CN112866679B - 在运动状态下的多位点立体视检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在运动状态下的多位点立体视检测方法，包括：构建立体视觉检测立体参考空间；设置运动路线，将若干个不同视差的运动物体根据设置的运动路线在立体参考空间中运动；观察者在头部固定不动的情况下，通过眼球运动观察运动物体的立体视变化情况；若立体视发生变化，则记录该位点，直至运动路径达到终点，将记录的所有位点进行显示。本发明提供的多位点立体视检测方法，在立体参考空间内，运动物体在视野中进行运动，由观察者进行立体视觉感知，通过将观察者的头部进行固定，保证了在检测过程中仅有眼球可以转动，将不同眼位下的立体视觉感知情况转换成运动物体在不同位置的立体视感知情况，实现对运动状态下多位点的立体视觉进行检测。

Description

在运动状态下的多位点立体视检测方法

技术领域

本发明涉及立体视检测技术领域，更具体的，涉及一种在运动状态下的多位点立体视检测方法。

背景技术

立体视是人双眼视觉功能的最高级功能，双眼视觉功能分为三级，第一级是同时视，第二级是融合视，第三级是立体视。同时视指的是双眼能同时看到物体，斜视患者缺失的是这一功能；融合视指把双眼同时看到的物体融合成完整的像；立体视通过大脑皮质把融合的像感知为具备三维空间的物体。立体视的产生建立在视差基础上，即双眼看同一物体时的角度差。双眼产生立体观时需要双眼同时注视某物体，斜视、单眼弱视等双眼视力差比较大，或双眼视力均非常差时都会影响立体视的产生。

随着科学技术的高速发展，人们对立体视觉的要求更加重视。要求具有敏锐立体视功能的职业越来越多，立体视功能的好坏直接影响其劳动效率、工作质量和安全。为适应现阶段的要求，市面上出现了多种立体视觉检测装置。公开号为CN105357508A的中国发明专利于2017年6月13日公开了一种多视点裸眼立体视窗检查方法与系统，在无需任何立体辅助设备的情况下，实现对不同距离的立体视觉进行了获取与检测，其虽然克服了现有大多数立体视觉检测方法只能检查近距离或远距离立体视觉的技术问题，但在常规立体视觉的检测中，都是针对于正常平视眼位关系进行检查的。人在自然界中观察立体目标时，是在不同的眼位关系下进行查看的，这样只用平视眼位关系查出的立体视觉不够全面。特别是斜视，可能在某些眼位关系下有体现，某些眼位关系下并未能体现，因此，现有的检测手段并无法实现对运动状态下多位点的立体视觉进行检测，不能够完全满足立体视觉检查应用的需要。

发明内容

本发明为克服现有的立体视觉检测方法存在无法实现对运动状态下多位点的立体视觉进行检测的技术缺陷，提供一种在运动状态下的多位点立体视检测方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

在运动状态下的多位点立体视检测方法，包括以下步骤：

S1：构建立体视觉检测立体参考空间；

S2：设置运动路线，将若干个不同视差的运动物体根据设置的运动路线在立体参考空间中运动；

S3：观察者在头部固定不动的情况下，通过眼球运动观察运动物体的立体视变化情况；若立体视发生变化，则记录该位点，执行步骤S4；否则，直接执行步骤S4；

S4：判断运动路径是否达到终点，若是，则将记录的位点进行显示，否则，返回执行步骤S3。

上述方案中，本方法实现了在立体参考空间内，将运动物体在视野中进行运动，由观察者进行立体视觉感知，通过将观察者的头部进行固定，保证了在检测过程中仅有眼球可以转动，将不同眼位下的立体视觉感知情况转换成运动物体在不同位置的立体视感知情况，实现对运动状态下多位点的立体视觉进行检测。

上述方案中，本方法通过构建运动状态下的多位点立体视检测的模型，实现了对运动状态下多位点的立体视觉进行检测，为现有的立体视觉检测提供了另外一种手段，满足立体视觉检查应用的需要，应用前景广阔。

其中，在所述步骤S1中，采用分色法、分光法、分时法或光栅法构建立体视觉感知空间，作为感知移动的参考立体空间。

上述方案中，分色法的基本原理是让某些颜色的光只进入左眼，另一部分进入右眼。一般是让左眼图片呈现红色，右眼图片呈现蓝色。由此构建的参考立体空间在被检测者观察时，被检测者需要在左眼前面放置一张红色透明滤色片，右眼前面放置一张蓝色透明滤色片。由于红光只能透过红色滤色片，蓝光只能透过蓝色滤色片，这样就顺利实现了左眼图片只能进入左眼，右眼图片只能进入右眼的目的，从而形成三维立体感，即立体视觉。

上述方案中，分光法的基本原理是用偏振滤光镜或偏振片滤除特定角度偏振光以外的所有光，让0°偏振光只进入右眼，90°偏振光只进入左眼（也可用45°和135°的偏振光搭配）。两种偏振光分别搭载着两套画面，被检测者需要带上专有的偏光眼镜，眼镜的两片镜片由偏振光镜或偏振片制成，分别可以让0°和90°的偏振光通过，这样就完成了第2次过滤，从而形成三维立体感，即立体视觉。

上述方案中，分时法的基本原理是将2套画面在不同的时间播放，显示器在第1次刷新时播放左眼画面，同时用专用的眼镜遮住被检测着右眼，下1次刷新时播放右眼画面，并遮住观看者的左眼。按照上述方法将2套画面以极快的速度切换，在人眼视觉暂留特性的作用下就合成了连续的画面，从而形成三维立体感，即立体视觉。

上述方案中，光栅法即现有的裸眼3D技术，是一种光栅材料使图像具有立体感的方法。该方法将图像划分成一条条垂直方向上的栅条，栅条交错呈现左眼和右眼的画面，如1、3、5……显示左眼画面，2、4、6……显示右眼画面，然后在屏幕和观众之间设一层“视差障碍”。视差障碍也是由垂直方向上的栅条组成的，最简单的栅条就是间隔一致的黑色光栅，光栅距后面的画面有一点间隔，由于被检测者两眼不在一个点上，两眼透过一条缝隙看到后面的画面不在一处，因此，只要适当设置栅条的分布，就能使左眼只看见左图，右眼只看见右图，从而实现立体感。

其中，在所述步骤S2中，所述的运动路线经过了一定视野中的所有位点；所述运动路线包括连续性运动路线和间断性运动路线。

上述方案中，在设置路线时，可以根据实际的检测情况，将检测路线设置在特定的位点上，且运动物体可以沿运动路线呈平滑移动模式或闪现模式。

其中，在所述步骤S2中，包括将若干个不同视差的运动物体添加进立体参考空间中的过程，具体包括：

S21：确定运动物体的形状、大小，得到若干个运动物体图像；

S22：根据构建立体参考空间的方式，将若干个运动物体图像进行信号转换，得到运动物体信号流；

S23：将运动物体信号流添加进立体参考空间的信号流中，实现运动物体的添加，并根据设置的运动路线在立体参考空间中运动。

上述方案中，所述的若干个运动物体不可以跨越视差进行设置，以保证观察者能够在单一变量下进行多位点立体视的检测，免受其他因素的干扰。

其中，在所述步骤S3中，默认观察者对于运动物体在起始位是具备立体视觉感知。

在在运动状态下的多位点立体视检测方法的基础上，提供一种在运动状态下的多位点立体视检测系统，包括显示器、处理器和交互设备，所述显示器输入端与所述处理器输出端电性连接；所述交互设备与所述处理器电性连接，实现信息交互；所述处理器包括立体参考空间构建单元、运动路线设置单元、运动物体添加单元、位点记录单元和终点判断单元；其中：

所述立体参考空间构建单元用于构建立体视觉检测立体参考空间，并于显示器进行显示；

所述运动路线设置单元用于设置运动物体的运动路线，由交互设备进行设置；

所述运动物体添加单元用于向立体参考空间中添加若干个不同视差的运动物体；

所述位点记录单元用于记录特定的位点，通过交互设备记录；

所述终点判断单元用于判断运动路径是否达到终点。

其中，通过所述运动路线设置单元进入运动路线预设模式，通过交互设备在显示器上设置经过了一定视野中的所有位点的运动路线，包括连续性运动路线或间断性运动路线。

其中，在所述运动物体添加单元中，首先确定运动物体的形状、大小，得到若干个运动物体图像；然后根据构建立体参考空间的方式，将若干个运动物体图像进行信号转换，得到运动物体信号流；最后将运动物体信号流添加进立体参考空间的信号流中，实现运动物体的添加。

其中，所述系统还包括头部固定装置，所述头部固定装置设置在显示器正前方；所述头部固定装置用于将观测者的头部进行固定，对观测距离及视野中心进行确定。

其中，当观察者在观察运动物体运动过程中感知立体视丢失或发生变化时，通过交互设备反馈信号给处理器，由所述位点记录单元进行位点记录；当终点判断单元判断运动物体已经到达路径终点时，将所述位点记录单元中记录的位点信息在显示器上进行显示。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供一种在运动状态下的多位点立体视检测方法，在立体参考空间内，将运动物体在视野中进行运动，由观察者进行立体视觉感知，通过将观察者的头部进行固定，保证了在检测过程中仅有眼球可以转动，将不同眼位下的立体视觉感知情况转换成运动物体在不同位置的立体视感知情况，实现对运动状态下多位点的立体视觉进行检测。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例中一种全视野移动轨迹示意图；

图3为本发明所述系统的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，在运动状态下的多位点立体视检测方法，包括以下步骤：

S1：构建立体视觉检测立体参考空间；

S2：设置运动路线，将若干个不同视差的运动物体根据设置的运动路线在立体参考空间中运动；

S3：观察者在头部固定不动的情况下，观察运动物体的立体视变化情况；若立体视发生变化，则记录该位点，执行步骤S4；否则，直接执行步骤S4；

S4：判断运动路径是否达到终点，若是，则将记录的位点进行显示，否则，返回执行步骤S3。

在具体实施过程中，本方法实现了在立体参考空间内，将运动物体在视野中进行运动，由观察者进行立体视觉感知，通过将观察者的头部进行固定，保证了在检测过程中仅有眼球可以转动，将不同眼位下的立体视觉感知情况转换成运动物体在不同位置的立体视感知情况，实现对运动状态下多位点的立体视觉进行检测。

在具体实施过程中，本方法通过构建运动状态下的多位点立体视检测的模型，实现了对运动状态下多位点的立体视觉进行检测，为现有的立体视觉检测提供了另外一种手段，满足立体视觉检查应用的需要，应用前景广阔。

更具体的，在所述步骤S1中，采用分色法、分光法、分时法或光栅法构建立体视觉感知空间，作为感知移动的参考立体空间。

在具体实施过程中，分色法的基本原理是让某些颜色的光只进入左眼，另一部分进入右眼。一般是让左眼图片呈现红色，右眼图片呈现蓝色。由此构建的参考立体空间在被检测者观察时，被检测者需要在左眼前面放置一张红色透明滤色片，右眼前面放置一张蓝色透明滤色片。由于红光只能透过红色滤色片，蓝光只能透过蓝色滤色片，这样就顺利实现了左眼图片只能进入左眼，右眼图片只能进入右眼的目的，从而形成三维立体感，即立体视觉。

在具体实施过程中，分光法的基本原理是用偏振滤光镜或偏振片滤除特定角度偏振光以外的所有光，让0°偏振光只进入右眼，90°偏振光只进入左眼（也可用45°和135°的偏振光搭配）。两种偏振光分别搭载着两套画面，被检测者需要带上专有的偏光眼镜，眼镜的两片镜片由偏振光镜或偏振片制成，分别可以让0°和90°的偏振光通过，这样就完成了第2次过滤，从而形成三维立体感，即立体视觉。

在具体实施过程中，分时法的基本原理是将2套画面在不同的时间播放，显示器在第1次刷新时播放左眼画面，同时用专用的眼镜遮住被检测着右眼，下1次刷新时播放右眼画面，并遮住观看者的左眼。按照上述方法将2套画面以极快的速度切换，在人眼视觉暂留特性的作用下就合成了连续的画面，从而形成三维立体感，即立体视觉。

在具体实施过程中，光栅法即现有的裸眼3D技术，是一种光栅材料使图像具有立体感的方法。该方法将图像划分成一条条垂直方向上的栅条，栅条交错呈现左眼和右眼的画面，如1、3、5……显示左眼画面，2、4、6……显示右眼画面，然后在屏幕和观众之间设一层“视差障碍”。视差障碍也是由垂直方向上的栅条组成的，最简单的栅条就是间隔一致的黑色光栅，光栅距后面的画面有一点间隔，由于被检测者两眼不在一个点上，两眼透过一条缝隙看到后面的画面不在一处，因此，只要适当设置栅条的分布，就能使左眼只看见左图，右眼只看见右图，从而实现立体感。

更具体的，在所述步骤S2中，所述的运动路线经过了一定视野中的所有位点；所述运动路线包括连续性运动路线和间断性运动路线。

在具体实施过程中，在设置路线时，可以根据实际的检测情况，将检测路线设置在特定的位点上，且运动物体可以沿运动路线呈平滑移动模式或闪现模式；如图2所示，本实施例中提供了一种可行的移动轨迹，途中的移动轨迹仅是体现运动物体实际运动路径，在实际应用中，观察者是看不到运动轨迹的，只能看到沿着设置的轨迹的运动物体。

更具体的，在所述步骤S2中，包括将若干个不同视差的运动物体添加进立体参考空间中的过程，具体包括：

S21：确定运动物体的形状、大小，得到若干个运动物体图像；

S22：根据构建立体参考空间的方式，将若干个运动物体图像进行信号转换，得到运动物体信号流；

S23：将运动物体信号流添加进立体参考空间的信号流中，实现运动物体的添加，并根据设置的运动路线在立体参考空间中运动。

在具体实施过程中，所述的若干个运动物体不可以跨越视差进行设置，以保证观察者能够在单一变量下进行多位点立体视的检测，免受其他因素的干扰。

更具体的，在所述步骤S3中，默认观察者对于运动物体在起始位是具备立体视觉感知。

实施例2

更具体的，在实施例1的基础上，如图3所示，提供一种在运动状态下的多位点立体视检测系统，包括显示器、处理器和交互设备，所述显示器输入端与所述处理器输出端电性连接；所述交互设备与所述处理器电性连接，实现信息交互；所述处理器包括立体参考空间构建单元、运动路线设置单元、运动物体添加单元、位点记录单元和终点判断单元；其中：

所述立体参考空间构建单元用于构建立体视觉检测立体参考空间，并于显示器进行显示；

所述运动路线设置单元用于设置运动物体的运动路线，由交互设备进行设置；

所述运动物体添加单元用于向立体参考空间中添加若干个不同视差的运动物体；

所述位点记录单元用于记录特定的位点，通过交互设备记录；

所述终点判断单元用于判断运动路径是否达到终点。

在具体实施过程中，首先通过立体参考空间构建单元构建立体视觉检测立体参考空间并在显示器上进行显示；接着通过运动路线设置单元进入运动路线的设置模式，通过交互设备在显示器上进行路线及显示模式的设置，包括平滑移动模式和闪现模式；路线设置完毕后，将若干个不同视差的运动物体3d模型通过运动物体添加单元加入到立体参考空间中。

在具体实施过程中，观察者在头部固定的情况下，通过观察不同眼位下的运动物体立体视觉感知情况，当立体视觉感知消失时，则操作交互设备，由位点记录单元对特定的位点进行记录；当终点判断单元识别到物体已经运动至路径终点时，自动在显示器上切换显示位点记录单元记录的所有位点，实现对运动状态下多位点的立体视觉进行检测。

更具体的，通过所述运动路线设置单元进入运动路线预设模式，通过交互设备在显示器上设置经过了一定视野中的所有位点的运动路线，包括连续性运动路线或间断性运动路线。

更具体的，在所述运动物体添加单元中，首先确定运动物体的形状、大小，得到若干个运动物体图像；然后根据构建立体参考空间的方式，将若干个运动物体图像进行信号转换，得到运动物体信号流；最后将运动物体信号流添加进立体参考空间的信号流中，实现运动物体的添加。

更具体的，所述系统还包括头部固定装置，所述头部固定装置设置在显示器正前方；所述头部固定装置用于将观测者的头部进行固定，对观测距离及视野中心进行确定。

更具体的，当观察者在观察运动物体运动过程中感知立体视丢失或发生变化时，通过交互设备反馈信号给处理器，由所述位点记录单元进行位点记录；当终点判断单元判断运动物体已经到达路径终点时，将所述位点记录单元中记录的位点信息在显示器上进行显示。

在具体实施过程中，当观察者在某个位置看不出立体视或者立体视远近关系改变，如开始觉得1号目标最近，突然变成2号目标最近的情况，由位点记录单元进行位点记录。

在具体实施过程中，通过本系统可以实现在立体参考空间内，检测观察者仅在眼位变化的情况下的立体视觉，保证了在检测过程中仅有眼球可以转动，将不同眼位下的立体视觉感知情况转换成运动物体在不同位置的立体视感知情况，实现对运动状态下多位点的立体视觉进行检测，满足立体视觉检查应用的需要，应用前景广阔。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建立体视觉检测立体参考空间；

S2：设置运动路线，将若干个不同视差的运动物体根据设置的运动路线在立体参考空间中运动；

S3：观察者在头部固定不动的情况下，通过眼球运动观察运动物体的立体视变化情况；若立体视发生变化，则记录该位点，执行步骤S4；否则，直接执行步骤S4；

S4：判断运动路径是否达到终点，若是，则将记录的位点进行显示，否则，返回执行步骤S3。

2.根据权利要求1所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于，在所述步骤S1中，采用分色法、分光法、分时法或光栅法构建立体视觉感知空间，作为感知移动的参考立体空间。

3.根据权利要求2所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述的运动路线经过了一定视野中的所有位点；所述运动路线包括连续性运动路线和间断性运动路线。

4.根据权利要求2所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，包括将若干个不同视差的运动物体添加进立体参考空间中的过程，具体包括：

S21：确定运动物体的形状、大小，得到若干个运动物体图像；

S22：根据构建立体参考空间的方式，将若干个运动物体图像进行信号转换，得到运动物体信号流；

S23：将运动物体信号流添加进立体参考空间的信号流中，实现运动物体的添加，并根据设置的运动路线在立体参考空间中运动。

5.根据权利要求4所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于，在所述步骤S3中，默认观察者对于运动物体在起始位是具备立体视觉感知。

6.根据权利要求1所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其通过在运动状态下的多位点立体视检测系统实现，包括显示器、处理器和交互设备，所述显示器输入端与所述处理器输出端电性连接；所述交互设备与所述处理器电性连接，实现信息交互；其特征在于：所述处理器包括立体参考空间构建单元、运动路线设置单元、运动物体添加单元、位点记录单元和终点判断单元；其中：

所述立体参考空间构建单元用于构建立体视觉检测立体参考空间，并于显示器进行显示；

所述运动路线设置单元用于设置运动物体的运动路线，由交互设备进行设置；

所述运动物体添加单元用于向立体参考空间中添加若干个不同视差的运动物体；

所述位点记录单元用于记录特定的位点，通过交互设备记录；

所述终点判断单元用于判断运动路径是否达到终点。

7.根据权利要求6所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于：通过所述运动路线设置单元进入运动路线预设模式，通过交互设备在显示器上设置经过了一定视野中的所有位点的运动路线，包括连续性运动路线或间断性运动路线。

8.根据权利要求6所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于：在所述运动物体添加单元中，首先确定运动物体的形状、大小，得到若干个运动物体图像；然后根据构建立体参考空间的方式，将若干个运动物体图像进行信号转换，得到运动物体信号流；最后将运动物体信号流添加进立体参考空间的信号流中，实现运动物体的添加。

9.根据权利要求6所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于：所述在运动状态下的多位点立体视检测系统还包括头部固定装置，所述头部固定装置设置在显示器正前方；所述头部固定装置用于将观测者的头部进行固定，对观测距离及视野中心进行确定。

10.根据权利要求6-9任一项所述的在运动状态下的多位点立体视检测方法，其特征在于：当观察者在观察运动物体运动过程中感知立体视丢失或发生变化时，通过交互设备反馈信号给处理器，由所述位点记录单元进行位点记录；当终点判断单元判断运动物体已经到达路径终点时，将所述位点记录单元中记录的位点信息在显示器上进行显示。

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