CN114519741A - 眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统 - Google Patents

眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统 Download PDF

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CN114519741A CN202111632827.0A CN202111632827A CN114519741A CN 114519741 A CN114519741 A CN 114519741A CN 202111632827 A CN202111632827 A CN 202111632827A CN 114519741 A CN114519741 A CN 114519741A
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冯传涛
王一琪
王旭阳
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Abstract

本发明公开了一眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统，其中所述眼盒中心定位方法包括步骤：(a)基于一工业摄像机拍摄的一AR设备的光学模组投射的一姿态测试图，判断所述AR设备的姿态特征值是否满足一预设姿态阈值，其中在所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值时，在w方向、u方向和/或v方向调整所述AR设备的姿态；和(b)基于所述工业摄像机拍摄的所述AR设备的光学模组投射的一位置测试图，判断所述AR设备的位置灰度特征值是否满足一预设灰度阈值，其中在所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值时，在x方向和/或z方向调整所述AR设备的位置，如此定位眼盒中心和所述工业摄像机的中心，并提高对准效率和精度。

Description

眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统
技术领域
本发明涉及近眼式显示设备，特别涉及一眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统。
背景技术
近年来，AR(Augmented Reality，增强现实)技术日趋成熟，并且基于AR技术的产品(例如，AR眼镜)越来越受到市场的追捧。眼盒(Eye Box)是AR设备的一个重点概念，其指的是AR设备的光学模组与眼球之间的一块锥形区域，也是显示内容最清晰的区域。当用户佩戴AR设备时，若眼盒的中心能够和用户的接收眼的中心对齐，则能够获得完美的图像，以帮助用户获得良好的视觉体验。因此，AR设备在出厂之前，需要对其进行测试和校准，以保证在用户佩戴AR设备时，用户的接收眼的中心能够尽可能地对齐眼盒的中心，以避免眼盒的中心偏移而导致其亮度、亮度均匀性、对比度、视场角、畸变、解像力等指标出现的偏差。现在，在对AR设备进行测试时，测试人员手工将AR设备固定到治具，并且手动调节AR设备和工业摄像机(用于模拟人眼的设备)的相对位置，以借助工业摄像机拍摄的影像来测试和校准AR设备的眼盒参数，这种方式容易受到测试人员的主观意识的影响，导致AR设备的校准效果较差，且在对批量的AR设备进行测试和校准时，一致性较差。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统，其中在一AR设备被测试和校准时，所述眼盒中心定位方法能够提升眼盒中心和工业摄像机中心对准的精准度，以提升测试和校准的准确性。
本发明的一个目的在于提供一眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统，其中在所述AR设备被测试和校准时，所述眼盒中心定位方法能够自动地对准眼盒中心和工业摄像机中心，如此能够减少测试人员人工因素的干扰，以提升测试和校准的准确性。
本发明的一个目的在于提供一眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统，其中在所述AR设备被测试和校准时，所述眼盒中心定位方法能够自动地对准眼盒中心和工业摄像机中心，如此在后续批量的所述AR设备的光学参数的一致性能够被保证。
本发明的一个目的在于提供一眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统，其中所述眼盒中心定位方法能够提高测试和校准效率，以使所述眼盒中心定位方法特别适于对批量的所述AR设备进行测试和校准。
本发明的一个目的在于提供一眼盒中心定位方法和眼盒中心定位系统，其中所述眼盒中心定位方法能够基于工业摄像机拍摄的姿态测试图和位置测试图确定眼盒中心和工业摄像机中心的偏移量，并基于该偏移量调整所述AR设备的姿态和位置，以自动地对准眼盒中心和工业摄像机中心，如此提高对准效率和精度。
依本发明的一个方面，本发明提供一眼盒中心定位方法，其中所述眼盒中心定位方法包括如下步骤：
(a)基于一工业摄像机拍摄的一AR设备的光学模组投射的一姿态测试图，判断所述AR设备的姿态特征值是否满足一预设姿态阈值，其中在所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值时，在w方向、u方向和/或v方向调整所述AR设备的姿态；和
(b)基于所述工业摄像机拍摄的所述AR设备的光学模组投射的一位置测试图，判断所述AR设备的位置灰度特征值是否满足一预设灰度阈值，其中在所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值时，在x方向和/或z方向调整所述AR设备的位置，如此定位眼盒中心和所述工业摄像机的中心。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(a)进一步包括如下步骤：
(a.1)预设角度旋转的一第一预设姿态阈值R、左右摇摆的一第二预设姿态阈值Y和俯仰摆动的一第三预设姿态阈值P；
(a.2)根据所述工业摄像机拍摄的所述姿态测试图，获取所述AR设备的姿态特征值Roll、Yaw和Pitch；以及
(a.3)分别比较|Roll|和R、|Yaw|和Y、|Pitch|和P的大小，若所述AR设备的姿态特征值不满足|Roll|≤R且|Yaw|≤Y且|Pitch|≤P，则判断所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a.3)中，若|Roll|＞R，则在v方向调整所述AR设备的姿态；若|Yaw|＞Y，则在u方向调整所述AR设备的姿态；若|Pitch|＞P，则在w方向调整所述AR设备的姿态。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，当Roll>R，在v+方向调整所述AR设备的姿态，当Roll<-R，在v-方向调整所述AR设备的姿态；当Yaw>Y，在u+方向调整所述AR设备的姿态，当Yaw<-Y，在u-方向调整所述AR设备的姿态；当Pitch>P，在w+方向调整所述AR设备的姿态，当Pitch<-P，在w-方向调整所述AR设备的姿态。
根据本发明的一个实施例，所述姿态测试图是“十”字型图。
根据本发明的一个实施例，所述位置测试图是均匀纯白图像。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(b)进一步包括如下步骤：
(b.1)预设眼盒中心的所述预设灰度阈值；
(b.2)将所述工业摄像机拍摄的所述位置测试图等分为N×M方格阵列；
(b.3)获取N×M方格阵列的四个转角处区域A、B、C和D的灰度特征值GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)；以及
(b.4)比较(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))和G，若GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)不满足(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))/Max(GH(A-D))≤G，则判断所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b.4)中，若GH(A)>GH(C)且GH(A)>GH(B)，则在x+方向和z-方向调整所述AR设备100的位置；若GH(A)>GH(C)且GH(A)<GH(B)，则在x-方向和z-方向调整所述AR设备100的位置；若GH(A)<GH(C)且GH(A)>GH(B)，则在x+方向和z+方向调整所述AR设备的位置；若GH(A)<GH(C)且GH(A)<GH(B)，则在x-方向和z+方向调整所述AR设备100的位置。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)之前，所述眼盒中心定位方法进一步包括步骤：(c)标定所述工业摄像机的均匀性。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(c)进一步包括步骤：
(c.1)紧贴一均匀面光源于所述工业摄像机的镜头，以允许所述工业摄像机拍摄所述面光源的图像；
(c.2)取图像中心0.1％-0.2％的半径区域灰度值作为校准基准灰度；以及(c.3)以所述校准基准灰度为依据，将图像中的每个像素处的灰度标定至所述校准基准灰度水平，以完成所述工业摄像机的均匀性标定。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一眼盒中心定位系统，其包括：
一图像采集单元，其中所述图像采集单元包括一工业摄像机；
一产品移动单元，其中所述产品移动单元包括一机械臂，所述工业摄像机和所述机械臂被邻近地设置；
一分析处理单元，其中所述分析处理单元被连接于所述工业摄像机；以及
一控制单元，其中所述工业摄像机、所述机械臂和所述分析处理单元分别被连接于所述控制单元，其中所述控制单元被配置为：
(A)控制被安装于所述机械臂的一AR设备的光学模组依次投射一姿态测试图和一位置测试图；
(B)控制所述工业摄像机依次拍摄所述姿态测试图和所述位置测试图；
(C)基于所述工业摄像机拍摄的所述姿态测试图，判断所述AR设备的姿态特征值是否满足一预设姿态阈值，其中在所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值时，控制所述机械臂在w方向、u方向和/或v方向调整所述AR设备的姿态；以及
(D)基于所述工业摄像机拍摄的所述位置测试图，判断所述AR设备的位置灰度特征值是否满足一预设灰度阈值，其中在所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值时，控制所述机械臂在x方向和/或z方向调整所述AR设备的位置。
根据本发明的一个实施例，所述姿态测试图是“十”字型图。
根据本发明的一个实施例，所述位置测试图是均匀纯白图像。
根据本发明的一个实施例，所述分析处理单元被配置为：
根据所述工业摄像机拍摄的所述姿态测试图，获取所述AR设备的姿态特征值Roll、Yaw和Pitch；和
分别比较|Roll|和R、|Yaw|和Y、|Pitch|和P的大小，若所述AR设备的姿态特征值不满足|Roll|≤R且|Yaw|≤Y且|Pitch|≤P，则判断所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值。
根据本发明的一个实施例，所述分析处理单元进一步被配置为：若|Roll|＞R，则在v方向调整所述AR设备的姿态；若|Yaw|＞Y，则在u方向调整所述AR设备的姿态；若|Pitch|＞P，则在w方向调整所述AR设备的姿态。
根据本发明的一个实施例，当Roll>R，在v+方向调整所述AR设备的姿态，当Roll<-R，在v-方向调整所述AR设备的姿态；当Yaw>Y，在u+方向调整所述AR设备的姿态，当Yaw<-Y，在u-方向调整所述AR设备的姿态；当Pitch>P，在w+方向调整所述AR设备的姿态，当Pitch<-P，在w-方向调整所述AR设备的姿态。
根据本发明的一个实施例，所述分析处理单元被配置为：
将所述工业摄像机拍摄的所述位置测试图等分为N×M方格阵列；
获取N×M方格阵列的四个转角处区域A、B、C和D的灰度特征值GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)；以及
比较(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))和G，若GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)不满足(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))/Max(GH(A-D))≤G，则判断所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值。
根据本发明的一个实施例，所述分析处理单元进一步被配置为：若GH(A)>GH(C)且GH(A)>GH(B)，则在x+方向和z-方向调整所述AR设备100的位置；若GH(A)>GH(C)且GH(A)<GH(B)，则在x-方向和z-方向调整所述AR设备100的位置；若GH(A)<GH(C)且GH(A)>GH(B)，则在x+方向和z+方向调整所述AR设备的位置；若GH(A)<GH(C)且GH(A)<GH(B)，则在x-方向和z+方向调整所述AR设备100的位置。
附图说明
图1示出了依本发明的一较佳实施例的一眼盒中心定位系统的框图。
图2示出了依本发明的上述较佳实施例的所述眼盒中心定位系统的具体结构。
图3示出了依本发明的上述较佳实施例的所述眼盒中心定位系统的定位过程。
图4示出了依本发明的上述较佳实施例的所述眼盒中心定位系统的一姿态测试图。
图5示出了依本发明的上述较佳实施例的所述眼盒中心定位系统的姿态定位流程。
图6示出了依本发明的上述较佳实施例的所述眼盒中心定位系统的一位置测试图。
图7示出了依本发明的上述较佳实施例的所述眼盒中心定位系统的位置定位流程。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施方式之前，应理解的是，本发明在其应用中并不限于以下描述阐述或以下附图图示的部件的构造和布置细节。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或进行。另外，应理解的是，这里使用的措辞和术语出于描述的目的并且不应该被认为是限制性的。本文中使用“包括”、“包括”或“具有”及其变型意在涵盖下文中陈列的条目及其等同物以及附加条目。除非另有指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广泛地使用并且涵盖直接安装和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械的连接或联接。
并且，第一方面，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制；第二方面，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考说明书附图之附图1至图3，依本发明的一较佳实施例的一眼盒中心定位系统包括一图像采集单元10、一产品移动单元20、一分析处理单元30以及一控制单元40，其中所述图像采集单元10包括一工业摄像机11，其中所述产品移动单元20包括一机械臂21，所述工业摄像机11和所述机械臂21被邻近地设置，其中所述分析处理单元30被连接于所述工业摄像机11，其中所述控制单元40被连接于所述分析处理单元30，并且所述工业摄像机11和所述机械臂21被可控制地连接于所述控制单元40。
一AR设备100能够被安装于所述产品移动单元20的所述机械臂21，并且所述图像采集单元10的所述工业摄像机11朝向所述AR设备100，以由所述AR设备100模拟用户的接收眼而用于接收所述AR设备100的光学模组投射的影像(影像可以是图像或视频)，此时，眼盒形成于所述工业摄像机11的前侧。在所述AR设备100被安装于所述机械臂21后，所述AR设备100能够被可控制地连接于所述控制单元40，以由所述控制单元40控制所述AR设备100的工作状态。
值得一提的是，所述AR设备100被安装于所述机械臂21的方式在本发明的所述眼盒中心定位系统中不受限制，例如所述机械臂21可以设有一夹持端，以供夹持所述AR设备100。
通常情况下，所述图像采集单元10的所述工业摄像机11的位置固定不变，所述产品移动单元20的所述机械臂21的状态能够被调整，以调整被安装于所述机械臂21的所述AR设备100的姿态和位置，这样，眼盒的中心能够被调整，以使眼盒的中心和所述工业摄像机11的中心能够被对准，从而便于在后续对所述AR设备100的光学参数进行测试和校准。
为了调整所述产品移动单元20的所述机械臂21的状态而对准眼盒的中心和所述工业摄像机11的中心，首先，被安装于所述机械臂21的所述AR设备100被通电，以允许所述AR设备100的光学模组朝向所述工业摄像机11投射影像。其次，所述工业摄像机11采集所述AR设备100的光学模组投射的影像，并且所述工业摄像机11采集的影像被传送至所述分析处理单元30。再次，所述分析处理单元30对所述工业摄像机11采集的影像进行影像识别、数据处理、数据分析而确定眼盒的中心和所述工业摄像机11的中心的偏移量，并基于该偏移量生成一控制指令。最后，所述控制单元40根据所述控制指令调整所述产品移动单元20的所述机械臂21的状态，以调整被安装于所述机械臂21的所述AR设备100的姿态和/或位置，如此对准眼盒的中心和所述工业摄像机11的中心，从而便于在后续对所述AR设备100的光学参数进行测试和校准。
优选地，所述控制单元40能够根据所述控制指令控制所述产品移动单元20的所述机械臂21进行六个自由度的姿态和/或位置的调整，从而调整被安装于所述机械臂21的所述AR设备100的位置和姿态。
参考附图6和图7，所述眼盒中心定位系统的工作流程如下。
步骤S1，将所述图像采集单元10的所述工业摄像机11进行均匀性标定，以纠正所述工业摄像机11自身带来的均匀性不足的问题。
具体地，所述步骤S1进一步包括步骤：步骤S11，将一个均匀面光源紧贴所述工业摄像机11的镜头进行拍摄，以允许所述工业摄像机11获得所述面光源的图像。步骤S12，取图像中心0.1％-0.2％的半径区域灰度值作为校准基准灰度。步骤S13，以所述校准基准灰度为依据，将图像中每个像素处的灰度标定至基准灰度水平，以确保标定后的图像均匀性不小于99％，如此完成对所述工业摄像机11的均匀性标定。
步骤S2，允许所述工业摄像机11拍摄所述AR设备100的光学模组投射的一姿态测试图。
具体地，所述步骤S2进一步包括步骤：步骤S21，所述控制单元40发送指令给所述AR设备100，以控制所述AR设备100的光学模组朝向所述工业摄像机11投射所述姿态测试图。步骤S22，所述工业摄像机11拍摄所述AR设备100的光学模组投射的所述姿态测试图。
值得一提的是，所述姿态测试图被设置用于测试所述AR设备100相对于所述工业摄像机11的中心的角度旋转、左右摇摆及俯仰摆动的姿态。
值得一提的是，所述AR设备100的光学模组投射的所述姿态测试图的具体类型在本发明的所述眼盒中心定位系统中不受限制，其可以是一“十”字型图，如附图4所示，也可以是其他任何满足所述工业摄像机11对所述AR设备100的姿态进行判断的测试图。
步骤S3，调整所述AR设备100的光学模组的投射亮度。
具体地，所述步骤S3进一步包括步骤：步骤S31，所述分析处理单元30自所述工业摄像机11获取所述AR设备100的光学模组投射的所述姿态测试图。步骤S32，判断所述工业摄像机11拍摄的所述姿态测试图的亮度是否满足一第一预设亮度阈值α，若所述工业摄像机11拍摄的所述姿态测试图的亮度满足所述第一预设亮度阈值α，则完成所述步骤S3，若所述工业摄像机11拍摄的所述姿态测试图的亮度不满足所述第一预设亮度阈值α，则进行步骤S33，所述分析处理单元30生成一第一亮度调整指令，所述控制单元40在执行所述第一亮度调整指令时，调整所述AR设备100的光学模组的投射亮度，以使所述工业摄像机11拍摄的所述姿态测试图的亮度满足所述第一预设亮度阈值α。
步骤S4，在所述AR设备100的光学模组的投射亮度满足测试亮度后，分析及调整所述AR设备100的姿态。
具体地，所述步骤S4进一步包括如下步骤：步骤S41，预设角度旋转的一第一预设姿态阈值R、左右摇摆的一第二预设姿态阈值Y、俯仰摆动的一第三预设姿态阈值P。步骤S42，所述分析处理单元30在对所述工业摄像机11采集的影像进行影像识别、数据处理、数据分析后获得所述AR设备100的姿态特征值，其中特征值包括Roll(角度旋转)、Yaw(左右摆动)、Pitch(俯仰摆动)。步骤S43，判断所述AR设备100的姿态特征值是否满足一预设姿态阈值，其中当所述AR设备100的姿态特征值满足|Roll|≤R且|Yaw|≤Y且|Pitch|≤P时，所述AR设备100的姿态调整完成，相应地，当所述AR设备100的姿态特征值不满足|Roll|≤R且|Yaw|≤Y且|Pitch|≤P时，则进行后续步骤。步骤S44，当所述AR设备100的姿态特征值|Roll|大于所述第一预设姿态阈值R时(即，|Roll|＞R)，所述控制单元40控制所述机械臂21在v方向调整所述AR设备100的姿态，具体为当Roll>R，所述机械臂21姿态调整方向为v+方向，当Roll<-R，所述机械臂21姿态调整方向为v-方向；当所述AR设备100的姿态特征值|Yaw|大于所述第二预设姿态阈值Y时(即，|Yaw|＞Y)，所述控制单元40控制所述机械臂21在u方向调整所述AR设备100的姿态，具体为当Yaw>Y，所述机械臂21姿态调整方向为u+方向，当Yaw<-Y，所述机械臂21姿态调整方向为u-方向；当所述AR设备100的姿态特征值|Pitch|大于所述第三预设姿态阈值P时(即，|Pitch|＞P)，所述控制单元40控制所述机械臂21在w方向调整所述AR设备100的姿态，具体为当Pitch>P，所述机械臂21姿态调整方向为w+方向，当Pitch<-P，所述机械臂21姿态调整方向为w-方向。
可以理解的是，在执行步骤S44，以完成对所述AR设备100的姿态的调整后，可以再次执行步骤S42和步骤S43，以再次判断所述AR设备100的姿态特征值是否满足所述预设姿态阈值，若满足，则完成对所述AR设备100的姿态调整，若不满足，则再次执行步骤S44，以进一步对所述AR设备100的姿态进行调整。
值得一提的是，在所述步骤S44中，w+方向、w-方向、u+方向、u-方向、v+方向和v-方向仅代表所述机械臂21进行姿态调整时移动的方向。并且，所述机械臂21在v方向、u方向和w方向的调整量由姿态特征值迭代计算得到。
步骤S5，允许所述工业摄像机11拍摄所述AR设备100的光学模组投射的一位置测试图。
具体地，所述步骤S5进一步包括步骤：S51，所述控制单元40发送指令给所述AR设备100，以控制所述AR设备100的光学模组朝向所述工业摄像机11投射所述位置测试图；步骤S22，所述工业摄像机11拍摄所述AR设备100的光学模组投射的所述位置测试图。
值得一提的是，所述位置测试图被设置用于测试所述AR设备100相对于所述工业摄像机11的中心的左右、上下的位置。
值得一提的是，所述AR设备100的光学模组投射的所述位置测试图的具体类型在本发明的所述眼盒中心定位系统中不受限制，其可以是一均匀纯白图像，如附图5所示，也可以是其他任何满足所述工业摄像机11对所述AR设备100的位置进行判断的测试图。
步骤S6，调整所述AR设备100的光学模组的投射亮度。
具体地，所述步骤S6进一步包括步骤：步骤S61，所述分析处理单元30自所述工业摄像机11获取所述AR设备100的光学模组投射的所述位置测试图。步骤S62，判断所述工业摄像机11拍摄的所述位置测试图的亮度是否满足一第二预设亮度阈值β，若所述工业摄像机11拍摄的所述位置测试图的亮度满足所述第二预设亮度阈值β，则完成所述步骤S6，若所述工业摄像机11拍摄的所述位置测试图的亮度不满足所述第二预设亮度阈值β，则进行步骤S33，所述分析处理单元30生成一第二亮度调整指令，所述控制单元40在执行所述第二亮度调整指令时，调整所述AR设备100的光学模组的投射亮度，以使所述工业摄像机11拍摄的所述位置测试图的亮度满足所述第二预设亮度阈值β。
步骤S7，在所述AR设备100的光学模组的投射亮度满足测试亮度后，分析及调整所述AR设备100的位置。
具体地，所述步骤S7进一步包括如下步骤：步骤S71，预设眼盒中心的位置的一预设灰度阈值G。步骤S72，首先，将所述工业摄像机11拍摄的所述AR设备100的光学模组投射的所述位置测试图等分为N×M方格阵列，其中N和M是正整数，例如在附图5示出的这个具体实施例中，将所述工业摄像机11拍摄的所述AR设备100的光学模组投射的所述位置测试图等分为4×4方格阵列；其次，取N×M方格阵列中的四个转角处的区域A、B、C和D，并对区域A、区域B、区域C和区域D的灰度值进行计算，其灰度值分别为GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)。步骤S73，判断N×M方格阵列中的四个转角处的区域A、B、C和D的灰度值是否满足所述预设灰度阈值G，其中当N×M方格阵列中的四个转角处的区域A、B、C和D的灰度值满足(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))/Max(GH(A-D))≤G时，所述AR设备100的位置调整完成，相应地，当N×M方格阵列中的四个转角处的区域A、B、C和D的灰度值不满足(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))/Max(GH(A-D))≤G时，则进行后续步骤。步骤S74，若GH(A)>GH(C)且GH(A)>GH(B)，则所述控制单元40控制所述机械臂21在x+方向和z-方向调整所述AR设备100的位置，若GH(A)>GH(C)且GH(A)<GH(B)，则所述控制单元40控制所述机械臂21在x-方向和z-方向调整所述AR设备100的位置，若GH(A)<GH(C)且GH(A)>GH(B)，则所述控制单元40控制所述机械臂21在x+方向和z+方向调整所述AR设备100的位置，若GH(A)<GH(C)且GH(A)<GH(B)，则所述控制单元40控制所述机械臂21在x-方向和z+方向调整所述AR设备100的位置。
可以理解的是，在执行步骤S74，以完成对所述AR设备100的位置的调整后，可以再次执行步骤S72和步骤S73，以再次判断所述AR设备100的姿态特征值是否满足所述预设灰度阈值G，若满足，则完成对所述AR设备100的位置调整，若不满足，则再次执行步骤S74，以进一步对所述AR设备100的位置进行调整。
值得一提的是，在所述步骤S74中，x+方向、x-方向、z+方向、z-方向仅代表所述机械臂21进行位置调整时移动的方向。并且，所述机械臂21在x+方向、x-方向、z+方向、z-方向的调整量由位置特征值迭代计算得到。
可以理解的是，在所述步骤S1至所述步骤S7完成后，眼盒中心和所述工业摄像机11的中心能够被对准，在后续可对所述AR设备100进行测试和校准，例如所述AR设备100的亮度、亮度均匀性、对比度、视场角、畸变、解像力等光学参数均可以被测试和校准。
换言之，本发明的所述眼盒中心定位系统包括所述工业摄像机11、所述机械臂21、所述分析处理单元30和所述控制单元40，其中所述分析处理单元30被连接于所述工业摄像机11，其中所述工业摄像机11、所述机械臂21和所述分析处理单元30分别被连接于所述控制单元40，其中所述控制单元40被配置为：
(A)控制被安装于所述机械臂21的所述AR设备100的光学模组依次投射所述姿态测试图和所述位置测试图；
(B)控制所述工业摄像机11依次拍摄所述姿态测试图和所述位置测试图；
(C)基于所述工业摄像机11拍摄的所述姿态测试图，判断所述AR设备100的姿态特征值是否满足所述预设姿态阈值，其中在所述AR设备100的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值时，控制所述机械臂21在w方向、u方向和/或v方向调整所述AR设备100的姿态；以及
(D)基于所述工业摄像机11拍摄的所述位置测试图，判断所述AR设备100的位置灰度特征值是否满足所述预设灰度阈值，其中在所述AR设备100的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值时，控制所述机械臂21在x方向和/或z方向调整所述AR设备的位置。
通过本发明的所述眼盒中心定位系统，一方面，所述眼盒中心定位系统能够自动地定位眼盒中心和所述工业摄像机11中心，从而减少测试人员人工因素的干扰，另一方面，所述眼盒中心定位系统能够自动地定位眼盒中心和所述工业摄像机11中心，从而提高对准眼盒中心和所述工业摄像机11中心的效率和精准度，并且在后续对所述AR设备100的光学参数进行测试和校准后，批量的所述AR设备100的光学参数的一致性能够被保证。
进一步地，所述分析处理单元30被配置为：首先，根据所述工业摄像机11拍摄的所述姿态测试图，获取所述AR设备的姿态特征值Roll、Yaw和Pitch；其次，分别比较|Roll|和R、|Yaw|和Y、|Pitch|和P的大小，若所述AR设备的姿态特征值不满足|Roll|≤R且|Yaw|≤Y且|Pitch|≤P，则判断所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值。优选地，所述分析处理单元30也可以被配置为预设角度旋转的所述第一预设姿态阈值R、左右摇摆的所述第二预设姿态阈值Y和俯仰摆动的所述第三预设姿态阈值P。
进一步地，所述分析处理单元30被配置为：首先，将所述工业摄像机11拍摄的所述位置测试图等分为N×M方格阵列；其次，获取N×M方格阵列的四个转角处区域A、B、C和D的灰度特征值GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)；再次，比较(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))和G，若GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)不满足(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))/Max(GH(A-D))≤G，则判断所述AR设备100的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值。优选地，所述分析处理单元30也可以被配置为预设眼盒中心的所述预设灰度阈值。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一眼盒中心定位方法，其中所述眼盒中心定位方法包括如下步骤：
(a)基于所述工业摄像机11拍摄的所述AR设备100的光学模组投射的所述姿态测试图，判断所述AR设备100的姿态特征值是否满足所述预设姿态阈值，其中在所述AR设备100的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值时，在w方向、u方向和/或v方向调整所述AR设备100的姿态；和
(b)基于所述工业摄像机11拍摄的所述AR设备100的光学模组投射的所述位置测试图，判断所述AR设备100的位置灰度特征值是否满足所述预设灰度阈值，其中在所述AR设备100的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值时，在x方向和/或z方向调整所述AR设备100的位置，如此定位眼盒中心和所述工业摄像机的中心。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (18)

1.一眼盒中心定位方法，其特征在于，所述眼盒中心定位方法包括如下步骤：
(a)基于一工业摄像机拍摄的一AR设备的光学模组投射的一姿态测试图，判断所述AR设备的姿态特征值是否满足一预设姿态阈值，其中在所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值时，在w方向、u方向和/或v方向调整所述AR设备的姿态；和
(b)基于所述工业摄像机拍摄的所述AR设备的光学模组投射的一位置测试图，判断所述AR设备的位置灰度特征值是否满足一预设灰度阈值，其中在所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值时，在x方向和/或z方向调整所述AR设备的位置，如此定位眼盒中心和所述工业摄像机的中心。
2.根据权利要求1所述的眼盒中心定位方法，其中所述步骤(a)进一步包括如下步骤：
(a.1)预设角度旋转的一第一预设姿态阈值R、左右摇摆的一第二预设姿态阈值Y和俯仰摆动的一第三预设姿态阈值P；
(a.2)根据所述工业摄像机拍摄的所述姿态测试图，获取所述AR设备的姿态特征值Roll、Yaw和Pitch；以及
(a.3)分别比较|Roll|和R、|Yaw|和Y、|Pitch|和P的大小，若所述AR设备的姿态特征值不满足|Roll|≤R且|Yaw|≤Y且|Pitch|≤P，则判断所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值。
3.根据权利要求2所述的眼盒中心定位方法，其中在所述步骤(a.3)中，若|Roll|＞R，则在v方向调整所述AR设备的姿态；若|Yaw|＞Y，则在u方向调整所述AR设备的姿态；若|Pitch|＞P，则在w方向调整所述AR设备的姿态。
4.根据权利要求3所述的眼盒中心定位方法，其中在上述方法中，当Roll>R，在v+方向调整所述AR设备的姿态，当Roll<-R，在v-方向调整所述AR设备的姿态；当Yaw>Y，在u+方向调整所述AR设备的姿态，当Yaw<-Y，在u-方向调整所述AR设备的姿态；当Pitch>P，在w+方向调整所述AR设备的姿态，当Pitch<-P，在w-方向调整所述AR设备的姿态。
5.根据权利要求1至4中任一所述的眼盒中心定位方法，其中所述姿态测试图是“十”字型图。
6.根据权利要求1至4中任一所述的眼盒中心定位方法，其中所述位置测试图是均匀纯白图像。
7.根据权利要求1至4中任一所述的眼盒中心定位方法，其中所述步骤(b)进一步包括如下步骤：
(b.1)预设眼盒中心的所述预设灰度阈值；
(b.2)将所述工业摄像机拍摄的所述位置测试图等分为N×M方格阵列；
(b.3)获取N×M方格阵列的四个转角处区域A、B、C和D的灰度特征值GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)；以及
(b.4)比较(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))和G，若GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)不满足(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))/Max(GH(A-D))≤G，则判断所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值。
8.根据权利要求7所述的眼盒中心定位方法，其中在所述步骤(b.4)中，若GH(A)>GH(C)且GH(A)>GH(B)，则在x+方向和z-方向调整所述AR设备100的位置；若GH(A)>GH(C)且GH(A)<GH(B)，则在x-方向和z-方向调整所述AR设备100的位置；若GH(A)<GH(C)且GH(A)>GH(B)，则在x+方向和z+方向调整所述AR设备的位置；若GH(A)<GH(C)且GH(A)<GH(B)，则在x-方向和z+方向调整所述AR设备100的位置。
9.根据权利要求1至4中任一所述的眼盒中心定位方法，其中在所述步骤(a)之前，所述眼盒中心定位方法进一步包括步骤：(c)标定所述工业摄像机的均匀性。
10.根据权利要求9所述的眼盒中心定位方法，其中所述步骤(c)进一步包括步骤：
(c.1)紧贴一均匀面光源于所述工业摄像机的镜头，以允许所述工业摄像机拍摄所述面光源的图像；
(c.2)取图像中心0.1％-0.2％的半径区域灰度值作为校准基准灰度；以及
(c.3)以所述校准基准灰度为依据，将图像中的每个像素处的灰度标定至所述校准基准灰度水平，以完成所述工业摄像机的均匀性标定。
11.一眼盒中心定位系统，其特征在于，包括：
一图像采集单元，其中所述图像采集单元包括一工业摄像机；
一产品移动单元，其中所述产品移动单元包括一机械臂，所述工业摄像机和所述机械臂被邻近地设置；
一分析处理单元，其中所述分析处理单元被连接于所述工业摄像机；以及
一控制单元，其中所述工业摄像机、所述机械臂和所述分析处理单元分别被连接于所述控制单元，其中所述控制单元被配置为：
(A)控制被安装于所述机械臂的一AR设备的光学模组依次投射一姿态测试图和一位置测试图；
(B)控制所述工业摄像机依次拍摄所述姿态测试图和所述位置测试图；
(C)基于所述工业摄像机拍摄的所述姿态测试图，判断所述AR设备的姿态特征值是否满足一预设姿态阈值，其中在所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值时，控制所述机械臂在w方向、u方向和/或v方向调整所述AR设备的姿态；以及
(D)基于所述工业摄像机拍摄的所述位置测试图，判断所述AR设备的位置灰度特征值是否满足一预设灰度阈值，其中在所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值时，控制所述机械臂在x方向和/或z方向调整所述AR设备的位置。
12.根据权利要求11所述的眼盒中心定位系统，其中所述姿态测试图是“十”字型图。
13.根据权利要求11所述的眼盒中心定位系统，其中所述位置测试图是均匀纯白图像。
14.根据权利要求11至13中任一所述的眼盒中心定位系统，其中所述分析处理单元被配置为：
根据所述工业摄像机拍摄的所述姿态测试图，获取所述AR设备的姿态特征值Roll、Yaw和Pitch；和
分别比较|Roll|和R、|Yaw|和Y、|Pitch|和P的大小，若所述AR设备的姿态特征值不满足|Roll|≤R且|Yaw|≤Y且|Pitch|≤P，则判断所述AR设备的姿态特征值不满足所述预设姿态阈值。
15.根据权利要求14所述的眼盒中心定位系统，其中所述分析处理单元进一步被配置为：若|Roll|＞R，则在v方向调整所述AR设备的姿态；若|Yaw|＞Y，则在u方向调整所述AR设备的姿态；若|Pitch|＞P，则在w方向调整所述AR设备的姿态。
16.根据权利要求15所述的眼盒中心定位系统，其中当Roll>R，在v+方向调整所述AR设备的姿态，当Roll<-R，在v-方向调整所述AR设备的姿态；当Yaw>Y，在u+方向调整所述AR设备的姿态，当Yaw<-Y，在u-方向调整所述AR设备的姿态；当Pitch>P，在w+方向调整所述AR设备的姿态，当Pitch<-P，在w-方向调整所述AR设备的姿态。
17.根据权利要求11至13中任一所述的眼盒中心定位系统，其中所述分析处理单元被配置为：
将所述工业摄像机拍摄的所述位置测试图等分为N×M方格阵列；
获取N×M方格阵列的四个转角处区域A、B、C和D的灰度特征值GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)；以及
比较(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))和G，若GH(A)、GH(B)、GH(C)和GH(D)不满足(Max(GH(A-D))-Min(GH(A-D)))/Max(GH(A-D))≤G，则判断所述AR设备的位置灰度特征值不满足所述预设灰度阈值。
18.根据权利要求17所述的眼盒中心定位系统，其中所述分析处理单元进一步被配置为：若GH(A)>GH(C)且GH(A)>GH(B)，则在x+方向和z-方向调整所述AR设备100的位置；若GH(A)>GH(C)且GH(A)<GH(B)，则在x-方向和z-方向调整所述AR设备100的位置；若GH(A)<GH(C)且GH(A)>GH(B)，则在x+方向和z+方向调整所述AR设备的位置；若GH(A)<GH(C)且GH(A)<GH(B)，则在x-方向和z+方向调整所述AR设备100的位置。
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