[发明专利]一种基于视线追踪的增强现实装置

说明书

本发明提出了一种基于视线追踪的增强现实装置，所述增强现实装置包括：灯管、第一镜片、第二镜片、眼摄像机以及显示器；通过将现有增强现实装置中的显示器设置在第二镜片的一侧，使得所述显示器的第二图像经过第一透镜和第一镜片进入用户；另外，在所述显示器和所述第二镜片之间设置一挡板，阻挡所述光源发出的出射光经所述第一镜片以及所述第一透镜照射到所述显示器表面，避免了所述显示器与所述光源的出射光之间的干涉，使得用户所捕获的真实场景位置更加准确，虚拟信息与真实场景能更好的匹配。

技术领域

本发明涉及增强现实领域，特别涉及一种基于视线追踪的增强现实装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一个虚拟环境，为使用者提供想象空间，通过使用者与之仿真交互，给予使用者逼真的体验，使之沉浸其中。随着近几年VR技术从概念更多走向现实，VR技术成为科技产业的热点；特别是大量VR设备(主要为VR头戴设备的出现)。然而，VR技术的应用，也因其技术本身的缺陷，使其在沉浸感等方面的效果大大折扣。

增强现实(Augmented Reality，简称AR)，就是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的技术，它把原本在真实世界很难体验到的内容通过计算机等技术，模拟仿真，并将得到的虚拟内容应用和结合到真实世界，使之被使用者感知，从而达到超越现实的体验。虽然，增强现实技术已开始实现应用，如谷歌眼镜中的一些增强现实功能、进来风靡的增强现实游戏Pokemon Go；但是，由于受限于现有技术，增强现实在应用过程中，要么虚拟内容的效果呆板、僵化，不能满足使用者体验，要么生成的虚拟内容并不能很好地与真实世界对接。同时，由于设备计算、显示等的误差，AR设备也存在对使用者视野的影响，仍存在较大的安全隐患。

另外，增强现实系统是通过三维注册技术利用附加的图形或文字等信息对用户周围真实世界的场景动态地进行增强，期望用户能够像在现实世界一样在增强信息空间中自由活动。目前国内外研究人员采用的三维注册方法无论是基于方位跟踪设备，基于计算机视觉，还是基于视觉－方位跟踪器混合跟踪，都是通过跟踪用户头部方位。

图1所示为现有技术中一种增强现实装置，所述增强现实系统能够实时地检测出用户的头部位置和视线方向，跟踪使用人员视线的变化，根据相关信息实时确定所要添加的虚拟信息在真实空间坐标中的映射位置，将虚拟信息显示在正确的位置；但从图中可以看出，所示装置同样存在一些问题。

如图1所示，显示器105与第一镜片102、第二镜片103位于同一平面，因此由光源发出的出射光经第一镜片102反射后照到第二镜片103上，同时，显示器105发出的出射光穿透所述第二镜片103经第一镜片102反射进入人眼；在所述第一镜片102和所述第二镜片103之间的区域中，由光源101发出的出射光和所述显示器105发出的出射光会在此区域中发生干涉，而使得各自的出射光强度和角度发生些许变化，导致眼摄像机104接收到的信息出现一定的偏差，使得由显示器105发出的出射光同样具有一定的误差，使得投射出来的虚拟不准确；另外，所述第二镜片103为一般选择为红外高反滤光片，使得通过所述第二镜片103的光线大部分被反射至下一位置，而只有少部分光线被穿透，导致所述显示器105中只有少量的出射光线经第一镜片进入人眼，使得人眼106所捕获的虚拟场景不明显。

发明内容

本发明提供了一种基于视线追踪的增强现实装置，以解决现有增强现实装置中因光干涉而导致接收到的真实场景的位置所出现的偏差。

为解决上述方案，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了一种基于视线追踪的增强现实装置，其中，所述增强现实装置包括：

灯管，所述灯管提供所述装置所需要的光源；

第一镜片，设置于所述光源的光路上，所述光路的光轴与所述第一镜片的夹角为a，0°＜a＜90°；