(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211271881.1 (22)申请日 2022.10.18 (71)申请人 甘肃省气象信息与技 术装备保障中 心 地址 730030 甘肃省兰州市城关区东岗东 路2070号甘肃省气象局 申请人 兰州交通大 学 (72)发明人 雷晓妹　雍玖　王遂缠　党选发　 黄蕊　李丹华　雍芳　薛文静　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 贾瑞华 (51)Int.Cl. G06T 19/00(2011.01) G06T 19/20(2011.01) G06T 15/04(2011.01)G06T 15/06(2011.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 3/01(2006.01) G06F 3/04815(2022.01) G09B 9/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于增强现实技术的气象装备培训系 统 (57)摘要 本发明涉及增强现实技术领域， 特别是涉及 一种基于增强现实技术的气象装 备培训系统， 包 括： 增强现实模块， 用于对待培训设备进行三维 建模、 降维和贴图三维模板模型； 追踪模块， 用于 基于对待培训设备的实时现实图片对三维模板 模型进行位置、 尺度和光照进行跟踪， 得到实时 三维模型； 培训模块， 用于基于实时三维模型和 待培训设备对应的文字描述进行叠加， 得到培训 资料； 三维全景模块， 用于构建待培训设备的三 维虚拟场景空间， 并将三维虚拟场景空间与实时 三维模型融合， 得到三维全景图； 交互模块， 用于 实现待培训人员进行人机交互。 本发 明有助于工 作人员对气象装 备的全方位了解和操作， 实现气 象装备的虚拟化、 可视化和信息化。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115546449 A 2022.12.30 CN 115546449 A 1.一种基于增强现实技 术的气象装备培训系统， 其特 征在于， 包括： 增强现实模块， 用于对待培训设备进行三维建模和降维， 得到初始三维模型， 并对待培 训设备进 行进行拍照， 得到实物图片， 并基于相机标定， 用所述 实物图片对所述初始三 维模 型进行贴图， 得到所述 三维模板模型； 追踪模块， 用于基于对待培训设备的实时现实图片对所述三维模板模型进行位置、 尺 度和光照进行跟踪， 得到实时三维模型； 培训模块， 用于基于所述实时三维模型和待培训设备对应的文字描述进行叠加， 得到 培训资料； 三维全景模块， 用于构建待培训设备的三维虚拟场景空间， 并将所述三维虚拟场景空 间与所述实时三维模型融合， 得到三维全景图； 交互模块， 用于实现待培训人员与所述增强现实模块、 所述追踪模块、 所述培训模块和 所述三维全景模块之间的交 互。 2.根据权利要求1所述的气象装备培训系统， 其特 征在于， 所述建模 模块包括： 建模单元， 用于对待培训设备进行三维建模， 得到三维点云数据， 并对所述三维点云数 据进行连线， 得到虚拟模型； 降维单元， 用于对所述虚拟模型进行面降维和线降维， 得到初始三维模型， 并对所述初 始三维模型进行 特征点检测， 得到虚拟特 征集； 拍摄单元， 用于对待培训设备进行进行拍照， 得到实物图片， 并对所述实物图片进行关 键点检测， 得到实际特 征集； 贴图单元， 用于基于所述实际特征集、 所述虚拟特征集和所述相机标定进行匹配， 得到 匹配关系， 并基于所述匹配关系用所述实物图片对所述初始三维模型进行贴图， 得到所述 三维模板模型。 3.根据权利要求1所述的气象装备培训系统， 其特 征在于， 所述追踪模块包括： 位置追踪单 元， 用于对所述 三维模板模型进行位置追踪， 得到实时位置状态模型； 尺度和光照追踪单元， 用于基于所述实时现实图片对所述实时位置状态模型进行尺度 和光照追踪， 得到所述实时三维模型。 4.根据权利要求3所述的气象装备培训系统， 其特 征在于， 所述追踪模块还 包括： 指令单元， 用于对所述实时三维模型 添加指令操作， 得到指令模型。 5.根据权利要求3所述的气象装备培训系统， 其特征在于， 所述尺度和光照追踪单元包 括： 尺度子单 元， 用于基于所述实时现实图片得到实时尺度似然函数； 光照子单 元， 用于基于所述实时现实图片得到实时光照似然函数； 模糊逻辑单元， 用于基于所述实时尺度似然函数得到尺度可信度值， 基于所述实时光 照似然函数得到光照可信度值， 并对所述尺度可信度值和所述光照可信度值模糊化， 将模 糊化后的所述尺度可信度值和所述光照可信度值作为模糊逻辑输入， 将模糊化的光照权值 作为输出， 得到模糊化后的光照权值， 基于模糊化后的光照权值得到实时光照权值， 基于所 述实时光照权值得到实时尺度权值； 追踪子单元， 用于基于所述实时尺度似然函数、 所述实时光照似然函数、 所述实时光照 权值和所述实时尺度权值对所述实时位置状态模型进行追踪， 得到所述实时三维模型。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115546449 A 26.根据权利要求1所述的气象装备培训系统， 其特 征在于， 所述 三维全景模块包括： 全景图像拍摄单 元， 用于拍摄待培训设备的全景空间图片， 得到空间图片集； 全景图像制作单 元， 用于对所述空间图片集进行拼接和预处 理， 得到三维全景空间； 虚拟空间建 设单元， 用于构建全景虚拟空间； 叠加单元， 用于将所述实时三维模型和所述三维全景空间叠加到所述全景虚拟空间 中， 得到所述 三维全景图。 7.根据权利要求 4所述的气象装备培训系统， 其特 征在于， 所述交 互模块包括： 音频输出 单元， 用于输出待培训设备对应的语音讲解； 视频输出 单元， 用于输出所述三维全景图、 所述指令模型和所述培训资料。 8.根据权利要求7 所述的气象装备培训系统， 其特 征在于， 所述交 互模块还 包括： 指令输入单元， 用于输入动作指令， 所述指令单元根据所述动作指令控制所述指令模 型执行对应动作。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115546449 A 3