一种多区域多精度的ar数据调用方法、存储介质及设备
技术领域
1.本发明属于ar技术领域，尤其是涉及一种多区域多精度的ar数据调用方法、存储介质及设备。
背景技术：2.地面三维激光扫描技术是测绘领域的一项高新技术，它无需接触测量目标，能够快速获取物体表面的三维坐标，利用建模软件构建被测目标真实的三维模型，生成实景地形数据，该技术又称为“实景复制技术”。这种技术现在每秒几十万点，测量效率得到了巨大的提升，而且相关仪器操作简便，仪器的适用范围和应用领域都得到了不断扩展。根据地面三维激光扫描仪的基本原理，扫描成像的误差因素包括目标物体反射及外界条件的影响、仪器自身器件所产生的误差项(主要包括仪器零位误差、激光出射点误差、测距误差和测角误差等几部分)，扫描成像的误差控制可通过调节仪器扫描时的放置点间距来实现，因此，在使用仪器扫描前要针对扫描对象的误差需求提前设置放置点间距。
3.现阶段ar眼镜的研发处于快速发展阶段，针对ar眼镜的硬件研发和软件优化也处于快速迭代期。ar眼镜主要硬件包括光学显示、处理器、传感器、存储、电池，在使用过程中，ar眼镜的耗能主要来自处理器、存储器等芯片，芯片的能耗主要是由“内存访问和数据移动来确定”。ar眼镜在维持高算力时会出现卡顿、散热不均、电池发热、续航缩短的情况。
技术实现要素：4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低能耗的多区域多精度的ar数据调用方法、存储介质及设备。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种多区域多精度的ar数据调用方法，该方法包括：获取功能选择指令，基于该功能选择指令调用预先存储的、相应的ar数据；其中，
7.所述ar数据包括至少一组实景地形数据及链接的虚拟数据，所述实景地形数据通过以下方式获取：
8.将整个场地划分为多个操作对象区域，每个操作对象区域中设置的激光扫描仪具有不同的放置点间距，扫描生成不同精度的实景地形数据，所述实景地形内的操作对象链接有对应的虚拟数据。
9.进一步地，所述激光扫描仪的放置点间距通过以下公式确定：
[0010][0011]
其中，l
gap
为激光扫描仪的放置点间距，l
high-p
为高精度实景地形数据对应的间距，l
low-p
为低精度实景地形数据对应的间距，l
min
为激光扫描仪的最小测量范围，l
max
为激光扫描仪的最大测量范围。
[0012]
进一步地，所述激光扫描仪为地面三维调节激光扫描仪。
[0013]
进一步地，所述实景地形数据包括不同区域的高精度实景地形数据、不同区域的低精度实景地形数据和全域低精度实景地形数据。
[0014]
进一步地，所述虚拟数据包括增强现实标签。
[0015]
进一步地，每个所述操作对象区域至少具有一种精度的实景地形数据。
[0016]
进一步地，基于所述功能选择指令对应的操作对象区域内扫描对象的尺寸确定实景地形数据的精度。
[0017]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述多区域多精度的ar数据调用方法的指令。
[0018]
本发明还提供一种电子设备，包括一个或多个处理器、存储器和被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述多区域多精度的ar数据调用方法的指令。
[0019]
进一步地，该电子设备为ar眼镜。
[0020]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0021]
1、根据功能模块需求控制不同区域实景地形的扫描精度，进而控制实景地形数据的大小；
[0022]
2、只需根据功能模块单独加载某一区域或某几个区域的实景地形数据及链接的虚拟数据，减少了内存访问和数据移动，降低了芯片耗能，降低了ar设备的整体能耗，提高了数据的调用效率。
附图说明
[0023]
图1为本发明ar设备进行数据调用及显示的流程示意图；
[0024]
图2为本发明实施例中的数据调用示意图。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0026]
现有ar设备需要维持高算力的原因是高负载，即在ar设备中运行的软件在“内存访问和数据移动”过程中，所有实景地形数据和增强现实标签等虚拟数据全部加载在内存中，增加ar设备计算负担。基于上述现有技术的问题，本发明在前期对实景地形数据进行区域划分和扫描精度调节，避免软件运行过程中，芯片内存一直在调用整个地形数据而引起的能耗较大等问题。
[0027]
本发明提供一种多区域多精度的ar数据调用方法，该方法包括：获取功能选择指令，基于该功能选择指令调用预先存储的、相应的ar数据；其中，所述ar数据包括至少一组实景地形数据及链接的虚拟数据，所述实景地形数据通过以下方式获取：
[0028]
将整个场地划分为多个操作对象区域，每个操作对象区域中设置的激光扫描仪具有不同的放置点间距，扫描生成不同精度的实景地形数据，所述实景地形内的操作对象链接有对应的虚拟数据。
[0029]
每个区域实景地形的精度根据不同功能模块的需求确定。激光扫描仪的放置点间距通过以下公式确定：
[0030][0031]
其中，l
gap
为激光扫描仪的放置点间距，l
high-p
为高精度实景地形数据对应的间距，l
low-p
为低精度实景地形数据对应的间距，l
min
为激光扫描仪的最小测量范围，l
max
为激光扫描仪的最大测量范围。
[0032]
在某个具体实施例中，激光扫描仪可以采用地面三维调节激光扫描仪，其测量范围一般为0.5～20m，按照上述公式，l
high-p
的取值范围为0.5～1.0m,l
low-p
的取值范围为1.0～20m。一般地，基于操作对象区域内扫描对象的尺寸确定实景地形数据的精度。考虑到环境中的空气温度、气压、湿度等客观因素会对光在空气中的传播有一定的影响，当测量距离较远时，光在空气中的传播速度、传播方向会有误差。在区域内的扫描对象表面为光滑、平整的漆面，仪表、开关等小型对象(为厘米级尺寸)时，考虑到外观较为规整，仪表、开关等表面圆弧线条较多，特征点很少，因此，扫描仪放置点的间距应取最小值，设置为0.5m，扫描生成高精度实景地形数据。在某些功能模块，如导航模块，扫描对象为场所通道或设备布置等大型对象(为米级尺寸)时，因此，为了在导航过程中ar眼镜可以快速实现视觉识别定位，且尽量使实景地形数据容量小，扫描仪放置点的间距设置为2m，扫描生成低精度实景地形数据。
[0033]
不同功能选择指令执行不同的功能模块，不同的功能模块对应调用不同的实景地形数据或实景地形数据组合。其中，实景地形数据包括不同区域的高精度实景地形数据、不同区域的低精度实景地形数据、全域低精度实景地形数据；实景地形数据组合包括不同区域的高精度实景地形数据组合、不同区域的高、低精度实景地形数据组合、不同区域的低精度实景地形数据组合。实景地形数据链接的虚拟数据包括增强现实标签等，与相应实景地形数据对应，包括高精度实景地形数据链接的增强现实标签等虚拟数据、不同区域的低精度实景地形数据链接的增强现实标签等虚拟数据、全域低精度实景地形数据链接的增强现实标签等虚拟数据。
[0034]
上述方法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(可以是个人计算机，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、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0035]
在另一实施方式中，提供一种电子设备，包括一个或多个处理器、存储器和被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述多区域多精度的ar数据调用方法的指令。具体地，该电子设备为ar眼镜等ar设备。
[0036]
实施例
[0037]
如图1所示，本实施例提供一种ar眼镜使用方法，其利用上述多区域多精度的ar数据调用方法实现数据调用并进行ar显示，具体包括：
[0038]
步骤s1、根据功能模块需求，针对不同区域设置不同的放置点间距，扫描生成不同精度的实景地形数据，对不同区域实景地形中的操作对象链接增强现实标签等虚拟数据；
[0039]
步骤s2、在ar眼镜中启动软件后，选择某一功能模块，根据选择的功能模块加载相应实景地形数据或实景地形数据组合；
[0040]
步骤s3、基于实景地形数据加载增强现实标签等虚拟数据，实现增强现实ar显示。
[0041]
在实施例中，要开发的软件共有a、b、c、d、e、f六个功能模块，根据每个功能模块的需求，将整个场地划分为8个区域，共计扫描生成了9个实景地形数据包，分别为：区域1高精度、区域2高精度、区域3高精度、区域4低精度、区域5高精度、区域6低精度、区域7低精度、区域8低精度、全域低精度实景地形数据，针对每个实景地形数据链接相应的增强现实数据。作为对比，本实施例还扫描生成了一份全域不同精度的地形数据。全域不同精度地形数据是在全域扫描时，将区域1、2、3、5按照高精度模式扫描，其余区域按照低精度模式扫描，增加高低精度过渡区，从而生成的全域地形数据。本实施例中每个实景地形数据的大小及链接相应的增强现实数据后的大小如表1所示，根据表中数据可知，9个实景地形数据共计53.5mb，大于全域不同精度实景地形数据的48.9mb，链接增强现实数据后，全域不同精度的数据达到148.1mb，远超其它9个实景地形的数据。
[0042]
表1
[0043][0044][0045]
在ar眼镜中启动软件，选择进入不同的功能模块，该功能模块加载与之对应的某一区域的高/低精度实景地形数据或某几个区域不同精度实景地形数据组合成的数据包，或整个场地全域的低精度实景地形数据。未进入的功能模块，其对应的实景地形数据不加载。
[0046]
在ar眼镜中软件加载功能模块的实景地形数据后，ar眼镜通过视觉识别定位技术实现交互对象三维注册，在ar眼镜中加载该实景地形数据或实景地形数据组合中交互对象链接的增强现实虚拟数据，包括虚拟标签、音视频资料、虚拟模型等，将虚拟数据与实际物体在ar眼镜中实现虚实结合的效果。
[0047]
如图2所示，基于ar眼镜的实景地形数据调用的结构图。在实施例中，本软件每个功能模块调用实景地形数据的工作过程如下：
[0048]
首先在ar眼镜中启动软件，在众多功能模块中选择某一功能模块；
[0049]
功能模块a的操作对象为区域1内的实际物体，需要对区域内的操作对象精确定位，因此加载区域1的高精度实景地形数据，再加载区域1的增强现实标签等虚拟数据，实现地形数据与虚拟数据链接，实现区域1内操作对象的ar显示；
[0050]
功能模块b的操作对象为区域2和区域3内的实际物体，需要对两个区域内的操作对象精确定位，因此加载区域2和区域3的高精度实景地形数据组合，再分别加载区域2和区域3的增强现实标签等虚拟数据，实现区域2和区域3地形数据与虚拟数据独立链接，实现区域2和区域3内操作对象的ar显示；
[0051]
功能模块c、功能模块d、功能模块e、功能模块f实现增强现实显示的过程同上。
[0052]
以上实施例中的实景地形数据组合可不局限于上述2、3两个区域，可根据功能模块将多个区域的高、低精度的实景地形数据进行组合。
[0053]
本实施例中，在ar眼镜中该软件通过比对分别加载9个实景地形数据和一次性全部加载全域不同精度地形数据，运行全部功能后眼镜的剩余电量，并在每次测试完成后将ar眼镜电量充满，经过多次测试，软件运行后ar眼镜剩余的电量平均值、测试过程中的平均卡顿次数如表2所示。从结果对比可知，本发明方法的平均剩余电量为52.4％，平均卡顿次数为1次，传统方法的平均剩余电量为43.8％，平均卡顿次数为3次，本发明方法相比传统方法可以在实现相同软件功能和运行条件的前提下降低ar眼镜的能耗，改善卡顿情况。
[0054]
表2
[0055][0056]
除了ar眼镜，本实施例还在平板电脑上对软件进行了测试。相比ar眼镜，平板电脑在内存空间、芯片数据处理能力、散热效果等方面具备优势，本发明方法和传统方法在实现相同软件功能和运行条件的前提下测试，测试过程中均未发生卡顿现象，软件运行后平板电脑剩余的电量平均值如下表3所示。从结果对比可知，本发明方法的平均剩余电量为73.5％，传统方法的平均剩余电量为68.1％。测试结果表明本发明不仅适用于ar眼镜，也适用于平板电脑具有一定的通用性。
[0057]
表3
[0058][0059]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
技术特征：1.一种多区域多精度的ar数据调用方法，其特征在于，该方法包括：获取功能选择指令，基于该功能选择指令调用预先存储的、相应的ar数据；其中，所述ar数据包括至少一组实景地形数据及链接的虚拟数据，所述实景地形数据通过以下方式获取：将整个场地划分为多个操作对象区域，每个操作对象区域中设置的激光扫描仪具有不同的放置点间距，扫描生成不同精度的实景地形数据，所述实景地形内的操作对象链接有对应的虚拟数据。2.根据权利要求1所述的多区域多精度的ar数据调用方法，其特征在于，所述激光扫描仪的放置点间距通过以下公式确定：其中，l
gap
为激光扫描仪的放置点间距，l
high-p
为高精度实景地形数据对应的间距，l
low-p
为低精度实景地形数据对应的间距，l
min
为激光扫描仪的最小测量范围，l
max
为激光扫描仪的最大测量范围。3.根据权利要求1或2所述的多区域多精度的ar数据调用方法，其特征在于，所述激光扫描仪为地面三维调节激光扫描仪。4.根据权利要求1所述的多区域多精度的ar数据调用方法，其特征在于，所述实景地形数据包括不同区域的高精度实景地形数据、不同区域的低精度实景地形数据和全域低精度实景地形数据。5.根据权利要求1所述的多区域多精度的ar数据调用方法，其特征在于，所述虚拟数据包括增强现实标签。6.根据权利要求1所述的多区域多精度的ar数据调用方法，其特征在于，每个所述操作对象区域至少具有一种精度的实景地形数据。7.根据权利要求1所述的多区域多精度的ar数据调用方法，其特征在于，基于所述功能选择指令对应的操作对象区域内扫描对象的尺寸确定实景地形数据的精度。8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-7任一所述多区域多精度的ar数据调用方法的指令。9.一种电子设备，其特征在于，包括一个或多个处理器、存储器和被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一所述多区域多精度的ar数据调用方法的指令。10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，该电子设备为ar眼镜。
技术总结本发明涉及一种多区域多精度的AR数据调用方法、存储介质及设备，所述方法包括：获取功能选择指令，基于该功能选择指令调用预先存储的、相应的AR数据；其中，所述AR数据包括至少一组实景地形数据及链接的虚拟数据，所述实景地形数据通过以下方式获取：将整个场地划分为多个操作对象区域，每个操作对象区域中设置的激光扫描仪具有不同的放置点间距，扫描生成不同精度的实景地形数据，所述实景地形内的操作对象链接有对应的虚拟数据。与现有技术相比，本发明具有降低能耗等优点。发明具有降低能耗等优点。发明具有降低能耗等优点。
技术研发人员：高凯 曹培 黄华炜 胡正勇 田昊洋 彭政睿 司文荣 柳天月 白辉
受保护的技术使用者：华东电力试验研究院有限公司 上海骥睿信息科技有限公司
技术研发日：2022.07.07
技术公布日：2022/11/1
