[发明专利]增强现实显示装置和视觉标定方法

说明书

本发明公开了一种增强现实显示装置和视觉标定方法，涉及光学技术领域。包括增强现实眼镜，位于增强现实眼镜中的的摄像头、显示器、处理器和位置传感器，其中，摄像头，用于获取特定时刻实际场景的单帧图像；处理器，用于在单帧图像中选取标定点；显示器，用于显示单帧图像和标定点；当显示的标定点与实际场景中的对应点重合时，位置传感器，用于获取标定点在摄像头中的位置M_cam，和标定点在显示器中的位置M_dis；处理器，还用于根据M_cam和M_dis，确定摄像头获取的图像与显示器显示的图像之间的转换关系。本发明可以适用于立体空间的视觉标定，应用场景更加广泛，视觉标定的结果更加准确。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及增强现实显示装置和视觉标定方法。

背景技术

增强现实显示的目的是实现虚拟信息与现实信息的视觉叠加。观察者通过佩戴增强现实显示装置，可以直接观看显示装置所显示的虚拟信息，同时透过显示装置还直接观察外界环境，从而进行虚拟信息和真实世界的叠加。

增强现实显示装置需要使虚拟信息单独显示在显示装置上，让观察者从视觉上认为，虚拟信息与现实空间完美融合。但由于观察者的眼睛观察的位置是动态且因人而异的，所以增强现实显示装置需要通过视觉标定的方式，从现实环境的位置点，反推出相应虚拟信息在显示装置上的显示位置。现有技术中，通常使用标准平面标定板来进行视觉标定工作，其中标准平面标定板是一块平面的方格板。

但是，标定板只能对标定板所在平面的图像进行视觉标定，对于平面以外的情形无能为力。

发明内容

本发明实施例提供了一种增强现实显示装置和视觉标定方法。旨在解决现有技术中视觉标定只适用于平面情形的缺陷。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种增强现实显示装置，包括增强现实眼镜，位于增强现实眼镜中的的摄像头、显示器、处理器和位置传感器，其中，

摄像头，用于获取特定时刻实际场景的单帧图像；

处理器，用于在单帧图像中选取标定点；

显示器，用于显示单帧图像和标定点；

当显示的标定点与实际场景中的对应点重合时，位置传感器，用于获取标定点在摄像头中的位置M_cam，和标定点在显示器中的位置M_dis；

处理器，还用于根据M_cam和M_dis，确定摄像头获取的图像与显示器显示的图像之间的转换关系。

可选的，

位置传感器，还用于获取摄像头的位置P_cam和姿态R_cam；

处理器，还用于根据M_cam、M_dis、P_cam和R_cam，确定转换关系。

可选的，

位置传感器，还用于获取增强现实眼镜的位置P_glass和姿态R_glass；

处理器，还用于根据增强现实眼镜和摄像头的位置关系，确定摄像头的位置P_cam和姿态R_cam。

可选的，

位置传感器，还用于获取观察者左眼的位置P_eL和右眼的位置P_eR；