[发明专利]用于图像显示的智能眼镜系统及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能眼镜系统，尤其涉及一种用于图像显示的智能眼镜系统及使用方法。

背景技术

目前，智能眼镜已经渐渐进入人们的视野中，对于可透视型智能眼镜来说，当人戴上这种眼镜后，周围可见光能够透过眼镜镜片，人的双眼能够正常看到四周的环境；同时智能眼镜能够将一些图像信息叠加在人的真实视野上，由于拥有这样的特性，可透视型智能眼镜将在众多行业和领域发挥巨大作用。但是在一些特殊场合的应用中，比如用智能眼镜显示一个三维模型或者将智能眼镜投射出的图像画面固定在某一平面时，需要三维模型或者图像画面在人的视野中具有静止的效果，这样佩戴者就可以像观察一个静止的三维物体一样观察三维模型或者能够看到一个静止在某个平面上的图像画面。

但是，现有的可透视型智能眼镜所显示的图像并不能实现随着佩戴者头部运动而发生对应的改变，当佩戴者的头部发生运动时，智能眼镜所显示的图像画面是随着佩戴者一起运动的，并不能实现在人的视野中的静止效果。

目前有类似的实现同样效果的技术方案，方法是在需要显示三维模型的地方人为放置一个标志，并让摄像头去检测这个标志，最后再将需要显示的图像叠加在标志上。当智能眼镜的佩戴者头部发生运动时，摄像头检测到的标志形状将会发生对应改变，采用立体视觉相关算法后，能够得到显示的图像应该得到的角度，并最终调整图像进行显示。但是，该技术方案具有一些局限性，如1、需要在视野内显示图像的地方人为放置一个标志物，如果脱离该标志物，则现有技术无法起作用；2、智能眼镜中显示的三维模型智能根据标志物放置的位置进行显示，这就大大降低了智能眼镜显示的灵活性，智能眼镜需要在任何地方进行图像的显示；3、由于需要使用摄像头不断检测视野范围内智能眼镜相对于标志物发生的角度改变，因为现有技术的实现比较消耗资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够让智能眼镜中显示的图像随着佩戴者头部运动而发生对应变化的智能眼镜系统及使用方法。在本发明提供的智能眼镜系统中，当佩戴者使用智能眼镜观察智能眼镜投射出的三维模型时，智能眼镜投射出的图像画面能够随着用户观看角度的变化而发生对应改变，让佩戴者就像真正在观察一个静止的三维模型一样。同时，若智能眼镜将图像画面投射在一个平面上，则利用本发明提供的方法可以让智能眼镜投射的画面在佩戴者看来已知固定在平面上进行显示。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于图像显示的智能眼镜系统，包括采集单元、微处理单元以及显示单元，其中，所述采集单元与微处理单元连接，用于采集外界的图像信息；所述微处理单元，用于接收并处理采集单元采集到的图像信息；所述显示单元与微处理单元连接，用于显示微处理单元处理后的图像信息；所述智能眼镜系统还包括与微处理单元连接的定位跟踪单元，该定位跟踪单元包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，所述三轴加速度传感器和三轴陀螺仪用于采集佩戴者头部的运动信息，所述微处理单元对所述佩戴者头部的运动信息进行处理，以控制显示单元的图像显示。

优选的，所述三轴加速度传感器用于跟踪佩戴者头部在三个正交坐标轴方向上的移动；所述三轴陀螺仪用于跟踪佩戴者头部绕着三个正交坐标轴方向发生的转动。

优选的，所述采集外界的图像信息为采集与智能眼镜无线连接的外部设备内存储的图像信息。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种用于图像显示的智能眼镜系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、所述智能眼镜进行图像显示；

S2、采用定位跟踪单元的三轴加速度传感器和三轴陀螺仪对佩戴者头部的运动信息进行采集，并将所述运动信息发送到智能眼镜的微处理器单元；

S3、智能眼镜的微处理单元接收和处理佩戴者头部的运动信息；

S4、智能眼镜的微处理单元根据处理后的佩戴者头部的运动信息重新调整智能眼镜的图像显示。

优选的，在S2中，三轴加速度传感器用于跟踪佩戴者头部在三个正交坐标轴方向上的移动，得到头部运动在三个坐标轴方向上的加速度；三轴陀螺仪用于跟踪佩戴者头部绕着三个正交坐标轴方向发生的转动，得到头部运动绕着三个坐标轴发生转动的角速度。

优选的，在S3中，对三轴加速度传感器采集的加速度进行时间的二重积分，得到佩戴者头部在这段时间范围内在三个坐标轴方向上发生的位移；对三轴陀螺仪的角速度进行时间的一重积分，得到佩戴者头部在这段时间范围内绕着三个坐标轴方向发生的转动的角度。

优选的，在S3中，根据所述位移数值和转动的角度数值，….，依次得到相机坐标系的坐标变换矩阵和模型变换矩阵。