一种虚拟现实的三维空间数据修正方法及系统与流程

本发明涉及虚拟现实，具体是涉及一种虚拟现实的三维空间数据修正方法及系统。

背景技术：

1、虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟现实世界的计算机仿真技术。基于虚拟现实技术，能够在制造业、医学界、娱乐领域等各个领域中，在视觉、听觉、触觉以及与虚拟对象交互等方面得到和现实场景越来越相似的体验，进而完成诸多在现实场景中无法完成的任务，虚拟现实技术的实现，需要基于虚拟场景的构建，因此，一个完善的、全面的虚拟场景的构建结果，是保证虚拟现实体验的基础，并且，虚拟场景构建的效果，也能够提升虚拟场景中虚拟进行的任务的真实性。

2、目前对于虚拟现实还存在着无法全面、完整、高度还原的体现出现实场景，无法对虚拟现实的三维空间进行准确分析，无法对现实图像与三维空间的图像叠加状态进行准确评估，无法对图像叠加过程中的异常定位进行准确识别，容易造成虚拟场景的失真，无法根据异常定位，对三维空间进行修正的问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供一种虚拟现实的三维空间数据修正方法及系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的无法全面、完整、高度还原的体现出现实场景，无法对虚拟现实的三维空间进行准确分析，无法对现实图像与三维空间的图像叠加状态进行准确评估，无法对图像叠加过程中的异常定位进行准确识别，容易造成虚拟场景的失真，无法根据异常定位，对三维空间进行修正的问题。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种虚拟现实的三维空间数据修正方法，包括：

4、获取基础三维空间信息和摄像镜头信息，所述基础三维空间信息包括空间基础锚点，所述摄像镜头信息表示对三维空间进行取景生成虚拟显示图像的镜头位置信息；

5、对空间基础锚点进行划分，获取空间核心锚点信息和空间边界锚点信息；

6、采集现实图像信息，所述现实图像信息表示用于对三维空间进行图像叠加形成虚拟场景的现实图像；

7、根据现实图像信息，获取现实图像特征点和现实图像空间锚点；

8、以现实图像特征点和现实图像空间锚点为基准，基于空间边界锚点信息，获取预设图像特征点，所述预设图像特征点为每个现实图像特征点在三维空间的预测位置，且预设图像特征点与现实图像特征点相互对应；

9、将现实图像特征点和对应的预设图像特征点进行匹配，获取正常定位标识信息和异常定位标识信息；

10、根据异常定位标识信息，判断是否需要对现实图像进行重新采集，若是，则基于异常定位标识位置信息，对现实图像进行重新采集，若否，则根据现实图像信息，对三维空间进行图像叠加形成虚拟场景。

11、优选的，所述对空间基础锚点进行划分，获取空间核心锚点信息和空间边界锚点信息，具体包括：

12、根据摄像镜头信息，获取镜头移动轨迹信息；

13、基于镜头移动轨迹信息，获取空间基础锚点与镜头的最近距离和最远距离；

14、以空间基础锚点与镜头的最远距离和最近距离的平方差作为虚拟图像影响特征系数；

15、将虚拟图像影响特征系数最小的空间基础锚点作为空间核心锚点；

16、基于三维空间坐标系，对镜头移动轨迹进行分析，获取移动轨迹极点信息，所述移动轨迹极点信息为镜头移动轨迹在三维空间坐标轴上的极值点信息；

17、选取与移动轨迹极点距离最近的空间基础锚点作为空间边界锚点。

18、优选的，所述以现实图像特征点和现实图像空间锚点为基准，基于空间边界锚点信息，获取预设图像特征点，具体包括：

19、根据现实图像信息，获取现实图像空间中心信息；

20、根据空间核心锚点和空间边界锚点，获取空间向量信息，所述空间向量信息为以空间核心锚点为起始点，以每个空间边界锚点为终点的方向向量；

21、将现实图像空间中心与空间核心锚点进行对应，以空间向量为基准，对空间向量进行比例放大，直至空间向量达到现实图像空间边界，获取现实图像空间向量信息；

22、以现实图像空间向量的终点，作为现实图像空间锚点；

23、根据现实图像特征点和现实图像空间锚点的位置关系，以空间边界锚点为基准，获取预设图像特征点，所述预设图像特征点用于预测对三维空间进行现实图像叠加后的每个现实图像特征点的空间位置。

24、优选的，所述将现实图像特征点和对应的预设图像特征点进行匹配，获取正常定位标识信息和异常定位标识信息，具体包括：

25、根据现实图像特征点，选取其中两个现实图像特征点作为图像定位特征点；

26、将与图像定位特征点对应的预设图像特征点作为空间定位特征点；

27、根据现实图像特征点和图像定位特征点的位置关系，获取现实图像特征点位置关联信息；

28、将图像定位特征点和空间定位特征点进行重合，以空间定位特征点作为基准点，根据现实图像特征点位置关联信息，获取现实图像空间位置信息，所述现实图像空间位置信息表示图像叠加时，现实图像特征点在三维空间中的具体位置；

29、根据现实图像空间位置信息和预设图像特征点，获取图像位置差异信息，所述图像位置差异信息为现实图像空间位置信息与对应的预设图像特征点的距离；

30、基于虚拟场景制作需求，获取图像位置差异距离阈值；

31、根据图像位置差异信息和图像位置差异距离阈值，判断预设图像特征点是否异常，若图像位置差异信息超出图像位置差异距离阈值，则该预设图像特征点为正常定位标识，若图像位置差异信息未超出图像位置差异距离阈值，则该预设图像特征点为异常定位标识。

32、优选的，所述根据异常定位标识信息，判断是否需要对现实图像进行重新采集，具体包括：

33、根据异常定位标识信息和预设图像特征点，获取定位异常系数，所述定位异常系数为异常定位标识数与预设图像特征点总数的比值；

34、基于虚拟场景制作需求，获取定位异常系数阈值；

35、根据定位异常系数，判断是否需要对现实图像进行重新采集；

36、其中，若定位异常系数超出定位异常系数阈值，则需要对现实图像进行重新采集，基于异常定位标识位置信息，对现实图像采集位置进行调整，并对现实图像进行重新采集；

37、若定位异常系数未超出定位异常系数阈值，则无需对现实图像进行重新采集，根据现实图像信息，对三维空间进行图像叠加形成虚拟场景。

38、优选的，所述根据现实图像信息，对三维空间进行图像叠加形成虚拟场景，具体包括：

39、根据异常定位标识信息，获取现实图像修正特征点，所述现实图像修正特征点为与异常定位标识相对应的现实图像特征点；

40、获取修正特征点距离信息，所述修正特征点距离信息为现实图像修正特征点和现实图像特征点的距离；

41、按照从大到小的顺序，对修正特征点距离进行排序，获取修正特征点距离排序信息；

42、基于修正特征点距离排序信息，选取前两个现实图像特征点分别为第一修正影响特征点和第二修正影响特征点；

43、获取图像定位特征点和空间定位特征点；

44、根据第一修正影响特征点、第二修正影响特征点、图像定位特征点、空间定位特征点、空间核心锚点信息和空间边界锚点信息，获取距离修正系数；

45、通过距离修正系数，对第一修正影响特征点、第二修正影响特征点和现实图像修正特征点对应的预设图像特征点位置进行调整；

46、将第一修正影响特征点、第二修正影响特征点和现实图像修正特征点直接与调整后对应的预设图像特征点进行重合，完成图像叠加，获取虚拟场景信息；

47、其中，距离修正系数的计算公式为：

48、

49、式中，q为距离修正系数，为第一修正影响特征点对第二修正影响特征点的位置影响系数，为第二修正影响特征点对现实图像修正特征点的位置影响系数，s1为第一修正影响特征点对应的预设图像特征点的移动距离，s2为第二修正影响特征点对应的预设图像特征点的移动距离，s3为现实图像修正特征点对应的预设图像特征点的移动距离，σ0为空间核心锚点的虚拟图像影响特征系数，σi为第i个空间边界锚点的虚拟图像影响特征系数。

50、进一步的，提出一种虚拟现实的三维空间数据修正系统，用于实现如上述的数据修正方法，包括：

51、主控制模块，所述主控制模块用于根据图像位置差异信息和图像位置差异距离阈值，判断预设图像特征点是否异常，根据定位异常系数，判断是否需要对现实图像进行重新采集，基于异常定位标识位置信息，对现实图像采集位置进行调整，并对现实图像进行重新采集，根据第一修正影响特征点、第二修正影响特征点、图像定位特征点、空间定位特征点、空间核心锚点信息和空间边界锚点信息，获取距离修正系数，将第一修正影响特征点、第二修正影响特征点和现实图像修正特征点直接与调整后对应的预设图像特征点进行重合，完成图像叠加；

52、信息获取模块，所述信息获取模块用于获取基础三维空间信息、摄像镜头信息和空间基础锚点，对空间基础锚点进行划分，获取空间核心锚点信息和空间边界锚点信息，采集现实图像信息，根据现实图像信息，获取现实图像特征点和现实图像空间锚点；

53、图像预设模块，所述图像预设模块用于根据现实图像特征点和现实图像空间锚点的位置关系，以空间边界锚点为基准，获取预设图像特征点，将图像定位特征点和空间定位特征点进行重合，以空间定位特征点作为基准点，根据现实图像特征点位置关联信息，获取现实图像空间位置信息，根据现实图像空间位置信息和预设图像特征点，获取图像位置差异信息；

54、显示模块，所述显示模块与主控制模块交互，用于显示现实图像信息、基础三维空间信息和虚拟场景信息。

55、可选的，所述主控制模块，具体包括：

56、控制单元，所述控制单元用于基于异常定位标识位置信息，对现实图像采集位置进行调整，并对现实图像进行重新采集，根据第一修正影响特征点、第二修正影响特征点、图像定位特征点、空间定位特征点、空间核心锚点信息和空间边界锚点信息，获取距离修正系数，将第一修正影响特征点、第二修正影响特征点和现实图像修正特征点直接与调整后对应的预设图像特征点进行重合，完成图像叠加；

57、信息接收单元，所述信息接收单元与信息获取模块和图像预设模块交互，用于接收数据并传输至判断单元；

58、判断单元，所述判断单元用于根据图像位置差异信息和图像位置差异距离阈值，判断预设图像特征点是否异常，根据定位异常系数，判断是否需要对现实图像进行重新采集。

59、可选的，所述信息获取模块，具体包括：

60、第一获取单元，所述第一获取单元用于获取基础三维空间信息、摄像镜头信息和空间基础锚点，对空间基础锚点进行划分，获取空间核心锚点信息和空间边界锚点信息；

61、第二获取单元，所述第二获取单元用于采集现实图像信息，根据现实图像信息，获取现实图像特征点和现实图像空间锚点。

62、可选的，所述图像预设模块，具体包括：

63、预设图像单元，所述预设图像单元用于根据现实图像特征点和现实图像空间锚点的位置关系，以空间边界锚点为基准，获取预设图像特征点；

64、图像定位评估单元，所述图像定位评估单元用于将图像定位特征点和空间定位特征点进行重合，以空间定位特征点作为基准点，根据现实图像特征点位置关联信息，获取现实图像空间位置信息，根据现实图像空间位置信息和预设图像特征点，获取图像位置差异信息。

65、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

66、本发明提出一种虚拟现实的三维空间数据修正方法及系统，通过对基础空间锚点进行划分，提高了虚拟场景构建效率，通过对现实图像在三维空间的位置进行预测，便于对图像叠加的准确性进行评估，通过将现实图像在三维空间的实际位置与预测位置进行比对，判断现实图像是否符合虚拟场景需求，通过对异常图像特征点进行调整，减少了定位偏差，提高了用户对虚拟环境的信任程度和沉浸感，为用户提供更加丰富和真实的体验。