技术领域
[0001] 本
发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种融合AR技术的多维合成指挥系统。
背景技术
[0002] 目前全国各地的公安、交警路政等行业的合成指挥中心都在进行新一轮的信息系统改造升级，目标是打造情指行一体化的新型合成指挥中心，也就是情报、指挥、行动调度一体化。具体来说，“情指行一体化”勤务改革模式，体现的依然是“在线、快速、扁平、精准、规范”五大特点。“情指联情”中心是“大脑”，合成作战行动队则无疑是负责抓捕、行动的“躯干”；“大脑”负责线索查实落地、高效快捷地指挥；“躯干”则同样需要做到如臂使指般快捷、高效地第一时间实施抓捕。合成指挥系统就是为“情指行一体化”提供服务的信息化系统。
[0003] 目前的合成指挥系统，虽然已经融合了时间、空间GIS地图等信息来作为
基础数据
支撑，仍然是利用屏幕来显示合成指挥系统，在大屏幕上一个平面上合成指挥，通过屏幕显示载体进行2D/2.5D呈现，缺乏临场感，没有犹如亲临现场指挥的真实效果，其次现在的合成指挥系统缺乏模拟真实环境的演练能
力。
[0004] AR(Augmented Reality
增强现实)技术是一种增强现实技术，可以在真实的空间里面
叠加三维虚拟的对象以及场景，形成虚拟和真实融合为一体的应用场景。通过融合AR技术实现的新型多维合成指挥系统不仅仅可以完成原来传统合成指挥系统的功能，还为指挥决策、演练带来了临场感，让合成指挥更加接近真实，也就更具有实战特性。
[0005] 因此，本领域技术人员致力于开发一种融合AR技术的多维合成指挥系统，以解决上述问题。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种融合AR技术的多维合成指挥系统，增强指挥临场感，增强合成指挥真实感，以解决背景技术中的问题。
[0007] 为了解决上述问题，本发明提供了一种融合AR技术的多维合成指挥系统，至少包括：
[0008] 显示模
块，通过二维形式显示指挥系统中合成的二维地图，并在地图上结合指挥要素进行撒点显示；
[0009]
混合现实模块，通过AR技术的
跟踪注册技术形成与现实环境的真实场景相对应的虚拟场景，通过
虚拟现实融合显示技术形成合成影像进行显示；
[0010]
操作系统，该合成指挥系统的总控中心，控制所述显示模块和所述混合现实模块的运行；
[0011] 通讯模块，所述操作系统与所述显示模块之间、所述显示模块与所述混合现实模块、所述操作系统与所述混合现实模块之间分别通过所述通讯模块实现联通。
[0012] 进一步的，所述显示模块上二维地图至少具有缩放功能、移动功能以及点击高亮显示功能。
[0013] 进一步的，所述混合现实模块具有
数据采集模块、
数据处理模块和成像显示模块，其中，所述数据采集模块获取对现实环境的真实场景的空间
位置数据，所述数据处理模块利用跟踪注册技术对所述数据采集模块获取的数据进行分析，得出虚拟场景与真实场景的相对位置，重构三维虚拟场景，并进行虚拟场景与真实场景的融合计算；所述成像显示模块将所述数据处理模块分析、重构形成的虚拟场景进行三维显示。
[0014] 进一步的，所述混合现实模块中的数据处理模块至少还包括了识别交互模块，所述识别交互模块进行数据更新和
人机交互，通过所述识别交互模块获取使用者的动作，进行对应虚拟场景的变换操作。
[0015] 进一步的，所述数据处理模块在进行虚拟场景重构时，以指挥中心地面三维虚拟场景的放置地表，进行
坐标系构建。
[0016] 进一步的，所述操作系统与所述显示模块之间的交互通过
鼠标完成，通过鼠标点击所述操作系统界面，控制选取所述显示模块上对应二维地图位置。
[0017] 进一步的，所述操作系统、所述显示模块和所述混合现实模块之间具有联动性，所述操作系统通过鼠标选择所述显示模块时，该选择区域显示高亮，所述显示模块与所述混合现实模块之间通过所述通讯模块联通，所述混合现实模块获取该高亮显示区域的真实场景，构建对应的虚拟场景。
[0018] 进一步的，所述显示模块上高亮显示区域的指挥要素在所述混合现实模块中对应显示。
[0019] 通过实施上述本发明提供的融合AR技术的多维合成指挥系统，具有如下技术效果：
[0020] 本
申请技术方案利用AR增强现实技术形成多维合成指挥系统，突破仅仅依赖于屏幕，在平面上合成指挥的
缺陷，利用屏幕结合自由空间三维信息联动，将人、三维虚拟场景、大屏幕显示系统进行有机融合，构成更贴近与实战的多维合成指挥系统，还原真实的、具有实战意义的多维合成指挥系统。
附图说明
[0021] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
[0022] 图1是本发明具体实施方式中指挥系统模块
框图；
[0023] 图2是本发明具体实施方式中指挥系统实际应用简图。
[0024] 图中：
[0025] 1、合成指挥中心；10、指挥中心地面；11、虚拟成像区；
[0026] 2、操作系统；
[0027] 3、显示屏幕/显示模块；30、二维地图；31、高亮区域；
[0028] 4、混合现实模块；40、虚拟场景；41、数据采集模块；42、数据处理模块；43、成像显示模块；44、识别交互模块；
[0029] 5、通讯模块；
[0030] 6、指挥人员。
具体实施方式
[0031] 下面将结合本发明
实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 下面采用具体实施方式详细描述本发明的技术方案。
[0033] 如图1所示是一种融合AR技术的多维合成指挥系统框图，图中所示，该指挥系统至少包括：
[0034] 显示模块3，通过二维形式显示指挥系统中合成的二维地图30，并在地图上结合指挥要素进行撒点显示；显示模块3上二维地图30至少具有缩放功能、移动功能以及点击高亮显示功能。
[0035] 混合现实模块4，至少包括数据采集模块41、数据处理模块42和成像显示模块43，其中，数据采集模块41获取对现实环境的真实场景的空间位置数据，数据处理模块42利用跟踪注册技术对数据采集模块41获取的数据进行分析，得出虚拟场景41与真实场景的相对位置，重构三维虚拟场景40，并进行虚拟场景40与真实场景的融合计算；成像显示模块43将数据处理模块42分析、重构形成的虚拟场景40进行三维显示；其中，数据处理模块42在进行虚拟场景40重构时，以指挥中心地面三维虚拟场景40的放置地表，进行坐标系构建。
[0036] 混合现实模块4中的数据处理模块42至少还包括了识别交互模块44，识别交互模块44进行数据更新和人机交互，通过识别交互模块44获取使用者的动作，进行对应虚拟场景40的变换操作。
[0037] 操作系统，该合成指挥系统的总控中心，控制显示模块3和混合现实模块4的运行；操作系统与显示模块3之间的交互通过鼠标完成，通过鼠标点击操作系统界面，控制选取显示模块3上对应二维地图30位置。
[0038] 通讯模块5，操作系统与显示模块3之间、显示模块3与混合现实模块4、操作系统与混合现实模块4之间分别通过通讯模块5实现联通。
[0039] 操作系统、显示模块3和混合现实模块4之间具有联动性，操作系统通过鼠标选择显示模块3时，该选择区域显示高亮，显示模块3与混合现实模块4之间通过通讯模块5联通，混合现实模块4获取该高亮显示区域的真实场景，构建对应的虚拟场景40。
[0040] 在实际应用中，该指挥系统主要应用于公安、交警路政等的合成指挥中心1内，一般合成指挥中心1如图2所示具有立体空间，该立体空间内至少具有指挥中心地面10和至少一面完整的
墙壁，三维虚拟场景40成型于指挥中心地面10上，该指挥中心地面10即作为三维虚拟场景40的构建地表，进行三维虚拟场景40构建；指挥中心地面10上方的自由空间即为虚拟成像区11，显示三维虚拟场景40；显示模块3一般为一块大屏幕，即显示屏幕3，该显示屏幕3安装在指挥中心的完整的墙壁上。
[0041] 显示屏幕3与操作系统通过通讯模块5联通，显示屏幕3通过操作系统控制开启，同比例放大显示操作系统的操作界面。作为公安、交警路政等的指挥中心，显示屏幕3上显示二维地图30，二维地图30上结合指挥要素(如警情、警力、卡口、视频点位)进行撒点显示等信息；且二维地图30具有缩放，移动，点击重点区块高亮显示等功能。指挥人员6通过操作鼠标等标识工具可以对二维地图30进行缩放、移动等操作，选择二维地图30上想要重点显示的区域，该区域作为重点区块，显示为高亮区域31。
[0042] 指挥中心地面10上所显示的三维虚拟场景40即对应于选择的高亮区域31。
[0043] 在实际操作中，混合现实模块4中的数据采集模块41通常使
用例如摄像头、
传感器等设备采集，获取某一地点在时间和自由空间上的信息，例如通过摄像头记录当前拍摄区域的图像信息、视频信息等，通过传感器获取当前采集区域的温湿度信息等；数据采集模块41使用的设备形式多样，根据实际需求进行组合使用即可，且各采集设备形成的信息类型也不尽相同，信息获取的时间具有差异，因此，数据采集模块41采集的数据需要通过数据处理模块42进行处理，整合，形成实现虚拟场景40构建所需的数据内容。
[0044] 在将数据采集模块41各设备采集的时间、自由空间的信息进行分析、
构建时需要利用跟踪注册技术，即三维注册，根据显示场景构建三维虚拟场景40，并根据实时更新的数据变换三维虚拟场景40；三维注册是AR技术的核心，即以现实场景中二维或三维物体为标识物，将虚拟信息与现实场景信息进行对位匹配，即虚拟物体的位置、大小、运动路径等与现实环境必须完美匹配，达到虚实相生的地步，该技术属于现有的成熟的技术，在此不做过多赘述。
[0045] 三维注册后的三维虚拟场景40通过成像显示模块43，例如AR头显、智能移动设备上的摄像头、
陀螺仪、传感器等配件将合成的影像显示在合成指挥中心1地面上的三维空间内，呈现给指挥人员6。
[0046] 指挥人员6可以通过识别交互模块44的设备，例如AR头显或智能移动设备上的交互配件，如话筒、眼动追踪器、红外感应器、摄像头、传感器等设备采集控制
信号，例如通过手势进行切换、放大等操作，进行相应的人机交互及信息更新，实现增强现实的交互操作。
[0047] 因此，当指挥人员6通过鼠标与显示屏幕3进行交互，在显示屏幕3上点亮高亮区域31时，混合现实模块4的各设备和模块将该区域的三维虚拟场景加载并显示在指挥中心地面10上方的三维空间内，该高亮区域31在二维地图30上的指挥要素也会同时显示在三维虚拟场景周边的自由空间中；当显示屏幕3上显示的高亮区域31发生变化，三维虚拟场景也随之发生联动，如切换重点区域，查看该区域内部指挥要素详情-如警情详情，则会在显示屏幕3上的二维地图30和重点区域的三维虚拟场景同时显示该警情详情；而当站在指挥中心地面10的指挥人员6，通过手势和三维虚拟场景进行交互时，如挥手切换场景，显示屏幕3上的二维地图30和三维虚拟场景联动。
[0048] 需要补充说明的是，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本领域技术人员在考虑
说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何用途或者适应性变化，这些用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由
权利要求书指出。
[0049] 应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围的前提下进行各种
修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。
