[發明專利]一種自動標定和生成離軸反畸變紋理坐標的方法

有效

• 申請號: 201910994384.6
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110827214B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 黃凱凱;張琦
• 申請（專利權）人: 南京睿悅信息技術有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 劉暢;徐冬濤

本發明公開了一種自動標定和生成離軸反畸變紋理坐標的方法，包括：S1、將無畸變相機固定在一體機佩戴時人眼觀看的位置；無畸變相機、一體機均連接電腦；S2、PC端設置反畸變網格數；S3、窮舉坐標點并依次輸入到一體機中；S4、顯示相應的白點；S5、相機拍攝得到相機圖像并傳輸到PC端；S6、PC端識別相機圖像的白點中心，得到圖像坐標點；S7、獲得縮放倍數；S8、獲得紋理坐標并輸出；S9、得到的反畸變圖像。本發明結合紋理坐標的特點，通過設備自動運行并簡單轉換可以直接得到離軸反畸變所需要的紋理坐標數據，而且可以針對工廠生產中每一個機器生成特有的坐標數據，減小因為鏡片加工誤差帶來的影響。

技術領域

本發明屬于增強現實領域，具體是一種自動標定和生成離軸反畸變紋理坐標的方法。

背景技術

畸變是由于透鏡的垂軸放大率隨光束和主光軸間所成角度變化而引起的，是光學系統對物體所成的像相對于物體本身而言的失真程度。存在鏡片畸變的VR/AR頭盔，將傳統的圖像投射到人的眼中時，圖像是扭曲的。因此為了使最終人眼觀察看到的圖像不扭曲變形，擁有真實的沉浸感，需要先將屏幕上的圖像進行一次合理的變形，這就是反畸變。

目前反畸變大都采用特定公式及系數來改變紋理坐標的方式，適合面型相對簡單和加工誤差比較小的情況。但是目前一些用于AR眼鏡的離軸系統，由于采用上下左右不對稱復雜曲面，且加工誤差相對偏大，容易造成中間變形，單純采用公式擬合需要更多的系數，而且需要消耗比較長的時間。

發明內容

本發明為解決背景技術中存在的問題，提出了以下技術方案：

一種自動標定和生成離軸反畸變紋理坐標的方法，它包括以下步驟：

S1、準備步驟：將無畸變相機固定在一體機佩戴時人眼觀看的位置；將無畸變相機連接電腦，電腦用來實時顯示無畸變相機圖像；將一體機連接電腦，PC端可以將坐標點圖像輸入到一體機中，并且一體機可以實時顯示該坐標點圖像畫面；

S2、PC端設置反畸變網格數M，計算坐標間隔i，生成M*M個坐標點(x，y)；

S3、窮舉坐標點，并依次輸入到一體機中；

S4、一體機根據輸入的坐標值顯示相應的白點；

S5、相機拍攝得到相機圖像，并傳輸到PC端；

S6、PC端識別相機圖像的白點中心，得到M*M個圖像坐標點(x’,y’)；

S7、通過多項式擬合獲得水平中心縮放倍數s1和豎直方向縮放倍數t1；S8、獲得紋理坐標(u，v)并輸出，其中

S9、將得到的紋理坐標基于處理軟件輸入到一體機中，得到反畸變圖像。

優選的，所述一體機置于暗室中或用遮光布遮擋一體機鏡片前面。

優選的，屏幕單眼顯示區域歸化為[-1，1]區域，中心點作為屏幕坐標原點；相機圖像中心作為圖像坐標原點，坐標單位為像素；步驟S2中，坐標間隔

優選的，S7中，當y＝0時，采用下式自動擬合，獲得水平方向縮放倍數s1：

x’＝s0+s1*x+s2*x²+s3*x³+s4*x⁴+s5*x⁵

式中，x為坐標點的橫坐標，x’為圖像坐標點的橫坐標，s0，s1，s2，s3，s4，s5為縮放倍數；

當x＝0，采用下式自動擬合，獲得豎直方向縮放倍數t1：

y’＝t0+t1*y+t2*y²+t3*y³+t4*y⁴+t5*y⁵