CN112929618A - 用于空中成像设备的成像调节装置、方法及空中成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空中成像设备的成像调节装置、方法及空中成像设备，该装置包括：获取模块，用于获取用户位置信息；处理模块，用于根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度；调节模块，与空中成像设备相连，用于根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。本发明可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

Description

用于空中成像设备的成像调节装置、方法及空中成像设备

技术领域

本发明涉及空中成像技术领域，尤其是涉及一种用于空中成像设备的成像调节装置、方法及空中成像设备。

背景技术

目前，空中成像设备，如基于等效负折射率平板透镜的无介质空中成像设备已经应用于生活中的各个方面，如无接触的电梯内呼设备、无接触的医院自助机等，为用户带来优质的科技体验。

然而，目前的空中成像设备普遍存在可视角度的问题，即用户需要在一定角度才能看到空中成像设备形成的无介质空中实像。对于不同用户，由于其身高、位置等不尽相同，而空中成像设备的成像角度固定，用户需要主动找到合适的位置和视角，才来看到清晰的空中实像，导致用户体验不佳，有些用户甚至不能看到清晰的空中实像，导致空中设备的适用性不高，无法满足不同用户的使用需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于空中成像设备的成像调节装置，该装置可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

为此，本发明的第二个目的在于提出一种空中成像设备。

为此，本发明的第三个目的在于提出一种用于空中成像设备的成像调节方法。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例公开了一种用于空中成像设备的成像调节装置，包括：获取模块，用于获取用户位置信息；处理模块，用于根据所述用户位置信息确定所述空中成像设备的成像调节角度；调节模块，与所述空中成像设备相连，用于根据所述成像调节角度，对所述空中成像设备进行姿态调节，以调整所述空中成像设备的成像角度。

根据本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节装置，获取用户位置信息，根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。从而，可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

另外，本发明上述实施例的用于空中成像设备的成像调节装置还可以包括如下附加技术特征：

在一些示例中，所述获取模块，包括：特征识别定位模组，用于采集用户图像，识别所述用户图像中的人体特征、人脸特征和/或眼球特征确定所述用户位置信息。

在一些示例中，所述获取模块，包括：声源定位模组，用于识别用户声音，根据所述用户声音确定所述用户位置信息。

在一些示例中，所述获取模块，包括：传感器定位模组，所述传感器定位模组通过红外探测、温度探测和/或超声波探测方式确定所述用户位置信息。

在一些示例中，所述用户位置信息至少包括：用户身高及用户与所述空中成像设备之间的距离及相对位置。

在一些示例中，所述调节模块用于在至少一个自由度方向上对所述空中成像设备进行姿态调节。

在一些示例中，所述调节模块，包括：第一调节机构，所述第一调节机构用于控制所述空中成像设备以第一预设值为单位进行上升或下降。

在一些示例中，所述调节模块，包括：第二调节机构，所述第二调节机构用于控制所述空中成像设备以第二预设值为单位进行上升或下降，所述第二预设值大于所述第一预设值。

在一些示例中，所述调节模块，包括：第三调节机构，所述第三调节机构用于控制所述空中成像设备沿欧拉角的pitch、yaw、roll中的至少一个方向进行转动。。

在一些示例中，所述空中成像设备包括设备本体和设置在所述设备本体上的显示单元；所述调节模块与所述设备本体或所述显示单元相连，用于控制所述设备本体或所述显示单元进行姿态调节，以调整所述成像角度。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例公开了一种空中成像设备，包括如本发明上述实施例所述的用于空中成像设备的成像调节装置。

根据本发明实施例的空中成像设备，获取用户位置信息，根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。从而，可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

为实现上述目的，本发明第三方面实施例公开了一种用于空中成像设备的成像调节方法，包括以下步骤：获取用户位置信息；根据所述用户位置信息确定所述空中成像设备的成像调节角度；根据所述成像调节角度，对所述空中成像设备进行姿态调节，以调整所述空中成像设备的成像角度。

根据本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节方法，获取用户位置信息，根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。从而，可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的用于空中成像设备的成像调节装置的结构框图；

图2是根据本发明一个实施例的获取模块的结构框图；

图3是根据本发明另一个实施例的获取模块的结构框图；

图4是根据本发明又一个实施例的获取模块的结构框图；

图5是根据本发明一个实施例的调节模块的结构框图；

图6是根据本发明另一个实施例的调节模块的结构框图；

图7是根据本发明又一个实施例的调节模块的结构框图；

图8是根据本发明一个实施例的空中成像设备的结构框图；

图9是根据本发明一个具体实施例的用于空中成像设备的成像调节装置的结构示意图；

图10是根据本发明另一个具体实施例的用于空中成像设备的成像调节装置的结构示意图；

图11是根据本发明又一个具体实施例的用于空中成像设备的成像调节装置的结构示意图。

图12是根据本发明一个实施例的用于空中成像设备的成像调节方法的流程图。

附图标记：100-用于空中成像设备的成像调节装置；110-获取模块；120-处理模块；130-调节模块；111-特征识别定位模组；112-声源定位模组；113-传感器定位模组；131-第一调节机构；132-第二调节机构；133-第三调节机构；210-设备本体；220-显示单元；221-等效负折射率平板透镜；222-光源。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图12描述根据本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节装置、方法及空中成像设备。

图1是根据本发明一个实施例的用于空中成像设备的成像调节装置的结构示意图。

在具体示例中，涉及的空中成像设备例如为基于等效负折射率平板透镜的无介质空中成像设备，其可在成像角度内形成空中实像，用户在相应视角内可清晰观察到该空中实像，并可与空中实像进行交互。

如图1所示，该用于空中成像设备的成像调节装置100，包括：获取模块110、处理模块120和调节模块130。

其中，获取模块110，用于获取用户位置信息，如用户与空中成像设备的相对位置和高度等信息。

处理模块120，用于根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度。

具体而言，即根据获取的用户位置信息，可分析出用户相对于空中成像设备之间的相对位置和高度等，根据这些信息，可确定用户看向空中成像设备的正面视角，根据该正面视角，结合空中成像设备当前的成像角度，即可得到空中成像设备的成像调节角度。可以理解的是，在当前的成像角度的基础上，根据成像调节角度对当前的成像角度进行调整，使最终的成像角度匹配用户看向空中成像设备的正面视角，即对应于当前用户位置信息，从而使用户能够在当前位置清晰看到空中实像，而无需用户主动调整位置来适配空中成像设备的成像角度。

调节模块130与空中成像设备相连，用于根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。

具体而言，如前所述，在确定成像调节角度后，可根据成像调节角度调整空中成像设备的成像角度，使最终的成像角度匹配用户看向空中成像设备的正面视角，即对应于当前用户位置信息，从而使用户能够在当前位置清晰看到空中实像，而无需用户主动调整位置来适配空中成像设备的成像角度。而具体可通过调节空中成像设备的姿态来实现对成像设备的成像角度的调节。例如，可根据成像调节角度对应调节空中成像设备的高度、在立体空间中的转动角度等来实现对空中成像设备的姿态调节，空中成像设备姿态改变，成像角度随之改变，从而实现对空中成像设备的成像角度的调节，使之能够跟随用户的位置匹配用户的视角，使用户能够清晰看到空中实像，而无需用户主动移动来寻找合适视角，避免由此导致的用户使用体验不佳的情况。

从而，根据本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节装置100，获取用户位置信息，根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。从而，可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

在本发明的一个实施例中，用户位置信息至少包括：用户身高及用户与空中成像设备之间的距离及相对位置。

可以理解的是，不同用户的身高不尽相同，对应看向同一位置的视角也不同。若空中成像设备的成像角度固定，例如对应于某一个设定身高，对应于该设定身高的用户，可以看到清晰的空中实像，而其他身高的用户看成像角度时，由于视角与成像角度不匹配，无法看到清晰的空中成像。另一方面，用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，如相互之间的角度或方位也会影响用户观察空中实像的视角，即影响用户是否能够看到清晰的空中实像，例如，用户距离空中成像设备较远或较近、用户与空中成像设备的相对角度或方位与空中成像设备的成像角度不匹配时，用户无法看到清晰的空中实像。因此，本发明的实施例中，设置用户位置信息至少包括用户身高及用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，以上述信息作为调节因素来调整成像角度，能够提高调节的精准性，进而使成像角度精确匹配用户位置信息对应的视角，使不同用户在任意位置均能够看到清晰的控制实像，从而满足不同用户的使用需求。具体的，例如根据用户身高及用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，可准确确定对应的成像调节角度，根据成像调节角度自适应调节空中成像设备，进而精准调整空中成像设备的成像角度，利于精确匹配用户的视角。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，获取模块110例如包括特征识别定位模组111。

特征识别定位模组111用于采集用户图像，识别用户图像中的人体特征、人脸特征和/或眼球特征确定用户位置信息。

在具体实施例中，特征识别定位模组111例如包括摄像头和相应的图像处理单元。摄像头可采集用户图像。例如，用户位于可查看空中实像的特定区域内时，摄像头采集用户图像，例如包括用户正面全身图像和/或用户脸部图像。图像处理单元获取采集到的用户图像，对用户图像进行处理分析，如识别用户图像中的人体特征、人脸特征和/或眼球特征等，进而可确定用户位置信息，诸如用户身高、用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，如相对角度或方位等。

在本发明的另一个实施例中，如图3所示，获取模块110例如包括声源定位模组112。

声源定位模组112用于识别用户声音，根据用户声音确定用户位置信息。

在具体实施例中，声源定位模组112例如包括声源识别单元和相应的分析单元。声源识别单元采集用户声音，并识别用户声音，如发出声音的声源位置；分析单元获取识别的用户声音，对用户声音进行分析，如分析初始音量、声音传播的时长，声音传播过程的衰减程度等，进而结合声源位置、初始音量、声音传播的时长及声音传播过程的衰减程度等，估算出用户的位置信息，诸如用户身高、用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，如相对角度或方位等。

在本发明的又一个实施例中，如图4所示，获取模块110例如包括传感器定位模组113。

传感器定位模组113通过红外探测、温度探测和/或超声波探测方式确定用户位置信息。

在具体实施例中，传感器定位模组113例如可包括多个不同类型的传感器中的一个或多个，如红外传感器、温度探测传感器和超声波雷达中的一个或多个，进而可通过红外探测(如探测红外热图像)、温度探测(如探测用户体温特征分布)、超声波探测方式中的一个或多个来确定用户位置信息，诸如用户身高、用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，如相对角度或方位等。

可以理解的是，在本发明的具体实施例中，在确定用户位置信息时，上述特征识别定位模组111、声源定位模组112和传感器定位模组113可择一使用，也可部分或全部组合使用，即，可通过特征识别定位模组111、声源定位模组112和传感器定位模组113中的一个或多个来确定用户位置信息，从而提供了多种用户位置信息获取方式，利于提高用户位置信息获取的准确性，同时，提高了用户位置信息获取方式的多样性和可靠性，提高了可扩展性和适用性。

在本发明的一个实施例中，调节模块130用于在至少一个自由度方向上对空中成像设备进行姿态调节。具体而言，即调节模块130的调节方向可包括至少一个自由度，例如可在水平方向或垂直方向调节空中成像设备的姿态。

在具体实施例中，调节模块130可在二维平面或三维立体空间的多个方向上对空中成像设备的姿态进行调节，保证调节的全面性和多样性，进而利于提高对空中成像设备的成像角度的调整的精确性和可靠性。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，调节模块130，例如包括第一调节机构131。

第一调节机构131用于控制空中成像设备以第一预设值为单位进行上升或下降。

具体而言，即第一调节机构131用于调节空中成像设备的高度，其驱动空中成像设备上升或下降来调节空中成像设备的高度，使成像设备的成像角度可满足不同身高用户的视角高度。进一步地，第一调节机构131驱动空中成像设备以第一预设值为单位上升或下降，第一预设值例如为较小的数值，如但不限于1厘米。从而，以第一预设值为单位控制空中成像设备上升或下降，实现对空中成像设备高度的微调，利于提高高度调节的精准性。

在本发明的一个实施例中，如图6所示，调节模块130例如还包括第二调节机构132。

第二调节机构132用于控制空中成像设备以第二预设值为单位进行上升或下降，第二预设值大于第一预设值。

具体而言，即第二调节机构132用于调节空中成像设备的高度，其驱动空中成像设备上升或下降来调节空中成像设备的高度，使成像设备的成像角度可满足不同身高用户的视角高度。进一步地，第二调节机构132驱动空中成像设备以第二预设值为单位上升或下降，第二预设值大于第一预设值，第二预设值例如为较大的数值，如但不限于5厘米。从而，以第二预设值为单位控制空中成像设备上升或下降，实现对空中成像设备高度的大幅度调节，利于提高高度调节效率。

在本发明的一个实施例中，如图7所示，调节模块130例如还包括第三调节机构133。

第三调节机构133用于控制空中成像设备沿欧拉角的pitch、yaw、roll中的至少一个方向进行转动。

具体而言，即第三调节机构133可控制空中成像设备在三维立体空间实现多方向姿态调节，如控制空中成像设备沿欧拉角的pitch、yaw、roll中的至少一个方向进行转动。也即是说，可控制空中成像设备沿pitch、yaw、roll方向中的一个进行转动，也可控制空中成像设备沿pitch、yaw、roll方向中多个同时转动，从而实现多自由度精准调节。

可以理解的是，在本发明的具体实施例中，在对空中成像设备进行姿态调节时，上述第一调节机构131、第二调节机构132及第三调节机构133可择一使用，也可部分或全部组合使用，即，可通过第一调节机构131和/或第二调节机构132对空中成像设备的高度进行调节，或者，可通过第三调节机构133控制空中成像设备沿pitch和/或yaw和/或roll方向进行转动，从而实现对空中成像设备姿态调节的灵活性。或者，可通过第一调节机构131和/或第二调节机构132对空中成像设备的高度进行调节，同时，可通过第三调节机构133控制空中成像设备沿pitch和/或yaw和/或roll方向进行转动，从而实现对空中成像设备多自由度的姿态调节，提高调节全面性，进而利于提高成像角度的调节精度和可靠性。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，空中成像设备包括设备本体210和设置在设备本体210上的显示单元220。显示单元220用于形成空中实像。

具体的，调节模块130与设备本体210或显示单元220相连，用于控制设备本体210或显示单元220进行姿态调节，以调整成像角度。

换言之，一个实施例中，调节模块130与设备本体210相连，以对设备本体210进行姿态调节，此时，设置在设备本体210上的显示单元220的姿态随之调整，进而实现对成像角度的调整。即，调节模块130与空中成像设备整体相连，对空中成像设备整体进行姿态调节，显示单元220姿态随之调节，实现对成像角度的调整。

另一个实施例中，调节模块130仅与显示单元220相连，仅对显示单元220进行姿态调节，进而实现对成像角度的调整。

具体而言，即调节模块130可对整个空中成像设备进行转动，如控制空中成像设备沿pitch和/或yaw和/或roll方向进行转动，通过改变整个空中成像设备的姿态来调整成像角度，使成像角度匹配用户的视角，从而使形成的空中实像正对用户视角。或者，调节模块130可仅对空中成像设备的显示单元220进行转动，如控制显示单元220沿pitch和/或yaw和/或roll方向进行转动，通过改变显示单元220的姿态来调整成像角度，使成像角度匹配用户的视角，从而使形成的空中实像正对用户视角。

另一方面，调节模块130可对整个空中成像设备的高度进行调节，如控制空中成像设备上升或下降，通过改变空中成像设备的高度来调整成像角度，使成像角度匹配不同身高用户的视角，从而使形成的空中实像正对用户视角。或者，调节模块130可仅对空中成像设备的显示单元220的高度进行调节，如控制显示单元220上升或下降，通过改变显示单元220的高度来调整成像角度，使成像角度匹配不同身高用户的视角，从而使形成的空中实像正对用户视角。

为便于更好的理解本发明，以下结合图9-图11，以具体的实施例对该用于空中成像设备的成像调节装置100进行示例性描述。

在一个具体实施例中，如图9所示，调节模块130与设备本体210相连，即调节模块130与空中成像设备整体相连，从而对空中成像设备整体的姿态进行调节，进而实现对成像角度的调节。

具体的，如图9所示，获取模块110可以包括特征识别定位模组111，通过摄像头采集用户图像，对图像进行处理分析，识别人体特征、人脸特征和/或眼球特征，进而确定用户位置信息，如用户身高及用户与所述空中成像设备之间的距离及相对位置。和/或获取模块110可以包括声源定位模组112，通过识别用户声音，根据识别的用户声音确定用户位置信息，如用户身高及用户与所述空中成像设备之间的距离及相对位置。和/或获取模块110可以包括传感器定位模组113，通过红外探测、温度探测和/或超声波探测方式确定用户位置信息，如用户身高及用户与所述空中成像设备之间的距离及相对位置。

处理模块120(图9中未示出)根据获取模块110获取的用户位置信息，确定空中成像设备的成像调节角度，即针对空中成像设备的当前成像角度需要调整的角度。

设备本体210即表示空中成像设备整体，显示单元220设置在设备本体210上。空中成像设备通过等效负折射率平板透镜将内部的显示器的内容重构到空气中形成空中实像。

第一调节机构131和第二调节机构132与空中成像设备整体相连，第一调节机构131和第二调节机构132均为机械结构，可驱动空中成像设备整体上升或下降，以使空中成像设备的高度及成像角度匹配不同身高用户的视角，从而满足不同身高用户的使用需求。其中，第一调节机构131实现对空中成像设备的高度的微调，第二调节机构132实现对空中成像设备的高度的大幅度调节。

图9中的数字标记1，2，3分别对应表示三维立体空间中的三个方向，如欧拉角的pitch，yaw，roll三个方向，第三调节机构133可以在这三个方向上转动，进而带动空中成像设备在这三个方向上转动，实现多自由度的姿态调节。需要说明的是，对空中成像设备的升降调节、pitch，yaw，roll方向的转动调节过程可以单独进行，也可以同时进行。

在本实施例中，该用于空中成像设备的成像调节装置100可以改变整个空中成像设备的高度，从而使不同身高的用户均可以正常使用空中成像设备。例如无接触医院自助机的使用用户，由于男女老少的身高不同，该用于空中成像设备的成像调节装置100可以让不同身高的用户都可以看见无介质空中实像。同时，该用于空中成像设备的成像调节装置100可以改变整个空中成像设备在欧拉角度下的pitch，yaw，roll三个方向的姿态，当用户围绕空中成像设备走动时，在任意位置和角度都可以看到无介质空中实像。从而，满足不同用户的使用需求。

在另一个具体实施例中，如图10所示，调节模块130与空中成像设备的显示单元220相连，从而对显示单元220的姿态进行调节，进而实现对成像角度的调节。

其中，显示单元220例如包括：等效负折射率平板透镜221和光源222。等效负折射率平板透镜221可实现负折射率效果；光源222一般为显示器，通过等效负折射率平板透镜221可将显示器中显示的内容重构到空气中，形成等效的空中实像。具体的，调节模块130与显示单元220的光源222(如显示器)相连，从而对光源222的姿态进行调节，进而实现对成像角度的调节。其中，通过调节模块130的调节，光源222可与等效负折射率平板透镜221保持任意角度设置。

具体的，如图10所示，获取模块110可以包括特征识别定位模组111，通过摄像头采集用户图像，对图像进行处理分析，识别人体特征、人脸特征和/或眼球特征，进而确定用户位置信息，如用户身高及用户与所述空中成像设备之间的距离及相对位置。和/或获取模块110可以包括声源定位模组112，通过识别用户声音，根据识别的用户声音确定用户位置信息，如用户身高及用户与所述空中成像设备之间的距离及相对位置。和/或获取模块110可以包括传感器定位模组113，通过红外探测、温度探测和/或超声波探测方式确定用户位置信息，如用户身高及用户与所述空中成像设备之间的距离及相对位置。

处理模块120(图10中未示出)根据获取模块110获取的用户位置信息，确定空中成像设备的成像调节角度，即针对空中成像设备的当前成像角度需要调整的角度。

第一调节机构131和第二调节机构132与显示单元220的光源222相连，第一调节机构131和第二调节机构132均为机械结构，可驱动光源222上升或下降，以使光源222的高度及成像角度匹配不同身高用户的视角，从而满足不同身高用户的使用需求。其中，第一调节机构131实现对光源222的高度的微调，第二调节机构132实现对光源222的高度的大幅度调节。

图10中的数字标记1，2，3分别对应表示三维立体空间中的三个方向，如欧拉角的pitch，yaw，roll三个方向，第三调节机构133可以在这三个方向上转动，进而带动光源222在这三个方向上转动，实现多自由度的姿态调节。需要说明的是，对光源222的升降调节、pitch，yaw，roll方向的转动调节过程可以单独进行，也可以同时进行。

在具体实施例中，如图11所示，展示了另一个实施例中用于空中成像设备的成像调节装置100的结构示意图。其中，获取模块110可设置在该用于空中成像设备的成像调节装置100的结构中的任意位置，如图11所示，获取模块110的设置位置不同于图9和图10中的示例位置，只要能够有效获取用户位置信息即可。

同样的，等效负折射率平板透镜221也具有不同的位置设置方式，如图11中所示的水平放置等。光源222的设置位置与等效负折射率平板透镜221的位置相对应，通过第三调节机构133的调节，光源222可与等效负折射率平板透镜221保持任意角度。

在实施例中，该用于空中成像设备的成像调节装置100可以改变空中成像设备中光源222(如显示器)的高度和成像角度，同样可以达到适配不同身高、不同位置和视角的用户的需求。在本实施例中，即使用户围绕等效负折射率平板透镜221四周旋转，下方的显示器可以始终与用户保持相对位置，从而让用户在走动的任何位置都可以看到清晰的空中实像。从而，满足不同用户的使用需求。

根据本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节装置，获取用户位置信息，根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。从而，可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

本发明的进一步实施例提出了一种空中成像设备，该空中成像设备包括本发明上述任意一个实施例所描述的用于空中成像设备的成像调节装置。

在具体实施例中，该空中成像设备例如为基于等效负折射率平板透镜的无介质空中成像设备，其可在成像角度内形成空中实像，用户在相应视角内可清晰观察到该空中实像，并可与空中实像进行交互。

在具体实施例中，该空中成像设备可应用于无接触的电梯内呼设备、无接触的医院自助机等场景。

需要说明的是，本发明实施例的空中成像设备的具体实现方式与本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节装置的具体实现方式类似，具体请参见装置部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的空中成像设备，获取用户位置信息，根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。从而，可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

另外，根据本发明上述实施例的空中成像设备的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

本发明的进一步实施例提出了一种用于空中成像设备的成像调节方法。

在具体示例中，涉及的空中成像设备例如为基于等效负折射率平板透镜的无介质空中成像设备，其可在成像角度内形成空中实像，用户在相应视角内可清晰观察到该空中实像，并可与空中实像进行交互。

图12是根据本发明一个实施例的用于空中成像设备的成像调节方法的流程图。如图12所示，该用于空中成像设备的成像调节方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取用户位置信息，如用户与空中成像设备的相对位置和高度等信息。

步骤S2：根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度。

具体而言，即根据获取的用户位置信息，可分析出用户相对于空中成像设备之间的相对位置和高度等，根据这些信息，可确定用户看向空中成像设备的正面视角，根据该正面视角，结合空中成像设备当前的成像角度，即可得到空中成像设备的成像调节角度。可以理解的是，在当前的成像角度的基础上，根据成像调节角度对当前的成像角度进行调整，使最终的成像角度匹配用户看向空中成像设备的正面视角，即对应于当前用户位置信息，从而使用户能够在当前位置清晰看到空中实像，而无需用户主动调整位置来适配空中成像设备的成像角度。

步骤S3：根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。

具体而言，如前所述，在确定成像调节角度后，可根据成像调节角度调整空中成像设备的成像角度，使最终的成像角度匹配用户看向空中成像设备的正面视角，即对应于当前用户位置信息，从而使用户能够在当前位置清晰看到空中实像，而无需用户主动调整位置来适配空中成像设备的成像角度。而具体可通过调节空中成像设备的姿态来实现对成像设备的成像角度的调节。例如，可根据成像调节角度对应调节空中成像设备的高度、在立体空间中的转动角度等来实现对空中成像设备的姿态调节，空中成像设备姿态改变，成像角度随之改变，从而实现对空中成像设备的成像角度的调节，使之能够跟随用户的位置匹配用户的视角，使用户能够清晰看到空中实像，而无需用户主动移动来寻找合适视角，避免由此导致的用户使用体验不佳的情况。

从而，根据本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节方法，获取用户位置信息，根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。从而，可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

在本发明的一个实施例中，用户位置信息至少包括：用户身高及用户与空中成像设备之间的距离及相对位置。

可以理解的是，不同用户的身高不尽相同，对应看向同一位置的视角也不同。若空中成像设备的成像角度固定，例如对应于某一个设定身高，对应于该设定身高的用户，可以看到清晰的空中实像，而其他身高的用户看成像角度时，由于视角与成像角度不匹配，无法看到清晰的空中成像。另一方面，用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，如相互之间的角度或方位也会影响用户观察空中实像的视角，即影响用户是否能够看到清晰的空中实像，例如，用户距离空中成像设备较远或较近、用户与空中成像设备的相对角度或方位与空中成像设备的成像角度不匹配时，用户无法看到清晰的空中实像。因此，本发明的实施例中，设置用户位置信息至少包括用户身高及用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，以上述信息作为调节因素来调整成像角度，能够提高调节的精准性，进而使成像角度精确匹配用户位置信息对应的视角，使不同用户在任意位置均能够看到清晰的控制实像，从而满足不同用户的使用需求。具体的，例如根据用户身高及用户与空中成像设备之间的距离及相对位置，可准确确定对应的成像调节角度，根据成像调节角度自适应调节空中成像设备，进而精准调整空中成像设备的成像角度，利于精确匹配用户的视角。

在本发明的一个实施例中，步骤S1中，获取用户位置信息的过程，包括：采集用户图像，识别用户图像中的人体特征、人脸特征和/或眼球特征确定用户位置信息。

在本发明的又一个实施例中，步骤S1中，获取用户位置信息的过程，包括：识别用户声音，根据用户声音确定用户位置信息。

在本发明的另一个实施例中，步骤S1中，获取用户位置信息的过程，包括：通过红外探测、温度探测和/或超声波探测方式确定用户位置信息。

在本发明的一个实施例中，步骤S3中，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，包括：在至少一个自由度方向上对空中成像设备进行姿态调节。

在具体实施例中，可在二维平面或三维立体空间的多个方向上对空中成像设备的姿态进行调节，保证调节的全面性和多样性，进而利于提高对空中成像设备的成像角度的调整的精确性和可靠性。

具体的，可通过第一调节机构控制空中成像设备以第一预设值为单位进行上升或下降。第一预设值例如为较小的数值，如但不限于1厘米。从而，以第一预设值为单位控制空中成像设备上升或下降，实现对空中成像设备高度的微调，利于提高高度调节的精准性。

可通过第二调节机构控制空中成像设备以第二预设值为单位进行上升或下降，第二预设值大于第一预设值。第二预设值例如为较大的数值，如但不限于5厘米。从而，以第二预设值为单位控制空中成像设备上升或下降，实现对空中成像设备高度的大幅度调节，利于提高高度调节效率。

可通过第三调节机构控制空中成像设备沿欧拉角的pitch、yaw、roll中的至少一个方向进行转动。具体而言，即可控制空中成像设备沿pitch、yaw、roll方向中的一个进行转动，也可控制空中成像设备沿pitch、yaw、roll方向中多个同时转动，从而实现多自由度精准调节。

在本发明的一个实施例中，对空中成像设备进行姿态调节，具体包括：控制设备本体或显示单元进行姿态调节，以调整成像角度。

换言之，一个实施例中，对设备本体进行姿态调节，此时，设置在设备本体上的显示单元的姿态随之调整，进而实现对成像角度的调整。即，对空中成像设备整体进行姿态调节，显示单元姿态随之调节，实现对成像角度的调整。

另一个实施例中，对显示单元进行姿态调节，进而实现对成像角度的调整。

具体而言，即可对整个空中成像设备进行转动，如控制空中成像设备沿pitch和/或yaw和/或roll方向进行转动，通过改变整个空中成像设备的姿态来调整成像角度，使成像角度匹配用户的视角，从而使形成的空中实像正对用户视角。或者，可仅对空中成像设备的显示单元进行转动，如控制显示单元沿pitch和/或yaw和/或roll方向进行转动，通过改变显示单元的姿态来调整成像角度，使成像角度匹配用户的视角，从而使形成的空中实像正对用户视角。

另一方面，可对整个空中成像设备的高度进行调节，如控制空中成像设备上升或下降，通过改变空中成像设备的高度来调整成像角度，使成像角度匹配不同身高用户的视角，从而使形成的空中实像正对用户视角。或者，可仅对空中成像设备的显示单元的高度进行调节，如控制显示单元上升或下降，通过改变显示单元的高度来调整成像角度，使成像角度匹配不同身高用户的视角，从而使形成的空中实像正对用户视角。

需要说明的是，本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节方法的具体实现方式与本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节装置的具体实现方式类似，具体请参见装置部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的用于空中成像设备的成像调节方法，获取用户位置信息，根据用户位置信息确定空中成像设备的成像调节角度，根据成像调节角度，对空中成像设备进行姿态调节，以调整空中成像设备的成像角度。从而，可根据用户位置信息对空中成像设备的姿态进行自适应调整，进而调整空中成像设备的成像角度，使成像角度适配用户的位置和视角，让用户能够在任意位置和任意视角均能清晰看到空中实像，由此可满足不同用户的使用需求，从而提高了空中成像设备的适用性，并提升用户体验。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取用户位置信息；

处理模块，用于根据所述用户位置信息确定所述空中成像设备的成像调节角度；

调节模块，与所述空中成像设备相连，用于根据所述成像调节角度，对所述空中成像设备进行姿态调节，以调整所述空中成像设备的成像角度。

2.根据权利要求1所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述获取模块，包括：

特征识别定位模组，用于采集用户图像，识别所述用户图像中的人体特征、人脸特征和/或眼球特征确定所述用户位置信息。

3.根据权利要求1所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述获取模块，包括：

声源定位模组，用于识别用户声音，根据所述用户声音确定所述用户位置信息。

4.根据权利要求1所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述获取模块，包括：

传感器定位模组，所述传感器定位模组通过红外探测、温度探测和/或超声波探测方式确定所述用户位置信息。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述用户位置信息至少包括：用户身高及用户与所述空中成像设备之间的距离及相对位置。

6.根据权利要求1所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述调节模块用于在至少一个自由度方向上对所述空中成像设备进行姿态调节。

7.根据权利要求6所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述调节模块，包括：

第一调节机构，所述第一调节机构用于控制所述空中成像设备以第一预设值为单位进行上升或下降。

8.根据权利要求7所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述调节模块，包括：

第二调节机构，所述第二调节机构用于控制所述空中成像设备以第二预设值为单位进行上升或下降，所述第二预设值大于所述第一预设值。

9.根据权利要求6所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述调节模块，包括：

第三调节机构，所述第三调节机构用于控制所述空中成像设备沿欧拉角的pitch、yaw、roll中的至少一个方向进行转动。

10.根据权利要求1所述的用于空中成像设备的成像调节装置，其特征在于，所述空中成像设备包括设备本体和设置在所述设备本体上的显示单元；

所述调节模块与所述设备本体或所述显示单元相连，用于控制所述设备本体或所述显示单元进行姿态调节，以调整所述成像角度。

11.一种空中成像设备，其特征在于，设置有如权利要求1-10任一项所述的用于空中成像设备的成像调节装置。

12.一种用于空中成像设备的成像调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取用户位置信息；

根据所述用户位置信息确定所述空中成像设备的成像调节角度；

根据所述成像调节角度，对所述空中成像设备进行姿态调节，以调整所述空中成像设备的成像角度。

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