[发明专利]一种OST标定装置和OST标定方法

说明书

本发明提供了一种OST标定装置和OST标定方法，其能够简化标定流程，提高标定效率。该OST标定装置包括标定工装、立体标板以及工控机。该标定工装包括仿真头模和被对应地设置于该仿真头模的双目处的一对仿人眼摄像头。该立体标板包括被相交地布置于该仿人眼摄像头的视场范围内的多个平面标板。该工控机包括：获取模块，用于获取虚体标板图像和实体标板图像，其中该虚体标板图像为经由该仿人眼摄像头拍摄经由AR显示屏显示的图像标板而获得的图像，该实体标板图像为经由该仿人眼摄像头透过AR显示屏和经由该跟踪相机分别拍摄该立体标板而获得的图像；和标定模块，用于根据该虚体标板图像和该实体标板图像，计算获得该待标OST‑AR设备的标定参数。

技术领域

本发明涉及OST标定技术领域，特别是涉及一种OST标定装置和OST标定方法。

背景技术

近年来，随着元宇宙概念的爆发，AR/VR类初创公司的融资总额在2021年第四季度达到了120亿，并且热度至今仍在持续延续。目前，OST-AR(英文：Optical See-ThroughAugmented Reality，中文：光学透射式增强现实技术)和VST-AR(英文：Video See-throughAugmented Reality，中文：视频透射式增强现实技术)作为显示AR内容的两种主要方法：在VST-AR 系统中，用户通过AR系统中的相机看到物理世界，即系统在接收来自真实世界的恒定图像帧流的同时，将虚拟内容组合到这些图像帧中；在OST-AR系统中，用户可以直接看到真实世界的视图，而虚拟对象则通过光学组合器被施加到用户的视图中。虽然VST-AR系统可以使用一个相机同时用于视频流和SLAM，使得虚实结合更容易，但VST-AR系统却不能带给用户最贴近真实环境的AR体验；而OST-AR系统虽然能够提供更佳的AR体验，但因视频流来自于用户的眼睛而需要知道跟踪相机和用户眼睛之间的转换，因此OST-AR系统的标定始终是必要的。

早期的OST标定方法主要是单点主动对准方法，其原理是：在保持头部运动的条件下，利用真实场景中的一个校准标靶点进行标定；即先使人眼透过OST屏幕观察该校准点，再用鼠标手工控制OST屏幕上虚拟的瞄准器，使之与观察屏幕上的校准点对准。但由于在标定过程中一旦出现头盔滑动或者用户身份改变等原因，就会导致实际的用户眼睛坐标系与虚拟摄像机坐标系不重合，因此目前常用的标定方法是将单点主动对准方法划分为离线标定和用户线上标定两个步骤，称为双步法。

然而，现有的双步法在离线标定时，需要拍摄真实场景中标板在多个不同位姿下的图像，约15张，并且为了得到稳定可靠的标定结果，通常还需要使用高成本的机械手辅助进行不同位姿图像的拍摄，使得现有的双步法不仅费时及高成本，而且还极易因操作不当而损坏被测物。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一种OST标定装置和OST标定方法，其能够简化标定流程，提高标定效率，有助于满足OST-AR设备的量产标定需求。

本发明的另一个优势在于提供一种OST标定装置和OST标定方法，其中，在本发明的一个实施例中，所述OST标定装置能够使用采集一次立体标板图像的方式来替代常规的使用机械臂移动标板以采集多张标板图像的方式，不仅节约了设备的使用空间，减小了设备使用的危险系数，而且也加快了数据采集，缩短了标定时间。

本发明的另一个优势在于提供一种OST标定装置和OST标定方法，其中，在本发明的一个实施例中，所述OST标定装置能够通过拆图提点方法对一张立体标板图像进行处理，就能够满足OST-AR设备的标定需要，有助于降低标定成本，提高标定效率。

本发明的另一个优势在于提供一种OST标定装置和OST标定方法，其中，在本发明的一个实施例中，所述OST标定装置能够使整个标定过程几乎不受人为干扰，降低出错概率，有助于更加高效地标定，提高标定精度。

本发明的另一个优势在于提供一种OST标定装置和OST标定方法，其中，在本发明的一个实施例中，所述OST标定装置能够适配大多数AR眼镜，适应性更广，有助于加快待标定设备的布置，进一步缩短标定时间。