[发明专利]一种头戴显示设备的测试装置及方法

权利要求书

1.一种头戴显示设备的测试装置，其特征在于它包括标定装置、头戴显示设备调校装置、图像接收系统、图像处理系统及导轨；

图像接收系统，由结构相同的第一物镜和第二物镜，结构相同的第一相机和第二相机，结构相同的第一相机位移平台和第二相机位移平台和底座组成，第一物镜固定在第一相机上，第二物镜固定在第二相机上，第一相机安装在第一相机位移平台上，第二相机安装在第二相机位移平台上，第一相机位移平台和第二相机位移平台固定在底座上，而且第一物镜、第二物镜的光轴相互平行，第一相机和第二相机感光元件的感光面分别与第一物镜和第二物镜的像平面重合，第一相机和第二相机的镜头分别对准头戴显示设备的两个显示模块，调校头戴显示设备的两个显示模块的光轴和第一相机和第二相机所在的光轴共线，第一相机和第二相机设有图像采集卡，图像采集卡将采集到的测试影像上传至图像处理系统进行分析和处理；

标定装置，包括支架和标定板，支架装在固定导轨上，导轨置于两个相机的中间位置，支架放置在相机镜头前方，支架能够沿着垂直于地面方向伸缩调整长度，并能够沿着导轨方向移动到设定位置；

头戴显示设备调校装置，由头戴显示设备位移平台和固定装置组成，头戴显示设备安装在所述的固定装置上，所述固定装置安装在所述的头戴显示设备位移平台上；

图像处理系统，由计算机构成，通过网线与两个相机相连。

2.如权利要求1所述的一种头戴显示设备的测试装置，其特征在于：所述标定板包括印有网格基准图案的标定板a和印有斜正方形阵列基准图案的标定板b。

3.如权利要求1所述的一种头戴显示设备的测试装置，其特征在于：所述的图像处理系统，包括一输入单元、一显示单元、一存储单元及一图像处理单元，所述的该图像处理单元包括影像导入模块、偏移测试模块、视域测试模块、ROI识别处理模块及测试模块，该影像导入模块用于接收输入单元传送的输入信息，在识别该信息后根据输入信息产生一影像导入指令，控制图像接收系统获取头戴显示设备的影像并将所获取的影像显示于显示单元，该偏移测试模块用于标定测试装置和检测头戴显示设备的中心偏移量及双目视轴的夹角，该视域测试模块用于检测头戴显示设备的视域FOV大小，该ROI识别处理模块用于提取视频影像兴趣区域ROI的图像，该测试模块用于根据所确定的FOV和ROI对该头戴显示设备的显示性能进行测量。

4.如权利要求3所述的一种头戴显示设备的测试装置，其特征在于：所述视域测试模块包括一边界点检测子模块及一顶点检测子模块，该边界点检测子模块用于检测所获取影像的边界线的像素、位置及其灰度值，顶点检测子模块用于检测所获取影像的顶点的像素、位置及其灰度值。

5.如权利要求3所述的一种头戴显示设备的测试装置，其特征在于：所述ROI识别处理模块包括ROI识别子模块及ROI处理子模块，所述ROI识别子模块用于识别所获取影像中的ROI，所述ROI处理子模块用于对所获取ROI进行图像处理和分析。

6.如权利要求1至5任一项所述一种头戴显示设备的测试装置的测试方法，其特征在于包括检测头戴显示设备的视域FOV的方法，具体步骤如下：

61)用两根网线将图像接收系统中两个相机的接口与交换机接口相连，并用网线将图像处理系统的计算机与交换机相连；

62)支架沿着导轨方向移动到设定位置，印有网格基准图案的标定板a固定在所述的支架上，调整支架使标定板a中心高度与两个相机之间的中心高度一致；

63)调节第一相机和第二相机的变焦环使两者焦距相等，并使标定板图像整个充满拍摄画面，调节第一相机和第二相机的对焦环，使两者拍摄到的标定板图像清晰，调节第一相机和第二相机的光圈叶片，使两者光圈大小相等画面亮度适中；

64)读取第一相机和第二相机拍摄的画面，获取该画面对角线长度a₀；

65)将待测头戴显示设备安装在头戴显示设备调校装置的固定装置上，调校头戴显示设备的两个显示模块的光轴和第一相机和第二相机所在的光轴共线；

66)检测待测头戴显示设备画面区域边缘位置并获取待测头戴显示设备画面对角线长度a，由该长度a、步骤64)中的对角线长度a₀、第一相机和第二相机的焦距f和第一相机和第二相机画幅尺寸y分别计算得到头戴显示设备的FOV:FOV＝a/a₀*2*arctan(y/2f)。