自動(dòng)測(cè)量頭盔顯示器的視差時(shí),用CCD相機(jī)取代人眼的主觀讀取,由于機(jī)器視覺(jué)不如人眼靈活,CCD相機(jī)在人眼觀察點(diǎn)才能確保移動(dòng)時(shí)采集的圖像是完整的,從而保證全視場(chǎng)的視差測(cè)量。該文提出采用模式搜索法在頭盔顯示器光學(xué)平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)CCD相機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)人眼觀察點(diǎn)（眼位點(diǎn)）,從而實(shí)現(xiàn)頭盔顯示器全視場(chǎng)視差的自動(dòng)測(cè)量。對(duì)該自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理,以及CCD相機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)眼位點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)論述與說(shuō)明,對(duì)測(cè)量精度與效率,對(duì)準(zhǔn)精度與重復(fù)定位精度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)眼位點(diǎn),定位精度為±0.071°,與擺頭法測(cè)量視差系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),全視場(chǎng)視差測(cè)量效率高,重復(fù)精度高。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用光學(xué). 2019,40(01)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１自動(dòng)測(cè)量視差原理圖

案是完整且清晰的，在超出觀察面以外的平面內(nèi)將不能觀測(cè)到完整的圖案。針對(duì)同一種型號(hào)的顯示器，圖像儀器可以打出不同的圖案：亮十字線、滿天星、白斑等，這些圖案的長(zhǎng)度比例是相等且固定的。在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，為了方便計(jì)算，先以亮十字線的圖案長(zhǎng)度作為搜索目標(biāo)，完成眼位點(diǎn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，此時(shí)再調(diào)至滿天星圖案，算法控制電機(jī)，驅(qū)動(dòng)相機(jī)分別向上、向下、向左、向右移動(dòng)４ｍｍ，并采集圖像進(jìn)行處理對(duì)比，計(jì)算出圖像上下、左右的相對(duì)偏移量，完成頭盔顯示器視差的自動(dòng)測(cè)量。眼位點(diǎn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中圖案的變化情況如圖３所示。圖３自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中亮十字線圖像（ａ－ｃ）和自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)完成時(shí)漫天星圖像（ｄ）Ｆｉｇ．３Ｂｒｉｇｈｔｃｒｏｓｓｉｍａｇｅｓｏｆａｕｔｏ－ａｌｉｇｎｍｅｎｔ（ａ－ｃ）ａｎｄｓｔａｒｓｉｍａｇｅｓａｆｔｅｒａｕｔｏ－ａｌｉｇｎｍｅｎｔ（ｄ）·１４·

應(yīng)用光學(xué)第４０卷第１期頭盔顯示器的出瞳面內(nèi)分為兩部分如圖４所示，一部分是觀察平面外，在此平面內(nèi)不能觀察到完整的圖像；另一部分是觀察平面內(nèi)，在此平面內(nèi)可以觀察到完整的圖像，眼位點(diǎn)為觀察平面的中心Ｏ。圖４觀察視場(chǎng)的分布圖Ｆｉｇ．４Ｂｏｕｎｄａｒｙｂｅｔｗｅｅｎｆｕｌｌａｎｄｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ模式搜索算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)眼位點(diǎn)過(guò)程，即為尋求中心點(diǎn)Ｏ的過(guò)程。在此過(guò)程中，相機(jī)向亮十字線水平與垂直長(zhǎng)度增加的方向移動(dòng)，直到相機(jī)在此點(diǎn)以及從此點(diǎn)分別向左、右、上、下移動(dòng)４ｍｍ時(shí)采集的圖像中十字線長(zhǎng)度均是最大值。３實(shí)驗(yàn)與分析為了實(shí)際評(píng)估模式搜索法在頭盔顯示器視差自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用的效果，我們?cè)谕拳h(huán)境條件下，以不同頭盔顯示器為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，多次用模式搜索法進(jìn)行相機(jī)眼位點(diǎn)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表１所示。表１自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Ｔａｂｌｅ１Ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｉｇｎｍｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ頭盔顯示器型號(hào)搜索次數(shù)對(duì)準(zhǔn)時(shí)間失敗次數(shù)成功次數(shù)最快／ｓ最慢／ｓＡ１１２８２０．１３０．２Ａ２０３０３３．４４２．４Ｂ３０３０１０．２１２．４Ｂ４１２９１８．２２０．１Ｃ５１２６４０．９４８．２Ｃ６０３０３２．６３６．７當(dāng)ＣＣＤ相機(jī)連通電源之后約１５分鐘開(kāi)始測(cè)量，以便ＣＣＤ相機(jī)達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。頭盔顯示器的各次測(cè)量間隔約３分鐘。由表１可見(jiàn)，在對(duì)６種型號(hào)頭盔顯示器分別進(jìn)行多次眼位點(diǎn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中，平均成功率高達(dá)９７．８％。自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的定位精度主要由步進(jìn)電機(jī)直線導(dǎo)軌的直線度和ＣＣＤ的測(cè)量精度決定，步進(jìn)電機(jī)直線導(dǎo)軌的直線度要求在２００ｍｍ行程內(nèi)直線度不大于１０″，

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3072515