CN105791810A - 一种虚拟立体显示的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及虚拟技术领域，尤其涉及一种虚拟立体显示的方法及装置。将虚拟现实技术应用在无人机领域，采用一个镜头的摄像装置设置在无人机上，无人机在飞行过程中采集图像数据，通过无线传输方式将数据回传至FPGA控制模块，FPGA控制模块具有灵活的配置特点，按照奇偶像素分类方式将采集到的图像分成两组对应数组数据相差一个像素的图像数据并分别存储至预先设置好的第一数据缓存器和第二数据缓存器，当第一数据缓存器和第二数据缓存器接收到使能信号时，分别传输至第一显示屏和第二显示屏进行显示，实现虚拟立体显示。

Description

一种虚拟立体显示的方法及装置
技术领域
本发明涉及虚拟技术领域，尤其涉及一种虚拟立体显示的方法及装置。
背景技术
虚拟现实(VirtualReality，简称虚拟现实)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术(我国著名科学家钱学森翻译)。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。
虚拟现实领域的飞速发展推动了3D头戴显示器、手势识别技术、动作捕捉技术、室内定位技术等相关技术的迅猛发展。而以上相关技术的实现方式也呈现出多种多样的形态。随着不同部分的实现技术方案、组合方式不同，用户体验及效果也差异很大。
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。目前无人机已被广泛的应用在各大领域，将虚拟现实技术应用在无人机上，暂时还在开发中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种应用在无人机上的虚拟立体显示的方法及装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种虚拟立体显示的方法，包括：
步骤1、设置在无人机机身上的具有一个镜头的摄像装置采集图像数据；
步骤2、摄像装置通过无线传输方式将所述图像数据发送至位于地面上的FPGA控制模块；
步骤3、FPGA控制模块将所述图像数据按照奇偶像素分类方式分别缓冲至预先设置的第一数据缓存器和第二数据缓存器；
步骤4、FPGA控制模块输出两路使能信号分别发送至第一数据缓存器和第二数据缓存器，接收到使能信号时同步输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。
本发明提供的另一技术方案为：
一种虚拟立体显示的装置，包括摄像装置、FPGA控制模块、第一显示屏和第二显示屏；
所述摄像装置为具有一个镜头，设置在无人机机身上，用于采集图像数据；所述摄像装置包括无线通信装置，所述摄像装置通过无线通信装置与FPGA控制模块通信；
所述FPGA控制模块位于地面上，所述FPGA控制模块包括第一数据缓存器和第二数据缓存器；
所述第一数据缓存器与第一显示屏连接；当第一数据缓存器接收到使能信号时输出图像数据至第一显示屏显示；
所述第二数据缓存器与第二显示屏连接；当第二数据缓存器接收到使能信号时输出图像数据至第二显示屏显示。
本发明的有益效果在于：将虚拟现实技术应用在无人机领域，采用一个镜头的摄像装置设置在无人机上，无人机在飞行过程中采集图像数据，通过无线传输方式将数据回传至FPGA控制模块，FPGA控制模块具有灵活的配置特点，按照奇偶像素分类方式将采集到的图像分成两组对应数组数据相差一个像素的图像数据并分别存储至预先设置好的第一数据缓存器和第二数据缓存器，当第一数据缓存器和第二数据缓存器接收到使能信号时，分别传输至第一显示屏和第二显示屏进行显示，从而实现虚拟立体显示。由于相差一个像素位置的图像数据分屏显示，大脑对看到的物体更容易立体识别，另一方面，实时的立体显示和可调节眼睛与显示屏的距离，可降低虚拟立体显示给人眼造成的视觉疲劳感，从而更好的提升用户体验。
附图说明
图1为本发明的一种虚拟立体显示的方法的步骤流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：将虚拟现实技术应用在无人机领域，通过无线传输方式将数据回传至FPGA控制模块，采用相差一个像素的图像数据进行分屏显示，可降低虚拟立体显示给人眼造成的视觉疲劳感，从而更好的提升用户体验。
请参照图1，本发明提供的一种虚拟立体显示的方法，包括：
步骤1、设置在无人机机身上的具有一个镜头的摄像装置采集图像数据；
步骤2、摄像装置通过无线传输方式将所述图像数据发送至位于地面上的FPGA控制模块；
步骤3、FPGA控制模块将所述图像数据按照奇偶像素分类方式分别缓冲至预先设置的第一数据缓存器和第二数据缓存器；
步骤4、FPGA控制模块输出两路使能信号分别发送至第一数据缓存器和第二数据缓存器，接收到使能信号时同步输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将虚拟现实技术应用在无人机领域，采用一个镜头的摄像装置设置在无人机上，无人机在飞行过程中采集图像数据，通过无线传输方式将数据回传至FPGA控制模块，FPGA控制模块具有灵活的配置特点，按照奇偶像素分类方式将采集到的图像分成两组对应数组数据相差一个像素的图像数据并分别存储至预先设置好的第一数据缓存器和第二数据缓存器，当第一数据缓存器和第二数据缓存器接收到使能信号时，分别传输至第一显示屏和第二显示屏进行显示，从而实现虚拟立体显示。由于相差一个像素位置的图像数据分屏显示，大脑对看到的物体更容易立体识别，另一方面，实时的立体显示和可调节眼睛与显示屏的距离，可降低虚拟立体显示给人眼造成的视觉疲劳感，从而更好的提升用户体验。
进一步的，步骤3与步骤4之间还包括：通过FPGA控制模块的HDMI接口驱动分别与FPGA控制模块连接的第一显示屏和第二显示屏，控制行、场的有效信号。
由上述描述可知，HDMI接口的兼容性强并且体积小，可以减小整个设备的体积，便于携带。
进一步的，步骤4之后还包括步骤5、若第一显示屏和第二显示屏显示不清晰，所述FPGA控制模块发送调节指令给摄像装置调节焦距，直至第一显示屏和第二显示屏显示清晰。
由上述描述可知，在本方案的按照奇偶像素分类方式存储的基础上，结合摄像装置焦距的调节，可使双屏显示清晰的画面。
进一步的，步骤4还包括：接收到使能信号时第一数据缓存器和第二数据缓存器实时切换输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。
由上述描述可知，由于本方案采用奇偶像素分类方式，因此采用实时切换输出的方式，虽然采用这种方式可降低响应速度，但对于人眼的观感而言是不会有影响的，同时可以提升用户体验。
进一步的，所述第一数据缓存器通过有线传输方式与第一显示屏通信；所述第二数据缓存器通过有线传输方式与第二显示屏通信。
由上述描述可知，采用无线、有线相结合的传输方式，在确保传输数据质量的基础上，提高数据传输速度。
本发明还提供的一种虚拟立体显示的装置，包括摄像装置、FPGA控制模块、第一显示屏和第二显示屏；
所述摄像装置为具有一个镜头，设置在无人机机身上，用于采集图像数据；所述摄像装置包括无线通信装置，所述摄像装置通过无线通信装置与FPGA控制模块通信；
所述FPGA控制模块位于地面上，所述FPGA控制模块包括第一数据缓存器和第二数据缓存器；
所述第一数据缓存器与第一显示屏连接；当第一数据缓存器接收到使能信号时输出图像数据至第一显示屏显示；
所述第二数据缓存器与第二显示屏连接；当第二数据缓存器接收到使能信号时输出图像数据至第二显示屏显示。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将虚拟现实技术应用在无人机领域，采用一个镜头的摄像装置设置在无人机上，无人机在飞行过程中采集图像数据，通过无线传输方式将数据回传至FPGA控制模块，FPGA控制模块具有灵活的配置特点，按照奇偶像素分类方式将采集到的图像分成两组对应数组数据相差一个像素的图像数据并分别存储至预先设置好的第一数据缓存器和第二数据缓存器，当第一数据缓存器和第二数据缓存器接收到使能信号时，分别传输至第一显示屏和第二显示屏进行显示，从而实现虚拟立体显示。由于相差一个像素位置的图像数据分屏显示，大脑对看到的物体更容易立体识别，另一方面，实时的立体显示和可调节眼睛与显示屏的距离，可降低虚拟立体显示给人眼造成的视觉疲劳感，从而更好的提升用户体验。
进一步的，所述FPGA控制模块还包括HDMI接口；所述HDMI接口用于驱动分别与FPGA控制模块连接的第一显示屏和第二显示屏，控制行、场的有效信号。
由上述描述可知，HDMI接口的兼容性强并且体积小，可以减小整个设备的体积，便于携带。
进一步的，所述FPGA控制模块还用于若第一显示屏和第二显示屏显示不清晰，发送调节指令给摄像装置调节焦距，直至第一显示屏和第二显示屏显示清晰。
由上述描述可知，在本方案的按照奇偶像素分类方式存储的基础上，结合摄像装置焦距的调节，可使双屏显示清晰的画面。
进一步的，所述FPGA控制模块还包括切换控制单元，用于接收到使能信号时第一数据缓存器和第二数据缓存器实时切换输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。
由上述描述可知，由于本方案采用奇偶像素分类方式，因此采用实时切换输出的方式，虽然采用这种方式可降低响应速度，但对于人眼的观感而言是不会有影响的，同时可以提升用户体验。
进一步的，所述第一数据缓存器通过有线传输方式与第一显示屏通信；所述第二数据缓存器通过有线传输方式与第二显示屏通信。
由上述描述可知，采用无线、有线相结合的传输方式，在确保传输数据质量的基础上，提高数据传输速度。
请参照图1，本发明的实施例一为：
本发明提供的一种虚拟立体显示的方法，包括：
步骤1、设置在无人机机身上的具有一个镜头的摄像装置，若采用两个镜头的摄像装置形成双目视觉，可以对两个镜头采集到的图像数据进行拼接，形成全景图。也可以采用多个摄像头，对图像数据进行拼接成全景图即可应用在本方案中。该摄像头用来由无人机上采集到的图像数据，常应用在无人机侦察等。
步骤2、摄像装置内置无线通信装置，所述无线通信装置与FPGA控制模块内的无线通信装置无线连接，通过无线传输方式将采集到的所述图像数据发送至位于地面上的FPGA控制模块；所述FPGA控制模块具有灵活的配置特点；
步骤3、预先在FPGA控制模块内的存储单元划分两个缓冲器，分别为第一数据缓存器和第二数据缓存器，FPGA控制模块将所述图像数据按照奇偶像素分类方式分别缓冲至预先设置的第一数据缓存器和第二数据缓存器中；
其中，所述奇偶像素分类方式具体为：
例如摄像头采集到的图像数据的数组为{1，2，3，4，5，6，7，8，……，n}，n为奇数；
按照奇偶像素分类方式，得到两个数组，分别为：
{1，3，5，7，……，n}和{2，4，6，8，……，n-1}
将{1，3，5，7，……，n}数组缓冲至第一数据缓存器，将{2，4，6，8，……，n-1}数组缓冲至第二数据缓存器。
通过FPGA控制模块的HDMI接口驱动分别与FPGA控制模块连接的第一显示屏和第二显示屏，控制行、场的有效信号。HDMI接口的兼容性强并且体积小，可以减小整个设备的体积，便于携带。
步骤4、FPGA控制模块输出两路使能信号分别发送至第一数据缓存器和第二数据缓存器，接收到使能信号时同步输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。所述视差为一个像素值。第一显示屏和第二显示屏显示图像的相同像素坐标位置与摄像头采集的图像像素坐标存在一个像数单元的偏移位置。
该步骤还可以为：接收到使能信号时第一数据缓存器和第二数据缓存器实时切换输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。由于本方案采用奇偶像素分类方式，因此采用实时切换输出的方式，虽然采用这种方式可降低响应速度，但对于人眼的观感而言是不会有影响的，同时可以提升用户体验。
步骤5、若第一显示屏和第二显示屏显示不清晰，所述FPGA控制模块发送调节指令给摄像装置调节焦距，直至第一显示屏和第二显示屏显示清晰。在本方案的按照奇偶像素分类方式存储的基础上，结合摄像装置焦距的调节，可使双屏显示清晰的画面。
所述第一数据缓存器通过有线传输方式与第一显示屏通信；所述第二数据缓存器通过有线传输方式与第二显示屏通信。采用无线、有线相结合的传输方式，在确保传输数据质量的基础上，提高数据传输速度。
综上所述，本发明提供的一种虚拟立体显示的方法及装置，将虚拟现实技术应用在无人机领域，采用一个镜头的摄像装置设置在无人机上，无人机在飞行过程中采集图像数据，通过无线传输方式将数据回传至FPGA控制模块，FPGA控制模块具有灵活的配置特点，按照奇偶像素分类方式将采集到的图像分成两组对应数组数据相差一个像素的图像数据并分别存储至预先设置好的第一数据缓存器和第二数据缓存器，当第一数据缓存器和第二数据缓存器接收到使能信号时，分别传输至第一显示屏和第二显示屏进行显示，从而实现虚拟立体显示。由于相差一个像素位置的图像数据分屏显示，大脑对看到的物体更容易立体识别，另一方面，实时的立体显示和可调节眼睛与显示屏的距离，可降低虚拟立体显示给人眼造成的视觉疲劳感，从而更好的提升用户体验。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种虚拟立体显示的方法，其特征在于，包括：
步骤1、设置在无人机机身上的具有一个镜头的摄像装置采集图像数据；
步骤2、摄像装置通过无线传输方式将所述图像数据发送至位于地面上的FPGA控制模块；
步骤3、FPGA控制模块将所述图像数据按照奇偶像素分类方式分别缓冲至预先设置的第一数据缓存器和第二数据缓存器；
步骤4、FPGA控制模块输出两路使能信号分别发送至第一数据缓存器和第二数据缓存器，接收到使能信号时同步输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。
2.根据权利要求1所述的虚拟立体显示的方法，其特征在于，步骤3与步骤4之间还包括：通过FPGA控制模块的HDMI接口驱动分别与FPGA控制模块连接的第一显示屏和第二显示屏，控制行、场的有效信号。
3.根据权利要求1所述的虚拟立体显示的方法，其特征在于，步骤4之后还包括步骤5、若第一显示屏和第二显示屏显示不清晰，所述FPGA控制模块发送调节指令给摄像装置调节焦距，直至第一显示屏和第二显示屏显示清晰。
4.根据权利要求1所述的虚拟立体显示的方法，其特征在于，步骤4还包括：接收到使能信号时第一数据缓存器和第二数据缓存器实时切换输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。
5.根据权利要求1所述的虚拟立体显示的方法，其特征在于，所述第一数据缓存器通过有线传输方式与第一显示屏通信；所述第二数据缓存器通过有线传输方式与第二显示屏通信。
6.一种虚拟立体显示的装置，其特征在于，包括摄像装置、FPGA控制模块、第一显示屏和第二显示屏；
所述摄像装置为具有一个镜头，设置在无人机机身上，用于采集图像数据；所述摄像装置包括无线通信装置，所述摄像装置通过无线通信装置与FPGA控制模块通信；
所述FPGA控制模块位于地面上，所述FPGA控制模块包括第一数据缓存器和第二数据缓存器；
所述第一数据缓存器与第一显示屏连接；当第一数据缓存器接收到使能信号时输出图像数据至第一显示屏显示；
所述第二数据缓存器与第二显示屏连接；当第二数据缓存器接收到使能信号时输出图像数据至第二显示屏显示。
7.根据权利要求6所述的虚拟立体显示的装置，其特征在于，所述FPGA控制模块还包括HDMI接口；所述HDMI接口用于驱动分别与FPGA控制模块连接的第一显示屏和第二显示屏，控制行、场的有效信号。
8.根据权利要求6所述的虚拟立体显示的装置，其特征在于，所述FPGA控制模块还用于若第一显示屏和第二显示屏显示不清晰，发送调节指令给摄像装置调节焦距，直至第一显示屏和第二显示屏显示清晰。
9.根据权利要求6所述的虚拟立体显示的装置，其特征在于，所述FPGA控制模块还包括切换控制单元，用于接收到使能信号时第一数据缓存器和第二数据缓存器实时切换输出具有视差的两组图像数据分别至第一显示屏和第二显示屏显示。
10.根据权利要求6所述的虚拟立体显示的装置，其特征在于，所述第一数据缓存器通过有线传输方式与第一显示屏通信；所述第二数据缓存器通过有线传输方式与第二显示屏通信。
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