CN113226499A - 能够穿戴的可视化系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种包括能够穿戴的可视化设备（12）的能够穿戴的可视化系统（10）。能够穿戴的可视化设备（12）包括壳体（18）。显示器（20）耦接到壳体（18），并为使用者显示图像。照相机（38）耦接到壳体（18）并捕捉图像。计算机系统（28）从照相机（38）接收图像，并将图像与主图像进行比较，以确定图像是否与主图像匹配。

Description

能够穿戴的可视化系统及方法

对相关申请的交叉引用

此申请要求于2019年1月11日提交的名为“AUGMENTED REALITY (AR) HEADSETFOR HIGH THROUGHPUT ATTRACTIONS（用于高通过量的景观的增强现实（AR）头部设备）”的第62/791,735号美国临时申请的优先权和权益，该美国临时申请以其整体通过引用方式由此并入以用于所有目的。

背景技术

此节旨在向读者介绍可能与以下描述和/或要求保护的本技术的各个方面有关的技术的各个方面。相信此论述有助于向读者提供背景信息，以促进对本公开的各个方面的更好的理解。因此，应当理解，这些陈述要从这个角度来阅读，并且不作为对现有技术的承认。

游乐园和/或主题公园用各种类型的娱乐景观、餐厅和骑乘设施使客人娱乐。例如，游乐园可以包括平面骑乘设施、过山车、水上骑乘设施、黑暗骑乘设施、摩天轮等。游乐园操作员不断地工作以增加游乐园体验，包括骑乘运载器体验。例如，骑乘运载器、骑乘路径以及骑乘系统的其他元素，诸如灯、扬声器、交互元素和专用环境，都在不断升级，以提供越发增加的感官体验。游乐园操作员还将增强现实和虚拟现实技术并入到景观中，以提供更有趣和沉浸式的体验。

发明内容

以下阐述本文中公开的某些实施例的概要。应该理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些某些实施例的简要概要，并且这些方面不旨在限制此公开的范围。实际上，此公开可以包括下文可能没有阐述的各种方面。

在一个实施例中，一种包括能够穿戴的可视化设备的能够穿戴的可视化系统。能够穿戴的可视化设备包括壳体。显示器耦接到壳体，所述显示器为使用者显示图像。照相机耦接到壳体并捕捉图像。计算机系统从照相机接收图像，并将图像与主图像进行比较，以确定图像是否与主图像匹配。

在一个实施例中，一种校准能够穿戴的可视化系统的方法。该方法包括检测能够穿戴的可视化设备的定向。然后，该方法用照相机捕捉在能够穿戴的可视化设备的显示器上生成的图像。然后，该方法可以响应于能够穿戴的可视化设备的定向来确定主图像。该方法将图像与主图像进行比较，以确定图像是否与主图像匹配。

在一个实施例中，一种校准能够穿戴的可视化系统的方法。该方法包括检测能够穿戴的可视化设备的操作。然后，该方法用照相机捕捉在能够穿戴的可视化设备的显示器上生成的测试图像。该方法将由照相机捕捉的测试图像与主图像进行比较，以确定测试图像是否与主图像匹配。

可以关于本公开的各个方面对上述特征进行各种改进。还可以在这些各个方面中并入另外的特性。这些改进和附加特征可以单独存在或以任何组合存在。

附图说明

当参考所附附图阅读以下详细描述时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，整个附图中相同符号表示相同部件，其中：

图1是根据本公开的实施例的能够穿戴的可视化系统的透视图；

图2是根据本公开的实施例的图1的能够穿戴的可视化系统的后视图；

图3是根据本公开的实施例的具有能够穿戴的可视化系统的骑乘设施的视图；

图4是根据本公开的实施例的用于在骑乘的开始之前测试能够穿戴的可视化系统的方法的流程图；

图5是根据本公开的实施例的用于在骑乘期间校准能够穿戴的可视化系统的方法的流程图；以及

图6是根据本公开的实施例的用于在骑乘期间校准能够穿戴的可视化系统的方法的流程图，其中，所述方法包括捕捉在使用者眼睛上的图像。

具体实施方式

下面将描述一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中没有描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决定，以实现开发人员的具体目标，诸如对与系统相关和与商业相关的约束的遵守，所述目标可能随实施方式的不同而变化。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于此公开的那些普通技术人员来说，这将仍然是设计、制作和制造的例行任务。

当介绍本公开的各种实施例的元素时，冠词“一”、“一个”和“所述”旨在意指存在一个或多个元素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含的并且意指除了所列元素之外可以存在附加元素。另外，应当理解，对本公开的“一个实施例”或“实施例”的引用不旨在被解释为排除也并入所述特征的附加实施例的存在。

本实施例涉及为游乐园或主题公园的客人提供增加的体验的能够穿戴的可视化系统。具体地，这些能够穿戴的可视化系统通过能够穿戴的可视化设备的方式提供增强现实和/或虚拟现实（AR/VR）体验。例如，能够穿戴的可视化设备可以包括头戴式显示器（例如，电子目镜或显示器、眼镜），其可以由客人穿戴并且可以被配置成使客人能够观看AR/VR场景。特别地，能够穿戴的可视化设备可以用于通过在游乐园的真实世界环境中虚拟地覆盖特征、通过提供能够调节的虚拟环境以在游乐园骑乘设施（例如，闭环轨道、黑暗骑乘设施或其他类似的骑乘设施）中提供不同体验等等来增加客人体验。

因为能够穿戴的可视化设备通常由客人穿戴，所以骑乘设施操作员可能察觉不到能够穿戴的可视化设备的状况或不期望的行为。例如，骑乘设施操作员可能没有察觉到问题，诸如显示器上的污迹、显示器的亮度上的降低、有故障的像素（例如，卡住的像素、死像素）、断断续续的图像、掉帧、不正确的图像生成、不正确的图像着色、无图像生成、不正确的图像生成的时间、屏幕部分（例如，左屏幕和右屏幕）之间的不正确对齐、与真实世界环境的不正确对齐等。如下文将解释的，能够穿戴的可视化系统实现使用照相机对关于能够穿戴的可视化设备的问题的检测。例如，照相机捕捉由能够穿戴的可视化设备的显示器生成的或在能够穿戴的可视化设备的显示器上生成的图像。能够穿戴的可视化系统将这些捕捉的图像与主图像进行比较以检测差别，所述差别指示关于能够穿戴的可视化设备的问题。然后骑乘设施操作员可以被提醒注意该问题，并可以因此能够快速响应（例如，更换能够穿戴的可视化设备，对能够穿戴的可视化设备进行故障排除）。

图1是使使用者能够体验AR和/或VR场景的能够穿戴的可视化系统10的透视图。能够穿戴的可视化系统10包括耦接到使用者的能够穿戴的可视化设备12（例如，头戴式显示器）。在一些实施例中，能够穿戴的可视化设备12用围绕使用者头部包裹的帽子或带子耦接到使用者。在图1中，能够穿戴的可视化设备12用带子或带14耦接到使用者。

在图示的实施例中，能够穿戴的可视化设备12包括耦接到能够穿戴的可视化设备12的壳体18的电子眼镜16（例如，AR/VR眼镜、目镜）。电子眼镜16可以包括一个或多个显示器20（例如，透明、半透明、不透光；左显示器和右显示器），某些虚拟图像可以被覆盖在所述一个或多个显示器20上。在一些实施例中，显示器20可以使使用者能够通过显示器20观看真实世界环境22以及虚拟特征24（例如AR特征）。换句话说，电子眼镜16可以通过在使用者的视线中覆盖虚拟特征24来至少部分地控制使用者的视野。显示器20可以包括透明（例如，透视）或非透明显示器，其包括发光二极管（LED）或有机发光二极管（OLED）。

在一些实施例中，能够穿戴的可视化设备12可以完全控制使用者的视野（例如，使用不透光的观看表面）。由观看者看到的此超现实环境26可以是实时视频，其包括已经与一个或多个虚拟特征24（例如，VR特征）电子地融合的真实世界环境22的真实世界图像。因此，使用者可以将超现实环境26感知为覆盖有虚拟特征24的真实世界环境22。在一些实施例中，能够穿戴的可视化设备12可以包括诸如光投射特征的特征，所述特征将光投射到使用者的一只眼睛或两只眼睛中，使得某些虚拟特征24叠加在由使用者能够观看的真实世界对象之上。这样的能够穿戴的可视化设备12可以被称为虚拟视网膜显示器。

使用者可以在游乐园骑乘设施上、在处于游戏时和/或在游乐园的特定区域中（例如，在游乐园的主题区域中）穿戴能够穿戴的可视化设备12。为了接收用于显示器20的图像，能够穿戴的可视化设备12可以用有线和/或无线连接耦接到控制器或计算机系统28。例如，能够穿戴的可视化设备12可以用线缆30和/或用无线发射器/接收器32耦接到计算机系统28。在经由无线连接进行通信的实施例中，可以用无线局域网（WLAN）、无线广域网（WWAN）、近场通信（NFC）、蜂窝网络等形成连接。

应当理解，计算机系统28可以不远离能够穿戴的可视化设备12定位。例如，计算机系统28可以嵌入能够穿戴的可视化设备12的壳体18中或直接耦接到能够穿戴的可视化设备12的壳体18。能够穿戴的可视化设备12可以集成到游乐园骑乘设施中。因此，能够穿戴的可视化设备12可以物理地耦接到（例如，经由线缆30栓系）到结构（例如，游乐园骑乘设施的骑乘运载器）以阻止能够穿戴的可视化设备12从结构的分离，以及以将其电子地耦接到计算机系统28，所述计算机系统28可以耦接到骑乘运载器或骑乘基础设施的其他件。

计算机系统28包括处理器34和存储器36。处理器34可以是微处理器，其执行软件以用于在显示器20上显示图像。处理器34可以包括多个微处理器、一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器和/或一个或多个专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其一些组合。例如，处理器34可以包括一个或多个精简指令集计算机（RISC）处理器。

存储器36可以包括易失性存储器，诸如随机存取存储器（RAM），和/或非易失性存储器，诸如只读存储器（ROM）。存储器36可以存储各种信息，并且可以用于各种目的。例如，存储器36可以存储图像（例如，测试图像或主图像、场景、VR现实对象、AR对象）和处理器可执行指令，诸如固件或软件，以用于处理器34执行。存储器36可以包括ROM、闪存存储器、硬盘驱动器、或任何其他合适的光学、磁性或固态存储介质、或其组合。存储器36可以存储数据、指令和任何其他合适的数据。

如以上解释的，因为能够穿戴的可视化设备12通常由客人穿戴，所以骑乘设施操作员可能察觉不到能够穿戴的可视化设备12的状况或不期望的行为。例如，骑乘设施操作员可能没有察觉到问题，诸如显示器20上的污迹、显示器20的亮度上的降低、有故障的像素（例如，卡住的像素、死像素）、屏幕部分（例如，左屏幕和右屏幕）之间的不正确对齐。骑乘设施操作员还可能没有察觉到在骑乘期间出现的关于显示器20的问题。例如，骑乘设施操作员可能没有察觉到断断续续的图像、掉帧、不正确的图像生成、不正确的图像着色、无图像生成、不正确的图像生成的时间、与真实世界环境的不正确对齐等。为了检测关于显示器20和/或显示器20上的图像的问题，能够穿戴的可视化设备12可以包括一个或多个照相机38，其捕捉提供给乘坐者或能够穿戴的可视化设备12的使用者的（一个或多个）图像。然后，捕捉的图像被发送到计算机系统28，以用于处理和/或与应当在显示器20上显示（例如，对使用者可见）的（一个或多个）主图像或正确图像的比较。比较使计算机系统28能够检测显示问题并自动校正这些问题和/或标记操作员以进行维护操作（例如，检查、清洁或更换）。例如，在计算机系统28检测到问题并且在校正该问题上未成功之后，计算机系统28可以激活灯40、扬声器42或其组合以通知操作员有问题。作为响应，操作员可以检查、清洁和/或更换能够穿戴的可视化设备12。

图2是图1的能够穿戴的可视化设备12的后视图。如以上解释的，能够穿戴的可视化设备12包括一个或多个照相机38（例如，彩色照相机、灰度照相机；光学检测器）。这些照相机38可以沿朝向显示器20的方向60面向前和/或沿朝向穿戴者或使用者的方向62面向后。例如，可以存在面向前和面向后的照相机38两者。面向前的照相机38被定位成看到在显示器20上产生的（一个或多个）实际图像。面向后的照相机38被定位成捕捉使用者眼睛中的（一个或多个）图像。照相机38可以定位在壳体18的翼或侧部64上，或者在壳体18上对中定位。在图2中，图示了三个照相机38，但是应当理解，可以存在不同数量（例如，1、2、3、4、5或更多）的照相机38。例如，能够穿戴的可视化设备12可以包括用于每个显示器20或使用者眼睛的照相机38。然而，在一些实施例中，能够穿戴的可视化设备12可以仅具有一个照相机38。例如，单个对中定位的照相机38（例如，广角照相机），其具有足以看到和捕捉在所有的显示器20上的（一个或多个）图像的视野的域。在一些实施例中，能够穿戴的可视化设备12可以包括照亮使用者（一个或多个）眼睛的灯65（例如，红外灯），以使照相机38能够捕捉在使用者（一个或多个）眼睛中反射的图像。

除了照相机38之外，能够穿戴的可视化设备12还可以包括具有多个传感器68的跟踪系统66。这些传感器68实现对能够穿戴的可视化设备12的位置和定向以及因此显示器20的位置和定向的跟踪。用能够穿戴的可视化设备12确定使用者在看哪里的能力使计算机系统28能够识别当使用者在特定方向上看时在显示器20中看到的事物与当使用者在该方向上看时应该在显示器20中看到的事物之间的差别。传感器68还可以检测能够穿戴的可视化设备12何时不在使用中，因此使计算机系统28能够在使用之间（例如，在骑乘的结束与下一次骑乘的开始之间）运行（例如，自动运行）诊断测试。例如，传感器68可以包括位置传感器（例如霍尔效应传感器）和/或定向传感器（例如惯性测量单元[IMU]）。计算机系统28可以接收来自传感器68的信号，其指示能够穿戴的可视化设备12存储在存储位置（例如容器）中。特别地，位置传感器可以检测在容器的表面的阈值距离内和/或与容器的表面接触的能够穿戴的可视化设备12，和/或定向传感器可以检测能够穿戴的可视化设备12以与储存在容器中的能够穿戴的可视化设备12一致的方式相对于重力矢量定向。然后，计算机系统28可以响应于计算机系统28确定能够穿戴的可视化设备12存储在容器中而自动运行或启动诊断测试。计算机系统28可以在其他时间处自动运行或启动诊断测试，诸如响应于骑乘运载器和/或能够穿戴的可视化设备12进入卸载区或景观的其他区域，在卸载区或景观的其他区域中能够穿戴的可视化设备12不用于向使用者呈现虚拟特征。一个或多个传感器68可以包括任何合适的定向传感器和/或位置传感器（例如，加速计、磁力计、陀螺仪、全球定位系统[GPS]接收器）、运动跟踪传感器（例如，电磁和固态运动跟踪传感器）、惯性测量单元（IMU）、存在传感器以及其他。此外，一个或多个传感器68和/或计算机系统28还可以跟踪骑乘运载器的操作信息，包括但不限于骑乘运载器的位置、偏航、俯仰翻滚和速度，并将该信息与应当在显示器20上生成的图像相协调。

图3是具有骑乘运载器92的骑乘设施90的视图。骑乘设施90包括运载器路径（例如闭环轨道或闭环轨道94的系统）。轨道94可以被提供为骑乘运载器92可以与乘客96（例如，使用者）一起在其上行驶的基础设施。应当理解，骑乘设施90、骑乘运载器92、乘客96的数量是示例性的，并且在实施例之间可以不同。当骑乘运载器92沿着轨道94行驶时，乘客96可以被提供风景（例如，主题环境，所述主题环境可以包括与主题相对应的固定装备、建筑布局、道具、装饰等）的移动游览。风景可以包括骑乘设施14周围的环境和/或可以完全地或部分地容纳骑乘设施14的基础设施内的环境。

为了增加骑乘体验，骑乘设施90并入了能够穿戴的可视化系统10的能够穿戴的可视化设备12。当骑乘运载器92沿着轨道94行驶时，能够穿戴的可视化系统10可以协调AR/VR图像或特征，诸如在能够穿戴的可视化设备12的显示器20上向乘客96示出的AR/VR对象。这些AR/VR对象可以随着使用者当在骑乘设施上时改变能够穿戴的可视化设备12的定向而改变。例如，乘客96可以通过转动他们的头部以及上和下移动他们的头部来改变能够穿戴的可视化设备12的定向。AR/VR对象还可以随着骑乘运载器92改变物理位置（例如，旋转、翻滚、沿着轨道94移动）而改变。AR/VR对象还可以响应于用于骑乘设施的指定的时间线（例如，故事线）而改变以用于固定骑乘设施。这些改变由计算机系统28提供给能够穿戴的可视化设备12的显示器20。如以上解释的，计算机系统28可以用有线和/或无线连接耦接到能够穿戴的可视化设备12。在图3中，能够穿戴的可视化设备12用向计算机系统28提供电子通信的一条或多条线缆30耦接到骑乘运载器92。计算机系统28可以通过这些线缆30协调提供给穿戴能够穿戴的可视化设备12的乘客96的视觉和/或声音呈现。这些线缆30还可以向计算机系统28提供关于能够穿戴的可视化设备12的操作的反馈。

如以上解释的，骑乘设施操作员可能察觉不到能够穿戴的可视化设备12的状况或不期望的行为。例如，骑乘设施操作员可能没有察觉到问题，诸如显示器20上的污迹、显示器20的亮度上的降低、有故障的像素（例如，卡住的像素、死像素）、屏幕部分（例如，左屏幕和右屏幕）之间的不正确对齐。骑乘设施操作员还可能没有察觉到在骑乘期间出现的关于显示器20问题。例如，骑乘设施操作员可能没有察觉到断断续续的图像、掉帧、不正确的图像生成、不正确的图像着色、无图像生成、不正确的图像生成的时间、与真实世界环境的不正确对齐等。计算机系统28能够通过来自耦接到能够穿戴的可视化设备12的照相机38（图1和图2）的反馈来检测这些问题。例如，计算机系统28可以使用来自照相机38的反馈在骑乘期间不断地检查能够穿戴的可视化设备12的操作。在另一个实施例中，计算机系统28可以通过在骑乘设施90上的特定位置处请求来自照相机38的反馈来周期性地检查能够穿戴的可视化设备12的操作。例如，当骑乘运载器92沿着轨道94到达点A、B和C时，计算机系统28可以接收反馈。对于固定骑乘设施，计算机系统28可以在某些时间点处接收反馈，如从特定时间点（例如，骑乘的开始）测量的。

来自照相机38的捕捉的图像被发送到计算机系统28，以用于处理和/或与（一个或多个）主图像或正确图像的比较，所述主图像或正确图像应当在能够穿戴的可视化设备12的当前定向上、在沿骑乘设施的特定位置处和/或在骑乘设施上的时间显示给使用者。比较使计算机系统28能够检测显示问题并自动校正那些问题和/或标记操作员以进行检查、清洁或更换。计算机系统28还可以在骑乘之间或在其他时间（例如，一天的结束）处执行对能够穿戴的可视化设备12的诊断检查。在通过来自传感器68中的一个或多个的反馈检测到能够穿戴的可视化设备12不在使用中之后，计算机系统28可以运行这些诊断检查。例如，这些传感器68中的一个或多个可以检测能够穿戴的可视化设备12在容器98（例如，袋、盒）内，所述容器98耦接到骑乘运载器92以用于能够穿戴的可视化设备12的存储。传感器68还可以检测能够穿戴的可视化设备12从使用者的断开（例如，从头部脱去）或能够穿戴的可视化设备12的移动的缺失，并将此反馈与适当的时间相关联以执行诊断检查（例如，自动运行诊断检查）。

图4是用于在骑乘的开始之前测试能够穿戴的可视化系统10的方法120的流程图。本文中公开的方法包括由框表示的各种步骤。应当注意，该方法的至少一些步骤可以由系统（诸如由计算系统28）作为自动化过程来执行。尽管流程图以某次序图示了步骤，但是应当理解，这些步骤可以以任何合适的顺序执行，并且在适当的情况下，某些步骤可以同时执行。另外，步骤可以添加到方法或从方法中省略。

方法120通过确定能够穿戴的可视化设备12是否不在使用中（步骤122）开始。如以上解释的，计算机系统28可以接收来自一个或多个传感器68的反馈。来自传感器68的反馈使计算机系统28能够确定在骑乘期间能够穿戴的可视化设备12没有由使用者使用。在确定能够穿戴的可视化设备12不在使用中之后，计算机系统28控制能够穿戴的可视化设备12在显示器20上显示测试（一个或多个）图像（步骤124）。测试图像可以是显示一个或多个图案、颜色、形状或其组合的单个图像或图像的序列。照相机38在这些图像显示在显示器20上时捕捉这些图像并将捕捉的图像传送到计算机系统28（步骤126）。在捕捉图像或多个图像之后，方法120可以处理捕捉的图像或多个图像（步骤127）。例如，照相机38可以捕捉几何失真的图像、粒状图像、来自周围的在显示器20上的微弱反射等。因此，处理可以将图像从自照相机38的角度看到的失真图像转换成使用者直接看显示器20将看到的图像。然后，计算机系统28能够将捕捉的图像与测试图像（例如，主图像）进行比较以确定差异（步骤128）。比较可以揭示关于显示器20的各种问题。例如，比较可以揭示显示器20上的污迹（通过捕捉的图像的模糊部分的检测）、显示器20的亮度上的降低、有故障的像素（例如，卡住的像素、死像素）、不正确的图像生成、不正确的图像着色、无图像生成、显示器20之间的不正确对齐等。

在比较图像之后，方法120确定捕捉的图像是否与测试图像相同（例如，与测试图像匹配，基本上类似于测试图像）（步骤130）。如果捕捉的图像与测试图像相同（例如，响应于图像是相同的），则方法120产生准备就绪信号（步骤132）。准备就绪信号可以是在能够穿戴的可视化设备12上或在骑乘设施操作员能够接近的另一设备（例如，平板电脑（tablet）、计算机、手机、表）上产生的视觉信号（例如，连续的（solid）或闪烁的绿光）和/或音频信号。在一些实施例中，如果捕捉的图像基本上类似于（例如，在一个或多个度量的范围内；响应于捕捉的图像基本上类似于）测试图像，则方法120仍然可以产生准备就绪信号。例如，如果捕捉的图像在阈值色差、亮度、死像素的数量、模糊度（例如，来自污迹）或其一些组合内，则方法120仍将产生准备就绪信号。

如果捕捉的图像与测试图像不匹配（例如，响应于捕捉的图像与测试图像不匹配），则方法120通过校准能够穿戴的可视化设备12（步骤134）来继续。在一些实施例中，方法120可以在校准能够穿戴的可视化设备12之前提取校准参数。例如，计算机系统28可以调整着色、图像焦点等。然后，方法120可以重复显示测试图像（步骤124）、捕捉图像（步骤126）以及将捕捉的图像与测试图像进行比较（步骤128）的过程。如果捕捉的图像仍然与测试图像不匹配，则方法120可以通过产生错误信号（步骤136）来继续。错误信号可以是在能够穿戴的可视化设备12上或在骑乘设施操作员能够接近的另一设备（例如，平板电脑、计算机、手机、表）上产生的视觉信号（例如，闪烁的红光）和/或音频信号（例如，对检查的请求）。然后，骑乘设施操作员可以检查、清洁和/或更换能够穿戴的可视化设备12。在一些实施例中，响应于在比较步骤（130）处的捕捉的图像与测试图像不同（例如，显著不同）（例如，捕捉的图像指示没有显示图像、显示器的大部分有污迹、像素的大部分有故障），方法120可以跳过校准步骤（步骤134），并且可以替代地前进到错误信号步骤（步骤136）。

图5是用于在骑乘期间测试能够穿戴的可视化系统10的方法160的流程图。方法160通过检测能够穿戴的可视化设备12的位置（步骤162）开始。例如，能够穿戴的可视化设备12的位置可以是能够穿戴的可视化设备12沿着骑乘路径或轨道的物理位置。能够穿戴的可视化设备12的位置可以使用能够穿戴的可视化设备12上的一个或多个传感器68、监测骑乘运载器沿着骑乘路径或轨道的位置或其他数据的传感器来确定。通过确定能够穿戴的可视化设备12沿着骑乘路径或轨道的位置，计算机系统28能够确定使用者应该在能够穿戴的可视化设备12的显示器20上看到什么对象或场景。方法160还可以确定能够穿戴的可视化设备12的定向（步骤164）。在骑乘期间，当使用者在AR/VR环境中乘坐时，使用者可以在不同的方向上看。通过确定能够穿戴的可视化设备12的定向，计算机系统28能够确定使用者应该在能够穿戴的可视化设备12的显示器20上看到场景或对象的什么部分。可以使用以上描述的传感器68确定能够穿戴的可视化设备12的定向。

在确定能够穿戴的可视化设备12的位置和定向之后，方法160使用照相机38中的一个或多个捕捉在能够穿戴的可视化设备12的显示器20上的图像或一系列图像（步骤166）。在捕捉图像或多个图像之后，方法160可以处理捕捉的图像或多个图像（步骤168）。例如，由于照相机38相对于显示器20的角度，照相机38可能捕捉在显示器20上的失真的图像。因此，处理可以将图像从自照相机38的角度看到的失真图像转换成使用者直接看显示器20将看到的图像。然而，在一些实施例中，图像可以不被处理以关于这些类型的失真进行校正。例如，计算机系统28可以已经包括来自照相机的透视（perspective）的主图像，使捕捉的图像能够与这些主图像进行比较。

为了确定是否显示正确的图像，方法160将捕捉的（一个或多个）图像与（一个或多个）主图像进行比较（步骤170）。因此，计算机系统28能够确定捕捉的（一个或多个）图像与（一个或多个）主图像之间的差异。比较可以揭示各种问题，包括显示器20上的污迹（通过捕捉的图像的模糊部分的检测）、显示器20的亮度上的降低、有故障的像素（例如，卡住的像素、死像素）、不正确的图像生成、不正确的图像着色、无图像生成、显示器20上的虚拟特征与通过显示器20观看的真实世界环境的不正确对齐等。可以基于（例如，以对应于，对其正确）能够穿戴的可视化设备12的位置和定向（例如，从可以存储在存储器36中的多个主图像中）确定或选择（一个或多个）主图像。

在比较图像之后，该方法确定捕捉的（一个或多个）图像是否与（一个或多个）主图像相同（例如，与主图像匹配；基本上类似于主图像）（步骤172）。如果捕捉的图像与主图像相同（例如，响应于图像是相同的），则方法160再次开始（即，返回到步骤162）。例如，方法160可以在骑乘设施上以特定间隔重复。这些间隔可以是基于时间和/或基于位置的。如果比较确定图像不相同（例如，响应于确定图像不相同），则方法160校准显示器20（步骤176）。在一些实施例中，方法160可以在校准能够穿戴的可视化设备12之前提取校准参数。例如，如果图像与骑乘设施上的时间和/或位置不同步，则计算机系统28可以调整图像生成的时间。计算机系统28还可以调整图像的着色以准确地或更准确地表示期望的图像。例如，如果显示器20产生蓝光的能力降低，则计算机系统28可以降低红光和黄光的亮度，以降低由于蓝光的减少引起的图像的失真。在一些实施例中，如果在显示器20的边缘附近检测到死像素，则计算机系统28可以通过关闭显示器20的边缘周围的像素的行和/或列来缩小图像，以阻止使用者看到被活跃作用的像素围绕的死像素。

在校准能够穿戴的可视化设备12（步骤176）之后，方法160可以返回到步骤162，以验证能够穿戴的可视化设备12现在正确地显示图像。如果图像仍然不正确（例如，响应于捕捉的图像与主图像不同），然后方法160可以生成错误信号（步骤174）。错误信号可以是在能够穿戴的可视化设备12上或在骑乘设施操作员能够接近的另一设备（例如，平板电脑、计算机、手机、表）上产生的视觉信号（例如，闪烁的红光）和/或音频信号（例如，对检查的请求）。然后，骑乘设施操作员可以检查、清洁和/或更换能够穿戴的可视化设备12。在一些实施例中，响应于在比较步骤（172）处的捕捉的图像与主图像不同（例如，显著不同）（例如，捕捉的图像指示没有显示图像、显示器的大部分有污迹、像素的大部分有故障、显示器20上的虚拟图像与通过显示器20观看的真实世界环境没有正确地对齐），方法160可以跳过校准步骤（步骤176），并且可以替代地前进到错误信号步骤（步骤174）。

图6是用于在骑乘期间测试能够穿戴的可视化系统10的方法200的流程图。方法200通过检测能够穿戴的可视化设备12的位置（步骤202）开始。例如，能够穿戴的可视化设备12的位置可以是能够穿戴的可视化设备12沿着骑乘路径或轨道的物理位置。能够穿戴的可视化设备12的位置可以使用能够穿戴的可视化设备12上的一个或多个传感器68、监测骑乘运载器沿着骑乘路径或轨道的位置或其他数据的传感器来确定。通过确定能够穿戴的可视化设备12沿着骑乘路径或轨道的位置，计算机系统28能够确定使用者应该在能够穿戴的可视化设备12的显示器20上看到什么对象或场景。然后，方法200确定能够穿戴的可视化设备12的定向（步骤204）。在骑乘期间，当使用者在AR/VR环境中乘坐时，可以在不同的方向上看。通过确定能够穿戴的可视化设备12的定向，计算机系统28能够确定使用者应该能够用能够穿戴的可视化设备12看到场景或对象的什么部分。可以使用以上描述的传感器68确定能够穿戴的可视化设备12的位置和/或定向。

在确定能够穿戴的可视化设备12的位置和定向之后，方法200使用照相机38中的一个或多个捕捉在能够穿戴的可视化设备12的使用者的（一个或多个）眼睛上的图像或一系列图像（步骤206）。在捕捉图像或多个图像之后，方法200可以处理图像或多个图像（步骤208）。因为照相机38捕捉使用者的眼睛上的图像，图像由于使用者（一个或多个）眼睛的曲率而失真，处理还可以实现使用者的眼睛（例如，瞳孔、血管）从图像中的去除。因此，处理可以将图像从由（一个或多个）照相机38看到的失真图像转换成使用者在显示器20上看到的图像。

为了确定是否显示正确的图像，方法200将捕捉的（一个或多个）图像与（一个或多个）主图像进行比较（步骤210）。以此方式，计算机系统28能够确定捕捉的（一个或多个）图像与（一个或多个）主图像之间的差异。比较可以揭示各种问题，包括显示器20上的污迹（通过捕捉的（一个或多个）图像的模糊部分的检测）、显示器20的亮度上的降低、有故障的像素（例如，卡住的像素、死像素）、不正确的图像生成、不正确的图像着色、无图像生成、显示器20上的虚拟特征与通过显示器20观看的真实世界环境的不正确对齐等。

在比较图像之后，方法200确定捕捉的图像是否与（一个或多个）主图像相同（例如，与主图像匹配；基本上类似于主图像）（步骤212）。如果捕捉的图像与（一个或多个）主图像相同（例如，响应于图像是相同的），则方法200返回到开始（即，返回到步骤202）。例如，方法200可以在骑乘设施上以特定间隔重复。这些间隔可以是基于时间和/或基于位置的。如果比较确定图像不相同（例如，响应于确定图像不相同），则方法200校准显示器20（步骤216）。在一些实施例中，方法200可以在校准能够穿戴的可视化设备12之前提取校准参数。例如，如果图像与骑乘设施上的时间和/或位置不同步，则计算机系统28可以调整图像生成的时间。计算机系统28还可以调整图像的着色以准确地或更准确地表示期望的图像。例如，如果显示器20产生蓝光的能力降低，则计算机系统28可以降低红光和黄光的亮度，以降低由于蓝光的减少引起的图像的失真。在校准能够穿戴的可视化设备12（步骤134）之后，方法200可以返回到步骤202，以验证能够穿戴的可视化设备12现在正确地显示图像。在经过方法200的步骤之后，并且图像仍然不正确（例如，响应于捕捉的图像与主图像不同），然后方法200可以生成错误信号（步骤214）。错误信号可以是在能够穿戴的可视化设备12上或在骑乘设施操作员能够接近的另一设备（例如，平板电脑、计算机、手机、表）上产生的视觉信号（例如，闪烁的红光）和/或音频信号（例如，对检查的请求）。然后，骑乘设施操作员可以检查、清洁和/或更换能够穿戴的可视化设备12。在一些实施例中，响应于在比较步骤（212）处的捕捉的图像与主图像不同（例如，显著不同）（例如，捕捉的图像指示没有显示图像、显示器的大部分有污迹、像素的大部分有故障、显示器20上的虚拟图像与通过显示器20观看的真实世界环境没有正确地对齐），方法200可以跳过校准步骤（步骤216），并且可以替代地前进到错误信号步骤（步骤214）。

在一些实施例中，计算机系统28可以在执行以上在图4至图6中描述的方法之后收集数据，以实现对能够穿戴的可视化设备12进行预防性维护（例如，清洁、翻新）。换句话说，计算机系统28可以通过使用来自照相机38的反馈来收集关于能够穿戴的可视化设备12的操作的数据来测量到失效的时间。例如，计算机系统28可以跟踪随着时间显示器20的亮度上的逐渐降低。这可以实现在骑乘设施上的失效之前的设备20的翻新或更换的主动安排。在另一实施例中，计算机系统28可以通过确定在能够穿戴的可视化设备12的多少次使用之后累积的污迹显著地影响使用者的感知，来确定显示器20应该多久清洁一次。以此方式，计算机系统28可以使用来自照相机38的随着时间的反馈来确定对于能够穿戴的可视化设备12的各种组件（例如，线缆、显示器）的到失效或预防性维护需求的时间。在一些实施例中，多个能够穿戴的可视化设备12可以用接口或应用程序来跟踪，所述接口或应用程序向骑乘设施操作员提供容易地能够接近的数据。

如以上所阐述的，本公开的实施例可以提供一种或多种对于检测能够穿戴的可视化设备的故障有用的技术效果。应当理解，本说明书中的技术效果和技术问题是示例并且不是限制的。实际上，应该注意，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果，并且能够解决其他技术问题。

虽然本公开中阐述的实施例可能容易受到各种修改和替代形式的影响，但具体实施例已经通过示例的方式在附图中示出，并已经在本文中详细描述。然而，应当理解，本公开不旨在限于所公开的特定形式。本公开将覆盖落入由以下所附权利要求书所限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等效方案和替代方案。

本文中所呈现和要求保护的技术被引用并应用于明显改进了本技术领域的具有实际性质的实物和具体示例，并且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。此外，如果附到此说明书的末尾的任何权利要求包含被指定为“用于[执行]...[功能]的装置”或“用于[执行]...[功能]的步骤”的一个或多个元素，则其旨在要根据35 U.S.C.112（f）解释这样的元素。然而，对于包含以任何其他方式指定的元素的任何权利要求，其旨在不要根据35U.S.C.§112（f）解释这样的元素。

Claims (20)

1.一种能够穿戴的可视化系统，其包括：

能够穿戴的可视化设备，所述能够穿戴的可视化设备包括：

壳体；

显示器，所述显示器耦接到所述壳体，并被配置成为使用者显示图像；以及

照相机，所述照相机耦接到所述壳体，并被配置成捕捉所述图像；以及

计算机系统，所述计算机系统被配置成从所述照相机接收所述图像，并将所述图像与主图像进行比较，以确定所述图像是否与所述主图像匹配。

2.根据权利要求1所述的能够穿戴的可视化系统，其中，所述计算机系统被配置成响应于所述图像与所述主图像之间的比较来控制所述显示器。

3.根据权利要求1所述的能够穿戴的可视化系统，其中，所述照相机朝向所述显示器定向。

4.根据权利要求1所述的能够穿戴的可视化系统，其中，所述照相机在远离所述显示器的方向上定向，并且所述照相机被配置成捕捉在所述使用者的眼睛上的所述图像。

5.根据权利要求4所述的能够穿戴的可视化系统，其中，所述计算机系统被配置成处理所述图像，以去除眼睛图像和眼睛曲率的失真影响。

6.根据权利要求1所述的能够穿戴的可视化系统，其中，所述能够穿戴的可视化设备包括一个或多个传感器。

7.根据权利要求6所述的能够穿戴的可视化系统，其中，所述能够穿戴的可视化设备被配置成使用来自所述一个或多个传感器的反馈来确定所述主图像。

8.根据权利要求1所述的能够穿戴的可视化系统，其中，所述图像是包括一个或多个图案的测试图像。

9.一种校准能够穿戴的可视化系统的方法，所述方法包括：

用计算机系统检测能够穿戴的可视化设备的定向；

用照相机捕捉在所述能够穿戴的可视化设备的显示器上生成的图像；

响应于所述能够穿戴的可视化设备的所述定向，用所述计算机系统确定主图像；以及

将所述图像与所述主图像用所述计算机系统进行比较，以确定所述图像是否与所述主图像匹配。

10.根据权利要求9所述的方法，其包括用所述计算机系统确定所述能够穿戴的可视化设备的位置。

11.根据权利要求10所述的方法，用所述计算机系统使用所述能够穿戴的可视化设备的所述位置确定所述主图像。

12.根据权利要求9所述的方法，其包括响应于所述图像与所述主图像的用所述计算机系统的比较，用所述计算机系统控制所述显示器。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，用所述照相机捕捉由所述显示器生成的所述图像包括用所述照相机直接从所述显示器捕捉所述图像。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，用所述照相机捕捉由所述显示器生成的所述图像包括用所述照相机从使用者的眼睛捕捉所述图像。

15.根据权利要求14所述的方法，其包括用所述计算机系统处理所述图像，以去除眼睛图像和眼睛曲率的失真影响。

16.一种校准能够穿戴的可视化系统的方法，所述方法包括：

用计算机系统检测能够穿戴的可视化设备的操作；

用照相机捕捉在所述能够穿戴的可视化设备的显示器上生成的测试图像；以及

将由所述照相机捕捉的所述测试图像与主图像用所述计算机系统进行比较，以确定所述测试图像是否与所述主图像匹配。

17.根据权利要求16所述的方法，其包括响应于用所述计算机系统确定所述测试图像与所述主图像匹配，用所述计算机系统产生准备就绪信号。

18.根据权利要求16所述的方法，其包括响应于用所述计算机系统确定所述测试图像与所述主图像不匹配，用所述计算机系统产生错误信号。

19.根据权利要求16所述的方法，其包括响应于用所述计算机系统确定所述测试图像与所述主图像不匹配，用所述计算机系统控制所述显示器。

20.根据权利要求19所述的方法，其包括响应于用所述计算机系统控制所述显示器，用所述计算机系统产生第二测试图像，并且用所述照相机捕捉所述第二测试图像，并且将由所述照相机捕捉的所述第二测试图像与所述主图像用所述计算机系统进行比较。

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