一种增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法技术

本发明专利技术属于增强现实、计算机视觉三维注册、标定技术领域，具体涉及一种增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法。本发明专利技术包括如下步骤：步骤1、读取视场角；步骤2、用人眼替代相机寻找人眼位置，使人眼替代相机显示出来的成像视场与人眼观测到的相同；步骤3、分别测量位于跟踪相机感光芯片所在平面和人眼替代相机感光芯片所在平面上的点，获得测量平台统一坐标系下的点集；步骤4、根据测量的点集坐标，用算法估算跟踪相机平面和人眼替代相机平面的位姿关系。本发明专利技术用相机代替人眼去测量点坐标，减少人的主观操作、避免人为误差因素，如人眼观察偏差或者观察时头部无法完全静止所产生的抖动。

【技术实现步骤摘要】
一种增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法
本专利技术属于增强现实、计算机视觉三维注册、标定
，具体涉及一种增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法。
技术介绍
增强现实是一种将虚拟景物或信息与现实物理环境叠加融合起来，交互呈现在用户面前，从而营造出虚拟与现实共享同一空间的技术。本质上，增强现实是一种集定位、呈现、交互等软硬件技术于一体的新型界面技术，其目标是让用户在感官上感受到虚实空间的时空关联和融合，来增强用户对现实环境的感知和认知。增强现实眼镜作为增强现实技术的一种可穿戴设备，近年来取得了飞速的发展，微软、magicleap等公司推出了自己的商品级增强现实眼镜。增强现实眼镜用户在看到虚拟影像的同时也能直接看到真实场景，分为光学透射式眼镜和视频透视式眼镜。主要区别在于：光学透射式眼镜可直接看到真实场景，就像佩戴普通眼镜一样，虚拟影像以半透明形式叠加在真实场景上；视频透射式眼镜通过安装于眼镜前方的摄像头拍摄真实场景，将画面与虚拟影像进行数字融合后呈现给用户。增强现实眼镜包括一个光学成像系统和若干个六自由度跟踪定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤(1)、观测视场角：在固定观察距离约束下，制作以角度为单位的刻度板，观测增强现实眼镜成像与刻度板的重合关系，直接读取视场角；/n步骤(2)、人眼位置实物化：用人眼替代相机寻找人眼位置，不断调整人眼替代相机位置，使人眼替代相机显示出来的成像视场与人眼观测到的相同；/n步骤(3)、平面点测量：固定跟踪相机和人眼替代相机位置，用测距平台上XYZ三方向激光测距仪，分别测量位于跟踪相机感光芯片所在平面和人眼替代相机感光芯片所在平面上的点，获得测量平台统一坐标系下的点集；/n步骤(4)、位姿解算：根据测量的点集坐标，用...

【技术特征摘要】
1.一种增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)、观测视场角：在固定观察距离约束下，制作以角度为单位的刻度板，观测增强现实眼镜成像与刻度板的重合关系，直接读取视场角；
步骤(2)、人眼位置实物化：用人眼替代相机寻找人眼位置，不断调整人眼替代相机位置，使人眼替代相机显示出来的成像视场与人眼观测到的相同；
步骤(3)、平面点测量：固定跟踪相机和人眼替代相机位置，用测距平台上XYZ三方向激光测距仪，分别测量位于跟踪相机感光芯片所在平面和人眼替代相机感光芯片所在平面上的点，获得测量平台统一坐标系下的点集；
步骤(4)、位姿解算：根据测量的点集坐标，用算法估算跟踪相机平面和人眼替代相机平面的位姿关系。


2.根据权利要求1所述的增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法，其特征在于，所述步骤(1)观测视场角，包括如下步骤：
步骤(1.1)、确定人眼到刻度板的观测距离；
步骤(1.2)、制作刻度为角度的刻度板；
步骤(1.3)、佩戴眼镜在确定的距离观测刻度板，记录增强现实眼镜成像边缘处在刻度板上的数值，即为视场角。


3.根据权利要求2所述的增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法，其特征在于，所述步骤(1.1)确定人眼到刻度板的观测距离，包括如下步骤：调整并选择适中的凝视距离，保证待制刻度板能覆盖增强现实眼镜最大成像显示的边缘，待制刻度板的划线标记清晰可辨。


4.根据权利要求3所述的增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法，其特征在于，所述步骤(1.2)制作刻度为角度的刻度板，包括如下步骤：以固定的观察距离为基准高，按照等腰三角形建立视场几何关系，在与三角形平面相垂直的平面上放置刻度板，刻度直接标记为三角形顶角的角度。


5.根据权利要求4所述的增强现实眼镜跟踪相机和人眼之间的位姿估计方法，其特征在于，所述步骤(1.3)佩戴眼镜在确定的距离观测刻度板，记录增强现实眼镜成像边缘处在刻度板上的数值，即为视场角，包括如下步骤：在增强现实眼镜上全屏显示纯色图像，并在图像中心用反差色标注十字或圆点；通过增强现实眼镜，调整位置至固定观察距离处，使增强现实眼镜屏幕成像上的点与刻度板中心对齐；保持视线方向与刻度板垂直，观察并...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂健钧，闫野，李智鹏，鹿迎，邓宝松，董红斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11