[发明专利]一种利用自由空间视线凝视点测量的空间几何量测量方法

摘要

本发明涉及一种利用自由空间视线凝视点测量的空间几何量测量方法：利用场景摄相机获取被测物体的图像；对于每一组视线跟踪双目摄相机，确定瞳孔中心的空间坐标；定义过瞳孔中心的瞳孔所在平面的法线方向为视线方向，对于左眼和右眼，分别确定的视线方向表达式；得到凝视点的坐标；根据凝视点在被测空间大地坐标系的坐标不变的特性，通过位姿测量组件的实时位姿转换，得到不变的凝视点的大地坐标；对被测物体进行多次凝视操作后，取得形体表面若干点的空间坐标，分别计算每个点之间的距离，并结合场景摄像机的图像，完成对该被测物的空间几何量测量。

主权项

1.一种利用自由空间视线凝视点测量的空间几何量测量方法，所采用的测量系统包括带有左眼框架和右眼框架的眼镜式框架、固定在眼镜式框架上的两个半透半反镜、双目立体视觉视线跟踪摄像机、至少一个场景摄像机和位姿测量组件，其中，双目立体视觉视线跟踪摄像机包括两组视线跟踪双目摄像机，两个半透半反镜分别固定在左眼框架和右眼框架内，在每个半透半反镜旁各设置一组所述的视线跟踪双目摄像机，用以通过反光面对眼睛成像；所述的场景摄像机固定在眼镜式框架上，用于对场景成像；所述的位姿测量组件包括三轴陀螺仪和倾角仪组成的位姿测量传感器和GPS模块，位姿测量传感器配合GPS模块实时测量使用者头部空间位姿；空间几何量测量方法为：1)利用场景摄像机获取被测物体的图像；2)对于每一组视线跟踪双目摄像机，根据像机参数，建立双目立体视觉测量模型；将其采集到的眼睛图像中提取出瞳孔边缘，通过提取瞳孔边缘的特征点，确定瞳孔所在空间平面方程系数，得到瞳孔所在平面方程，计算瞳孔中心点成像坐标；计算瞳孔中心的空间坐标；3)定义过瞳孔中心的瞳孔所在平面的法线方向为视线方向，对于左眼和右眼，分别确定视线方向表达式；4)得到凝视点的坐标；5)根据凝视点在被测空间大地坐标系的坐标不变的特性，通过位姿测量组件的实时位姿转换，得到不变的凝视点的大地坐标；6)对被测物体进行多次凝视操作后，取得形体表面若干点的空间坐标，分别计算每个点之间的距离，并结合场景摄像机的图像，完成对该被测物体的空间几何量测量。