外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备技术方案

一种外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备。该外部畸变检测方法包括步骤：获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像，其中该畸变标板图像和相应的该真实标板图像分别是经由检测相机在多种检测位姿下透过AR头戴显示系统拍摄和直接拍摄标板而获得的；分别对该畸变标板图像和相应的该真实标板图像在预定的中心视场范围内进行特征点提取处理，以通过视角误差模型获得该AR头戴显示系统的视角累积误差；以及根据该视角累积误差和该预定的中心视场范围，通过外部畸变模型计算出该AR头戴显示系统的外部畸变值，以便客观地评价所述AR头戴显示系统的外部畸变程度。

【技术实现步骤摘要】
外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备
本专利技术涉及增强现实
，尤其是涉及外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备。
技术介绍
近年来，诸如AR(AugmentedReality，增强现实)眼镜等等之类的AR头戴显示系统为人类创造了丰富的视感体验。在诸如AR眼镜等等之类的AR头戴显示系统中，透过光学镜片组件(通常包括光学镜片和透明保护罩等)能够观察到外界真实场景。而由于光学镜片组件对光线的弯折导致人眼实际观察到的真实场景中的物体存在弯折，这种弯折一般称为外部畸变(或环境畸变)，因此在投入服务之前，需对AR头戴显示系统的外部畸变指标进行检测，以检验其产品质量。目前，现有的针对AR头戴显示系统的畸变检测方法主要是参考传统镜头的畸变分析方法，而在传统镜头的畸变分析中，一般通过拍摄实体标板，根据实体标板尺寸与拍摄得到的图像进行比对，以通过实际像高和理想像高之间的绝对差值与理想像高的比值来计算光学畸变指标。但在对AR头戴显示系统中，为了确保虚拟图像具有较好的成像效果，使得光学镜片组件中的光学镜片多为复杂曲面，而非中心对称结构，并且光学镜片组件中的透明保护罩的曲率通常也比较大。因此，在不同的观察位置和观察角度会带来不一样的场景扭曲，导致现有的畸变检测方法难以体现AR头戴显示系统的外部畸变程度。
技术实现思路
本专利技术的一优势在于提供一外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备，其能够针对AR头戴显示系统对外界场景的扭曲程度进行测量，以便客观地评价所述AR头戴显示系统的外部畸变程度。r>本专利技术的另一优势在于提供一外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备，其中，在本专利技术的一实施例中，所述外部畸变检测方法能够提供一个统一的畸变指标来全面地评价所述AR头戴显示系统的外部畸变程度，有助于所述AR头戴显示系统的设计改进和产品品控管理。本专利技术的另一优势在于提供一外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备，其中，在本专利技术的一实施例中，所述外部畸变检测方法能够基于原有的AR检测平台进行外部畸变检测，以便在所述AR检测平台进行各种指标的检测，扩展AR检测平台的功能。本专利技术的另一优势在于提供一外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备，其中，在本专利技术的一实施例中，所述外部畸变检测方法能够结合不同检测位置和不同检测角度的畸变来全面地反映人眼的真实观察感受，以便客观地评价所述AR头戴显示系统的外部畸变程度。本专利技术的另一优势在于提供一外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备，其中，在本专利技术的一实施例中，所述外部畸变检测方法能够将不同检测位置和不同检测角度的畸变有机地融合成视角畸变指标，更契合所述AR头戴显示系统的使用场景，以便准确地评价所述AR头戴显示系统的外部畸变程度。本专利技术的另一优势在于提供一外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备，其中为了达到上述优势，在本专利技术中不需要采用复杂的结构和庞大的计算量，对软硬件要求低。因此，本专利技术成功和有效地提供一解决方案，不只提供一外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备，同时还增加了所述外部畸变检测方法及其系统和平台以及电子设备的实用性和可靠性。为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，本专利技术提供了外部畸变检测方法，包括步骤：获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像，其中该畸变标板图像和相应的该真实标板图像分别是经由检测相机在多种检测位姿下透过AR头戴显示系统拍摄和直接拍摄标板而获得的；分别对该畸变标板图像和相应的该真实标板图像在预定的中心视场范围内进行特征点提取处理，以通过视角误差模型获得该AR头戴显示系统的视角累积误差；以及根据该视角累积误差和该预定的中心视场范围，通过外部畸变模型计算出该AR头戴显示系统的外部畸变值。在本专利技术的一实施例中，所述获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像的步骤，包括步骤：依次移动该检测相机至多个预定的检测位置，并在每个该预定的检测位置依次旋转该检测相机至多种预定的检测角度，以使该检测相机处于不同的该检测位姿；通过该检测相机在不同的该检测位姿下透过该AR头戴显示系统拍摄该标板，获得该畸变标板图像；以及通过该检测相机在不同的该检测位姿下直接拍摄该标板，获得该真实标板图像。在本专利技术的一实施例中，该预定的检测位置是以该AR头戴显示系统的眼盒中心位置为中心在该AR头戴显示系统的眼盒平面上分别沿水平和竖直方向等间隔地采样而获得的。在本专利技术的一实施例中，该预定的检测角度是以该检测相机的入瞳中心点为旋转点在预定的眼动视场范围内分别沿水平和竖直方向等角度地旋转采样而获得的。在本专利技术的一实施例中，所述获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像的步骤，进一步包括步骤：调整该标板与该AR头戴显示系统之间的距离，以在不同距离下获得该畸变标板图像和该真实标板图像。在本专利技术的一实施例中，所述分别对该畸变标板图像和相应的该真实标板图像在预定的中心视场范围内进行特征点提取处理的步骤，包括步骤：分别在对每个该检测位姿下获得的该畸变标板图像和该真实标板图像进行特征点提取，以得到畸变特征点的像素坐标和相应的真实特征点的像素坐标；根据该检测相机的焦距、该畸变特征点的像素坐标以及相应的该真实特征点的像素坐标，通过该视角误差模型中的平均误差求解模型分别求解出在每个该检测位姿下该预定的中心视场范围内所有特征点的视角平均误差；以及根据预设的位姿权重系数和该视角平均误差，通过该视角误差模型中的累积误差求解模型求解出该AR投点显示系统的该视角累积误差。在本专利技术的一实施例中，该预设的位姿权重系数与该检测相机所处的检测位姿有关，并且该预设的位姿权重系数与该检测相机的偏离中心程度成负相关。根据本专利技术的另一方面，本专利技术进一步提供了外部畸变检测系统，包括相互可通信地连接的：一图像获取模块，用于获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像，其中该畸变标板图像和相应的该真实标板图像分别是经由检测相机在多种检测位姿下透过AR头戴显示系统拍摄和直接拍摄标板而获得的；一处理模块，用于分别对该畸变标板图像和相应的该真实标板图像在预定的中心视场范围内进行特征点提取处理，以通过视角误差模型获得该AR头戴显示系统的视角累积误差；以及一畸变计算模块，用于根据该视角累积误差和该预定的中心视场范围，通过外部畸变模型计算出该AR头戴显示系统的外部畸变值。在本专利技术的一实施例中，所述图像获取模块包括相互可通信地连接的一运动模块、一畸变图像获得模块以及一真实图像获得模块，其中所述运动模块用于依次移动该检测相机至多个预定的检测位置，并在每个该预定的检测位置依次旋转该检测相机至多种预定的检测角度，以使该检测相机处于不同的该检测位姿；其中所述畸变图像获得模块用于通过该检测相机在不同的该检测位姿下透过该AR头戴显示系统拍摄该标板，获得该畸变标板图像；其中所述真实图像获得模块用于通过该检测相机在不同的该检测位姿下直接拍摄该标板，获得该真实标板图像。在本专利技术的一实施例中，所述图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.外部畸变检测方法，其特征在于，包括步骤：/n获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像，其中该畸变标板图像和相应的该真实标板图像分别是经由检测相机在多种检测位姿下透过AR头戴显示系统拍摄和直接拍摄标板而获得的；/n分别对该畸变标板图像和相应的该真实标板图像在预定的中心视场范围内进行特征点提取处理，以通过视角误差模型获得该AR头戴显示系统的视角累积误差；以及/n根据该视角累积误差和该预定的中心视场范围，通过外部畸变模型计算出该AR头戴显示系统的外部畸变值。/n

【技术特征摘要】
1.外部畸变检测方法，其特征在于，包括步骤：
获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像，其中该畸变标板图像和相应的该真实标板图像分别是经由检测相机在多种检测位姿下透过AR头戴显示系统拍摄和直接拍摄标板而获得的；
分别对该畸变标板图像和相应的该真实标板图像在预定的中心视场范围内进行特征点提取处理，以通过视角误差模型获得该AR头戴显示系统的视角累积误差；以及
根据该视角累积误差和该预定的中心视场范围，通过外部畸变模型计算出该AR头戴显示系统的外部畸变值。


2.如权利要求1所述的外部畸变检测方法，其中，所述获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像的步骤，包括步骤：
依次移动该检测相机至多个预定的检测位置，并在每个该预定的检测位置依次旋转该检测相机至多种预定的检测角度，以使该检测相机处于不同的该检测位姿；
通过该检测相机在不同的该检测位姿下透过该AR头戴显示系统拍摄该标板，获得该畸变标板图像；以及
通过该检测相机在不同的该检测位姿下直接拍摄该标板，获得该真实标板图像。


3.如权利要求2所述的外部畸变检测方法，其中，该预定的检测位置是以该AR头戴显示系统的眼盒中心位置为中心在该AR头戴显示系统的眼盒平面上分别沿水平和竖直方向等间隔地采样而获得的。


4.如权利要求2所述的外部畸变检测方法，其中，该预定的检测角度是以该检测相机的入瞳中心点为旋转点在预定的眼动视场范围内分别沿水平和竖直方向等角度地旋转采样而获得的。


5.如权利要求2所述的外部畸变检测方法，其中，所述获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像的步骤，进一步包括步骤：
调整该标板与该AR头戴显示系统之间的距离，以在不同距离下获得该畸变标板图像和该真实标板图像。


6.如权利要求1至5中任一所述的外部畸变检测方法，其中，所述分别对该畸变标板图像和相应的该真实标板图像在预定的中心视场范围内进行特征点提取处理的步骤，包括步骤：
分别在对每个该检测位姿下获得的该畸变标板图像和该真实标板图像进行特征点提取，以得到畸变特征点的像素坐标和相应的真实特征点的像素坐标；
根据该检测相机的焦距、该畸变特征点的像素坐标以及相应的该真实特征点的像素坐标，通过该视角误差模型中的平均误差求解模型分别求解出在每个该检测位姿下该预定的中心视场范围内所有特征点的视角平均误差；以及
根据预设的位姿权重系数和该视角平均误差，通过该视角误差模型中的累积误差求解模型求解出该AR投点显示系统的该视角累积误差。


7.如权利要求6所述的外部畸变检测方法，其中，该预设的位姿权重系数与该检测相机所处的检测位姿有关，并且该预设的位姿权重系数与该检测相机的偏离中心程度成负相关。


8.外部畸变检测系统，其特征在于，包括相互可通信地连接的：
一图像获取模块，用于获取多个畸变标板图像和多个真实标板图像，其中该畸变标板图像和相应的该真实标板图像分别是经由检测相机在多种检测位姿下透过AR头戴显示系统拍摄和直接拍摄标板而获得的；
一处理模块，用于分别对该畸变标板图像和相应的该真实标板图像在预定的中心视场范围内进行特征点提取处理，以通过视角误差模型获得该AR头戴显示系统的视角累积误差；以及
一畸变计算模块，用于根据该视角累积误差和该预定的中心视场范围，通过外部畸变模型计算出该AR头戴显示系统的外部畸变值。


9.如权利要求8所述的外部畸变检测系统，其中，所述图像获...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，冉成荣，
申请(专利权)人：舜宇光学浙江研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33