一種可透視型智能眼鏡及其透視方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能眼鏡技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可透視型智能眼鏡及其透視方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，智能眼鏡逐漸發(fā)展，例如googleglass和愛普生Mover1BT-200智能眼鏡等?，F(xiàn)有的智能眼鏡像智能手機(jī)一樣，具有獨立的操作系統(tǒng)，可以由用戶安裝軟件、游戲等軟件服務(wù)商提供的程序，可通過語音或動作操控完成添加日程、地圖導(dǎo)航、與好友互動、拍攝照片和視頻、與朋友展開視頻通話等功能，并可以通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)接入。
[0003]現(xiàn)有智能眼鏡的缺陷在于:使用者無法通過智能眼鏡透視物體，不便于使用者正確、直觀、形象地了解到物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種可透視型智能眼鏡及其透視方法，旨在解決現(xiàn)有的智能眼鏡無法通過智能眼鏡透視物體，不便于使用者了解物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種可透視型智能眼鏡，包括模型存儲模塊、圖像處理模塊和圖像顯示模塊，所述模型存儲模塊用于存儲目標(biāo)物體的3D模型；所述圖像處理模塊用于根據(jù)使用者的觀察角度識別目標(biāo)物體的外部標(biāo)定，根據(jù)目標(biāo)物體的3D模型找出外部標(biāo)定和內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的相對空間關(guān)系，根據(jù)相對空間關(guān)系生成觀察角度對應(yīng)的目標(biāo)物體內(nèi)部圖像，并通過所述圖像顯示模塊顯示所述內(nèi)部圖像。
[0006]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述圖像處理模塊包括圖像采集單元和關(guān)系建立單元，所述圖像顯示模塊根據(jù)使用者的觀察角度顯示目標(biāo)物體的表面圖像，所述圖像采集單元采集目標(biāo)物體表面圖像，通過特征提取算法識提取出特征點，識別目標(biāo)物體的外部標(biāo)定；所述關(guān)系建立單元根據(jù)目標(biāo)物體的3D模型建立外部標(biāo)定與內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的相對空間關(guān)系，并計算外部標(biāo)定的旋轉(zhuǎn)和位移值。
[0007]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述圖像處理模塊還包括圖像生成單元和圖像覆蓋單元；所述圖像生成單元用于根據(jù)外部標(biāo)定的旋轉(zhuǎn)和位移值生成目標(biāo)物體內(nèi)部圖像并將該圖像投影；所述圖像覆蓋單元用于將投影得到的圖像顯示在圖像顯示模塊中，并將該投影圖像替換目標(biāo)物體的表面圖像。
[0008]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述目標(biāo)物體的3D模型包括目標(biāo)物體的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述外部結(jié)構(gòu)為目標(biāo)物體外部可見部分，包括目標(biāo)物體外部標(biāo)定，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)為目標(biāo)物體內(nèi)部不可見部分，用于透視顯示使用，所述目標(biāo)物體的外部結(jié)構(gòu)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)透視時被透明化處理；所述3D模型的建立方式包括:由目標(biāo)物體的生產(chǎn)廠家提供、根據(jù)目標(biāo)物體的規(guī)格說明書建模或根據(jù)X光、CT和核磁設(shè)備的掃描結(jié)果生成，并導(dǎo)入所述模型存儲模塊中進(jìn)行存儲。
[0009]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述圖像顯示模塊為智能眼鏡顯示屏，圖像顯示方式包括單目顯示或雙目顯示；所述圖像采集單元為智能眼鏡的攝像頭，所述目標(biāo)物體表面圖像的特征點包括目標(biāo)物體外在的自然特征或人工標(biāo)記的圖案特征。
[0010]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述關(guān)系建立單元計算外部標(biāo)定的旋轉(zhuǎn)和位移值的計算方式為:所述圖像處理模塊根據(jù)使用者的觀察角度識別目標(biāo)物體的外部標(biāo)定，根據(jù)目標(biāo)物體的3D模型找出外部標(biāo)定和內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的相對空間關(guān)系，根據(jù)相對空間關(guān)系生成觀察角度對應(yīng)的目標(biāo)物體內(nèi)部圖像具體為:采集外部標(biāo)定圖像，將外部標(biāo)定圖像與已知目標(biāo)物體3D模型的外部標(biāo)定圖像進(jìn)行比對得出觀察視角，從觀察視角對整個目標(biāo)物體進(jìn)行投影，并在所述外部標(biāo)定圖像所在位置進(jìn)行圖像截面操作，用所得截面圖像替換目標(biāo)物體表面圖像由此獲得透視效果。
[0011]本發(fā)明實施例采取的另一技術(shù)方案為:一種可透視型智能眼鏡的透視方法，包括:
[0012]步驟a:根據(jù)真實的目標(biāo)物體建立3D模型，并通過智能眼鏡存所述3D模型；
[0013]步驟b:根據(jù)使用者的觀察角度識別目標(biāo)物體的外部標(biāo)定，根據(jù)目標(biāo)物體3D模型找出外部標(biāo)定與內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的相對空間關(guān)系；
[0014]步驟c:根據(jù)相對空間關(guān)系生成觀察角度對應(yīng)的目標(biāo)物體內(nèi)部圖像，并通過智能眼鏡顯示所述內(nèi)部圖像。
[0015]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述步驟b還包括:計算外部標(biāo)定的旋轉(zhuǎn)和位移值；所述外部標(biāo)定的旋轉(zhuǎn)和位移值的計算方式為:將外部標(biāo)定部分近似考慮為平面，則至少采集4個特征點，將目標(biāo)物體的外部標(biāo)定與已知的外部標(biāo)定進(jìn)行比對變換，建立相對空間關(guān)系時求出3*3的變換矩陣T1 ;預(yù)估人眼所看顯示屏的位置，并計算攝像頭圖像與人眼圖像之間變換的校正矩陣，將變換矩陣T1與已知校正矩陣結(jié)合得到顯示屏所在位置的矩陣T2，求出T2矩陣對應(yīng)的角度和位移值，即為外部標(biāo)定的旋轉(zhuǎn)和位移值。
[0016]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:在所述步驟c中，所述根據(jù)相對空間關(guān)系生成觀察角度對應(yīng)的目標(biāo)物體內(nèi)部圖像，并通過智能眼鏡顯示所述內(nèi)部圖像具體為:根據(jù)夕卜部標(biāo)定的旋轉(zhuǎn)和位移值生成目標(biāo)物體內(nèi)部圖像并將該圖像投影，將投影得到的圖像顯示在智能眼鏡中，并將該投影圖像替換目標(biāo)物體的表面圖像。
[0017]本發(fā)明實施例采取的技術(shù)方案還包括:所述步驟c后還包括:當(dāng)采集到的目標(biāo)物體表面圖像發(fā)生變化時，判斷該圖像與原已識別外部標(biāo)定的圖像是否存在重疊的外部標(biāo)定，如果存在重疊的外部標(biāo)定，在原已識別外部標(biāo)定的圖像的相鄰區(qū)域重新執(zhí)行步驟b，如果不存在重疊的外部標(biāo)定，則對整個圖像重新執(zhí)行步驟b。
[0018]本發(fā)明實施例的可透視型智能眼鏡及其透視方法在不破壞物體表面和整體結(jié)構(gòu)的前提下，通過建立目標(biāo)物體3D模型，使用者佩戴智能眼鏡，智能眼鏡根據(jù)使用者的觀察角度生成觀察角度對應(yīng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，便于使用者正確、直觀、形象地觀測到物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實施例的可透視型智能眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是目標(biāo)物體結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖3是目標(biāo)物體外部觀察效果圖；
[0022]圖4是攝像頭與顯示器位置之間的校正關(guān)系圖；
[0023]圖5是本發(fā)明實施例的可透視型智能眼鏡的透視方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]請參閱圖1，是本發(fā)明實施例的可透視型智能眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例的可透視型智能眼鏡包括模型存儲模塊、圖像顯示模塊和圖像處理模塊；具體地:
[0026]模型存儲模塊用于存儲目標(biāo)物體的3D模型；其中，目標(biāo)物體的3D模型包括目標(biāo)物體的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，外部結(jié)構(gòu)為目標(biāo)物體外部可見部分，包括目標(biāo)物體外部標(biāo)定，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為目標(biāo)物體內(nèi)部不可見部分，用于透視顯示使用，目標(biāo)物體的外部結(jié)構(gòu)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)透視時被透