一种平视显示器系统中双目视差的检测方法

摘要

本发明公开了一种平视显示器系统中双目视差的检测方法，包括如下步骤：S1：设置双摄像头光学模组，双摄像头模组用以模拟人的双眼；S2：将双摄像头光学模组放置在平视显示器系统的后方；S3：使用双摄像头光学模组中的两个摄像头分别拍摄平视显示器系统的测试图像，分别记为第一检测图像、第二检测图像；S4：计算出第一检测图像和第二检测图像的位置关系，根据位置关系计算出水平视差角和垂直视差角。本发明提供的平视显示器系统中双目视差的检测方法，其能够在HUD生产线上精确和快速的检测双目视差。

权利要求

1.一种平视显示器系统中双目视差的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：设置双摄像头光学模组，所述双摄像头光学模组用以模拟人的双眼，所述双摄像头光学模组中的两个摄像头平行设置；

S2：将所述双摄像头光学模组放置在所述平视显示器系统的后方，并将所述双摄像头光学模组中的其中一个摄像头的标定图像的中心和所述平视显示器系统的测试图像的中心对齐；

S3：使用所述双摄像头光学模组中的两个摄像头分别拍摄所述平视显示器系统的测试图像，分别记为第一检测图像、第二检测图像；

S4：计算出所述第一检测图像和所述第二检测图像的位置关系，根据所述位置关系计算出水平视差角和垂直视差角；

其中，

所述步骤S4包括：

S41：以所述测试图像的第一边缘为基准，对所述第一检测图像和所述第二检测图像作叠加处理，即将所述第一边缘在所述第一检测图像上对应的边缘和所述第一边缘在所述第二检测图像上对应的边缘进行对齐；

S42：计算所述第一检测图像上的特征点和所述第二检测图像上的特征点之间的水平像素差以及垂直像素差，所述第一检测图像上的特征点和所述第二检测图像上的特征点在所述测试图像上为同一位置点，记为标记点；

S43：根据所述水平像素差、所述摄像头的水平视场角以及所述第一检测图像或所述第二检测图像的水平像素尺寸计算出所述水平视差角；

S44：根据所述垂直像素差、所述摄像头的垂直视场角以及所述第一检测图像或所述第二检测图像的垂直像素尺寸计算出所述垂直视差角。

2.如权利要求1所述平视显示器系统中双目视差的检测方法，其特征在于，所述测试图像为十字线图像。

3.如权利要求2所述平视显示器系统中双目视差的检测方法，其特征在于，所述标记点为所述十字线图像的中心原点。

4.如权利要求1所述平视显示器系统中双目视差的检测方法，其特征在于，所述双摄像头光学模组中的两个摄像头的水平距离为60～70㎜，用于模拟真实人眼的瞳距。

5.如权利要求4所述平视显示器系统中双目视差的检测方法，其特征在于，所述双摄像头光学模组中的两个摄像头的距离为65㎜。

6.如权利要求1所述平视显示器系统中双目视差的检测方法，其特征在于，所述双摄像头光学模组放置在所述平视显示器系统的后方70㎝的位置处。

说明书

一种平视显示器系统中双目视差的检测方法

技术领域

[0001] 本发明属于平视显示器系统的光学检测领域，尤其涉及一种平视显示器系统中双目视差的检测方法。

背景技术

[0002] 平视显示器(HUD，Head Up Display)，是早期应用在航空器上的飞行辅助仪器。平视的意思是指飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯。平视显示器最早出现在军
用飞机上，降低飞行员低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识
(Situation Awareness)的掌握。由于平视显示器的方便性以及能够提高飞行安全，民航机
也纷纷跟进安装。

[0003] 随着科学技术的发展，平视显示器也被越来越多地在汽车上使用。汽车上的平视显示器能够将重要的行车信息，例如速度、发动机转数、油耗、胎压、导航以及外接智能设备
的信息实时地显示在前挡风玻璃上驾驶员的视野中，这样使得驾驶员不必低头，就可以看
到行车信息，从而避免分散对前方道路的注意力，消除了潜在的行车隐患；而且，由于投影
时虚像落在车正前方，驾驶员调整目视焦距的时间将缩短，对于驾驶者而言更为安全。同
时，使得驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可以避免眼睛的疲劳，
能够极大地增强行车全和改进驾驶体验。

[0004] HUD系统的双目视差是评价HUD产品质量的一项关键参数，双目视差可分为水平视差和垂直视差，水平视差又可分为会聚差和发散差，一般人眼允许的垂直视差为10′(约为
2.9mrad)，会聚差为40′(约为11.6mrad)，发散差为20′(约为5.8mrad)，当双目视差比较大
时，人眼需要反复对焦，容易造成车辆驾驶员视觉疲劳，在车辆行驶过程中可能会出现危
险。

[0005] 但是在双目视差的检测方面，航空上使用经纬仪测试双目视差，但是经纬仪并不适合产线上精确和快速的检测双目视差，目前尚无在产线上无检测双目视差的手段。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种平视显示器系统中双目视差的检测方法，其能够在HUD生产线上精确和快速的检测双目视差。

[0007] 为解决上述问题，本发明的技术方案为：

[0008] 一种平视显示器系统中双目视差的检测方法，包括如下步骤：

[0009] S1：设置双摄像头光学模组，所述双摄像头模组用以模拟人的双眼，所述双摄像头模组中的两个摄像头平行设置；

[0010] S2：将所述双摄像头光学模组放置在所述平视显示器系统的后方；

[0011] S3：使用所述双摄像头光学模组中的两个摄像头分别拍摄所述平视显示器系统的测试图像，分别记为第一检测图像、第二检测图像；

[0012] S4：计算出所述第一检测图像和所述第二检测图像的位置关系，根据所述位置关系计算出水平视差角和垂直视差角；

[0013] 其中，

[0014] 所述步骤S4包括：

[0015] S41：以所述测试图像的第一边缘为基准，对所述第一检测图像和所述第二检测图像作叠加处理，即将所述第一边缘在所述第一检测图像上对应的边缘和所述第一边缘在所
述第二检测图像上对应的边缘进行对齐；

[0016] S42：计算所述第一检测图像上的特征点和所述第二检测图像上的特征点之间的水平像素差以及垂直像素差，所述第一检测图像上的特征点和所述第二检测图像上的特征
点在所述测试图像上为同一位置点，记为标记点；

[0017] S43：根据所述水平像素差、所述摄像头的水平视场角以及所述第一检测图像或所述第二检测图像的水平像素尺寸计算出所述水平视差角；

[0018] S44：根据所述垂直像素差、所述摄像头的垂直视场角以及所述第一检测图像或所述第二检测图像的垂直像素尺寸计算出所述垂直视差角。

[0019] 根据本发明一实施例，所述步骤S2和S3之间还包括：

[0020] 将所述双摄像头光学模组中的其中一个摄像头的标定图像的中心和所述平视显示器系统的测试图像的中心对齐。

[0021] 根据本发明一实施例，所述测试图像为十字线图像。

[0022] 根据本发明一实施例，所述标记点为所述十字线图像的中心原点。

[0023] 根据本发明一实施例，所述双摄像头模组中的两个摄像头的距离为60～70㎜，用于模拟真实人眼的瞳距。

[0024] 根据本发明一实施例，所述双摄像头模组中的两个摄像头的距离为65㎜。

[0025] 根据本发明一实施例，所述双摄像头光学模组放置在所述平视显示器系统的后方70㎝的位置处。

[0026] 本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

[0027] 1)本发明提供的一种平视显示器系统中双目视差的检测方法使用双摄像头模组能够模拟人眼对平视显示器系统进行观察；两个摄像头分别拍摄得到第一检测图像以及第
二检测图像，通过比较两张检测图像上相同标记点的像素差，结合摄像头的视场角以及检
测图像的像素尺寸可精确和快速的计算出平视显示器系统的双目视差。通过对双目视差的
检测，能够对HUD产品成像质量进行客观合理的评价，保证了HUD产品使用的安全性。通过将
两个摄像头平行设置，两个摄像头的测试方向一致，减少了双摄像头模组测试时的系统误
差。

[0028] 2)将双摄像头光学模组中的其中一个摄像头的标定图像的中心和平视显示器系统的测试图像的中心对齐能够对双摄像头模组的安装位置进行校准，减少测量误差。

[0029] 3)测试图像为十字线图像，并且将十字线图像的中心原点作为标记点能够方便计算机计算第一检测图像上的特征点和第二检测图像上的特征点之间的水平像素差以及垂
直像素差。

[0030] 4)将双摄像头光学模组设置在平视显示器系统的后方70㎝的位置处符合实际使用情况下驾驶员和HUD系统的大致距离，所得到的双目视差更加准确。

附图说明

[0031] 图1为本发明的一种平视显示器系统中双目视差的检测方法的流程图；

[0032] 图2为本发明的另一种平视显示器系统中双目视差的检测方法的流程图；

[0033] 图3为本发明的一种平视显示器系统中双目视差的检测方法使用的测试图像；

[0034] 图4为本发明的一种平视显示器系统中双目视差的检测方法中图像叠加处理后特征点位置处的局部放大图；

[0035] 图5为本发明的一种平视显示器系统中双目视差的检测方法中计算水平视差角的辅助说明图。

具体实施方式

[0036] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种平视显示器系统中双目视差的检测方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

[0037] 参看图1，在一个实施例中，一种平视显示器系统中双目视差的检测方法，包括如下步骤：

[0038] S1：设置双摄像头光学模组，双摄像头模组用以模拟人的双眼，双摄像头模组中的两个摄像头平行设置；具体地，双摄像头模组中的两个摄像头的距离为60～70㎜，用于模拟
真实人眼的瞳距；优选双摄像头模组中的两个摄像头的距离为65㎜；

[0039] S2：将双摄像头光学模组放置在平视显示器系统的后方；

[0040] S3：使用双摄像头光学模组中的两个摄像头分别拍摄平视显示器系统的测试图像，分别记为第一检测图像、第二检测图像；

[0041] S4：计算出第一检测图像和第二检测图像的位置关系，根据位置关系计算出水平视差角和垂直视差角；

[0042] 其中，步骤S4包括：

[0043] S41：以测试图像的第一边缘为基准，对第一检测图像和第二检测图像作叠加处理，即将第一边缘在第一检测图像上对应的边缘和第一边缘在第二检测图像上对应的边缘
进行对齐；

[0044] S42：计算第一检测图像上的特征点和第二检测图像上的特征点之间的水平像素差以及垂直像素差，第一检测图像上的特征点和第二检测图像上的特征点在测试图像上为
同一位置点，记为标记点；

[0045] S43：根据水平像素差、摄像头的水平视场角以及第一检测图像或第二检测图像的水平像素尺寸计算出水平视差角；

[0046] S44：根据垂直像素差、摄像头的垂直视场角以及第一检测图像或第二检测图像的垂直像素尺寸计算出垂直视差角。

[0047] 具体地，参看图2，测试图像为十字线图像，标记点为十字线图像的中心原点。测试图像为十字线图像，并且将十字线图像的中心原点作为标记点能够方便计算机计算第一检
测图像上的特征点和第二检测图像上的特征点之间的水平像素差以及垂直像素差。参看图
4，水平像素差为第一检测图像和第二检测图像中特征点之间的水平像素距离，垂直像素差
为第一检测图像和第二检测图像中特征点之间的垂直像素距离。参看图5，其中m为水平像
素差，A为水平像素尺寸，α为摄像头的水平视场角的二分之一，β为需要计算的水平视差角，
根据图中三角形的关系可知：

[0048] 由此可求得水平视差角β。

[0049] 同理可求得垂直视差角。

[0050] HUD系统的双目视差是评价HUD产品质量的一项关键参数，当双目视差比较大时，人眼需要反复对焦，容易造成车辆驾驶员视觉疲劳，在车辆行驶过程中可能会出现危险。本
实施例提供的一种平视显示器系统中双目视差的检测方法使用双摄像头模组能够模拟人
眼对平视显示器系统进行观察；两个摄像头分别拍摄得到第一检测图像以及第二检测图
像，通过比较两张检测图像上相同标记点的像素差，结合摄像头的视场角以及检测图像的
像素尺寸可精确和快速的计算出平视显示器系统的双目视差。通过对双目视差的检测，能
够对HUD产品质量进行客观合理的评价，保证了HUD产品使用的安全性。可以理解，进行双目
视差检测时，并不需要考虑人眼的转动，两个摄像头的测试方向相一致才能够保证检测结
果的准确性。通过将两个摄像头平行设置，减少了双摄像头模组测试时的系统误差。

[0051] 进一步地，参看图3，步骤S2和S3之间还包括：将双摄像头光学模组中的其中一个摄像头的标定图像的中心和平视显示器系统的测试图像的中心对齐。可以理解，双摄像头
光学模组需要安装在测试平台上，为了减少测量误差，需要对双摄像头模组的安装位置进
行校准。将双摄像头光学模组中的其中一个摄像头的标定图像的中心和平视显示器系统的
测试图像的中心对齐能够对双摄像头模组的安装位置进行校准，减少测量误差。为了模拟
HUD真实使用时人眼的观察情况，需要将双摄像头光学模组放置在实际使用情况下驾驶员
和HUD系统的位置距离处，优选双摄像头光学模组设置在平视显示器系统的后方70㎝的位
置处。将双摄像头光学模组设置在平视显示器系统的后方70㎝的位置处符合实际使用情况
下驾驶员和HUD系统的大致距离，所得到的双目视差更加准确。

[0052] 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范
围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。