一种空气全息投影成像的穿戴系统及方法

技术领域

本发明涉及全息投影技术领域，具体为一种空气全息投影成像的穿戴系统及方法。

背景技术

现在很多行业都会用到投影机，不管是看电影娱乐还是办公演讲，投影机又称投影仪，目前投影技术日新月异，随着科技的发展，投影行业也发展到了一个至高的领域，主要通过三色投影光机和720P片解码技术，把传统庞大的投影机精巧化、便携化、微小化，娱乐化、实用化，使投影技术更加贴近生活，商务和娱乐领域。

目前市场上的空气成像产品的成像平面皆为固定位置和角度，体积较大不便于携带和人机互动，使用十分不便，故而提出一种空气全息投影成像的穿戴系统及方法，以解决上述提出的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种空气全息投影成像的穿戴系统及方法，具备体积小，便于携带且适配范围广的优点，解决了目前市场上的空气成像产品的成像平面皆为固定位置和角度，体积较大不便于携带和人机互动，使用十分不便的问题。

(二)技术方案

为实现上述备体积小，便于携带且适配范围广的目的，本发明提供如下技术方案：一种空气全息投影成像的穿戴系统，所述穿戴系统包括量子计算机处理模块、信息存储模块、信息处理模块、监测定位模块、数据采集模块、声控动作捕捉传感模块、成像位置调节模块、人机交互模块、视差补偿单元，所述量子计算机处理模块，能够采集范围内检测对象的数据，通过计算使用人左右眼的视觉差值，并通过视觉差值调整空气中的成像位置，从而更便于实现人机互动；所述信息存储模块，用于记录和检测用户的原始数据，对左右眼视差补偿后的数据进行储存，从而使虚拟屏幕响应速度更快；所述监测定位模块，能够采集预设范围内，交流对象的相关信息，追踪使用人通孔，将视觉信息反馈给所述量子计算机处理模块，并通过所述量子计算机处理模块驱动所述信息处理模块，计算出使用人左右眼视觉差值；所述声控动作捕捉传感模块，通过声控动作捕捉传感模块，进一步确定使用人的声音和动作，实现人机交互；所述成像位置调节模块，所述量子计算机处理模块根据所述信息处理模块计算的数据，对成像位置进行调整。

优选的，所述量子计算处理器会采集预设范围内检测和交流的对象，计算出角度参数和位置参数，并将采集到的角度参数和位置作为目标值，以确定投影具体位置。

优选的，通过所述监测定位模块对使用人瞳孔进行追踪，初步确定视觉差值，并通过所述视差补偿单元进行视觉补偿。

优选的，所述视差补偿单元包括视差计算模块、图像视差补偿模块、双目渲染模块、适配视差同步矩阵模块和校对模块。

优选的，所述视差计算模块，用于对初始用户进行双目渲染适配，得到对应用户的专属适配视差同步矩阵，图像视差补偿模块，用于将用户的专属适配视差同步矩阵作为虚拟主动视差补偿的剪裁因子，将一副完整的图像剪裁成左右眼组合，使左右眼对应的取景框中图像分别适配左右眼。

优选的，所述双目渲染模块，用于将同一个单目摄像分视的图像预渲染在下一场的等待叠加画布上，并根据固定时序的周期，将固定好的周期储存至所述信息存储模块。

优选的，所述适配视差同步矩阵模块，通过用户的适配反馈获得每个区域最佳视差矫正的参数和视力范围，生成该用户的适配视差同步矩阵，并由所述信息存储模块进行记录，加快响应速度。

优选的，所述校对模块，根据佩戴者的感观舒适反应自动生成适合用户自己双眼的主动视差补偿标准，将基于该主动视差补偿标准作为后续每组视图的最佳拟合调校标准。

优选的，所述成像系统包括激光光源、分光镜、反射镜、光束扩散透镜、相板、正弦光栅、微分定制器和虚拟屏幕；

所述激光光源的激光束通过快门后，经过所述分光镜分为两束；

所述分光镜分成的两束光，透射的一束经所述光束扩散透镜扩散后，作为参考光投射到所述第一相板上，反射的一束经所述反射镜反射，经过所述正弦光栅，上色后再经过物体的漫反射作为物光束也投射到所述第二相板上。整个光路光轴在同一个水平面上，光束通过各元件中心，并最终由所述虚拟屏幕投射出即可。

一种空气全息投影成像的穿戴方法，其使用方法步骤如下：

S1首先通过量子计算处理器会通过监测定位模块采集预设范围内检测和交流的对象，并通过所述数据采集模块储存的数据，由所述量子计算机处理模块计算出角度参数和位置参数，并采集到的角度参数和位置作为目标值；

S2然后通过所述视差补偿单元，计算出采集和显示出现的差值，并进行补偿；

S3将最佳视差数据通过所述信息存储模块进行固定，从而加速虚拟屏幕响应；

S4然后根据视觉差值得到空气中成像投影位置调节的驱动，根据目标值和差值调节空气成像投影的位置，更好的匹配用户观察和互动的视角要求，并提高智能化程度；

S5最后可以使用交互技术和软件来实现人与投影图像之间的交互效果，或者用摄像机捕捉光线变化，用计算机设备分析和控制投影的内容图像，达到交互效果也可传感器用来感知肢体的变化，以达到互动的效果。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种空气全息投影成像的穿戴系统及方法，具备以下有益效果：

1、该空气全息投影成像的穿戴系统及方法，通过设置量子计算机处理模块，能够采集范围内检测对象的数据，通过计算使用人左右眼的视觉差值，并通过视觉差值调整空气中的成像位置，从而更便于实现人机互动，通过所述监测定位模块对使用人瞳孔进行追踪，初步确定视觉差值，并通过所述视差补偿单元进行视觉补偿，通过设置视差补偿单元，视差补偿单元包括视差计算模块、图像视差补偿模块、双目渲染模块、适配视差同步矩阵模块和校对模块，。

2、该空气全息投影成像的穿戴系统及方法，通过设置视差计算模块，用于对初始用户进行双目渲染适配，得到对应用户的专属适配视差同步矩阵，通过设置图像视差补偿模块，用于将用户的专属适配视差同步矩阵作为虚拟主动视差补偿的剪裁因子，将一副完整的图像剪裁成左右眼组合，使左右眼对应的取景框中图像分别适配左右眼，通过设置双目渲染模块，用于将同一个单目摄像分视的图像预渲染在下一场的等待叠加画布上，并根据固定时序的周期，将固定好的周期储存至所述信息存储模块，通过设置适配视差同步矩阵模块，通过用户的适配反馈获得每个区域最佳视差矫正的参数和视力范围，生成该用户的适配视差同步矩阵，并由所述信息存储模块进行记录，加快响应速度。

附图说明

图1为本发明成像穿戴系统控制示意图；

图2为本发明视差补偿系统示意图；

图3为本发明全息成像系统示意图；

图4为本发明成像穿戴方法示意图；

图5为本发明空气中成像投影示意图；

图6为本发明虚像视差产生原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种空气全息投影成像的穿戴系统，所述穿戴系统包括量子计算机处理模块、信息存储模块、信息处理模块、监测定位模块、数据采集模块、声控动作捕捉传感模块、成像位置调节模块、人机交互模块、视差补偿单元，所述量子计算机处理模块，能够采集范围内检测对象的数据，通过计算使用人左右眼的视觉差值，并通过视觉差值调整空气中的成像位置，从而更便于实现人机互动；所述信息存储模块，用于记录和检测用户的原始数据，对左右眼视差补偿后的数据进行储存，从而使虚拟屏幕响应速度更快；所述监测定位模块，能够采集预设范围内，交流对象的相关信息，追踪使用人通孔，将视觉信息反馈给所述量子计算机处理模块，并通过所述量子计算机处理模块驱动所述信息处理模块，计算出使用人左右眼视觉差值；所述声控动作捕捉传感模块，通过声控动作捕捉传感模块，进一步确定使用人的声音和动作，实现人机交互；所述成像位置调节模块，所述量子计算机处理模块根据所述信息处理模块计算的数据，对成像位置进行调整。

在图1、图2和图3中，所述量子计算处理器会采集预设范围内检测和交流的对象，计算出角度参数和位置参数，并将采集到的角度参数和位置作为目标值，以确定投影具体位置。

在本实施例中，量子计算机处理模块，能够采集范围内检测对象的数据，量子级计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置，当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机，量子级计算机处理器是量子计算机中的核心部件，量子计算机依靠它进行高速运算、处理量子信息。

在图1和图2中，通过所述监测定位模块对使用人瞳孔进行追踪，初步确定视觉差值，并通过所述视差补偿单元进行视觉补偿。

在本实施例中，通过监测定位模块和声控动作捕捉传感模块对使用人位置进行确定，从而方便调整成像位置。

在图1、图4和图6中，所述视差补偿单元包括视差计算模块、图像视差补偿模块、双目渲染模块、适配视差同步矩阵模块和校对模块。

在本实施例中，通过视差计算模块，用于对初始用户进行双目渲染适配，得到对应用户的专属适配视差同步矩阵，图像视差补偿模块，用于将用户的专属适配视差同步矩阵作为虚拟主动视差补偿的剪裁因子，将一副完整的图像剪裁成左右眼组合，使左右眼对应的取景框中图像分别适配左右眼。

通过双目渲染模块，用于将同一个单目摄像分视的图像预渲染在下一场的等待叠加画布上，并根据固定时序的周期，将固定好的周期储存至所述信息存储模块。

通过适配视差同步矩阵模块，通过用户的适配反馈获得每个区域最佳视差矫正的参数和视力范围，生成该用户的适配视差同步矩阵，并由所述信息存储模块进行记录，加快响应速度。

并且通过，所述校对模块，根据佩戴者的感观舒适反应自动生成适合用户自己双眼的主动视差补偿标准，将基于该主动视差补偿标准作为后续每组视图的最佳拟合调校标准。

在图2、图3和图6中，所述成像系统包括：

所述成像系统包括激光光源、分光镜、反射镜、光束扩散透镜、相板、正弦光栅、微分定制器和虚拟屏幕；

所述激光光源的激光束通过快门后，经过所述分光镜分为两束；

所述分光镜分成的两束光，透射的一束经所述光束扩散透镜扩散后，作为参考光投射到所述第一相板上，反射的一束经所述反射镜反射，经过所述正弦光栅，上色后再经过物体的漫反射作为物光束也投射到所述第二相板上。整个光路光轴在同一个水平面上，光束通过各元件中心，并最终由所述虚拟屏幕投射出即可。

在本实施例中，射出的激光通过分光镜、反射镜、光束扩散透镜、相板、正弦光栅、微分定制器的分束和反射最终由虚拟屏幕投射出画面，从而达到体积小，便于携带，节约空间及适配性高的目的。

综上所述，该空气全息投影成像的穿戴方法，在使用时，首先通过量子计算处理器会通过监测定位模块采集预设范围内检测和交流的对象，并通过所述数据采集模块储存的数据，由所述量子计算机处理模块计算出角度参数和位置参数，并采集到的角度参数和位置作为目标值，然后通过所述视差补偿单元，计算出采集和显示出现的差值，并进行补偿，将最佳视差数据通过所述信息存储模块进行固定，从而加速虚拟屏幕响应，然后根据视觉差值得到空气中成像投影位置调节的驱动，根据目标值和差值调节空气成像投影的位置，更好的匹配用户观察和互动的视角要求，并提高智能化程度，最后可以使用交互技术和软件来实现人与投影图像之间的交互效果，或者用摄像机捕捉光线变化，用计算机设备分析和控制投影的内容图像，达到交互效果也可传感器用来感知肢体的变化，以达到互动的效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。