CN107560637A - 头戴显示设备校准结果验证方法及头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头戴显示设备校准结果验证方法及一种头戴显示设备，所述方法包括：在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定测试对象对应预设特征点的第一图像坐标。将第一图像坐标映射至所述设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。确定所述设备从第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据。并基于第一设备坐标以及传感器数据及其校准数据，计算获得第二设备坐标。基于在第二测试位置采集测试对象获得的第二测试图像，确定预设特征点的第二图像坐标。基于第二设备坐标以及第二图像坐标获得的坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。本发明提供了一种有效、准确的方式实现对校准数据的验证。

Description

头戴显示设备校准结果验证方法及头戴显示设备

技术领域

本发明属于电子技术领域，具体地说，涉及一种头戴显示设备校准结果验证方法及一种头戴显示设备。

背景技术

随着VR(虚拟现实，Virtual Reality)技术的日趋成熟，头戴显示设备越来越被普及使用。

头戴显示设备通常采用传感器采集位置以及方位等数据，以获得头戴显示设备的姿态变化数据，实现跟踪以及定位等功能。在目前的一种实现方式中，头戴显示设备可以基于6dof(degrees of freedom，六自由度)传感器采集姿态变化数据，其中，6dof(degreesof freedom，六自由度)传感器是由 IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)及鱼眼摄像头构成。

为了避免在头戴显示设备在生产或使用中造成的传感器测量误差，需要对6dof传感器采集的传感器数据进行校准，校准数据可以预先设置。

但是，由于校准数据本身可能存在误差，就会导致校准结果不准确，因此对校准数据进行验证，但是目前并没有一种有效、准确的方式可以实现对校准数据的验证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种头戴显示设备校准结果验证方法及一种头戴显示设备，用以提供一种有效、准确的方式实现对校准数据的验证。

为了解决上述技术问题，一种头戴显示设备校准结果验证方法，包括：

在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标；其中，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变；

将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标；

确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据；

基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标；

基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标；

基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果；

基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

优选地，所述基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标，包括：

基于所述校准数据对所述传感器数据进行校准，获得校准传感器数据；

基于所述预设特征点的第一设备坐标及所述校准传感器数据，计算获得在所述第二测试位置对应的所述预设特征点的第二设备坐标。

优选地，所述基于所述预设特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果包括：

将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标；

比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

优选地，所述基于所述预设特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果包括：

将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标；

比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

优选地，所述比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果包括：

比较所述预设特征点中的每一个特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果；

基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中所述每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；

如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

优选地，所述比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果包括：

比较所述预设特征点中的每一个特征点的第三图像坐标以及所第二图像坐标，计算获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的所述预设特征点的平均坐标差值；

所述基于获得所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；

如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准结果不合格。

优选地，所述第一测试位置与所述第二测试位置为任意两个相邻的测试位置；

所述基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于多个任意两个相邻的测试位置对应的坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

本发明还提供了一种头戴显示设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机可读程序代码，所述处理器用于执行所述计算机可读程序代码以实现：

在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标；其中，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变；将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标；确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据；基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标；基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标；基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果；基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

优选地，所述处理器基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标具体是：

基于所述校准数据对所述传感器数据进行校准，获得校准传感器数据；基于所述预设特征点的第一设备坐标及所述校准传感器数据，计算获得在所述第二测试位置对应的所述预设特征点的第二设备坐标。

优选地，所述处理器基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标；比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

优选地，所述处理器基于所述预设特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标；比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

优选地，所述处理器比较所述特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

比较所述预设特征点中的每一个特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果；

所述处理器基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体是：

基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中所述每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

优选地，所述处理器比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

比较所述预设特征点中的每一个特征点的第三图像坐标以及所第二图像坐标，计算获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的所述预设特征点的平均坐标差值；

所述处理器基于获得所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体是：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准结果不合格。

优选地，所述处理器第一测试位置与所述第二测试位置为任意两个相邻的测试位置；所述基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体是：

基于多个任意两个相邻的测试位置对应的坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

本发明给出了一种头戴显示设备校准结果验证方法及一种头戴显示设备，在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标。将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据。并基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标。基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标。基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果，并基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。从而可以有效、准确地验证该头戴显示设备校准数据是否合格。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的一种头戴显示设备校准结果验证方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明实施例的一种头戴显示设备校准结果验证方法的另一个实施例的流程图；

图3是本发明实施例的一种头戴显示设备校准结果验证装置的一个实施例的结构示意图；

图4是本发明实施例的一种头戴显示设备校准结果验证装置的另一个实施例的结构示意图；

图5是本发明实施例的一种头戴显示设备的一个实施例的结构示意图；

图6是本发明实施例的一种头戴显示设备的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明实施例的技术方案主要适用于对头戴显示设备中的传感器的校准数据进行验证，头戴显示设备中的传感器例如可以是6dof(degrees of freedom，六自由度)传感器。其中，头戴显示设备可以包括VR(虚拟现实， Virtual Reality)设备、AR(增强现实，Augmented Reality)设备及MR(混合现实，Mixed Reality)设备等。

头戴显示设备可以基于6dof(degrees of freedom，六自由度)传感器进行空间跟踪和定位，使用户观看六自由度的VR视频。当头戴显示设备在空间移动时，根据6dof传感器实时获取头戴显示设备的位置信息(设备坐标中 X、Y、和Z方向的坐标)和方位信息(俯仰角、偏行角、滚动角)，以获得头戴显示设备的姿态变化数据，实现跟踪以及定位等功能。并根据该姿态变化数据对应调整用户观看VR视频的视觉角度，使头戴显示设备在运行时可以动态播放对应位置的预渲染的画面，使得用户可以实现在VR场景中进行6自由度(前、后、上、下、左、右)移动时观看到物体的不同角度，获得更加真实的体验。

6dof传感器采集的校准数据是预先通过摄像头数据、IMU(Inertial MeasurementUnit，惯性测量单元)数据等获得各个传感器的内参数和外参数，基于所述内参数和外参数获得校准数据。所述内参数可以包括头戴显示设备参数，例如针对鱼眼摄像头标定得到的相机的焦距、基线以及原点偏移量等参数；所述外参数包括IMU坐标系转换到设备坐标系的映射关系以及鱼眼摄像机坐标系转换到设备坐标系的映射关系。

由于校准数据本身可能存在误差，就会导致校准结果不准确，因此需要对校准数据进行验证，但是目前并没有一种有效、准确的方式可以实现对校准数据的验证。

为了实现对校准数据有效、准确地验证，发明人经过一系列研究提出了本发明的技术方案。在本发明中，在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标。将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据。并基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标。基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标。基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果，并基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。实现了对校准数据是否合格进行有效、准确的验证，从而可以及时检测出不合格的头戴显示设备，大大降低了头戴显示设备的不合格率。

下面将结合附图对本发明技术方案进行详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种头戴显示设备校准结果测试方法一个实施例的流程图，该方法可以包括：

101：在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标。

其中，所述第一图像坐标位于图像坐标系中，该图像坐标系为基于图像像素建立的直角坐标系。

其中，该测试对象可以是测试用的标准图像或测试物体，或者是已知图像特征的任一图像。该头戴显示设备配置有摄像头用于拍摄位于固定位置的测试对象，获得所述测试对象对应的测试图像。其中，所述摄像头可以是 RGB(Red、Green、Blue，三原色)摄像头。

可选地，为了更加准确地验证校准结果，所述测试对象的位置在该校准数据验证过程一直固定不变，所述头戴显示设备可以首先在第一测试位置拍摄所述测试对象获得第一测试图像，基于所述第一测试对象提取获得该测试对象中的特征点，并获得所述特征点对应的第一图像坐标。

其中，特征点为测试图像中可以描述测试对象特征的像素点，可以通过图像特征提取的方法获得。该预设特征点可以是测试图像中描述所述测试对象全部特征的每一个特征点，也可以是测试图像中描述该测试对象一部分特征的多个特征点。

102：将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。

所述设备坐标系为以头戴显示设备为原点建立的三维坐标系。

103：确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据。

104：基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述特征点的第二设备坐标。

为了将所述预设特征点的第一图像坐标进行模拟位置变换，需要将所述预设特征点的第一图像坐标进行坐标系变换。可选地，可以基于第一坐标转换矩阵将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。其中第一坐标转换矩阵是图像坐标系转换到设备坐标系的转换矩阵，表示图像坐标系与设备坐标系的映射关系。

其中所述传感器数据可以是6dof传感器采集的传感器数据，所述6dof 传感器可以是由IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)和鱼眼摄像头组成。其中IMU中配置有三个单轴的陀螺仪和三个方向的加速度计，陀螺仪用于检测头戴显示设备相对于世界坐标系的角速度信号，而加速度计检测物体在设备坐标系统独立三轴的加速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。鱼眼摄像头用于在头戴显示设备移动中拍摄周围环境图像，根据拍摄获得的每一帧周围环境图像的变化对头戴显示设备位置进行追踪和定位。因此，根据6dof传感器可以实时获取头戴显示设备的位置信息(设备坐标系中X、Y、和Z方向的坐标)和方位信息 (俯仰角、偏行角、滚动角)等传感器数据。

在采集获得传感器数据后，可选地，在某些实施例中，所述基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标，可以包括：

基于所述校准数据对所述传感器数据进行校准，获得校准传感器数据；

基于所述预设特征点的第一设备坐标及所述校准传感器数据，计算获得在所述第二测试位置对应的特征点的第二设备坐标。

根据预设的校准数据对所述传感器数据进行校准获得校准传感器数据。基于该校准传感器数据计算获得第一设备坐标的坐标偏移量，并将所述坐标偏移量叠加到该第一设备坐标上获得对应的第二设备坐标。

通过上述计算，可以获得所述测试对象对应的预设特征点经过模拟位置变换后对应于第二测试位置的第二设备坐标。

105：基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标。

在头戴显示设备移动至第二测试位置后，在该第二测试位置拍摄所述测试对象，获得对应的第二测试图像，并基于所述第二测试对象提取获得该测试对象中的预设特征点，并获得所述预设特征点对应的第二图像坐标。

106：基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。

107：基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

在头戴显示设备移动至第二测试位置后，采集获得测试对象中的所述预设特征点在第二测试位置对应的实际的位置坐标(第二图像坐标)，以便与上述经过模拟位置变换计算获得的第二测试位置的模拟位置坐标(第二设备坐标)进行比较，并获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。判断该坐标比较结果是否在允许范围，从而验证该校准数据是否合格。

可选地，为了提高验证准确度，头戴显示设备可以确定多个测试位置，并在每一个测试位置采集测试对象，因此针对任意两个相邻的测试位置，可以执行如下技术方案。其中，该多个测试位置至少包括两个，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变。

可选地，在某些实施例中，所述第一测试位置与所述第二测试位置为任意两个相邻的测试位置，所述基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于多个任意两个相邻的测试位置对应的坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

其中，针对任意两个相邻的测试位置，均可以计算获得一个坐标比较结果，因此头戴显示设备在多个任意两个相邻的测试位置连续检测时，可以获得多个坐标比较结果。为了提高验证结果的准确度，可以对所述多个坐标比较结果进行验证，并基于所述多个坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

由上文描述可知，头戴显示设备可以在多个测试位置上连续移动，并采集测试对象。可选地，该多个测试位置可以包括3个测试位置：第一测试位置、第二测试位置以及第三测试位置，第一测试位置为起始位置，头戴显示设备从第一测试位置移动至第二测试位置，从第二测试位置可以继续移动至第三测试位置。从第一测试位置移动至第二测试位置可以获得一个坐标比较结果，从第二测试位置移动至第三测试位置可以获得另一个坐标比较结果。

可选地，在获得第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果，如果判断该坐标比较结果不在允许范围内，则验证该校准数据不合格。如果判断该坐标比较结果在允许范围内后，将该头戴显示设备由第二测试位置移动至第三测试位置，获得第二测试位置与第三测试位置对应的坐标比较结果，继续验证该坐标比较结果是否在允许范围内。如果在任意两个相邻的测试位置获得的每一个坐标比较结果均在允许范围内，则可以验证该校准数据合格。

可选地，还可以是在获得第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果后，该头戴显示设备由第二测试位置移动至第三测试位置，获得第二测试位置移动和第三测试位置对应的坐标比较结果。在获得任意两个相邻的测试位置的多个坐标比较结果后，判断该多个坐标比较结果是否均在允许范围内，如果是，则验证该校准数据合格；如果否，则验证该校准数据不合格。

其中，本发明并未限定具体的验证次数，可根据实际应用中对验证结果准确度的需求设定至少两个测试位置。

本实施例中，头戴显示设备通过在第一测试位置和第二测试位置采集获得所述测试对象对应的测试图像。获得述测试对象对应的所述预设特征点的第一图像坐标及第二图像坐标。并通过坐标系变换将所述第一图像坐标变换至设备坐标系下获得第一设备坐标，并基于头戴显示设备由第一测试位置移动至第二测试位置时采集的传感器数据及校准数据，计算获得第二设备坐标。通过比较所述任意两个相邻位置的特征点的第二设备坐标和第二图像坐标，获得坐标比较结果，并判断该坐标比较结果是否在允许范围内，如果是则对校准数据进行多次验证，直至达到设定验证次数，且获得的坐标比较结果均在允许范围内，判断所述校准数据合格，否则判断该校准数据不合格，需要重新进行校准。从而实现了对校准数据是否合格进行有效、准确的验证，可以及时检测出不合格的头戴显示设备，大大降低了头戴显示设备的不合格率。

可选地，在某些实施例中，所述基于所述特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果可以包括：

将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标；

比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。

可选地，在某些实施例中，所述基于所述预设特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果可以包括：

将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标；

比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。

由于第二图像坐标位于图像坐标系，所述第二设备坐标位于设备坐标系，为了便于将上述预设特征点位于第二测试位置的模拟位置坐标与实际位置坐标进行比较，需要转换到同一个坐标系下。因此可以基于第二坐标转换矩阵将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标，来比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。还可以基于所述第一坐标转换矩阵将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标，来比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标。获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。其中，所述第二坐标转换矩阵为第一坐标转换矩阵的逆矩阵。

图2是本发明实施例提供的一种投到显示设备校准结果测试方法另一个实施例的流程图，该方法可以包括：

201：在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标。

其中，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变。

202：将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。

203：确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据。

204：基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标。

205：基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标。

206：将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标。

207：比较所述预设特征点中的每一个特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果。

将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标后，与所述预设特征点的第二图像坐标进行比较，计算获得所述预设特征点中每一个特征点对应的坐标差值。将所述每一个特征点的坐标差值作为第一测试位置和第二测试位置对应的坐标比较结果。

208：基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；如果是，执行步骤209；如果否，执行步骤210。

209：验证所述校准数据合格；

210：验证所述校准数据不合格。

其中，步骤201-步骤205的操作与图1实施例中步骤101-步骤105的操作相同，在次不再赘述。

可选地，在某些实施例中，所述比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果对应的坐标比较结果包括：

比较所述预设特征点中每一个特征点的第三图像坐标以及所第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果对应的预设特征点的平均坐标差值；

所述基于获得的所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

所述坐标比较结果还可以是所述预设特征点的平均坐标差值，该坐标平均差值可以是在比较获得所述预设特征点中的每一个特征点的坐标差值后，计算获得所述预设特征点的坐标差值的平均坐标差值。并基于获得所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

上述坐标比较结果是在图像坐标系下获得的坐标差值或平均坐标差值，同样还可以将在所述第一测试位置确定的所述特征点的第二图像坐标变换到设备坐标系下进行比较获得相应的坐标比较结果。

可选地，在某些实施例中，所述比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果可以包括：

比较所述预设特征点中每一个特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果；

所述基于获得的所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格可以包括：

基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中所述每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；

如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

可选地，在某些实施例中，所述比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果可以包括：

比较所述预设特征点的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的多个特征点的平均坐标差值；

所述基于获得的至少一个所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格可以包括：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

本实施例中，分别给出了在图像坐标系和设备坐标系下计算获得第一测试位置与第二测试位置的坐标比较结果方案，并可以通过判断所述坐标比较结果中预设特征点中的每一个特征点的坐标差值或预设特征点的平均坐标差值，验证所述坐标比较结果是否在允许范围内，判断校准数据是否合格。因此，不仅实现了对校准数据是否合格进行有效、准确的验证，且大大提高了对校准数据验证结果的准确度，可以及时检测出不合格的头戴显示设备，大大降低了头戴显示设备的不合格率。

图3是本发明实施例提供的一种头戴显示设备校准结果测试装置一个实施例的流程图，该装置可以包括：

第一确定模块301，用于在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标。

其中，所述第一图像坐标位于图像坐标系中，该图像坐标系为基于图像像素建立的直角坐标系。

其中，该测试对象可以是测试用的标准图像或测试物体，或者是已知图像特征的任一图像。该头戴显示设备配置有摄像头用于拍摄位于固定位置的测试对象，获得所述测试对象对应的测试图像。其中，所述摄像头可以是RGB (Red、Green、Blue，三原色)摄像头。

可选地，为了更加准确地验证校准结果，所述测试对象的位置在该校准数据验证过程一直固定不变，所述头戴显示设备可以首先在第一测试位置拍摄所述测试对象获得第一测试图像，基于所述第一测试对象提取获得该测试对象中的特征点，并获得所述特征点对应的第一图像坐标。

其中，特征点为测试图像中可以描述测试对象特征的像素点，可以通过图像特征提取的方法获得。该预设特征点可以是测试图像中描述所述测试对象全部特征的每一个特征点，也可以是测试图像中描述该测试对象一部分特征的多个特征点。

第一映射模块302，用于将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。

所述设备坐标系为以头戴显示设备为原点建立的三维坐标系。

第二确定模块303，用于确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据。

第一获取模块304，用于基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述特征点的第二设备坐标。

为了将所述预设特征点的第一图像坐标进行模拟位置变换，需要将所述预设特征点的第一图像坐标进行坐标系变换。可选地，可以基于第一坐标转换矩阵将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。其中第一坐标转换矩阵是图像坐标系转换到设备坐标系的转换矩阵，表示图像坐标系与设备坐标系的映射关系。

其中所述传感器数据可以是6dof传感器采集的传感器数据，所述6dof 传感器可以是由IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)和鱼眼摄像头组成。其中IMU中配置有三个单轴的陀螺仪和三个方向的加速度计，陀螺仪用于检测头戴显示设备相对于世界坐标系的角速度信号，而加速度计检测物体在设备坐标系统独立三轴的加速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。鱼眼摄像头用于在头戴显示设备移动中拍摄周围环境图像，根据拍摄获得的每一帧周围环境图像的变化对头戴显示设备位置进行追踪和定位。因此，根据6dof传感器可以实时获取头戴显示设备的位置信息(设备坐标系中X、Y、和Z方向的坐标)和方位信息(俯仰角、偏行角、滚动角)等传感器数据。

在采集获得传感器数据后，可选地，在某些实施例中，所述第一获取模块304具体可以用于：

基于所述校准数据对所述传感器数据进行校准，获得校准传感器数据；

基于所述预设特征点的第一设备坐标及所述校准传感器数据，计算获得在所述第二测试位置对应的特征点的第二设备坐标。

根据预设的校准数据对所述传感器数据进行校准获得校准传感器数据。基于该校准传感器数据计算获得第一设备坐标的坐标偏移量，并将所述坐标偏移量叠加到该第一设备坐标上获得对应的第二设备坐标。

通过上述计算，可以获得所述测试对象对应的预设特征点经过模拟位置变换后对应于第二测试位置的第二设备坐标。

第三确定模块305，用于基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标。

在头戴显示设备移动至第二测试位置后，在该第二测试位置拍摄所述测试对象，获得对应的第二测试图像，并基于所述第二测试对象提取获得该测试对象中的预设特征点，并获得所述预设特征点对应的第二图像坐标。

第二获取模块306，用于基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。

验证模块307，用于基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

在头戴显示设备移动至第二测试位置后，采集获得测试对象中的所述预设特征点在第二测试位置对应的实际的位置坐标(第二图像坐标)，以便与上述经过模拟位置变换计算获得的第二测试位置的模拟位置坐标(第二设备坐标)进行比较，并获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。判断该坐标比较结果是否在允许范围，从而验证该校准数据是否合格。

可选地，为了提高验证准确度，头戴显示设备可以确定多个测试位置，并在每一个测试位置采集测试对象，因此针对任意两个相邻的测试位置，可以执行如下技术方案。其中，该多个测试位置至少包括两个，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变。

可选地，在某些实施例中，所述第一测试位置与所述第二测试位置为任意两个相邻的测试位置，所述验证模块307具体可以用于：

基于多个任意两个相邻的测试位置对应的坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

其中，针对任意两个相邻的测试位置，均可以计算获得一个坐标比较结果，因此头戴显示设备在多个任意两个相邻的测试位置连续检测时，可以获得多个坐标比较结果。为了提高验证结果的准确度，可以对所述多个坐标比较结果进行验证，并基于所述多个坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

由上文描述可知，头戴显示设备可以在多个测试位置上连续移动，并采集测试对象。可选地，该多个测试位置可以包括3个测试位置：第一测试位置、第二测试位置以及第三测试位置，第一测试位置为起始位置，头戴显示设备从第一测试位置移动至第二测试位置，从第二测试位置可以继续移动至第三测试位置。从第一测试位置移动至第二测试位置可以获得一个坐标比较结果，从第二测试位置移动至第三测试位置可以获得另一个坐标比较结果。

可选地，在获得第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果，如果判断该坐标比较结果不在允许范围内，则验证该校准数据不合格。如果判断该坐标比较结果在允许范围内后，将该头戴显示设备由第二测试位置移动至第三测试位置，获得第二测试位置与第三测试位置对应的坐标比较结果，继续验证该坐标比较结果是否在允许范围内。如果在任意两个相邻的测试位置获得的每一个坐标比较结果均在允许范围内，则可以验证该校准数据合格。

可选地，还可以是在获得第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果后，该头戴显示设备由第二测试位置移动至第三测试位置，获得第二测试位置移动和第三测试位置对应的坐标比较结果。在获得任意两个相邻的测试位置的多个坐标比较结果后，判断该多个坐标比较结果是否均在允许范围内，如果是，则验证该校准数据合格；如果否，则验证该校准数据不合格。

其中，本发明并未限定具体的验证次数，可根据实际应用中对验证结果准确度的需求设定至少两个测试位置。

本实施例中，头戴显示设备通过在第一测试位置和第二测试位置采集获得所述测试对象对应的测试图像。获得述测试对象对应的所述预设特征点的第一图像坐标及第二图像坐标。并通过坐标系变换将所述第一图像坐标变换至设备坐标系下获得第一设备坐标，并基于头戴显示设备由第一测试位置移动至第二测试位置时采集的传感器数据及校准数据，计算获得第二设备坐标。通过比较所述任意两个相邻位置的特征点的第二设备坐标和第二图像坐标，获得坐标比较结果，并判断该坐标比较结果是否在允许范围内，如果是则对校准数据进行多次验证，直至达到设定验证次数，且获得的坐标比较结果均在允许范围内，判断所述校准数据合格，否则判断该校准数据不合格，需要重新进行校准。从而实现了对校准数据是否合格进行有效、准确的验证，可以及时检测出不合格的头戴显示设备，大大降低了头戴显示设备的不合格率。

可选地，在某些实施例中，所述第二获取模块306可以包括：

第二映射单元，用于将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标；

第一比较单元，用于比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。

可选地，在某些实施例中，所述第二获取模块306可以包括：

第三映射单元，用于将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标；

第二比较单元，用于比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。

由于第二图像坐标位于图像坐标系，所述第二设备坐标位于设备坐标系，为了便于将上述预设特征点位于第二测试位置的模拟位置坐标与实际位置坐标进行比较，需要转换到同一个坐标系下。因此可以基于第二坐标转换矩阵将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标，来比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。还可以基于所述第一坐标转换矩阵将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标，来比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标。获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。其中，所述第二坐标转换矩阵为第一坐标转换矩阵的逆矩阵。

图4是本发明实施例提供的一种头戴显示设备校准结果测试装置的另一个实施例的流程图，该装置可以包括：

第一确定模块401，用于在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标。

其中，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变。

第一映射模块402，用于将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。

第二确定模块403，用于确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据。

第一获取模块404，用于基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标。

第三确定模块405，用于基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标。

第二获取模块406，用于基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

所述第二获取模块406可以包括：

第二映射单元411，用于将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标。

第一比较单元412，用于比较所述预设特征点中的每一个特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果。

将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标后，与所述预设特征点的第二图像坐标进行比较，计算获得所述预设特征点中每一个特征点对应的坐标差值。将所述每一个特征点的坐标差值作为第一测试位置和第二测试位置对应的坐标比较结果。

验证模块407，用于基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；

所述验证模块407具体可以用于：

基于获得的所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

其中，第一确定模块401与图3实施例中第一确定模块301相同、第一映射模块402与图3实施例中第一映射模块302相同、第二确定模块403与图3实施例中第二确定模块303相同、第一获取模块404与图3实施例中第一获取模块304相同、第三确定模块405与图3实施例中第三确定模块305 相同，在次不再赘述。

可选地，在某些实施例中，所述第一比较单元具体用于：

比较所述预设特征点中每一个特征点的第三图像坐标以及所第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果对应的预设特征点的平均坐标差值；

所述验证模块具体用于：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

所述坐标比较结果还可以是所述预设特征点的平均坐标差值，该坐标平均差值可以是在比较获得所述预设特征点中的每一个特征点的坐标差值后，计算获得所述预设特征点的坐标差值的平均坐标差值。并基于获得所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

上述坐标比较结果是在图像坐标系下获得的坐标差值或平均坐标差值，同样还可以将在所述第一测试位置确定的所述特征点的第二图像坐标变换到设备坐标系下进行比较获得相应的坐标比较结果。

可选地，在某些实施例中，所述第二比较单元具体用于：

比较所述预设特征点中每一个特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果；

所述验证模块具体可以用于：

基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中所述每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；

如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

可选地，在某些实施例中，所述第二比较单元具体可以用于：

比较所述预设特征点的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的多个特征点的平均坐标差值；

所述验证模块具体可以用于：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

本实施例中，分别给出了在图像坐标系和设备坐标系下计算获得第一测试位置与第二测试位置的坐标比较结果方案，并可以通过判断所述坐标比较结果中预设特征点中的每一个特征点的坐标差值或预设特征点的平均坐标差值，验证所述坐标比较结果是否在允许范围内，判断校准数据是否合格。因此，不仅实现了对校准数据是否合格进行有效、准确的验证，且大大提高了对校准数据验证结果的准确度，可以及时检测出不合格的头戴显示设备，大大降低了头戴显示设备的不合格率。

图5是本发明实施例的一种头戴显示设备的一个实施例的结构示意图，所述设备包括非易失性存储器502和处理器501，所述非易失性存储器502 用于存储计算机可读程序代码，所述处理器501用于执行所述计算机程序代码以实现：

在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标；其中，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变；将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标；确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据；基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标；基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标；基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果；基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

可选地，在某些实施例中，所述处理器501可以基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标具体是：

基于所述校准数据对所述传感器数据进行校准，获得校准传感器数据；基于所述预设特征点的第一设备坐标及所述校准传感器数据，计算获得在所述第二测试位置对应的所述预设特征点的第二设备坐标。

可选地，为了更加准确地验证校准结果，所述测试对象的位置在该校准数据验证过程一直固定不变，所述头戴显示设备可以首先在第一测试位置拍摄所述测试对象获得第一测试图像，基于所述第一测试对象提取获得该测试对象中的特征点，并获得所述特征点对应的第一图像坐标。

其中，特征点为测试图像中可以描述测试对象特征的像素点，可以通过图像特征提取的方法获得。该预设特征点可以是测试图像中描述所述测试对象全部特征的每一个特征点，也可以是测试图像中描述该测试对象一部分特征的多个特征点。

为了将所述预设特征点的第一图像坐标进行模拟位置变换，需要将所述预设特征点的第一图像坐标进行坐标系变换。可选地，可以基于第一坐标转换矩阵将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标。其中第一坐标转换矩阵是图像坐标系转换到设备坐标系的转换矩阵，表示图像坐标系与设备坐标系的映射关系。

在采集获得传感器数据后，可选地，在某些实施例中，所述处理器501 基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标具体可以是：

基于所述校准数据对所述传感器数据进行校准，获得校准传感器数据；基于所述预设特征点的第一设备坐标及所述校准传感器数据，计算获得在所述第二测试位置对应的特征点的第二设备坐标。

根据预设的校准数据对所述传感器数据进行校准获得校准传感器数据。基于该校准传感器数据计算获得第一设备坐标的坐标偏移量，并将所述坐标偏移量叠加到该第一设备坐标上获得对应的第二设备坐标。

通过上述计算，可以获得所述测试对象对应的预设特征点经过模拟位置变换后对应于第二测试位置的第二设备坐标。在头戴显示设备移动至第二测试位置后，采集获得测试对象中的所述预设特征点在第二测试位置对应的实际的位置坐标(第二图像坐标)，以便与上述经过模拟位置变换计算获得的第二测试位置的模拟位置坐标(第二设备坐标)进行比较，并获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。判断该坐标比较结果是否在允许范围，从而验证该校准数据是否合格。

可选地，为了提高验证准确度，头戴显示设备可以确定多个测试位置，并在每一个测试位置采集测试对象，因此针对任意两个相邻的测试位置，可以执行如下技术方案。其中，该多个测试位置至少包括两个，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变。

可选地，在某些实施例中，所述第一测试位置与所述第二测试位置为任意两个相邻的测试位置，所述处理器501基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于多个任意两个相邻的测试位置对应的坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

其中，针对任意两个相邻的测试位置，均可以计算获得一个坐标比较结果，因此头戴显示设备在多个任意两个相邻的测试位置连续检测时，可以获得多个坐标比较结果。为了提高验证结果的准确度，可以对所述多个坐标比较结果进行验证，并基于所述多个坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

由上文描述可知，头戴显示设备可以在多个测试位置上连续移动，并采集测试对象。可选地，该多个测试位置可以包括3个测试位置：第一测试位置、第二测试位置以及第三测试位置，第一测试位置为起始位置，头戴显示设备从第一测试位置移动至第二测试位置，从第二测试位置可以继续移动至第三测试位置。从第一测试位置移动至第二测试位置可以获得一个坐标比较结果，从第二测试位置移动至第三测试位置可以获得另一个坐标比较结果。

可选地，在获得第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果，如果判断该坐标比较结果不在允许范围内，则验证该校准数据不合格。如果判断该坐标比较结果在允许范围内后，将该头戴显示设备由第二测试位置移动至第三测试位置，获得第二测试位置与第三测试位置对应的坐标比较结果，继续验证该坐标比较结果是否在允许范围内。如果在任意两个相邻的测试位置获得的每一个坐标比较结果均在允许范围内，则可以验证该校准数据合格。

可选地，还可以是在获得第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果后，该头戴显示设备由第二测试位置移动至第三测试位置，获得第二测试位置移动和第三测试位置对应的坐标比较结果。在获得任意两个相邻的测试位置的多个坐标比较结果后，判断该多个坐标比较结果是否均在允许范围内，如果是，则验证该校准数据合格；如果否，则验证该校准数据不合格。

其中，本发明并未限定具体的验证次数，可根据实际应用中对验证结果准确度的需求设定至少两个测试位置。

本实施例中，头戴显示设备通过在第一测试位置和第二测试位置采集获得所述测试对象对应的测试图像。获得述测试对象对应的所述预设特征点的第一图像坐标及第二图像坐标。并通过坐标系变换将所述第一图像坐标变换至设备坐标系下获得第一设备坐标，并基于头戴显示设备由第一测试位置移动至第二测试位置时采集的传感器数据及校准数据，计算获得第二设备坐标。通过比较所述任意两个相邻位置的特征点的第二设备坐标和第二图像坐标，获得坐标比较结果，并判断该坐标比较结果是否在允许范围内，如果是则对校准数据进行多次验证，直至达到设定验证次数，且获得的坐标比较结果均在允许范围内，判断所述校准数据合格，否则判断该校准数据不合格，需要重新进行校准。从而实现了对校准数据是否合格进行有效、准确的验证，可以及时检测出不合格的头戴显示设备，大大降低了头戴显示设备的不合格率。

在本发明的一些实施例中，所述处理器501可以基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标的不同比较方法，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的不同的坐标比较结果，下面将对所述获得所述不同坐标比较结果的几种实施方式进详细介绍。

实施方式一，由于第二图像坐标位于图像坐标系，所述第二设备坐标位于设备坐标系，为了便于将上述预设特征点位于第二测试位置的模拟位置坐标与实际位置坐标进行比较，需要转换到同一个坐标系下。因此可以基于第二坐标转换矩阵将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述特征点的第三图像坐标，来比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。

可选地，在某些实施例中，所述处理器501基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标；比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

可选地，在某些实施例中，所述处理器501比较所述特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

比较所述预设特征点中的每一个特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果；

所述处理器501基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体是：

基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中所述每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

可选地，在某些实施例中，所述处理器501比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

比较所述预设特征点中的每一个特征点的第三图像坐标以及所第二图像坐标，计算获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的所述预设特征点的平均坐标差值。

所述处理器501基于获得所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体是：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准结果不合格。

上述坐标比较结果是在图像坐标系下获得的坐标差值或平均坐标差值，同样还可以将在所述第一测试位置确定的所述特征点的第二图像坐标变换到设备坐标系下进行比较获得相应的坐标比较结果。

本实施例中，给出了在图像坐标系下计算获得第一测试位置与第二测试位置的坐标比较结果方案，并可以通过判断所述坐标比较结果中预设特征点中的每一个特征点的坐标差值或预设特征点的平均坐标差值，验证所述坐标比较结果是否在允许范围内，判断校准数据是否合格。因此，不仅实现了对校准数据是否合格进行有效、准确的验证，且大大提高了对校准数据验证结果的准确度，可以及时检测出不合格的头戴显示设备，大大降低了头戴显示设备的不合格率。

实施方式二，基于所述第一坐标转换矩阵将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述特征点的第三设备坐标，来比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标。获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果。其中，所述第二坐标转换矩阵为第一坐标转换矩阵的逆矩阵。

可选地，在某些实施例中，所述处理器501基于所述预设特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标；比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

可选地，在某些实施例中，所述处理501比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果具体可以是：

比较所述预设特征点中每一个特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果；

所述处理器501基于获得的所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体可以是：

基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中所述每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

可选地，在某些实施例中，所述处理器501比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果具体可以是：

比较所述预设特征点的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的多个特征点的平均坐标差值；

所述处理器501基于获得的至少一个所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体可以是：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

本实施例中，给出了在设备坐标系下计算获得第一测试位置与第二测试位置的坐标比较结果方案，并可以通过判断所述坐标比较结果中预设特征点中的每一个特征点的坐标差值或预设特征点的平均坐标差值，验证所述坐标比较结果是否在允许范围内，判断校准数据是否合格。因此，不仅实现了对校准数据是否合格进行有效、准确的验证，且大大提高了对校准数据验证结果的准确度，可以及时检测出不合格的头戴显示设备，大大降低了头戴显示设备的不合格率。

本发明一些实施例提供的头戴式设备可以为外接式头戴显示设备或者一体式头戴显示设备，其中外接式头戴显示设备需要与外部处理系统(例如计算机处理系统)配合使用。

图6示出了一些实施例中头戴显示设备600的内部配置结构示意图。

显示单元601可以包括显示面板，显示面板设置在头戴显示设备600上面向用户面部的侧表面，可以为一整块面板、或者为分别对应用户左眼和右眼的左面板和右面板。显示面板可以为电致发光(EL)元件、液晶显示器或具有类似结构的微型显示器、或者视网膜可直接显示或类似的激光扫描式显示器。

虚拟图像光学单元602以放大方式拍摄显示单元601所显示的图像，并允许用户按放大的虚拟图像观察所显示的图像。作为输出到显示单元601上的显示图像，可以是从内容再现设备(蓝光光碟或DVD播放器)或流媒体服务器提供的虚拟场景的图像、或者使用外部相机610拍摄的现实场景的图像。一些实施例中，虚拟图像光学单元602可以包括透镜单元，例如球面透镜、非球面透镜、菲涅尔透镜等。

输入操作单元603包括至少一个用来执行输入操作的操作部件，例如按键、按钮、开关或者其他具有类似功能的部件，通过操作部件接收用户指令，并且向控制单元607输出指令。

状态信息获取单元604用于获取穿戴头戴显示设备600的用户的状态信息。状态信息获取单元604可以包括各种类型的传感器，用于自身检测状态信息，并可以通过通信单元605从外部设备(例如智能手机、腕表和用户穿戴的其它多功能终端)获取状态信息。状态信息获取单元604可以获取用户的头部的位置信息和/或姿态信息。状态信息获取单元604可以包括陀螺仪传感器、加速度传感器、全球定位系统(GPS)传感器、地磁传感器、多普勒效应传感器、红外传感器、射频场强度传感器中的一个或者多个。此外，状态信息获取单元604获取穿戴头戴显示设备600的用户的状态信息，例如获取例如用户的操作状态(用户是否穿戴头戴显示设备600)、用户的动作状态(诸如静止、行走、跑动和诸如此类的移动状态，手或指尖的姿势、眼睛的开或闭状态、视线方向、瞳孔尺寸)、精神状态(用户是否沉浸在观察所显示的图像以及诸如此类的)，甚至生理状态。

通信单元605执行与外部装置的通信处理、调制和解调处理、以及通信信号的编码和解码处理。另外，控制单元607可以从通信单元605向外部装置发送传输数据。通信方式可以是有线或者无线形式，例如移动高清链接 (MHL)或通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、无线保真(Wi-Fi)、蓝牙通信或低功耗蓝牙通信，以及IEEE802.11s标准的网状网络等。另外，通信单元605可以是根据宽带码分多址(W-CDMA)、长期演进(LTE)和类似标准操作的蜂窝无线收发器。

一些实施例中，头戴显示设备600还可以包括存储单元，存储单元 606是配置为具有固态驱动器(SSD)等的大容量存储设备。一些实施例中，存储单元606可以存储应用程序或各种类型的数据。例如，用户使用头戴显示设备600观看的内容可以存储在存储单元606中。

一些实施例中，头戴显示设备600还可以包括控制单元，控制单元607 可以包括计算机处理单元(CPU)或者其他具有类似功能的设备。一些实施例中，控制单元607可以用于执行存储单元606存储的应用程序，或者控制单元607还可以用于执行本申请一些实施例公开的方法、功能和操作的电路。

图像处理单元608用于执行信号处理，比如与从控制单元607输出的图像信号相关的图像质量校正，以及将其分辨率转换为根据显示单元101的屏幕的分辨率。然后，显示驱动单元609依次选择显示单元601的每行像素，并逐行依次扫描显示单元601的每行像素，因而提供基于经信号处理的图像信号的像素信号。

一些实施例中，头戴显示设备600还可以包括外部相机。外部相机610 可以设置在头戴显示设备600主体前表面，外部相机610可以为一个或者多个。外部相机610可以获取三维信息，并且也可以用作距离传感器。另外，探测来自物体的反射信号的位置灵敏探测器(PSD)或者其他类型的距离传感器可以与外部相机610一起使用。外部相机610和距离传感器可以用于检测穿戴头戴显示设备600的用户的身体位置、姿态和形状。另外，一定条件下用户可以通过外部相机610直接观看或者预览现实场景。

一些实施例中，头戴显示设备600还可以包括声音处理单元，声音处理单元611可以执行从控制单元607输出的声音信号的声音质量校正或声音放大，以及输入声音信号的信号处理等。然后，声音输入/输出单元612在声音处理后向外部输出声音以及输入来自麦克风的声音。

需要说明的是，图6中虚线框示出的结构或部件可以独立于头戴显示设备600之外，例如可以设置在外部处理系统(例如计算机系统)中与头戴显示设备600配合使用；或者，虚线框示出的结构或部件可以设置在头戴显示设备600内部或者表面上。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/ 输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种头戴显示设备校准结果验证方法，其特征在于，包括：

在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标；其中，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变；

将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标；

确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据；

基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标；

基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标；

基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果；

基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标，包括：

基于所述校准数据对所述传感器数据进行校准，获得校准传感器数据；

基于所述预设特征点的第一设备坐标及所述校准传感器数据，计算获得在所述第二测试位置对应的所述预设特征点的第二设备坐标。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果包括：

将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标；

比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果包括：

将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标；

比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果包括：

比较所述预设特征点中的每一个特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果；

基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中所述每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；

如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果包括：

比较所述预设特征点中的每一个特征点的第三图像坐标以及所第二图像坐标，计算获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的所述预设特征点的平均坐标差值；

所述基于获得所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；

如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准结果不合格。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一测试位置与所述第二测试位置为任意两个相邻的测试位置；

所述基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格包括：

基于多个任意两个相邻的测试位置对应的坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

8.一种头戴显示设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机可读程序代码，所述处理器用于执行所述计算机可读程序代码以实现：

在头戴显示设备移动时，基于在第一测试位置采集测试对象获得的第一测试图像，确定所述测试对象对应预设特征点的第一图像坐标；其中，所述头戴显示设备移动时所述测试对象位置不变；将所述第一图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得第一设备坐标；确定所述头戴显示设备从所述第一测试位置移动至第二测试位置时，采集的传感器数据；基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标；基于在第二测试位置采集所述测试对象获得的第二测试图像，确定所述预设特征点的第二图像坐标；基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果；基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述处理器基于所述预设特征点的第一设备坐标，以及所述传感器数据及其校准数据，计算获得所述预设特征点的第二设备坐标具体是：

基于所述校准数据对所述传感器数据进行校准，获得校准传感器数据；基于所述预设特征点的第一设备坐标及所述校准传感器数据，计算获得在所述第二测试位置对应的所述预设特征点的第二设备坐标。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述处理器基于所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

将所述预设特征点的第二设备坐标映射至所述图像坐标系中，获得所述预设特征点的第三图像坐标；比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

11.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述处理器基于所述预设特征点的第二设备坐标以及所述预设特征点的第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

将所述预设特征点的第二图像坐标映射至所述头戴显示设备的设备坐标系中，获得所述预设特征点的第三设备坐标；比较所述预设特征点对应的第二设备坐标以及第三设备坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果。

12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述处理器比较所述特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

比较所述预设特征点中的每一个特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得包括所述每一个特征点的坐标差值的坐标比较结果；

所述处理器基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体是：

基于获得所述坐标比较结果，判断所述坐标比较结果中所述每一个特征点的坐标偏差值是否均在第一阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准数据不合格。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理器比较所述预设特征点对应的第三图像坐标以及第二图像坐标，获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的坐标比较结果具体是：

比较所述预设特征点中的每一个特征点的第三图像坐标以及所第二图像坐标，计算获得所述第一测试位置与所述第二测试位置对应的所述预设特征点的平均坐标差值；

所述处理器基于获得所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体是：

基于获得的所述平均坐标差值，判断所述平均坐标差值是否在第二阈值范围内；如果是，验证所述校准数据合格；如果否，验证所述校准结果不合格。

14.根据权利要求8所述设备，其特征在于，所述第一测试位置与所述第二测试位置为任意两个相邻的测试位置；

所述处理器基于所述坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格具体是：

基于多个任意两个相邻的测试位置对应的坐标比较结果，验证所述校准数据是否合格。