[发明专利]显示系统校准方法及系统

权利要求书

1.一种显示系统校准方法，其特征在于，包括：

对预设眼球摄像机进行参数校准，参数校准过程包括：在相对眼球摄像机预设距离和预设角度处，通过样本屏幕显示预设大小的样本图像；通过所述眼球摄像机拍摄所述样本图像，获取对应的拍摄图像；基于所述拍摄图像及张正友标定法，对所述眼球摄像机的参数进行校准，其中，所述眼球摄像机包括成对设置的左眼球摄像机和右眼球摄像机；

基于所述眼球摄像机的校准参数信息，调整所述眼球摄像机和待校准显示系统之间的位置关系，并将所述眼球摄像机固定在所述待校准显示系统上，其中，所述待校准显示系统包括左眼显示屏幕和右眼显示屏幕；

将预设校准图案按照预设规则虚拟场景渲染至所述待校准显示系统上；

控制所述待校准显示系统及所述眼球摄像机按照不同的旋转角度及不同的转动速度进行转动，并通过所述眼球摄像机按照预设帧率实时拍摄所述待校准显示系统呈现的图像信息，包括：控制所述待校准显示系统及所述眼球摄像机进行预设方式的转动；通过所述左眼球摄像机按照第一预设帧率实时拍摄所述左眼显示屏幕呈现的第一图像信息；同时，通过所述右眼球摄像机按照所述第一预设帧率实时拍摄所述右眼显示屏幕呈现的第二图像信息；

对所述图像信息进行特征信息分析，并基于所述特征信息分析的结果校准所述待校准显示系统的光学性能，包括：分别获取第一图像信息和所述第二图像信息在左上、右上、左下、右下和中间区域的特征的特征值；所述特征包括色调、饱和度和对比度；对比所述第一图像信息的特征值与所述左眼显示屏幕的对应位置处的特征值，获取第一对比结果，对比所述第二图像信息的特征值与所述右眼显示屏的对应位置处的特征值，获取第二对比结果；基于所述第一对比结果判断所述左眼显示屏幕是否符合参数要求，如果不能满足，则基于所述第一图像信息的特征值，对所述左眼显示屏幕的对应位置的特征进行调整；并循环执行以上步骤；同时，基于所述第二对比结果判断所述右眼显示屏幕是否符合参数要求，如果不能满足，则基于所述第二图像信息的特征值，对所述右眼显示屏幕的对应位置的特征进行调整，并循环执行以上步骤。

2.如权利要求1所述的显示系统校准方法，其特征在于，

所述调整眼球摄像机和所述待校准显示系统之间的位置关系的过程包括：

将所述左眼球摄像机的光轴位置对准所述左眼显示屏幕的中心位置，将所述右眼球摄像机的光轴位置对准所述右眼显示屏幕的中心位置。

3.如权利要求2所述的显示系统校准方法，其特征在于，

所述校准参数信息包括内参数、固有参数或外在参数；

所述内参数包括所述眼球摄像机坐标至所述眼球摄像机拍摄的二维图像坐标的投影变换参数；

所述固有参数包括焦距、主点、光学畸变参数；

所述外在参数包括所述左眼球摄像机和所述右眼球摄像机之间的旋转矩阵和平移向量。

4.如权利要求1所述的显示系统校准方法，其特征在于，对所述图像信息进行特征信息分析，并基于特征信息分析的结果校准所述待校准显示系统的光学性能的过程，还包括：

对所述第一图像信息和所述第二图像信息进行共线性、曲率、长度、宽度、添加标记、丢失标记、数字、形状、大小、空间分组或空间方向的分析，并基于分析的结果校准所述待校准显示系统的光学性能。

5.如权利要求1所述的显示系统校准方法，其特征在于，

所述第一预设帧率的范围为30Hz～60Hz。

6.如权利要求1所述的显示系统校准方法，其特征在于，

所述眼球摄像机的分辨率不小于所述待校准显示系统的分辨率；并且，

所述眼球摄像机的属性包括仿真角膜位置、仿真角膜几何形状、眼球位置、瞳孔大小、瞳孔位置、凝视距离以及凝视方向。

7.一种显示系统校准系统，其特征在于，包括：

参数校准单元，用于对预设眼球摄像机进行参数校准，参数校准过程包括：在相对眼球摄像机预设距离和预设角度处，通过样本屏幕显示预设大小的样本图像；通过所述眼球摄像机拍摄所述样本图像，获取对应的拍摄图像；基于所述拍摄图像及张正友标定法，对所述眼球摄像机的参数进行校准，其中，所述眼球摄像机包括成对设置的左眼球摄像机和右眼球摄像机；

位置确定单元，用于基于所述眼球摄像机的校准参数信息，调整所述眼球摄像机和待校准显示系统之间的位置关系，并将所述眼球摄像机固定在待校准显示系统上，其中，所述待校准显示系统包括左眼显示屏幕和右眼显示屏幕；

校准图案渲染单元，用于将预设校准图案按照预设规则虚拟场景渲染至所述待校准显示系统上；

图像信息拍摄单元，用于控制所述待校准显示系统及所述眼球摄像机按照不同的旋转角度及不同的转动速度进行转动，并通过所述眼球摄像机按照预设帧率实时拍摄所述待校准显示系统呈现的图像信息，包括：控制所述待校准显示系统及所述眼球摄像机进行预设方式的转动；通过所述左眼球摄像机按照第一预设帧率实时拍摄所述左眼显示屏幕呈现的第一图像信息；同时，通过所述右眼球摄像机按照所述第一预设帧率实时拍摄所述右眼显示屏幕呈现的第二图像信息；

光学性能校准单元，用于对所述图像信息进行特征信息分析，并基于特征信息分析的结果校准所述待校准显示系统的光学性能，包括：分别获取第一图像信息和所述第二图像信息在左上、右上、左下、右下和中间区域的特征的特征值；所述特征包括色调、饱和度和对比度；对比所述第一图像信息的特征值与所述左眼显示屏幕的对应位置处的特征值，获取第一对比结果，对比所述第二图像信息的特征值与所述右眼显示屏的对应位置处的特征值，获取第二对比结果；基于所述第一对比结果判断所述左眼显示屏幕是否符合参数要求，如果不能满足，则基于所述第一图像信息的特征值，对所述左眼显示屏幕的对应位置的特征进行调整；并循环执行以上步骤；同时，基于所述第二对比结果判断所述右眼显示屏幕是否符合参数要求，如果不能满足，则基于所述第二图像信息的特征值，对所述右眼显示屏幕的对应位置的特征进行调整，并循环执行以上步骤。