一种裸眼立体跟踪的方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种裸眼立体跟踪的方法、装置及电子设备，涉及裸眼立体显示技术领域，解决现有裸眼立体显示技术无法准确、高效地建立摄像头坐标系与屏幕坐标系转换关系的问题，该方法包括：建立一屏幕的屏幕坐标系；对一双目摄像头进行双目光轴平行校正；在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标。本发明专利技术的方案能准确、高效地建立摄像头坐标系与屏幕坐标系的转换关系。

Method, device and electronic equipment for naked eye stereo tracking

The present invention provides a method and a stereoscopic tracking device and electronic device, relates to stereoscopic display technology, the naked eye stereoscopic display technology can accurately and efficiently establish the camera coordinates and screen coordinates transition problems, the method comprises: a screen screen coordinates; on a binocular camera optical axis parallel binocular calibration; in the first binocular camera camera coordinates, to obtain the first camera coordinate system to convert the screen coordinates and coordinates of a target variable first in the first camera coordinate system, and according to the change of variables and the the first coordinate acquiring the target point in the screen coordinates of the second coordinate. The scheme of the invention can accurately and efficiently establish the conversion relation between the camera coordinate system and the screen coordinate system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及裸眼立体显示
，特别涉及一种裸眼立体跟踪的方法、装置及电子设备。
技术介绍
经过多年的研究，裸眼立体显示技术已经取得了长足的进展。由于使用该类技术的立体显示产品无需佩戴专用眼镜即可观看到立体显示效果，因此逐渐受到了消费者的关注。通常，该项技术利用光栅等分光设备的分光效果，从而使得观看者左右两眼看到的内容不一样，进而形成视差并感受到立体效果。为使分光设备所投射的图像能被人眼准确的捕捉到，目前最为高效精确的做法是使用如摄像头等人眼捕捉设备首先捕捉到标记点，这里标记点是人眼或跟人眼保持固定距离的具有明显特征的物体的位置，然后根据人的左右两眼的位置自适应的调节分光设备或进行重新排图，使得人在一定范围内可自由移动的同时观察到立体显示效果。标记点捕捉是在摄像头坐标系下完成，而分光和排图是在屏幕坐标系下进行，因此存在摄像头坐标系到屏幕坐标系转换的问题。在双目摄像头的情况下，由于装配时的误差造成摄像头坐标系与屏幕坐标系的转换不仅存在平移，还有可能存在不可控的旋转，影响立体显示效果。因此，如何准确、高效地建立摄像头坐标系与屏幕坐标系的转换关系，成为了当前裸眼立体显示技术需要解决的难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种裸眼立体跟踪的方法、装置及电子设备，解决现有技术中裸眼立体显示技术无法准确、高效地建立摄像头坐标系与屏幕坐标系转换关系的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种裸眼立体跟踪的方法，所述方法包括：建立一屏幕的屏幕坐标系；对一双目摄像头进行双目光轴平行校正；在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标。其中，所述获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标，包括：在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的旋转变量，并根据所述旋转变量对所述第一摄像头坐标系进行旋转校正；获取一目标点在旋转校正后的所述第一摄像头坐标系下的第一坐标；根据所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的原点平移变量，对旋转校正后的所述第一摄像头坐标系进一步进行平移校正，并确定所述第一坐标在平移校正后的所述第一摄像头坐标系下的坐标为所述第二坐标。其中，所述获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标，包括：在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的旋转变量，并根据所述旋转变量对所述第一摄像头坐标系进行旋转校正；根据所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的原点平移变量，对旋转校正后的所述第一摄像头坐标系进一步进行平移校正；获取一目标点在平移校正后的所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并确定所述第一坐标为所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标。其中，所述建立一屏幕的屏幕坐标系，包括：以所述屏幕的中心为原点，所述双目摄像头的光心连线方向为X坐标轴，所述双目摄像头中的一个摄像头的光轴在所述光心连线垂直平面上的分量方向为Y坐标轴，所述第一坐标轴与所述第二坐标轴的向量积为Z坐标轴，建立所述屏幕的屏幕坐标系；其中，所述光心连线与所述屏幕所在的平面平行。其中，所述在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的旋转变量，包括：在所述第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头的光心到所述双目摄像头中的第二摄像头的光心为第一向量；获取所述第一摄像头坐标系的Z轴为第二向量；获取所述第一向量与所述第二向量的夹角，并根据所述第一向量与所述第二向量的夹角，获取所述第一摄像头坐标系绕所述屏幕坐标系的Y轴旋转的第一旋转变量；和/或获取所述第一摄像头坐标系的Y轴为第三向量；获取所述第一向量与所述第三向量的夹角，并根据所述第一向量与所述第三向量的夹角，获取所述第一摄像头坐标系绕所述屏幕坐标系的Z轴旋转的第二旋转变量；和/或获取所述第一摄像头坐标系的X轴为第四向量；获取所述第一向量与所述第四向量的夹角，并根据所述第一向量与所述第三向量的夹角，获取所述第一摄像头坐标系绕所述屏幕坐标系的X轴旋转的第三旋转变量。其中，所述在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量，包括：获取预先在所述光心连线中垂线上选取的至少三个测试点中，每个所述测试点分别在所述第一摄像头坐标系下的第三坐标，并获取预先通过测量的方式获取的每个所述目标点分别在所述屏幕坐标系下的第四坐标；根据所述第三坐标与所述第四坐标的转换关系，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量。其中，所述根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标之后，所述方法还包括：根据所述第二坐标及预先标定的所述目标点与人眼的位置关系，获取所述目标点对应的人眼在所述屏幕坐标系下的坐标。其中，所述获取一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，包括：获取所述目标点分别在至少两个摄像头的像素坐标系下的像素坐标及对应摄像头的内参矩阵；根据所述像素坐标和所述内参矩阵，获取所述目标点所在的射线方程；根据所述射线方程，并采用最小二乘准则确定所述目标点在空间中的物点；获取所述物点在所述第一摄像头坐标系下的坐标为所述第一坐标。其中，所述获取一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，包括：获取所述目标点分别在所述双目摄像头的两个拍摄图像上的两个像素点；根据光路的可逆性，获取两个所述像素点分别形成的射线；根据两条所述射线之间的公垂线，确定所述目标点在空间中的物点；获取所述物点在所述第一摄像头坐标系下的坐标为所述第一坐标。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例还提供一种裸眼立体跟踪的装置，所述装置包括：建立模块，用于建立一屏幕的屏幕坐标系；校正模块，用于对一双目摄像头进行双目光轴平行校正；第一获取模块，用于在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标。其中，所述第一获取模块包括：第一获取单元，用于在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的旋转变量，并根据所述旋转变量对所述第一摄像头坐标系进行旋转校正；第二获取单元，用于获取一目标点在旋转校正后的所述第一摄像头坐标系下的第一坐标；第一平移单元，用于根据所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的原点平移变量，对旋转校正后的所述第一摄像头坐标系进一步进行平移校正，并确定所述第一坐标在平移校正后的所述第一摄像头坐标系下的坐标为所述第二坐标。其中，所述第一获取模块包括：第一获取单元，用于在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的旋转变量，并根据所述旋转变量对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种裸眼立体跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：建立一屏幕的屏幕坐标系；对一双目摄像头进行双目光轴平行校正；在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标。

【技术特征摘要】
1.一种裸眼立体跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：建立一屏幕的屏幕坐标系；对一双目摄像头进行双目光轴平行校正；在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标，包括：在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的旋转变量，并根据所述旋转变量对所述第一摄像头坐标系进行旋转校正；获取一目标点在旋转校正后的所述第一摄像头坐标系下的第一坐标；根据所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的原点平移变量，对旋转校正后的所述第一摄像头坐标系进一步进行平移校正，并确定所述第一坐标在平移校正后的所述第一摄像头坐标系下的坐标为所述第二坐标。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量及一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标，包括：在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的旋转变量，并根据所述旋转变量对所述第一摄像头坐标系进行旋转校正；根据所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的原点平移变量，对旋转校正后的所述第一摄像头坐标系进一步进行平移校正；获取一目标点在平移校正后的所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，并确定所述第一坐标为所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述建立一屏幕的屏幕坐标系，包括：以所述屏幕的中心为原点，所述双目摄像头的光心连线方向为X坐标轴，所述双目摄像头中的一个摄像头的光轴在所述光心连线垂直平面上的分量方向为Y坐标轴，所述第一坐标轴与所述第二坐标轴的向量积为Z坐标轴，建立所述屏幕的屏幕坐标系；其中，所述光心连线与所述屏幕所在的平面平行。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的旋转变量，包括：在所述第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头的光心到所述双目摄像头中的第二摄像头的光心为第一向量；获取所述第一摄像头坐标系的Z轴为第二向量；获取所述第一向量与所述第二向量的夹角，并根据所述第一向量与所述第二向量的夹角，获取所述第一摄像头坐标系绕所述屏幕坐标系的Y轴旋转的第一旋转变量；和/或获取所述第一摄像头坐标系的Y轴为第三向量；获取所述第一向量与所述第三向量的夹角，并根据所述第一向量与所述第三向量的夹角，获取所述第一摄像头坐标系绕所述屏幕坐标系的Z轴旋转的第二旋转变量；和/或获取所述第一摄像头坐标系的X轴为第四向量；获取所述第一向量与所述第四向量的夹角，并根据所述第一向量与所述第三向量的夹角，获取所述第一摄像头坐标系绕所述屏幕坐标系的X轴旋转的第三旋转变量。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量，包括：获取预先在所述光心连线中垂线上选取的至少三个测试点中，每个所述测试点分别在所述第一摄像头坐标系下的第三坐标，并获取预先通过测量的方式获取的每个所述目标点分别在所述屏幕坐标系下的第四坐标；根据所述第三坐标与所述第四坐标的转换关系，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换变量。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述转换变量及所述第一坐标，获取所述目标点在所述屏幕坐标系下的第二坐标之后，所述方法还包括：根据所述第二坐标及预先标定的所述目标点与人眼的位置关系，获取所述目标点对应的人眼在所述屏幕坐标系下的坐标。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，包括：获取所述目标点分别在至少两个摄像头的像素坐标系下的像素坐标及对应摄像头的内参矩阵；根据所述像素坐标和所述内参矩阵，获取所述目标点所在的射线方程；根据所述射线方程，并采用最小二乘准则确定所述目标点在空间中的物点；获取所述物点在所述第一摄像头坐标系下的坐标为所述第一坐标。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取一目标点在所述第一摄像头坐标系下的第一坐标，包括：获取所述目标点分别在所述双目摄像头的两个拍摄图像上的两个像素点；根据光路的可逆性，获取两个所述像素点分别形成的射线；根据两条所述射线之间的公垂线，确定所述目标点在空间中的物点；获取所述物点在所述第一摄像头坐标系下的坐标为所述第一坐标。10.一种裸眼立体跟踪的装置，其特征在于，所述装置包括：建立模块，用于建立一屏幕的屏幕坐标系；校正模块，用于对一双目摄像头进行双目光轴平行校正；第一获取模块，用于在所述双目摄像头的第一摄像头坐标系下，获取所述第一摄像头坐标系到所述屏幕坐标系的转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，郁树达，包瑞，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，深圳市墨克瑞光电子研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44