具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现方式进行详细描述。

如图1所述，为本发明一个实施例提供的一种基于图像通信的增强现实显示系统，包括环境视觉采集模块100、环境厚度采集模块300、信号中继传输模块500以及区域场景输出模块700，所述环境视觉采集模块100与所述环境厚度采集模块300对应设置，所述信号中继传输模块500用于连接所述区域场景输出700与所述环境视觉采集模块100和环境厚度采集模块300：

所述环境视觉采集模块100，用于采集获取洞穴中的环境分布数据，所述环境分布数据用于表征所述洞穴内部环境的分布情况。

本实施例中，环境视觉采集模块100的作用是对洞穴内部的环境进行数据的采集，例如通过传感器对洞穴内各个方向进行感知，获得相关的环境分布数据，这些数据最终是用于构建洞穴内部环境的分布情况，也就是建立洞穴内部的空间模型。

所述环境厚度采集模块300，用于采集获取所述洞穴中的结构深度数据，所述结构深度数据用于表征所述洞穴内部环境结构的厚度分布。

本实施例中，环境厚度采集模块300的作用是对洞穴内部的环境结构进行数据的进一步采集，这里采集的数据是依赖于环境视觉采集模块100的采集结果进一步使用的，例如，当环境视觉采集模块100采集获取的洞穴内部的环境状态，在某一竖直截面的位置上，洞穴内部呈一定平面结构的类椭球结构，此时，环境厚度采集模块300将会基于这一截面的类椭球结构进行进一步的数据采集，例如使用超声波厚度测量传感器等，通过传感器的数据采集，进一步获得所述洞穴内部类椭球形各处的结构厚度，可以用来提供给相关人员以对洞穴内部各处进行安全评估，从而辅助指定完善的洞穴探索计划。

所述信号中继传输模块500，用于获取并转发所述环境分布数据以及所述结构深度数据，所述信号中继传输模块500的数量为多个。

本实施例中，信号中继传输模块500可以理解为数据发送装置和数据中转装置，也就是说它的数量可以是多个，主要取决于装置进入洞穴中的深度和环境，多个所述信号中继传输模块500中，分别用于和环境视觉采集模块100和环境厚度采集模块300直接连接，以发送二者所采集的数据，然后通过多个其他的间隔设置的信号中继传输模块500作为信号中继器将数据回传至相关人员手中。

所述区域场景输出模块700，用于接收所述环境分布数据以及所述结构深度数据，并生成三维场景模型，所述三维场景模型用于表征所述洞穴的环境及环境结构的分布情况。

本实施例中，区域场景输出模块700的作用则是用于根据上述采集并通过信号中继传输模块500获取的数据进行处理，建立洞穴内部的结构环境，主要包括洞穴内部的空间结构和洞穴壁面的厚度分布等（例如可以对洞穴顶部的区域进行表面结构的扫描建立结构模型，然后通过超声波等手段再对该区域的内部结构进行扫描，获得结构的厚度或是内部是否有空洞等可能会导致产生脱落的危险结构，以及地面是否有容易破碎导致人员掉落的危险结构），这里的区域场景输出模块可以是AR眼镜等设备，通过与现实的洞穴环境重叠，提供提示作用，也可以是显示器等设备，以方便探索人员的提前规划。

作为本发明另一个优选的实施例，还包括洞穴行进模块；

所述洞穴行进模块，用于支撑并驱动所述环境视觉采集模块100、所述环境厚度采集模块300以及所述信号中继传输模块500在所述洞穴中行进。

本实施例中，这里继续引入了新的模块洞穴行进模块，这一模块的作用是用于对环境视觉采集模块100、环境厚度采集模块300以及信号中继传输模块500进行支撑和携带行进，也就是说这里的洞穴行进模块为承载行进的结构，能够在洞穴中应对各种复杂地形前进的装置结构，从而实现相关采集和数据传输模块在洞穴内部的前进。

如图2所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述环境分布数据包括洞穴距离数据、洞穴图像数据以及三维路径数据，环境视觉采集模块100包括：

空间测距单元101，用于采集获取所述洞穴距离数据，所述洞穴距离数据用于表征所述洞穴在某一竖直切面上的各个点位与所述环境视觉采集模块100的距离。

空间图像获取单元102，用于采集获取所述洞穴图像数据，所述洞穴图像数据用于表征洞穴某处的图像信息。

路径记录单元103，用于采集获取所述三维路径数据，所述三维路径数据用于表征所述环境视觉采集模块100在空间内的运动路径信息。

本实施例中，这里对环境视觉采集模块100进行了简单的说明，主要包括对空间环境结构的测量以及设备行进路径的记录，也就是洞穴距离数据和单位路径数据，通过这两个数据，可以进行模拟建立一个洞穴内部结构的大致三维场景模型，为后续的探索提供依据。

如图3所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述路径记录单元103包括：

方向记录子单元1031，用于对所述环境视觉采集模块100在三维空间内的行进方向进行记录，所述行进方向包括竖直偏转以及水平偏转。

行程记录子单元1032，用于获取所述环境视觉采集模块100在某一方向上的行程量。

本实施例中，所述水平偏转和所述竖直偏转分别与正南正北方向和水平面相对应，具体的可以通过例如指南针、水平仪等设备完成，然后通过行程记录子单元1032所记录的行程量，便可以在三维空间中绘制出设备所移动经过的空间路径，可以有效的解决洞穴中现有的定位系统等精度不够以及信号无法传递到达的问题。

如图4所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述空间图像获取单元102包括：

请求接收子单元1021，用于接收图像获取指令，所述图像获取指令用于控制所述空间图像获取单元102采集获取洞穴图像数据。

照明生成子单元1022，用于响应所述图像获取指令，根据所述图像获取指令在洞穴内的指定区域生成照明。

图像获取子单元1023，用于响应所述图像获取指令，并根据所述图像获取指令获取洞穴内指定区域的洞穴图像数据。

方位调节子单元1024，用于响应所述图像获取指令，并根据图像获取指令调节所述图像获取子单元1023以及所述照明生成子单元1022的方位指向。

本实施例中，这里对空间图像获取单元102进行了进一步的说明，这里可以得知，空间图像获取单元102并非是常驻运行的，而是需要在图像获取指令的控制下执行，这是因为在洞穴中的设备其能源是有限的，而当其在探索队的前方随着探索队伍逐渐的深入洞穴后，对其能源的补充替换是具有一定的难度的，因此需要对其能源进行节省使用，因此，部分非最主要的高耗能结构单元可以通过接收人工的控制后再启动，可以减少能源消耗，而这里的空间图像获取单元便是其一，其提供的高清洞穴内部图片主要是辅助探索对生成的三维场景模型进行进一步判断的作用，因此并非是必要的。

如图5所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述区域场景输出模块700包括：

三维场景生成单元701，用于接收所述环境分布数据以及所述结构深度数据，并根据所述环境分布数据与所述结构深度数据建立三维场景模型。

移动场景输出单元702，用于生成探索路径信息，并根据所述探索路径信息提取当前洞穴位置处的三维场景模型，输出所述三维场景模型。

本实施例中，移动场景输出单元702可以是类如AR眼镜等可以用于输出AR图像的设备，并以此来实现增强现实的显示，即将三维场景模型输出并与真实的洞穴环境结构进行覆盖，从而使得当探索人员朝一个方向看去时，能够看清楚这个方向洞穴的具体结构层次，因此，即使在漆黑无法完全照明的洞穴中，也可以有效的帮助探索者判断各个方向的地形，避免误判地形造成意外事故发生的情况发生。

作为本发明另一个优选的实施例，所述洞穴行进模块包括：

行进单元，用于驱动所述洞穴行进模块行进。

避障单元，用于对环境做出判断，生成所述洞穴行进模块的行进路线。

本实施例中，洞穴行进模块是具有自动避障的自动行驶结构，能够实现自动对环境的判断和行驶。

本发明还提供了一种基于图像通信的增强现实显示方法，其包含：

采集设备采集获取洞穴中的环境分布数据以及结构深度数据，所述环境分布数据用于表征所述洞穴内部环境的分布情况，所述结构深度数据用于表征所述洞穴内部环境结构的厚度分布。

获取并转发所述环境分布数据以及所述结构深度数据。

接收所述环境分布数据以及所述结构深度数据，并生成三维场景模型，所述三维场景模型用于表征所述洞穴的环境及环境结构的分布情况。

作为本发明另一个优选的实施例，所述采集设备在所述洞穴中行进。

作为本发明另一个优选的实施例，所述环境分布数据包括洞穴距离数据、洞穴图像数据以及三维路径数据，所述采集设备采集获取洞穴中的环境分布数据以及结构深度数据的步骤包括：

采集获取所述洞穴距离数据，所述洞穴距离数据用于表征所述洞穴在某一竖直切面上各处距离所述采集设备的距离。

采集获取所述洞穴图像数据，所述洞穴图像数据用于表征洞穴某处的图像信息。

采集获取所述三维路径数据，所述三维路径数据用于表征所述采集设备在空间内的运动路径信息。

采集获取结构深度数据。

应该理解的是，除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开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，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。