基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法技术

本发明专利技术公开了一种基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法，获得人眼直视前方时具有的水平视野角度φ；采用摄像头获取用户周边水平360度全景图像，正面摄像头将正用户前方大于φ度的画面显示在主视野视窗内。后面摄像头将用户左、右侧方及侧后方大于90‑φ/2度的画面分别压缩显示在左辅助视野视窗、右辅助视野视窗内。通过算法使三幅画面拼接合成，同时追踪人眼运动，使人眼瞳孔聚焦位置及向两侧延伸限定距离以内的宽度区域的画面正常显示而不产生变形。本发明专利技术可以帮助士兵在作战中不需要转动头部即可对自己侧方及后方的周边360度的情况也了如指掌，切实提高作战能力，在军用领域、民用游乐领域具有广阔的应用前景。

Panoramic view method based on visual characteristics of human eyes

The invention discloses a method for showing the characteristics of human vision based on panoramic view, has obtained the eye straight ahead when the level of visual angle; use camera to acquire users around the level of 360 degree panoramic images, the camera will be in front of users is greater than the positive degree of the picture display window is in the main view. Behind the camera user left and right side and the rear side is greater than 90 degrees phi /2 picture compression respectively shown in the left and right auxiliary visual auxiliary visual window window. Through the algorithm, the three images are stitched together, and at the same time, the movement of human eye is tracked, so that the pupil focus position and the extension to the sides can be displayed without any distortion. The invention can help soldiers in the operation do not need to turn the head, and can know the situation of 360 degrees around the side and rear, so as to enhance the combat capability effectively, and has broad application prospects in the field of military and civil amusement.

【技术实现步骤摘要】
基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法
本专利技术属于光电技术应用领域，尤其涉及一种基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法。
技术介绍
目前世界一些发达国家都在紧锣密鼓地制定和组织实施单兵作战系统发展计划，适应各自国情的单兵作战武器系统平台异军突起，特别是头戴系统已成为士兵的外脑。士兵在战场上将实现智能信息化，佩戴的智能眼镜可以传送地图信息，发送图像给同伴，帮助士兵彼此警告潜在的威胁，例如陷阱和伏击等。在作战和训练中，观测能力对于战斗是十分重要的。人眼视度即指人的肉眼可视角度的度数。人类的人眼视度通常是约120度，人两眼重合视域为约124度。人单眼的水平视角最大可达约156度，双眼的水平视角最大可达约188度。现有的智能眼镜只能观测目标前方的人眼视度即，然而侧方和后方的敌人观测不到，对作战人员构成了重大威胁。如果能通过某种辅助战术装备及时发现侧方和后方的敌人，快速做出反应，则可以先发打击克敌制胜。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法，目的在于为作战人员提供全景视场。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一种基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法，步骤如下：根据人眼静止自然状态的视野分布特点，获得人眼直视前方时具有的水平视野角度范围φ；在用户头部佩戴头戴装置，用至少两个头戴式摄像头分工获取用户周边水平360度全景图像，其中位于头戴装置正前方的摄像头采集用户正前方φ度水平范围的图像，位于头戴装置侧方或后方的摄像头采集用户左侧方、左侧后方、右侧方、右侧后方大于360-φ度水平范围的图像；在人眼前方设置宽银幕显示屏，宽银幕显示屏由主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗三部分构成；三部分视窗可以是连续拼接的，也可以是左辅助视野视窗、右辅助视野视窗独立显示在主视野视窗两侧的小窗口中；其中主视野视窗用于显示用户正前方视野φ度的图像，左辅助视野视窗用于显示用户左侧方及左侧后方视野180-φ/2度的图像，右辅助视野视窗用于显示用户右侧方及右侧后视野180-φ/2度的图像；位于头戴装置正前方的摄像头将采集的φ度取景画面不压缩地显示在主视野视窗内；位于头戴装置侧方或后方的摄像头将采集的360-φ度取景画面左右平均分割为两个180-φ/2度取景画面，对画面进行压缩后分别显示在左辅助视野视窗、右辅助视野视窗内；若主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗是连续拼接的，则通过算法使三幅画面拼接合成为一幅画面，同时左辅助视野视窗、右辅助视野视窗与主视野视窗画面有重叠区域，通过算法使重叠画面合成；若主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗不是连续拼接的，则独立显示。依照本专利技术的一个方面，还包括追踪人眼运动，使宽银幕显示屏的显示对应人眼运动；主视野视窗内的画面是不变形的，当人眼视线落入左辅助视野视窗、右辅助视野视窗时，人眼瞳孔聚焦位置及该位置向左右两侧延伸限定距离以内的宽度区域的画面也是不变形的，而人眼瞳孔聚焦位置及该位置向左右两侧延伸限定距离以外的画面是压缩变形的，当人眼转动时，不变形区域跟随人眼瞳孔聚焦位置的移动而移动。依照本专利技术的一个方面，所述宽银幕显示屏可以是平面屏也可以是弧面屏。依照本专利技术的一个方面，所述位于头戴装置侧方或后方的摄像头有两个，该两个摄像头分别采集用户左侧方及左侧后方、右侧方及右侧后方大于180-φ/2度水平范围的图像。本专利技术实施的优点是：本专利技术的基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法，士兵在作战中，不仅可以看到正前方的画面，同时不需要转动头部即可对自己侧方及后方的周边360度的情况也了如指掌。本专利技术可以帮助士兵突破裸眼视力限制，成为眼观六路的超级战士，切实提高单兵作战能力。专利技术不光在军用领域、而且在民用游乐领域也将具有广阔的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的原理示意图。图2是本专利技术一种实施例的头戴装置的结构图之一。图3是本专利技术一种实施例的头戴装置的结构图之二。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，首先，根据人眼静止自然状态的视野分布特点，获得人眼直视前方时具有的水平视野角度范围φ。设计一佩戴在用户头部的头戴装置，用至少两个头戴式摄像头分工获取用户周边水平360度全景图像，其中位于头戴装置正前方的摄像头采集用户正前方φ度水平范围的图像。位于头戴装置侧方或后方的摄像头可以是一个，采集用户左侧方、左侧后方、右侧方、右侧后方大于360-φ度水平范围的图像，然后左右平均分割为两个180-φ/2度取景画面。位于头戴装置侧方或后方的摄像头也可以是两个，两个摄像头分别采集用户左侧方及左侧后方、右侧方及右侧后方大于180-φ/2度水平范围的图像。下文将给出头戴装置的一种实施例结构。在人眼前方设置宽银幕显示屏，宽银幕显示屏可以内置于上述头戴装置中，宽银幕显示屏可以是如图1所示的弧面屏，也可以是平面屏。宽银幕显示屏由主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗三部分构成，在图1所示的实施例中，三部分视窗是连续拼接的，其中主视野视窗用于显示用户正前方视野φ度的图像，左辅助视野视窗用于显示用户左侧方及左侧后方视野180-φ/2度的图像，右辅助视野视窗用于显示用户右侧方及右侧后视野180-φ/2度的图像。在其他实施例中，三部分视窗也可以不连续拼接的，而是左辅助视野视窗、右辅助视野视窗独立显示在主视野视窗两侧的小窗口中，类似“画中画”。位于头戴装置正前方的摄像头将采集的φ度取景画面不压缩地显示在主视野视窗内；位于头戴装置侧方或后方的摄像头将采集的360-φ度取景画面左右平均分割为两个180-φ/2度取景画面，对画面进行压缩后分别显示在左辅助视野视窗、右辅助视野视窗内。由于本实施例中主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗是连续拼接的，通过算法使三幅画面拼接合成为一幅画面；同时左辅助视野视窗、右辅助视野视窗与主视野视窗画面有重叠区域，通过算法使重叠画面合成。在其他实施例中，若主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗不是连续拼接的，则独立显示。追踪人眼运动，使宽银幕显示屏的显示对应人眼运动，主视野视窗内的画面是不变形的，当人眼视线落入左辅助视野视窗、右辅助视野视窗时，人眼瞳孔聚焦位置及该位置向左右两侧延伸限定距离以内的宽度区域的画面也是不变形的，而人眼瞳孔聚焦位置及该位置向左右两侧延伸限定距离以外的画面是压缩变形的。当人眼水平转动时，左辅助视野视窗、右辅助视野视窗中的不变形区域跟随人眼瞳孔聚焦位置的移动而移动。上述追踪人眼运动可由头戴装置内置的算法完成。图2和图3是应用了本专利技术原理的头戴装置的一种实施例，也可称之为全视角辅助作战视觉系统。包括主机1和头戴2、3。本实施例中主机1为眼镜形式，此外也可为头盔等形式，主机1的前部左右本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法，其特征在于：根据人眼静止自然状态的视野分布特点，获得人眼直视前方时具有的水平视野角度范围φ；在用户头部佩戴头戴装置，用至少两个头戴式摄像头分工获取用户周边水平360度全景图像，其中位于头戴装置正前方的摄像头采集用户正前方φ度水平范围的图像，位于头戴装置侧方或后方的摄像头采集用户左侧方、左侧后方、右侧方、右侧后方大于360‑φ度水平范围的图像；在人眼前方设置宽银幕显示屏，宽银幕显示屏由主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗三部分构成；三部分视窗可以是连续拼接的，也可以是左辅助视野视窗、右辅助视野视窗独立显示在主视野视窗两侧的小窗口中；其中主视野视窗用于显示用户正前方视野φ度的图像，左辅助视野视窗用于显示用户左侧方及左侧后方视野180‑φ/2度的图像，右辅助视野视窗用于显示用户右侧方及右侧后视野180‑φ/2度的图像；位于头戴装置正前方的摄像头将采集的φ度取景画面不压缩地显示在主视野视窗内；位于头戴装置侧方或后方的摄像头将采集的360‑φ度取景画面左右平均分割为两个180‑φ/2度取景画面，对画面进行压缩后分别显示在左辅助视野视窗、右辅助视野视窗内；若主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗是连续拼接的，则通过算法使三幅画面拼接合成为一幅画面，同时左辅助视野视窗、右辅助视野视窗与主视野视窗画面有重叠区域，通过算法使重叠画面合成；若主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗不是连续拼接的，则独立显示。...

【技术特征摘要】
1.一种基于人眼视觉特点的全景视野呈现方法，其特征在于：根据人眼静止自然状态的视野分布特点，获得人眼直视前方时具有的水平视野角度范围φ；在用户头部佩戴头戴装置，用至少两个头戴式摄像头分工获取用户周边水平360度全景图像，其中位于头戴装置正前方的摄像头采集用户正前方φ度水平范围的图像，位于头戴装置侧方或后方的摄像头采集用户左侧方、左侧后方、右侧方、右侧后方大于360-φ度水平范围的图像；在人眼前方设置宽银幕显示屏，宽银幕显示屏由主视野视窗、左辅助视野视窗、右辅助视野视窗三部分构成；三部分视窗可以是连续拼接的，也可以是左辅助视野视窗、右辅助视野视窗独立显示在主视野视窗两侧的小窗口中；其中主视野视窗用于显示用户正前方视野φ度的图像，左辅助视野视窗用于显示用户左侧方及左侧后方视野180-φ/2度的图像，右辅助视野视窗用于显示用户右侧方及右侧后视野180-φ/2度的图像；位于头戴装置正前方的摄像头将采集的φ度取景画面不压缩地显示在主视野视窗内；位于头戴装置侧方或后方的摄像头将采集的360-φ度取景画面左右平均分割为两个180-φ/2度取景画面，对画面进行压缩后分别显示在左辅助视野视窗、右辅助视野...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐春，范英云，
申请(专利权)人：陈乐春，
类型：发明
国别省市：江苏,32