[發明專利]測量方法及執行該測量方法的裝置

有效

• 申請號: 201280068981.2
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN104205006B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 杰拉爾德·菲特雷爾
• 申請（專利權）人: 視瑞爾技術公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G01S17/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 王淑麗

本發明涉及一種測量方法以及用于執行該測量方法的裝置。

給予觀察者真實空間——即三維——感知的顯示設備正變得越來越受歡迎。

典型地，這些顯示設備的觀察者需要輔助工具，例如頭戴顯示器、燈具、偏光眼鏡或快門眼鏡，從而能夠通過顯示設備三維地感知所顯示的場景。

允許觀察者觀察而無需附加的輔助工具的顯示設備也是已知的。典型地，對于這些顯示設備，例如，自動立體顯示設備(autostereoscopic display device)或全息顯示設備(holographic display device)，需要關于相對于顯示設備觀察者所處的地方的信息。

以往，為了這一目的，使用兩個記錄顯示設備的前面空間的攝影機。連接到攝影機的估算單元識別顯示設備的觀察者的臉并且特別是能確定觀察者的眼睛瞳孔的相對于攝影機(camera)位置的位置。在這種情況下，相對于顯示設備的攝影機的記錄方向(recording direction)以固定的方式(fixed way)被預先確定，從而可以從相對于攝像機的眼睛瞳孔的位置確定相對于顯示設備的眼睛瞳孔的位置。在裝置的運輸期間，可能發生的是，相對于顯示設備的攝像機的位置以及特別是方向被改變。因此，不再能夠準確地或者正確地確定相對于顯示設備的眼睛瞳孔的位置，并且設備的重新校準是必要的。

此外，可以三維地測量物體的專用裝置是已知的。通常，在這些裝置的實例中，用激光在物體上產生線。然后，用攝像機記錄用這些線照明的物體的圖像，并從線的變形(distortion)計算該物體的形狀且將其存儲為數字模型。然而，為了給觀察者提供檢驗這一數字模型的可能性，另一個數字顯示設備是額外必要的。

針對這一背景，因此本發明的目的是提供一種測量方法和具有減小了設備支出的裝置。

根據本發明，通過獨立專利權利要求1和15的內容來實現這一目的。在引用專利權利要求1和15的專利權利要求2至14和16至18中提及了本發明的有利配置。

因此，對該目的的解決方案包括在測量方法中，其中，通過依靠顯示設備的預先確定的照明，利用在光源圖像的平面上的照明光的強度分布，標記物體的第一位置，并且其中在攝像機的坐標系中確定物體的第一位置相對于第二位置的相對位置。

本發明是基于這樣的構思：將顯示設備本身用作確定相對于物體的第二位置的物體的第一位置的相對位置的裝置。由于通過顯示設備本身預先確定對于圖像信息的顯示的照明，因此可能確定物體的第一位置的位置以及，依靠攝像機的坐標系中相對于第一位置的第二位置的相對位置，還確定在顯示設備的坐標系中物體的第二位置的位置。

因此，攝像機的校準，即其相對于顯示設備的坐標系的位置和方向的確定，可以省略。

通過使用全息顯示設備，可以通過相干光束的相長干涉或相消干涉產生在光源圖像的平面上的照明光的強度分布。以這種方式，隨著物體與顯示設備的距離的變化而強烈改變的照明光的強度分布以受控的方式實現。

自動立體顯示設備可由比全息顯示設備更簡單的模塊組成。具體地，自動立體顯示設備不需要產生具有大的相干長度的光以便呈現三維場景的光源。因此，自動立體顯示設備的使用可以使該方法更簡單。

當顯示設備旨在與觀察者交互時，標記顯示設備的觀察者的第一位置尤其是有利的。但是，標記無生命物體的第一位置也是可能的，從而它可以被測量或可以有意地照明為具有紋理。

根據測量方法的第一改進中，光源圖像的平面中的照明光的強度分布包括一個衍射級的光源圖像。

顯示設備通常具有含預先確定光柵的光的空間調制器。空間調制器的光柵可以用于作為一種具有預先確定的光柵周期的天然衍射光柵，使得在光源圖像的平面中的照明光的強度分布可以包括一個衍射級的光源圖像。可以想到使用第0衍射級的光源圖像，即非衍射光源圖像。然而，也可以使用更高的衍射級。例如為了提高測量方法的精度，由于可以檢測出多個光源圖像，也可以針對生成強度分布使用多個衍射級。由于預先確定的光柵周期，可以非常精確地預先確定強度分布中的最大值和/或最小值的間隔。可能的是，非常精確地預先確定第一位置相對于第二位置的相對位置的確定的精度。