CN115494652B - 一种对头显设备进行装配的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种对头显设备进行装配的方法、装置、设备及存储介质，该方法应用于装配设备中，头显设备包括光学模组，光学模组包括光机和波导片，装配设备包括摄像件；该方法包括：控制摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄光机投影到波导片的图像，作为目标图像；确定目标图像的角度偏移量；确定目标图像的位移偏移量；根据角度偏移量以及位移偏移量，判断是否需要对光机进行位置校准；若需要对光机进行位置校准，则根据角度偏移量以及位移偏移量的至少一种，调整光机的位置。上述位置校准过程无需人工操作，节省了人工成本，也降低了人工的感官影响，进一步提升了校准精度和校准效率，进而提升了对头显设备的组装效率。

Description

一种对头显设备进行装配的方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及装配技术领域，尤其涉及一种对头显设备进行装配的方法、一种对头显设备进行装配的装置、一种装配设备以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

头显设备是头戴式显示设备的简称，头戴式显示设备用不同方法向眼睛发送光学信号，可以实现虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)、增强现实(Augmented Reality，简称AR)、混合现实(Mix Reality，简称MR)等不同效果。

头显设备一般由用于成像的光学模组和作为载体的支架组合而成，光学模组中可以包括光机、波导片、等腰三角棱镜等。头显设备的组装就是将光学模组和支架的位置进行相对固定。

在相关技术中，头显设备的组装过程可以包括：先将光学模组中的波导片和等腰三角棱镜固定在支架的预设位置上；接着，点亮光机，观察光机投射的图像与基准图像的位置关系，根据该位置关系调整光机的位置，让投射图像与基准图像重合；然后基于投射图像和基准图像的重合状态将光机简单固定于支架中；最后多人轮流观看验证是否会产生眩晕和重影，若否，则将光机固化于支架，完成组装，若是，则重新调整光机的位置，直至眩晕和重影消失，再将光机固化于支架，完成组装。

上述调整光机的过程中，依赖于多人轮流观看的感官感受进行光机调整，其精度较低，且需要进行渐进式调整，调整效率较低，从而导致组装效率低。

发明内容

本申请提供了一种对头显设备进行装配的方法、装置、设备及存储介质，以解决现有的对头显设备进行装配的方案中，依赖于多人轮流观看的感官感受进行光机调整，其较准精度较低、调整效率较低，从而导致组装效率低的问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种对头显设备进行装配的方法，所述方法应用于装配设备中，所述头显设备包括光学模组，所述光学模组包括光机和波导片，所述装配设备包括摄像件；

所述方法包括：

控制所述摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像；

确定所述目标图像的角度偏移量；

确定所述目标图像的位移偏移量；

根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述光机进行位置校准；

若需要对所述光机进行位置校准，则根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置。

根据本申请的第二方面，提供了一种对头显设备进行装配的装置，所述装置设置于装配设备中，所述头显设备包括光学模组，所述光学模组包括光机和波导片，所述装配设备包括摄像件；

所述装置包括：

拍摄模块，用于控制所述摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像；

角度偏移量确定模块，用于确定所述目标图像的角度偏移量；

位移偏移量确定模块，用于确定所述目标图像的位移偏移量；

光机位置较准判断模块，用于根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述光机进行位置校准；若需要对所述光机进行位置校准，则调用光机位置较准模块；

光机位置较准模块，用于根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置。

根据本申请的第三方面，提供了一种装配设备，所述装配设备包括：

至少一个处理器及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于实现上述第一方面的方法。

根据本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现上述第一方面的方法。

在本实施例中，在对头显设备进行装配的过程中，装配设备可以控制其内的摄像件拍摄头显设备的光机投影到波导片的图像，作为目标图像。然后对该目标图像进行分析，获得该目标图像的角度偏移量和位移偏移量。若根据该角度偏移量以及位移偏移量，判断需要对光机进行位置校准，则采用该角度偏移量以及位移偏移量的至少一种，调整光机的位置。本实施例在进行光机位置校准时，除了考虑角度偏移量，还考虑了位移偏移量，通过准确计算出位移偏差，实现对光机的定位校准，提升了光机调整的精准度。通过实验证明，本实施例的光机校准方式对比通用的卡尺人工测量方式，偏差在5个像素点内。

本实施例通过图像几何定位的位置校正方案，不需考虑设备自带的畸变误差，操作简单，计算速度快。

且本实施例的上述位置校准过程无需人工操作，节省了人工成本，也降低了人工的感官影响，进一步提升了校准精度和校准效率，进而提升了对头显设备的组装效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一提供的一种对头显设备进行装配的方法的流程图；

图2是本申请实施例二提供的一种对头显设备进行装配的方法的流程图；

图3是本申请实施例二提供的一种带中心标记的测试图样示意图；

图4是本申请实施例三提供的另一种对头显设备进行装配的方法的流程图；

图5是本申请实施例四提供的一种对头显设备进行装配的装置的结构示意图；

图6是本申请实施例五提供的一种装配设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本申请实施例一提供的一种对头显设备进行装配的方法的流程图。本实施例可以应用于装配设备中，该装配设备用于对头显设备进行装配。

头显设备可以包括光学模组和作为该光学模组的载体的支架，该光学模组可以有两组，每一组光学模组至少可以包括光机和波导片。

装配设备可以包括摄像件，该摄像件用于对光机投影到波导片上的图像进行拍摄。其中，摄像件的数量也可以有两个，两个摄像件的位置可调，从而适配不同型号的头显设备的装配。通过调节摄像件的位置，使得每个摄像件分别与两块波导片(一个光学模组中有一块波导片)对应，用于拍摄波导片的图像。其中，该摄像件可包括相机、摄像头等具有图像信息采集功能的设备，但需要确保两个摄像件的规格一致，例如，两个摄像件可以为规格相同的相机。

在一种实现中，该装配设备还可以包括至少两个导轨，两个摄像件设置于导轨上，并可沿导轨滑动，相互靠近或相互远离，实现相对位置的调节。

本实施例可以采用如图1的方法对头显设备中的每个光机进行调整，当任一光机调整完成以后，则将该光机固化在支架上。然后进行下一光机的调整，直到所有的光机都调整完毕，则对头显设备的装配完成。

如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤101，控制所述摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像。

在实现时，在控制摄像件拍摄前，可以先调节摄像件与波导片的位置。在对摄像件进行调节时，可以两个摄像件同时调节，当对摄像件的位置调节完毕以后，可以使得：在X轴方向上，两个摄像件的镜头的中心距与头显设备的瞳距相等；在Y轴方向上，两个摄像件的镜头的透镜切面与波导片的距离为镜头对应的工作距离；在Z轴方向上，两个摄像件的镜头的中心与波导片耦出光栅中心位置重合。

在摄像件上还可以包括锁定机构，当对摄像件的位置调节完毕以后则可以采用该锁定机构锁定摄像件。

当固定好摄像件的位置以后，则可以控制摄像件拍摄光机投影到波导片的图像，该图像记作目标图像。在一种实现中，该装配设备可以包括控制模块，本实施例可以由控制模块执行，控制模块可以向摄像件发送拍摄指令来触发摄像件的图像拍摄。

其中，该目标图像为摄像件在远景、暗场模式下拍摄得到的图像。在实际中，发明人通过对远景相机采集的图像和背景暗场分析发现，对于远景、暗场模式下采集到的图像，进行图像处理后，几何算法可较为准确地计算图像中目标的位置信息，便于后续得到较为准确位移偏移量，达到较为准确的位移校正的效果。

步骤102，确定所述目标图像的角度偏移量。

角度偏移量用于反映目标图像的角度偏移程度，进而反映光机的角度偏移程度。

在一种实施例中，步骤102可以采用如下方式计算角度偏移量：

步骤102-1，对所述目标图像进行二值化处理，得到二值化图像。

在一种实现中，二值化处理就是将目标图像上的像素点的灰度值设置为0或255(其中，灰度区间为[0,255])，获得二值化图像，该二值化图像呈现出明显的只有黑和白的视觉效果。本实施例对二值化处理的方式不作限定，例如可以包括双峰处理法、迭代处理法、最大类间方差法(OTSU)等。

步骤102-2，对所述二值化图像进行边缘检测，获得边缘检测图像。

得到二值化图像以后，则可以对该二值化图像进行边缘检测，得到边缘检测图像。本实施例对边缘检测算法不作限定，例如可以包括梯度算子、Roberts算子、拉普拉斯算子、Canny算子等。

步骤102-3，对所述边缘检测图像进行积分变换处理，得到所述边缘检测图像的最大边缘偏转角。

在一种实现中，可以采用Radon变换算法对边缘检测图像进行积分变换处理，得到该边缘检测图像最大的边缘偏转角(即最大边缘偏转角)。

步骤102-4，基于所述最大边缘偏转角计算所述目标图像的角度偏移量。

示例性地，角度偏移量可以包括水平偏移量以及垂直偏移量。可以直接将上述最大边缘偏转角作为垂直偏移量，水平偏移量为该最大边缘偏转角的绝对值减去90°。即，假设最大边缘偏转角为θ，则垂直偏移量＝θ，水平偏移量＝|θ|-90°。

步骤103，确定所述目标图像的位移偏移量。

位移偏移量用于反映目标图像的位移偏移程度，进而反映光机的位移偏移程度。

在一种实施例中，步骤103可以采用如下方式计算位移偏移量：

步骤103-1，对所述目标图像进行灰度处理，得到灰度图像。

本实施例对灰度处理算法不作限定，例如可以包括最大值法、平均值法、加权平均值法等。

步骤103-2，采用基于所述角度偏移量生成的旋转矩阵，对所述灰度图像进行角度校正，得到角度校正后的灰度图像。

在实现时，根据角度偏移量得到的旋转矩阵可以为：

在灰度图像中，所有像素点的灰度值组成灰度矩阵(即，灰度矩阵中每个矩阵元素可以表示为(像素点坐标，灰度值))，然后将该灰度矩阵与旋转矩阵相乘，得到的结果为角度校正后的灰度矩阵，角度校正后的灰度矩阵形成角度校正后的灰度图像。

步骤103-3，从所述角度校正后的灰度图像中筛选出灰度值大于设定灰度阈值的像素点，作为目标像素点。

具体的，由于目标图像为摄像件在远景、暗场的拍摄模式下拍摄的图像，使得目标图像中包含明场区域以及暗场区域，明场区域为拍摄到的波导片显示图像所在的区域，暗场区域为目标图像中除明场区域以外的区域。因此，可以从角度校正后的灰度图像中筛选出明场区域，作为波导片显示图像所在的目标区域。在实现时，可以在角度校正后的灰度矩阵中筛选出灰度值大于设定灰度阈值的像素点作为目标像素点，所有的目标像素点形成目标区域。

其中，该设定灰度阈值可以为经验值，例如设定灰度阈值＝200。

步骤103-4，从所有所述目标像素点的像素坐标中，确定横坐标信息、纵坐标信息。

示例性地，该横坐标信息包括横坐标的最小值和横坐标的最大值，该纵坐标信息包括纵坐标的最小值和纵坐标的最大值。

当筛选出所有目标像素点以后，则可以将各目标像素点的像素坐标分别按照横坐标和纵坐标进行排序，从而筛选出横坐标的最小值和横坐标的最大值作为横坐标信息，以及，筛选出纵坐标的最小值和纵坐标的最大值作为纵坐标信息。

步骤103-5，根据所述横坐标信息以及纵坐标信息确定中心坐标。

该中心坐标为目标图像的中心坐标，在一种实现中，可以采用如下公式确定中心坐标：

中心坐标的横坐标为：Xmin+(Xmin+Xmax)/2，其中，Xmin为横坐标的最小值，Xmax为横坐标的最大值；

中心坐标的纵坐标为：Ymin+(Ymin+Ymax)/2，其中，Ymin为纵坐标的最小值，Ymax为纵坐标的最大值。

步骤103-6，根据所述摄像件的预设拍摄像素确定所述摄像件的光点坐标。

在实现时，假设预设拍摄像素为(U，V)，则摄像件的光点O的光点坐标为(U/2，V/2)。

步骤103-7，根据所述中心坐标以及所述光点坐标计算位移偏移量。

在一种实现中，目标图像的中心坐标P为[Xmin+(Xmin+Xmax)/2，Ymin+(Ymin+Ymax)/2]，摄像件的光点O的光点坐标为(U/2，V/2)，则位移偏移量可以为P点与O点的距离。

步骤104，根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述光机进行位置校准。

在该步骤中，可以根据目标图像的角度偏移量以及位移偏移量，判断当前摄像件对应的光机是否发生位置偏移，对发生位置偏移的光机进行位置调整，对没有发生位置偏移的光机则无需进行位置调整。

例如，若目标图像的角度偏移量以及位移偏移量均为数值0或均接近于数值0，则可以判定当前光机的位置没有发生偏移，无需对该光机进行位置校准，否则判定需要对该光机进行位置校准。

又如，若目标图像的角度偏移量以及位移偏移量均与基准图像的角度偏移量和位移偏移量相等，则可以判定当前光机的位置没有发生偏移，无需对光机进行位置校准，否则判定需要对光机进行位置校准。

步骤105，若需要对所述光机进行位置校准，则根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置。

在对光机进行位置校准时，如果根据角度偏移量判定需要对光机进行角度校准，则根据该角度偏移量对光机进行角度调整；如果根据位移偏移量判定需要对光机进行位移校准，则根据该位移偏移量对光机进行位移调整。

通过调整光机使得波导片内显示的图像的角度信息和位置信息也发生了变化。

在一种实施例中，装配设备还可以包括刻度尺和调节组件，调节组件用于调整光机的位置。步骤105进一步可以包括如下步骤：

将所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种发送至所述调节组件，由所述调节组件根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，控制所述光机移动对应的偏移量。

在实现时，调节组件中设置有位置可调的两个夹紧件以及两个位移台，夹紧件与位移台连接，夹紧件用于夹紧光机，位移台用于移动光机。当采用夹紧件夹紧光机以后，则通过位移台移动夹紧件实现对光机的移动。

在采用角度偏移量对光机进行角度调整时，可以结合刻度尺和该角度偏移量将位移台旋转该角度偏移量对应的角度。

在采用位移偏移量对光机进行位移调整时，可以结合刻度尺和该位移偏移量将位移台移动该位移偏移量对应的距离。

当对光机进行位置调整以后，则可以继续执行步骤101-步骤105，直到判定当前光机无需进行位置校准，则较准完成。则可以进一步将当前光机采用胶体固化到支架上。

接着，如果还有未完成较准的光机，可以对其他未校准的光机采用上述流程进行校准，直到所有的光机都校准完毕，则完成双目合像的过程。

需要说明的是，两个光机的上述位置调整过程可以同时进行，也可以分布进行，本实施例对此不作限定。

在本实施例中，在对头显设备进行装配的过程中，装配设备可以控制其内的摄像件拍摄头显设备的光机投影到波导片的图像，作为目标图像。然后对该目标图像进行分析，获得该目标图像的角度偏移量和位移偏移量。若根据该角度偏移量以及位移偏移量，判断需要对光机进行位置校准，则采用该角度偏移量以及位移偏移量的至少一种，调整光机的位置。本实施例在进行光机位置校准时，除了考虑角度偏移量，还考虑了位移偏移量，通过准确计算出位移偏差，实现对光机的定位校准，提升了光机调整的精准度。通过实验证明，本实施例的光机校准方式对比通用的卡尺人工测量方式，偏差在5个像素点内。

本实施例通过图像几何定位的位置校正方案，不需考虑设备自带的畸变误差，操作简单，计算速度快。

且本实施例的上述位置校准过程无需人工操作，节省了人工成本，也降低了人工的感官影响，进一步提升了校准精度和校准效率，进而提升了对头显设备的组装效率。

实施例二

图2为本申请实施例二提供的一种对头显设备进行装配的方法的流程图，本实施例在实施例一的基础上，对判断是否需要对光机进行位置校准的过程进行具体说明，如图2所示，本实施例可以包括如下步骤：

步骤201，采用摄像件拍摄带中心标记的测试图样，获得测试图像。

例如，如图3的带中心标记的测试图样所示，该测试图样的中心标记为中间十字带有外圆的位置。

当控制摄像件对测试图样进行拍摄时，可以将测试图样全屏投在波导片上，也可以直接将测试图样放置在摄像件的前方，将摄像件的镜头中心对准该中心标记进行拍摄，拍摄到的图像记作测试图像。

其中，在获得测试图像时，可以将摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式。

步骤202，确定所述测试图像的角度偏移量。

获取测试图像的角度偏移量的过程可以参考实施例一中的步骤102的过程，此处不再进行赘述。

步骤203，确定所述测试图像的位移偏移量。

获取测试图像的位移偏移量的过程可以参考实施例一中的步骤103的过程，此处不再进行赘述。

步骤204，根据所述测试图像的所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述摄像件进行位置校准。

在实现时，如果测试图像的角度偏移量以及位移偏移量均为0或者均小于或等于设定阈值，则判定当前摄像件无需进行位置校准。其中，该设定阈值为接近0的数值。

若测试图像的角度偏移量以及位移偏移量的至少一个大于设定阈值，则判定当前摄像件需要较准。

步骤205，若需要对所述摄像件进行校准，则根据所述测试图像的所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述摄像件的位置。

具体的，当对摄像件进行调整时，控制摄像机沿导轨移动其位移偏移量对应的位移，或者，控制摄像机旋转其角度偏移量对应的角度。对该摄像件进行位置校准以后，继续执行上述步骤201-205，直到测试图像的角度偏移量以及位移偏移量均为0或者接近0，则对该摄像件的位置调整完成。

接着可以对下一摄像件按照上述流程进行位置调整。当对所有的摄像件都完成位置校准以后，则执行后续步骤206。当然，也可以在每个摄像件完成位置校准以后，直接进入步骤206及后续的流程，直到完成该摄像件对应的光机的位置调整。然后进行下一摄像件的位置校准以及其对应的光机的位置校准。

需要说明的时，若两个摄像件的移动空间足够，左摄像件与右摄像件进行位置校准验证时可在同一位置固定测试图样进行拍摄获得测试图像。当然，若两个摄像件的移动空间不够，也可为先将测试图样放置在左摄像件对应的位置进行拍摄，然后再将测试图样放置于右摄像件对应的位置进行拍摄，或者同时在左摄像件位置和右摄像件位置分别放置一张上述的测试图样进行拍摄，并同时进行位置校准。

步骤206，当所述摄像件的位置调整完成以后，控制所述摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像。

步骤207，确定所述目标图像的角度偏移量。

步骤208，确定所述目标图像的位移偏移量。

步骤209，若所述角度偏移量以及所述位移偏移量均为0或者均小于或等于设定阈值，则判定所述光机无需校准，结束当前光机的校准流程。

步骤210，若所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一个大于设定阈值，则判定所述光机需要较准，继续执行步骤211。

步骤211，根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置。

在本实施例中，首先对摄像件进行位置较准，然后采用位置较准后的摄像件拍摄光机投影到波导片的目标图像，通过对目标图像的分析可以将目标图像的偏移量量化，得到较为准确的角度偏移量和位移偏移量，并通过对角度偏移量和位移偏移量的值与设定阈值比较来判定是否需要对光机的位置进行调整。从而实现对光机的位置调整的自动化判断处理，本实施例的上述对图像的几何定位校正算法比现有技术的单目定位算法精度有了较大的提高。另外，本实施例还具有单个目标图像准确定位、不需考虑设备自带畸变误差、操作简单、计算速度快等特点。

实施例三

图4为本申请实施例三提供的另一种对头显设备进行装配的方法的流程图，本实施例在实施例一的基础上，对判断是否需要对光机进行位置校准的过程进行具体说明，如图4所示，本实施例可以包括如下步骤：

步骤301，获取基准图像的角度偏移量以及位移偏移量。

其中，基准图像的角度偏移量与位移偏移量的确定方式可以参考实施例二中测试图像的角度偏移量和位移偏移量的获取方式，本实施例对此不再赘述。

其中，该基准图像可以为采用已完成双目合像的摄像件拍摄的图像。

步骤302，控制所述摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像。

步骤303，确定所述目标图像的角度偏移量。

步骤304，确定所述目标图像的位移偏移量。

步骤305，若所述目标图像的角度偏移量与所述基准图像的角度偏移量的误差小于或等于第一误差阈值，且，所述目标图像的位移偏移量与所述基准图像的位移偏移量的误差小于或等于第二误差阈值，则判定所述光机无需进行校准。

步骤306，若所述目标图像的角度偏移量与所述基准图像的角度偏移量的误差大于第一误差阈值，和/或，所述目标图像的位移偏移量与所述基准图像的位移偏移量的误差大于第二误差阈值，则判定所述光机需要进行校准，继续执行步骤307。

步骤307，根据所述目标图像的所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置。

在本实施例中，通过对图像的分析可以将目标图像的偏移量量化，得到较为准确的角度偏移量和位移偏移量，因此，通过设置基准图像，并获得基准图像的角度偏移量和位移偏移量，然后将目标图像的角度偏移量和位移偏移量的值与基准图像的角度偏移量和位移偏移量比较，来判定是否需要对光机的位置进行调整。从而实现对光机的位置调整的自动化判断处理，本实施例的上述对图像的几何定位校正算法比现有技术的单目定位算法精度有了较大的提高。另外，本实施例还具有单个目标图像准确定位、不需考虑设备自带畸变误差、操作简单、计算速度快等特点。

实施例四

图5为本申请实施例四提供的一种对头显设备进行装配的装置的结构示意图，设置于装配设备中，所述头显设备包括光学模组，所述光学模组包括光机和波导片，所述装配设备包括摄像件；

所述装置可以包括如下模块：

拍摄模块401，用于控制所述摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像；

角度偏移量确定模块402，用于确定所述目标图像的角度偏移量；

位移偏移量确定模块403，用于确定所述目标图像的位移偏移量；

光机位置较准判断模块404，用于根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述光机进行位置校准；若需要对所述光机进行位置校准，则调用光机位置较准模块；

光机位置较准模块405，用于根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置。

在一种实施例中，角度偏移量确定模块402具体用于：

对所述目标图像进行二值化处理，得到二值化图像；

对所述二值化图像进行边缘检测，获得边缘检测图像；

对所述边缘检测图像进行积分变换处理，得到所述边缘检测图像的最大边缘偏转角；

基于所述最大边缘偏转角计算所述目标图像的角度偏移量。

在一种实施例中，位移偏移量确定模块403具体用于：

对所述目标图像进行灰度处理，得到灰度图像；

采用基于所述角度偏移量生成的旋转矩阵，对所述灰度图像进行角度校正，得到角度校正后的灰度图像；

从所述角度校正后的灰度图像中筛选出灰度值大于设定灰度阈值的像素点，作为目标像素点；

从所有所述目标像素点的像素坐标中，确定横坐标信息、纵坐标信息；

根据所述横坐标信息以及纵坐标信息确定中心坐标；

根据所述摄像件的预设拍摄像素确定所述摄像件的光点坐标；

根据所述中心坐标以及所述光点坐标计算位移偏移量。

在一种实施例中，光机位置较准判断模块404具体用于：

若所述角度偏移量以及所述位移偏移量均为0或者均小于或等于设定阈值，则判定所述光机无需校准；

若所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一个大于设定阈值，则判定所述光机需要较准。

在一种实施例中，所述装置还可以包括模块：

测试图像获取模块，用于在所述采用所述摄像件拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像之前，采用所述摄像件拍摄带中心标记的测试图样，获得测试图像；

测试图像角度偏移确定模块，用于确定所述测试图像的角度偏移量；

测试图像位移偏移确定模块，用于确定所述测试图像的位移偏移量；

摄像件位置较准判断模块，用于根据所述测试图像的所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述摄像件进行位置校准；若需要对所述摄像件进行位置校准，则调用摄像件位置较准模块；

摄像件位置较准模块，用于根据所述测试图像的所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述摄像件的位置。

在一种实施例中，所述装置还包括如下模块：

基准图像偏移量获取模块，用于在所述控制所述摄像件拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像之前，获取基准图像的角度偏移量以及位移偏移量；

所述光机位置较准判断模块404具体用于：

若所述目标图像的角度偏移量与所述基准图像的角度偏移量的误差小于或等于第一误差阈值，且，所述目标图像的位移偏移量与所述基准图像的位移偏移量的误差小于或等于第二误差阈值，则判定所述光机无需进行校准；

若所述目标图像的角度偏移量与所述基准图像的角度偏移量的误差大于第一误差阈值，和/或，所述目标图像的位移偏移量与所述基准图像的位移偏移量的误差大于第二误差阈值，则判定所述光机需要进行校准。

在一种实施例中，所述装配设备还包括调节组件；

光机位置较准模块405具体用于：

将所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种发送至所述调节组件，由所述调节组件根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，控制所述光机移动对应的偏移量；

继续执行所述采用所述摄像件拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像的步骤，直到判定所述光机无需进行校准，则较准完成。

本申请实施例所提供的一种对头显设备进行装配的装置可执行本申请任意实施例所提供的一种对头显设备进行装配的方法，具备执行上述方法实施例一至实施例三任一实施例相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图6示出了可以用来实施本申请的方法实施例的装配设备10的结构示意图。如图6所示，装配设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储装配设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

装配设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许装配设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如实施例一至实施例三任一实施例所述的方法。

在一些实施例中，实施例一至实施例三任一实施例所述的方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到装配设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的实施例一至实施例三任一实施例所述的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行实施例一至实施例三任一实施例所述的方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本申请的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本申请的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在装配设备上实施此处描述的系统和技术，该装配设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给装配设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (9)

1.一种对头显设备进行装配的方法，其特征在于，所述方法应用于装配设备中，所述头显设备包括光学模组，所述光学模组包括光机和波导片，所述装配设备包括摄像件；

所述方法包括：

控制所述摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像；

确定所述目标图像的角度偏移量；

确定所述目标图像的位移偏移量；

根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述光机进行位置校准；

若需要对所述光机进行位置校准，则根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置；

在所述控制所述摄像件拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像之前，还包括：

获取基准图像的角度偏移量以及位移偏移量；

所述根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述光机进行校准，包括：

若所述目标图像的角度偏移量与所述基准图像的角度偏移量的误差小于或等于第一误差阈值，且，所述目标图像的位移偏移量与所述基准图像的位移偏移量的误差小于或等于第二误差阈值，则判定所述光机无需进行校准；

若所述目标图像的角度偏移量与所述基准图像的角度偏移量的误差大于第一误差阈值，和/或，所述目标图像的位移偏移量与所述基准图像的位移偏移量的误差大于第二误差阈值，则判定所述光机需要进行校准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标图像的角度偏移量，包括：

对所述目标图像进行二值化处理，得到二值化图像；

对所述二值化图像进行边缘检测，获得边缘检测图像；

对所述边缘检测图像进行积分变换处理，得到所述边缘检测图像的最大边缘偏转角；

基于所述最大边缘偏转角计算所述目标图像的角度偏移量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标图像的位移偏移量，包括：

对所述目标图像进行灰度处理，得到灰度图像；

采用基于所述角度偏移量生成的旋转矩阵，对所述灰度图像进行角度校正，得到角度校正后的灰度图像；

从所述角度校正后的灰度图像中筛选出灰度值大于设定灰度阈值的像素点，作为目标像素点；

从所有所述目标像素点的像素坐标中，确定横坐标信息、纵坐标信息；

根据所述横坐标信息以及纵坐标信息确定中心坐标；

根据所述摄像件的预设拍摄像素确定所述摄像件的光点坐标；

根据所述中心坐标以及所述光点坐标计算位移偏移量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述光机进行校准，包括：

若所述角度偏移量以及所述位移偏移量均为0或者均小于或等于设定阈值，则判定所述光机无需校准；

若所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一个大于设定阈值，则判定所述光机需要较准。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述采用所述摄像件拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像之前，所述方法还包括：

采用所述摄像件拍摄带中心标记的测试图样，获得测试图像；

确定所述测试图像的角度偏移量；

确定所述测试图像的位移偏移量；

根据所述测试图像的所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述摄像件进行位置校准；

若需要对所述摄像件进行位置校准，则根据所述测试图像的所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述摄像件的位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装配设备还包括调节组件；

所述根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置，包括：

将所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种发送至所述调节组件，由所述调节组件根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，控制所述光机移动对应的偏移量；

继续执行所述采用所述摄像件拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像的步骤，直到判定所述光机无需进行校准，则较准完成。

7.一种对头显设备进行装配的装置，其特征在于，所述装置设置于装配设备中，所述头显设备包括光学模组，所述光学模组包括光机和波导片，所述装配设备包括摄像件；

所述装置包括：

拍摄模块，用于控制所述摄像件调节至远景、暗场的拍摄模式，拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像；

角度偏移量确定模块，用于确定所述目标图像的角度偏移量；

位移偏移量确定模块，用于确定所述目标图像的位移偏移量；

光机位置较准判断模块，用于根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量，判断是否需要对所述光机进行位置校准；若需要对所述光机进行位置校准，则调用光机位置较准模块；

光机位置较准模块，用于根据所述角度偏移量以及所述位移偏移量的至少一种，调整所述光机的位置;

基准图像偏移量获取模块，用于在所述控制所述摄像件拍摄所述光机投影到所述波导片的图像，作为目标图像之前，获取基准图像的角度偏移量以及位移偏移量；

所述光机位置较准判断模块还用于：若所述目标图像的角度偏移量与所述基准图像的角度偏移量的误差小于或等于第一误差阈值，且，所述目标图像的位移偏移量与所述基准图像的位移偏移量的误差小于或等于第二误差阈值，则判定所述光机无需进行校准；

若所述目标图像的角度偏移量与所述基准图像的角度偏移量的误差大于第一误差阈值，和/或，所述目标图像的位移偏移量与所述基准图像的位移偏移量的误差大于第二误差阈值，则判定所述光机需要进行校准。

8.一种装配设备，其特征在于，所述装配设备包括：

至少一个处理器及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器用于执行权利要求1-6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述的方法。