[发明专利]一种实现画面虚拟透明动态调节的增强现实头盔及方法

权利要求书

1.一种实现画面虚拟透明动态调节的增强现实头盔，包括固定连接的盔帽以及视觉模块，其特征在于，所述视觉模块包括：图像获取模块、瞳距调节模块、显示模块、处理模块以及目镜；

所述图像获取模块、瞳距调节模块、显示模块、处理模块以及目镜均设置在所述盔帽上，其中，所述图像获取模块设置在所述盔帽的正面，所述显示模块和目镜设置在所述盔帽的反面，且所述显示模块设置在所述目镜的前方，所述图像获取模块、瞳距调节模块和显示模块分别与所述处理模块电性连接；

所述图像获取模块用于获取外部的图像数据，其中，所述图像获取模块为双目摄像头，所述显示模块用于根据接收的控制指令对虚拟图像和外部图像处理并叠加显示，其中，所述显示模块为显示屏；

所述目镜包括两个，所述目镜用于外部观看所述显示模块显示的图像，所述瞳距调节模块用于调节所述两个目镜之间的间距；

所述处理模块用于获取内部各个组件的硬件参数，并用于为对应的组件发送对应的控制指令，动态调节透过所述目镜显示的图像，其中，所述处理模块根据所述控制指令，基于所述图像的缩放系数以及额外的偏移角对透过所述目镜显示的图像进行动态调节，其中，所述图像的缩放系数为所述双目摄像头的视域大小与人眼的视域大小的比值，当所述显示屏与目镜的光学结构中心不对称时会产生所述额外的偏移角；

所述图像的缩放系数通过以下公式计算得到：

式中，α为图像的缩放系数，e为双目摄像头的视域，d为人眼视域，b为目标对象的深度参数，f为目镜焦距，θ₃为双目摄像头的视场角，s为屏幕半径，a为人眼到摄像头的双目距离；

所述偏移角通过以下公式计算得到：

θ＝θ′＝arctan(Δd/f)

式中，θ为偏移角，Δd为偏移量，Δd＝(da-de)/2，da为显示屏的宽度，de为两个目镜结构中心点的间距。

2.根据权利要求1所述的实现画面虚拟透明动态调节的增强现实头盔，其特征在于，所述处理模块包括：

解析单元，用于解析所述图像获取模块获取的外部图像数据确定目标对象的深度参数；

传感器单元，用于获取内部各个组件的硬件参数；

计算单元，用于根据所述深度参数和硬件参数确定图像的缩放系数以及额外的偏移角；

调节单元，用于根据所述图像的缩放系数以及额外的偏移角向对应的组件发送控制指令以执行对应的调节操作。

3.根据权利要求2所述的实现画面虚拟透明动态调节的增强现实头盔，其特征在于，所述传感器单元获取的硬件参数包括：两个目镜结构中心点的间距、人眼到所述目镜的距离、所述目镜的孔径、所述目镜的焦距、以及所述显示装置的半径。

4.根据权利要求2所述的实现画面虚拟透明动态调节的增强现实头盔，其特征在于，所述处理模块还包括：

虚拟图像单元，用于生成虚拟图像并输出到所述显示装置。

5.根据权利要求3所述的实现画面虚拟透明动态调节的增强现实头盔，其特征在于，所述调节单元具体用于如下至少一种调节操作：

调节所述目镜之间的间距、调节显示模块的显示图像以及调节所述调节虚拟图像单元的视场方向。

6.根据权利要求1所述的实现画面虚拟透明动态调节的增强现实头盔，其特征在于，所述头盔还包括：电源模块以及开关控制模块，所述图像获取模块、瞳距调节模块、显示模块、处理模块以及开关控制模块均与所述电源模块电性连接，所述开关控制模块设置在所述头盔的外侧并与所述显示模块电性连接；所述电源模块用于为所述图像获取模块、瞳距调节模块、显示模块、处理模块以及开关控制模块提供能量，所述开关控制模块用于调节所述显示模块亮度以及电源的开启和关闭。

7.一种应用于上述权利要求1-6任一项所述增强现实头盔的实现画面虚拟透明动态调节的方法，其特征在于，包括：

获取外部的图像数据，将虚拟图像和外部图像叠加显示；

获取内部各个组件的硬件参数并向对应的组件发送控制指令以执行对应的调节操作。