖1繪示本發(fā)明系統(tǒng)的場景結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2繪示本發(fā)明基于射頻識別和景深感知技術(shù)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。
[0016]圖3繪示本發(fā)明中射頻識別部分的工作原理圖。
[0017]圖4繪示本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖5繪示本發(fā)明系統(tǒng)的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。
[0020]參照圖1所示，本發(fā)明的一種基于射頻識別和景深感知技術(shù)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)主要包括搭載平臺和交互終端，二者通過無線接入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，該搭載平臺上設(shè)有射頻識別系統(tǒng)及景深感知系統(tǒng)，具體表現(xiàn)為:
搭載平臺，其為可旋轉(zhuǎn)式的搭載平臺，該搭載平臺上帶有用于固定閱讀器天線和景深感知設(shè)備的模塊，確保閱讀器天線和景深感知設(shè)備相對位置的固定，接收處理終端的控制，可以原地360度旋轉(zhuǎn)，并能沿當(dāng)前方向進(jìn)行移動；
上述的射頻識別系統(tǒng)主要包括如下:
RFID標(biāo)簽，其附于被識別的物體上，RFID標(biāo)簽中包含有被識別物體的詳細(xì)信息，RFID標(biāo)簽用戶區(qū)的存儲空間為512比特；
閱讀器天線，其固定于上述可旋轉(zhuǎn)的搭載平臺上，發(fā)射RFID閱讀器的命令，并接收RFID標(biāo)簽返回的信號；
RFID閱讀器，其嵌入在可旋轉(zhuǎn)的搭載平臺上，接收閱讀器天線讀取的RFID標(biāo)簽(最大距離可達(dá)5m?6m)信息，并能通過無線通信方式將獲得的信息經(jīng)無線接入點(diǎn)傳輸?shù)较率龅奶幚斫K端；該1^10閱讀器及上述的RFID標(biāo)簽為超高頻RFID標(biāo)簽讀取模塊及超高頻RFID標(biāo)簽，超高頻RFID標(biāo)簽讀取模塊通過EPC Global Cl G2協(xié)議讀寫超高頻RFID標(biāo)簽；該RFID閱讀器帶有無線模塊，該無線模塊通過802.11協(xié)議連接至無線接入點(diǎn)；
無線接入點(diǎn)，其接收RFID閱讀器的信息并與下述的處理終端進(jìn)行交互，完成搭載平臺和交互終端的數(shù)據(jù)交互，具體為一個(gè)無線設(shè)備的網(wǎng)關(guān)。
[0021]上述的景深感知系統(tǒng)主要包括如下:
景深感知設(shè)備，其固定于上述可旋轉(zhuǎn)的搭載平臺上，和閱讀器天線相對位置固定，具體為一個(gè)具有景深功能的攝像頭，獲取視野環(huán)境中用于識別的物體圖像數(shù)據(jù)及物體景深數(shù)據(jù)；
處理終端，用于接收景深數(shù)據(jù)和視野內(nèi)圖像數(shù)據(jù)，通過無線接入點(diǎn)接收RFID閱讀器發(fā)送的數(shù)據(jù)并處理，將處理后的數(shù)據(jù)通過無線接入點(diǎn)傳輸給交互終端，與交互終端完成數(shù)據(jù)交互，同時(shí)接收交互終端指令，控制搭載平臺、景深感知設(shè)備和RFID閱讀器。
[0022]交互終端，其通過無線接入點(diǎn)與處理終端進(jìn)行交互，控制處理終端，接收處理終端數(shù)據(jù)并向用戶展示處理后的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)圖像。
[0023]參照圖2所示，待識別的物體貼有RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽的用戶區(qū)存儲了物品的基本信息，包括名稱、產(chǎn)地、功能等。RFID閱讀器通過閱讀器天線發(fā)送讀取RFID標(biāo)簽信號的命令，RFID標(biāo)簽反射的信號再由閱讀器天線傳輸?shù)絉FID閱讀器，RFID閱讀器將讀取的信息通過無線傳輸給處理終端，此時(shí)處理終端獲得了環(huán)境中RFID標(biāo)簽的信息以及對應(yīng)的信號強(qiáng)度或者激活功率。同時(shí)，具有景深功能的攝像頭讀取視野內(nèi)物體的景深數(shù)據(jù)以及視野內(nèi)圖像傳輸給處理終端，處理終端處理后得到物體的遠(yuǎn)近分布，并在視野內(nèi)圖像上進(jìn)行標(biāo)注。之后處理終端把射頻識別系統(tǒng)得到的標(biāo)簽按照信號強(qiáng)度從強(qiáng)到弱(激活功率從小到大)與景深攝像頭獲取的物體景深從近到遠(yuǎn)一一匹配，最