CN107687932B - 头戴式显示设备延迟的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种头戴式显示设备延迟的检测方法，包括以下步骤：将头戴式显示设备固定于设备支架，所述设备支架以预设的角速度沿轴向旋转；通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度；根据预设时间周期内，所述设备支架旋转角度及所述传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度，确定所述头戴式显示设备的延迟。本发明同时提供一种头戴式显示设备延迟的检测装置。本发明头戴式显示设备延迟的检测方法及装置，能够有效提高头戴式显示设备延迟的检测效率和检测精度，适用于头戴式虚拟现实设备的延迟检测。

Description

头戴式显示设备延迟的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机视觉与人工智能技术领域，尤其涉及一种头戴式显示设备延迟的检测方法及装置。

背景技术

虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)，通过计算机图形学、机器视觉技术、人工智能技术等技术构造出一个模拟现实的模型并实现人机交互，产生和现实世界中相同的反馈信息，以达到进入虚拟世界中的效果，使用户得到与真实世界中同样的感官体验。

目前，延迟是虚拟现实技术面临的主要技术问题之一。延迟造成视景存在不连续或失真现象，使用户感觉到的虚拟环境不够真实。另外，延迟的存在造成用户长时间会产生恶心、头晕等不适感。不适感的产生主要由感觉冲突引起，其中最主要的是视觉感觉冲突。视觉感觉冲突主要是由于存在传感器跟踪延迟、视景计算和显示的延迟、传输延迟等造成。其中，传感器跟踪延迟是造成***延迟的一个主要部分。对于高质量的虚拟现实***的用户体验而言，最重要的是用户头部物理移动与头盔上实时刷新图像到达用户眼睛之间的延迟时间。因此，准确检测头戴式显示设备的延迟是判断头戴式虚拟现实设备的品质，以及解决头戴式虚拟现实设备延迟问题过程中，需要首先解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种头戴式显示设备延迟的检测方法及装置，通过将待检测的头戴式显示设备固定于以预设角速度旋转的设备支架，通过摄像机记录设备支架的旋转角度以及通过头戴式显示设备内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，计算确定所述头戴式显示设备的延迟时间，有效地提高了头戴式显示设备延迟的检测效率和检测精度，尤其适用于头戴式虚拟现实设备的延迟检测。

有鉴于此，本发明一方面提供一种头戴式显示设备延迟的检测方法，包括 以下步骤：将头戴式显示设备固定于设备支架，所述设备支架以预设的角速度沿轴向旋转；通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度；根据预设时间周期内，所述设备支架旋转角度及所述传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度，确定所述头戴式显示设备的延迟。

优选地，所述将头戴式显示设备固定于设备支架，所述设备支架以预设的角速度沿轴向旋转的步骤，还包括：以所述设备支架的轴心为中心，在所述设备支架轴心的预设距离处环向设置第一角度标识，标示所述设备支架的旋转角度。

优选地，所述通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度的步骤，还包括：所述头戴式显示设备的屏幕中显示第二角度标识，标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度。

优选地，所述根据预设时间周期内，所述设备支架旋转角度及所述传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度，确定所述头戴式显示设备的延迟的步骤，具体为：通过第一摄像机实时采集所述第一角度标识的图像；通过第二摄像机实时采集所述第二角度标识的图像；根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟。

优选地，所述根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟的步骤，具体为：识别所述预设时间周期内某一时间点对应的所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，得到所述时间点对应的第一角度标识与第二角度标识，计算所述头戴式显示设备的延迟；或者，识别所述预设时间周期内多个离散时间点对应的第一角度标识的图像与第二角度标识的图像，得到所述多个离散时间点分别对应的第一角度标识与第二角度标识，通过分别计算所述多个时间点对应的所述头戴式显示设备的延迟均值，确定所述头戴式显示设备的延迟。

本发明另一方面提供一种头戴式显示设备延迟的检测装置，包括设备支架、第一摄像机、第二摄像机及延迟计算模块，其特征在于：所述设备支架固定头戴式显示设备，以预设的角速度沿轴向旋转；所述头戴式显示设备，通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度；所述第一摄像机实时采集第一角度标识的图像，所述第一角度标识标示所述设备支架的旋转角度；所述第二摄像机实时采集第二角度标识的图像，所述第二角度标识标示所述传感器检测的所述 头戴式显示设备的旋转角度；所述延迟计算模块，根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟。

优选地，所述头戴式显示设备延迟的检测装置，还包括：所述设备支架轴心的预设距离处，以所述设备支架的轴心为中心，环向设置第一角度标识，标示所述设备支架的旋转角度。

优选地，所述头戴式显示设备延迟的检测装置，还包括：所述头戴式显示设备的屏幕中显示第二角度标识，标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度。

优选地，所述延迟计算模块，还用于：识别所述预设时间周期内某一时间点对应的所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，得到所述时间点对应的第一角度标识与第二角度标识，计算所述头戴式显示设备的延迟；或者，识别所述预设时间周期内多个离散时间点对应的第一角度标识的图像与第二角度标识的图像，得到所述多个离散时间点分别对应的第一角度标识与第二角度标识，通过分别计算所述多个时间点对应的所述头戴式显示设备的延迟均值，确定所述头戴式显示设备的延迟。

本发明头戴式显示设备延迟的检测方法及装置，通过将待检测的头戴式显示设备固定于以预设角速度旋转的设备支架，通过摄像机记录设备支架的旋转角度，以及通过头戴式显示设备内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，通过摄像机记录所述头戴式显示设备的旋转角度，计算确定所述头戴式显示设备的延迟时间。本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测方法及装置，能够有效提高头戴式显示设备延迟的检测效率和检测精度，适用于头戴式虚拟现实设备的延迟检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1示出了本发明第一实施例的头戴式显示设备延迟的检测方法的流程示意图；

图2示出了本发明第二实施例的头戴式显示设备延迟的检测装置的结构示意图；

图3示出了本发明第二实施例的头戴式显示设备延迟的检测装置的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，这仅仅是本发明的一些实施例，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

图1示出了本发明第一实施例的头戴式显示设备延迟的检测方法的流程示意图。

根据本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测方法，如图1所示，包括：步骤S101，将头戴式显示设备固定于设备支架，所述设备支架以预设的角速度沿轴向旋转；步骤S102，通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度；步骤S103，根据预设时间周期内，所述设备支架旋转角度及所述传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度，确定所述头戴式显示设备的延迟。

本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测方法，将头戴式显示设备固定于以预设角速度沿轴向360°旋转的设备支架，设备支架带动头戴式显示设备以预设的角速度沿轴向进行旋转，头戴显示设备通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，记录预设时间周期内，设备支架带动头戴显示设备旋转的角度以及头戴显示设备通过传感器检测到的所述头戴式显示设备的旋转角度，计算确定所述头戴式显示设备的延迟。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤S101，还包括：以所述设备支架的轴心为中心，在所述设备支架轴心的预设距离处环向设置第一角度标识，标示所述设备支架的旋转角度。具体地，以所述设备支架的轴心为中心，在距离设备支架的轴心1.5米处环向设置一物理角度标识盘，所述物理角度标识盘以预设 角度值进行刻度标识，例如，所述物理角度标识盘上以1°为刻度间隔匀均分布360个刻度标识。根据设备支架沿轴向旋转的角度，所述物理角度标识盘中标示对应的角度值。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤S102，还包括：所述头戴式显示设备的屏幕中显示第二角度标识，标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度。具体地，头戴式显示设备中预先安装一应用程序，所述应用程序通过传感器检测头戴式显示设备的旋转角度，并在头戴式显示设备的屏幕中显示第二角度标识，所述第二角度标识可以是一数字角度标识盘，所述数字角度标识盘以预设角度值进行刻度标识，例如，所述数字角度标识盘以1°为刻度间隔匀均分布360个刻度标识。根据传感器检测到的头戴式显示设备的旋转角度，在所述数字角度标识盘中标示对应的角度值。进一步地，进行头戴式显示设备延迟的检测前，预先设置所述数字角度标识盘与所述物理角度标识盘的标示的角度数值一致。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤S103，具体为：通过第一摄像机实时采集所述第一角度标识的图像；通过第二摄像机实时采集所述第二角度标识的图像；根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟。具体地，第一摄像机实时采集物理角度标识盘的图像，第一摄像机的图像采集帧率不小于120帧/秒。第二摄像机对接头戴式显示设备的目镜，实时采集数字角度标识盘的图像。根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述第二摄像机镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离，例如，25mm。第二摄像机的图像采集帧率不小于120帧/秒。进一步地，所述第一摄像机和所述第二摄像机通过Y型分束合束器连接显示设备，所述显示设备中显示所述第一摄像机实时采集的物理角度标识盘的图像以及所述第二摄像机采集的数字角度标识盘的图像。提取预设的时间周期内某一时间点对应的物理角度标识盘的图像以及数字角度标识盘的图像，通过识别确定物理角度标识盘标示的角度值a以及数字角度标识盘标示的角度值b，根据所述设备支架的旋转角速度m度/秒，通过以下表达式计算确定所述头戴式显示设备的延迟。

(a-b)÷m

在上述技术方案中，进一步地，所述根据预设时间周期内所述第一角度标 识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟的步骤，还包括：识别所述预设时间周期内多个离散时间点对应的第一角度标识的图像与第二角度标识的图像，得到所述多个离散时间点分别对应的第一角度标识与第二角度标识，通过分别计算所述多个时间点对应的所述头戴式显示设备的延迟均值，确定所述头戴式显示设备的延迟。具体地，提取预设的时间周期内多个离散时间点对应的物理角度标识盘的图像以及数字角度标识盘的图像，通过识别确定多个离散时间点中每一个时间点T_i对应的物理角度标识盘标示的角度值a_i以及数字角度标识盘标示的角度值b_i，根据所述设备支架的旋转角速度m度/秒，通过以下表达式计算所述头戴式显示设备在时间点T_i的延迟，根据所述头戴式显示设备在多个离散时间点的延迟均值，确定所述头戴式显示设备的延迟。

(a_i-b_i)÷m

本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测方法，通过将待检测的头戴式显示设备固定于以预设角速度旋转的设备支架，通过摄像机记录设备支架的旋转角度，以及通过头戴式显示设备内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，通过摄像机记录所述头戴式显示设备的旋转角度，计算确定所述头戴式显示设备的延迟时间。本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测方法，能够有效提高头戴式显示设备延迟的检测效率和检测精度，适用于头戴式虚拟现实设备的延迟检测。

实施例二

图2示出了本发明第二实施例的头戴式显示设备延迟的检测装置的结构示意图。根据本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测装置100，如图2所示，包括：设备支架101、第一摄像机102、第二摄像机103及延迟计算模块104，如图3所示，设备支架101固定头戴式显示设备，以预设的角速度沿轴向旋转；头戴式显示设备通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度；第一摄像机102实时采集第一角度标识的图像，所述第一角度标识标示所述设备支架101的旋转角度；第二摄像机103实时采集第二角度标识的图像，所述第二角度标识标示所述传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度；延迟计算模块104，根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定 所述头戴式显示设备的延迟。

本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测装置，设备支架固定头戴式显示设备，带动头戴式显示设备以预设的角速度沿轴向进行360°旋转，头戴显示设备通过内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度。通过第一摄像机和第二摄像机分别记录预设时间周期内，设备支架带动头戴显示设备旋转的角度以及头戴显示设备通过内部传感器检测到的所述头戴式显示设备的旋转角度，计算确定所述头戴式显示设备的延迟。

在上述技术方案中，优选地，还包括：所述设备支架101轴心的预设距离处，以所述设备支架101的轴心为中心，环向设置第一角度标识，标示所述设备支架101的旋转角度。具体地，以所述设备支架101的轴心为中心，在距离设备支架101的轴心1.5米处环向设置一物理角度标识盘，所述物理角度标识盘以预设角度值进行刻度标识，例如，所述物理角度标识盘上以1°为刻度间隔匀均分布360个刻度标识。根据设备支架101沿轴向旋转的角度，所述物理角度标识盘中标示对应的角度值。

在上述技术方案中，优选地，还包括：所述头戴式显示设备的屏幕中显示第二角度标识，标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度。具体地，头戴式显示设备中预先安装一应用程序，所述应用程序通过传感器检测头戴式显示设备的旋转角度，并在头戴式显示设备的屏幕中显示第二角度标识，所述第二角度标识可以是一数字角度标识盘，所述数字角度标识盘以预设角度值进行刻度标识，例如，所述数字角度标识盘以1°为刻度间隔匀均分布360个刻度标识。所述应用程序根据传感器检测到的头戴式显示设备的旋转角度，在所述数字角度标识盘中标示对应的角度值。进一步地，进行头戴式显示设备延迟的检测前，预先设置所述数字角度标识盘与所述物理角度标识盘的标示的角度数值一致。

在上述技术方案中，优选地，第一摄像机102实时采集所述第一角度标识的图像；通过第二摄像机103实时采集所述第二角度标识的图像；根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟。具体地，第一摄像机102实时采集物理角度标识盘的图像，第一摄像机102的图像采集帧率不小于120帧/秒。第二摄像机103对接头戴式显示设备的目镜，实时采集数字角度标识盘的图像。根据被检测的头戴式显示 设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述第二摄像机103镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离，例如，25mm。第二摄像机103的图像采集帧率不小于120帧/秒。进一步地，所述第一摄像机102和所述第二摄像机103通过Y型分束合束器连接显示设备，所述显示设备中显示所述第一摄像机102实时采集的物理角度标识盘的图像以及所述第二摄像机103采集的数字角度标识盘的图像。提取预设的时间周期内某一时间点对应的物理角度标识盘的图像以及数字角度标识盘的图像，通过识别确定物理角度标识盘标示的角度值a以及数字角度标识盘标示的角度值b，根据所述设备支架101的旋转角速度m度/秒，通过以下表达式计算确定所述头戴式显示设备的延迟。

(a-b)÷m

在上述技术方案中，优选地，所述延迟计算模块104，还用于：识别所述预设时间周期内多个离散时间点对应的第一角度标识的图像与第二角度标识的图像，得到所述多个离散时间点分别对应的第一角度标识与第二角度标识，通过分别计算所述多个时间点对应的所述头戴式显示设备的延迟均值，确定所述头戴式显示设备的延迟。具体地，提取预设的时间周期内多个离散时间点对应的物理角度标识盘的图像以及数字角度标识盘的图像，通过识别确定多个离散时间点中每一个时间点T_i对应的物理角度标识盘标示的角度值a_i以及数字角度标识盘标示的角度值b_i，根据所述设备支架的旋转角速度m度/秒，通过以下表达式计算所述头戴式显示设备在时间点T_i的延迟，根据所述头戴式显示设备在多个离散时间点的延迟均值，确定所述头戴式显示设备的延迟。

(a_i-b_i)÷m

本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测装置，通过将待检测的头戴式显示设备固定于以预设角速度旋转的设备支架，通过摄像机记录设备支架的旋转角度，以及通过头戴式显示设备内部传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，通过摄像机记录所述头戴式显示设备的旋转角度，计算确定所述头戴式显示设备的延迟时间。本发明实施例的头戴式显示设备延迟的检测装置，能够有效提高头戴式显示设备延迟的检测效率和检测精度，适用于头戴式虚拟现实设备的延迟检测。

再次声明，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明可以扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种头戴式显示设备延迟的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将头戴式显示设备固定于设备支架，所述设备支架以预设的角速度沿轴向旋转，以所述设备支架的轴心为中心，在所述设备支架轴心的预设距离处环向设置第一角度标识，标示所述设备支架的旋转角度；

通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，所述头戴式显示设备的屏幕中显示第二角度标识，标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度；

通过第一摄像机实时采集所述第一角度标识的图像；

通过第二摄像机实时采集所述第二角度标识的图像，并根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离，确定所述第二摄像机镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离；

根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示设备延迟的检测方法，其特征在于，所述根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟的步骤，具体为：

识别所述预设时间周期内某一时间点对应的所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，得到所述时间点对应的第一角度标识与第二角度标识，计算所述头戴式显示设备的延迟；或者，

识别所述预设时间周期内多个离散时间点对应的第一角度标识的图像与第二角度标识的图像，得到所述多个离散时间点分别对应的第一角度标识与第二角度标识，通过分别计算所述多个离散时间点对应的所述头戴式显示设备的延迟均值，确定所述头戴式显示设备的延迟。

3.一种头戴式显示设备延迟的检测装置，包括：设备支架、第一摄像机、第二摄像机及延迟计算模块，其特征在于：

所述设备支架固定头戴式显示设备，以预设的角速度沿轴向旋转，所述设备支架轴心的预设距离处，以所述设备支架的轴心为中心，环向设置第一角度标识，标示所述设备支架的旋转角度；

所述头戴式显示设备，通过传感器检测所述头戴式显示设备的旋转角度，所述头戴式显示设备的屏幕中显示第二角度标识，标示所述头戴式显示设备的传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度；

所述第一摄像机实时采集第一角度标识的图像，所述第一角度标识标示所述设备支架的旋转角度；

所述第二摄像机实时采集第二角度标识的图像，所述第二角度标识标示所述传感器检测的所述头戴式显示设备的旋转角度，且所述第二摄像机镜头与所述头戴式显示设备的目镜的距离根据被检测的头戴式显示设备设计规格中用户眼睛与目镜的距离所确定；

所述延迟计算模块，根据预设时间周期内所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，确定所述头戴式显示设备的延迟。

4.根据权利要求3所述的头戴式显示设备延迟的检测装置，其特征在于，所述延迟计算模块，还用于：

识别所述预设时间周期内某一时间点对应的所述第一角度标识的图像与所述第二角度标识的图像，得到所述时间点对应的第一角度标识与第二角度标识，计算所述头戴式显示设备的延迟；或者，

识别所述预设时间周期内多个离散时间点对应的第一角度标识的图像与第二角度标识的图像，得到所述多个离散时间点分别对应的第一角度标识与第二角度标识，通过分别计算所述多个离散时间点对应的所述头戴式显示设备的延迟均值，确定所述头戴式显示设备的延迟。

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