[發明專利]用于圖像顯示的智能眼鏡系統及使用方法

有效

• 申請號: 201310415762.3
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103472919A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 費樹培;謝耀欽
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G02B27/22
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 沈祖鋒;郝明琴

技術領域

本發明涉及一種智能眼鏡系統，尤其涉及一種用于圖像顯示的智能眼鏡系統及使用方法。

背景技術

目前，智能眼鏡已經漸漸進入人們的視野中，對于可透視型智能眼鏡來說，當人戴上這種眼鏡后，周圍可見光能夠透過眼鏡鏡片，人的雙眼能夠正?？吹剿闹艿沫h境；同時智能眼鏡能夠將一些圖像信息疊加在人的真實視野上，由于擁有這樣的特性，可透視型智能眼鏡將在眾多行業和領域發揮巨大作用。但是在一些特殊場合的應用中，比如用智能眼鏡顯示一個三維模型或者將智能眼鏡投射出的圖像畫面固定在某一平面時，需要三維模型或者圖像畫面在人的視野中具有靜止的效果，這樣佩戴者就可以像觀察一個靜止的三維物體一樣觀察三維模型或者能夠看到一個靜止在某個平面上的圖像畫面。

但是，現有的可透視型智能眼鏡所顯示的圖像并不能實現隨著佩戴者頭部運動而發生對應的改變，當佩戴者的頭部發生運動時，智能眼鏡所顯示的圖像畫面是隨著佩戴者一起運動的，并不能實現在人的視野中的靜止效果。

目前有類似的實現同樣效果的技術方案，方法是在需要顯示三維模型的地方人為放置一個標志，并讓攝像頭去檢測這個標志，最后再將需要顯示的圖像疊加在標志上。當智能眼鏡的佩戴者頭部發生運動時，攝像頭檢測到的標志形狀將會發生對應改變，采用立體視覺相關算法后，能夠得到顯示的圖像應該得到的角度，并最終調整圖像進行顯示。但是，該技術方案具有一些局限性，如1、需要在視野內顯示圖像的地方人為放置一個標志物，如果脫離該標志物，則現有技術無法起作用；2、智能眼鏡中顯示的三維模型智能根據標志物放置的位置進行顯示，這就大大降低了智能眼鏡顯示的靈活性，智能眼鏡需要在任何地方進行圖像的顯示；3、由于需要使用攝像頭不斷檢測視野范圍內智能眼鏡相對于標志物發生的角度改變，因為現有技術的實現比較消耗資源。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠讓智能眼鏡中顯示的圖像隨著佩戴者頭部運動而發生對應變化的智能眼鏡系統及使用方法。在本發明提供的智能眼鏡系統中，當佩戴者使用智能眼鏡觀察智能眼鏡投射出的三維模型時，智能眼鏡投射出的圖像畫面能夠隨著用戶觀看角度的變化而發生對應改變，讓佩戴者就像真正在觀察一個靜止的三維模型一樣。同時，若智能眼鏡將圖像畫面投射在一個平面上，則利用本發明提供的方法可以讓智能眼鏡投射的畫面在佩戴者看來已知固定在平面上進行顯示。

為了達到上述目的，本發明提供了一種用于圖像顯示的智能眼鏡系統，包括采集單元、微處理單元以及顯示單元，其中，所述采集單元與微處理單元連接，用于采集外界的圖像信息；所述微處理單元，用于接收并處理采集單元采集到的圖像信息；所述顯示單元與微處理單元連接，用于顯示微處理單元處理后的圖像信息；所述智能眼鏡系統還包括與微處理單元連接的定位跟蹤單元，該定位跟蹤單元包括三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀，所述三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀用于采集佩戴者頭部的運動信息，所述微處理單元對所述佩戴者頭部的運動信息進行處理，以控制顯示單元的圖像顯示。

優選的，所述三軸加速度傳感器用于跟蹤佩戴者頭部在三個正交坐標軸方向上的移動；所述三軸陀螺儀用于跟蹤佩戴者頭部繞著三個正交坐標軸方向發生的轉動。

優選的，所述采集外界的圖像信息為采集與智能眼鏡無線連接的外部設備內存儲的圖像信息。

為了達到上述目的，本發明還提供了一種用于圖像顯示的智能眼鏡系統的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、所述智能眼鏡進行圖像顯示；

S2、采用定位跟蹤單元的三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀對佩戴者頭部的運動信息進行采集，并將所述運動信息發送到智能眼鏡的微處理器單元；

S3、智能眼鏡的微處理單元接收和處理佩戴者頭部的運動信息；

S4、智能眼鏡的微處理單元根據處理后的佩戴者頭部的運動信息重新調整智能眼鏡的圖像顯示。

優選的，在S2中，三軸加速度傳感器用于跟蹤佩戴者頭部在三個正交坐標軸方向上的移動，得到頭部運動在三個坐標軸方向上的加速度；三軸陀螺儀用于跟蹤佩戴者頭部繞著三個正交坐標軸方向發生的轉動，得到頭部運動繞著三個坐標軸發生轉動的角速度。

優選的，在S3中，對三軸加速度傳感器采集的加速度進行時間的二重積分，得到佩戴者頭部在這段時間范圍內在三個坐標軸方向上發生的位移；對三軸陀螺儀的角速度進行時間的一重積分，得到佩戴者頭部在這段時間范圍內繞著三個坐標軸方向發生的轉動的角度。

優選的，在S3中，根據所述位移數值和轉動的角度數值，….，依次得到相機坐標系的坐標變換矩陣和模型變換矩陣。