[發(fā)明專利]增強現(xiàn)實顯示裝置和視覺標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811184383.7
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109348209B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王耀彰;鄭昱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京靈犀微光科技有限公司
• 主分類號: H04N13/332
• 分類號: H04N13/332;H04N13/327
• 代理公司: 北京集智東方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 宋卉;陳亞斌

本發(fā)明公開了一種增強現(xiàn)實顯示裝置和視覺標定方法，涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。包括增強現(xiàn)實眼鏡，位于增強現(xiàn)實眼鏡中的的攝像頭、顯示器、處理器和位置傳感器，其中，攝像頭，用于獲取特定時刻實際場景的單幀圖像；處理器，用于在單幀圖像中選取標定點；顯示器，用于顯示單幀圖像和標定點；當顯示的標定點與實際場景中的對應(yīng)點重合時，位置傳感器，用于獲取標定點在攝像頭中的位置M_cam，和標定點在顯示器中的位置M_dis；處理器，還用于根據(jù)M_cam和M_dis，確定攝像頭獲取的圖像與顯示器顯示的圖像之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。本發(fā)明可以適用于立體空間的視覺標定，應(yīng)用場景更加廣泛，視覺標定的結(jié)果更加準確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及增強現(xiàn)實顯示裝置和視覺標定方法。

背景技術(shù)

增強現(xiàn)實顯示的目的是實現(xiàn)虛擬信息與現(xiàn)實信息的視覺疊加。觀察者通過佩戴增強現(xiàn)實顯示裝置，可以直接觀看顯示裝置所顯示的虛擬信息，同時透過顯示裝置還直接觀察外界環(huán)境，從而進行虛擬信息和真實世界的疊加。

增強現(xiàn)實顯示裝置需要使虛擬信息單獨顯示在顯示裝置上，讓觀察者從視覺上認為，虛擬信息與現(xiàn)實空間完美融合。但由于觀察者的眼睛觀察的位置是動態(tài)且因人而異的，所以增強現(xiàn)實顯示裝置需要通過視覺標定的方式，從現(xiàn)實環(huán)境的位置點，反推出相應(yīng)虛擬信息在顯示裝置上的顯示位置。現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用標準平面標定板來進行視覺標定工作，其中標準平面標定板是一塊平面的方格板。

但是，標定板只能對標定板所在平面的圖像進行視覺標定，對于平面以外的情形無能為力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種增強現(xiàn)實顯示裝置和視覺標定方法。旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中視覺標定只適用于平面情形的缺陷。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供了一種增強現(xiàn)實顯示裝置，包括增強現(xiàn)實眼鏡，位于增強現(xiàn)實眼鏡中的的攝像頭、顯示器、處理器和位置傳感器，其中，

攝像頭，用于獲取特定時刻實際場景的單幀圖像；

處理器，用于在單幀圖像中選取標定點；

顯示器，用于顯示單幀圖像和標定點；

當顯示的標定點與實際場景中的對應(yīng)點重合時，位置傳感器，用于獲取標定點在攝像頭中的位置M_cam，和標定點在顯示器中的位置M_dis；

處理器，還用于根據(jù)M_cam和M_dis，確定攝像頭獲取的圖像與顯示器顯示的圖像之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

可選的，

位置傳感器，還用于獲取攝像頭的位置P_cam和姿態(tài)R_cam；

處理器，還用于根據(jù)M_cam、M_dis、P_cam和R_cam，確定轉(zhuǎn)換關(guān)系。

可選的，

位置傳感器，還用于獲取增強現(xiàn)實眼鏡的位置P_glass和姿態(tài)R_glass；

處理器，還用于根據(jù)增強現(xiàn)實眼鏡和攝像頭的位置關(guān)系，確定攝像頭的位置P_cam和姿態(tài)R_cam。

可選的，

位置傳感器，還用于獲取觀察者左眼的位置P_eL和右眼的位置P_eR；