本发明涉及光学技术领域，更为具体地，涉及一种AR眼镜瞳距测试方法及装置。
背景技术：
AR(Augmented Reality，增强现实)技术是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(例如视学信息、声音等)，通过电脑等科学技术模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。增强现实技术不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。运用AR技术制成的眼镜能够把真实世界与电脑图形重合在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。
AR眼镜目前广泛应用于军工、工程设计、消费电子和医疗等领域，目前主流AR，其投影系统都是由显示模组、光机、镜片及附属配件及支架组成，成像由显示模组透过光机将内容投射到镜片上，再由镜片反射到人眼，从而达到AR增强现实的功能。因此，显示模组、光机及镜片结构的相对组装精度是决定AR成像效果的关键因素，显示模组、光机及镜片自身及装配的公差都会引起瞳距的误差，从而导致图像模糊、图像不完整等，此种情况下若长时间使用AR眼镜，则会导致使用者产生视觉疲劳，从而严重影响使用者的使用体验。
通过上述可知，瞳距测试是衡量AR眼镜性能的重要指标之一，然而，目前在AR眼镜的生产制造过程中，尚没有一种能够有效对AR眼镜的瞳距进行测试的方法及装置，如此则会极大影响AR眼镜的出厂质量。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种AR眼镜瞳距测试方法及装置，以解决目前无法对AR眼镜进行瞳距测试的问题。
本发明提供一种AR眼镜瞳距测试方法，包括：
以投影光轴为相机的初始位置，以预设步长为移动距离控制相机在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动预设距离，并在所移动的预设距离内，以每个预设步长的移动距离为相机的拍摄位置对投影在AR眼镜镜片上的投影图片进行拍摄，获取相应拍摄位置的拍摄图片；
对所获取的拍摄图片进行清晰度分析，获取相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值；
根据所获取的相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值，获取所有拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置；
根据所获取的图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置，确定AR眼镜的瞳距。
此外，优选的方式为：在以预设步长为移动距离控制相机在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动预设距离的过程中，将相机在AR眼镜的瞳距方向上向左移动时的预设步长和预设距离均设置为负值，将相机在瞳距方向上向右移动时的预设步长和预设距离均设置为正值；其中，相机在瞳距方向上向左移动预设距离是指相机从初始位置向AR眼镜镜片的中心线所在的方向移动预设距离；相机在瞳距方向上向右移动预设距离是指相机从初始位置向AR眼镜镜片的边缘所在的方向移动预设距离。
此外，优选的方式为：在获取所有拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置的过程中，以初始位置为原点，以相机的拍摄位置为X轴坐标，以相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值为Y轴坐标进行曲线拟合，获取曲线的顶点坐标；其中，顶点坐标的Y轴坐标值即为所有拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片，顶点坐标的X轴坐标即为图片清晰度值最高的拍摄图片的拍摄位置。
此外，优选的方式为：在根据所获取的图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置，确定AR眼镜的瞳距的过程中，若清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置在预设的测试范围内，则根据预设的投影光轴到AR眼镜镜片的中心线的距离和清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置确定AR眼镜的瞳距；若清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置未在预设的测试范围内，则确定AR眼镜存在装配问题。
此外，优选的方式为：在对所获取的拍摄图片进行清晰度分析，获取相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值的过程中，在拍摄图片中选取图片中心区域和图片四角四个区域作为清晰度分析点；根据每个清晰度分析点的清晰度值确定拍摄图片的图片清晰度值。
此外，优选的方式为：在根据每个清晰度分析点的清晰度值确定拍摄图片的图片清晰度值的过程中，当图片中心区域清晰度分析点的清晰度值均大于图片四角四个区域清晰度分析点的清晰度值，且图片四角四个区域清晰度分析点中的最高清晰度值与图片四角四个区域清晰度分析点中的最低清晰度值的差值小于预设极差时，拍摄图片的图片清晰度值为图片中心区域清晰度分析点与图片四角四个区域清晰度分析点的清晰度值的平均值。
另一方面，本发明提供一种AR眼镜瞳距测试装置，利用上述的AR眼镜瞳距测试方法对AR眼镜的瞳距进行测试，该装置包括测试治具、相机、投影图片生成机构和瞳距分析机构；其中，待测AR眼镜固定在测试治具上，在测试治具上设置有移动机构，相机固定在移动机构上，以投影光轴为相机的初始位置，通过移动机构驱动相机以预设步长在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动预设距离；投影图片生成机构与待测AR眼镜相连，用于控制待测AR眼镜在镜片上生成投影图片，以使相机在相应预设距离内以每个预设步长的移动距离为拍摄位置对所生成的投影图片进行拍摄；瞳距分析机构与相机相连，用于对相机所拍摄的拍摄图片进行清晰度分析，获取拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置，并根据所获取的清晰度值最高的拍摄图片的拍摄位置确定待测AR眼镜的瞳距。
上述本发明提供的AR眼镜瞳距测试方法及装置，以投影光轴为相机的初始位置，以预设步长为移动距离控制相机在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动预设距离，并在所移动的预设距离内，以每个预设步长的移动距离为相机的拍摄位置对投影在AR眼镜镜片上的投影图片进行拍摄，获取相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值；根据获取的相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值，获取所有拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置；然后根据图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置，确定AR眼镜的瞳距。通过本发明能够实现对AR眼镜的瞳距测试，且测试精度高、成本低，具有较高的瞳距测试效率，适合对大批量的AR眼镜的瞳距进行测试。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的瞳距的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的AR眼镜瞳距测试方法的流程图；
图3为根据本发明实施例的AR眼镜瞳距测试装置的结构示意图。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
图中：人眼1、镜片2、投影图片3、镜片中心位置4、投影光轴5、测试治具31、相机32、控制系统33。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
针对前述目前无法对AR眼镜进行瞳距测试的问题，本发明以投影光轴为相机的初始位置，以预设步长为移动距离控制相机在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动预设距离，并在所移动的预设距离内，以每个预设步长的移动距离为相机的拍摄位置对投影在AR眼镜镜片上的投影图片进行拍摄，获取相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值；根据获取的相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值，获取所有拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置；然后根据图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置，确定AR眼镜的瞳距。通过本发明能够实现对AR眼镜的瞳距测试，且测试精度高、成本低，具有较高的瞳距测试效率，适合对大批量的AR眼镜的瞳距进行测试。
在对本发明提供的AR眼镜瞳距测试方法及装置进行说明前，首先对本发明中涉及的一些概念进行说明，为更清楚的描述这些概念，图1示出了根据本发明实施例的瞳距的结构。
如图1所示，AR眼镜生成投影图片3后，由AR眼镜的镜片2反射至人眼1，在人眼1前方生成一个虚像，这个虚像即与眼前的实物融为一体，从而达到AR增强现实的作用。若定义从投影光轴5到镜片中心位置4的距离L1的两倍为AR眼镜的瞳距，那么理想状态下，投影光轴5与人眼光轴是重合的，通过测量投影光轴的位置即可测得AR眼镜的瞳距。
需要说明的是，投影光轴是光机(此处的光机可以是相机、人眼)投影光束的中心线，是垂直于投影图片并穿过投影图片中心点的一条线。
具体地，为说明本发明提供的AR眼镜瞳距测试方法，图2示出了根据本发明实施例的AR眼镜瞳距测试方法的流程。
如图2所示，本发明提供的AR眼镜瞳距测试方法包括：
A210：以投影光轴为相机的初始位置，以预设步长为移动距离控制相机在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动预设距离，并在所移动的预设距离内，以每个预设步长的移动距离为相机的拍摄位置对投影在AR眼镜镜片上的投影图片进行拍摄，获取相应拍摄位置的拍摄图片。
其中，在以预设步长为移动距离控制相机在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动预设距离的过程中，将相机在AR眼镜的瞳距方向上向左移动时的预设步长和预设距离均设置为负值，将相机在瞳距方向上向右移动时的预设步长和预设距离均设置为正值；其中，相机在瞳距方向上向左移动预设距离是指相机从初始位置向AR眼镜镜片的中心线所在的方向移动预设距离；相机在瞳距方向上向右移动预设距离是指相机从初始位置向AR眼镜镜片的边缘所在的方向移动预设距离。
S220：对所获取的拍摄图片进行清晰度分析，获取相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值。
其中，在对所获取的拍摄图片进行清晰度分析，获取相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值的过程中，在拍摄图片中选取图片中心区域和图片四角四个区域作为清晰度分析点；根据每个清晰度分析点的清晰度值确定拍摄图片的图片清晰度值。
进一步地，在根据每个清晰度分析点的清晰度值确定拍摄图片的图片清晰度值的过程中，当图片中心区域清晰度分析点的清晰度值均大于图片四角四个区域清晰度分析点的清晰度值，且图片四角四个区域清晰度分析点中的最高清晰度值与图片四角四个区域清晰度分析点中的最低清晰度值的差值小于预设极差时，拍摄图片的图片清晰度值为图片中心区域清晰度分析点与图片四角四个区域清晰度分析点的清晰度值的平均值。
S230：根据所获取的相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值，获取所有拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置。
其中，在获取所有拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置的过程中，以初始位置为原点，以相机的拍摄位置为X轴坐标，以相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值为Y轴坐标进行曲线拟合，获取曲线的顶点坐标；其中，顶点坐标的Y坐标即为所有拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片，顶点坐标的X轴坐标即为图片清晰度值最高的拍摄图片的拍摄位置。
S240：根据所获取的图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置，确定AR眼镜的瞳距。
其中，在根据所获取的图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置，确定AR眼镜的瞳距的过程中，若清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置在预设的测试范围内，则根据预设的投影光轴到AR眼镜镜片的中心线的距离和清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置确定AR眼镜的瞳距；若清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置未在预设的测试范围内，则确定AR眼镜存在装配问题。
需要说明的是，上述的预设的测试范围需要根据具体的AR眼镜的设计规格以及其所允许的瞳距公差值来定，例如，设定某类型的AR眼镜的投影光轴到镜片中心位置的距离L1的值为30mm，设定该类型的AR眼镜所允许的瞳距公差值为±5mm，那么预设的测试范围的区间则为(25，35)。
下面将结合图1和图2以示例的方式对本发明提供的AR眼镜瞳距测试方法进行详细说明。具体如下：
根据AR眼镜的设计规格，预设的测试范围为(L1+a，L1-a)，其中，L1为AR眼镜的投影光轴到镜片中心位置的距离，a为AR眼镜所允许的瞳距公差值。在对AR眼镜的瞳距进行测试时，首先以投影光轴为相机的初始位置，以k为步长控制相机在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动距离b，其中，b需大于a。
例如，相机在AR眼镜的瞳距方向上向左移动时，在-10mm的距离内以-2mm为步长进行移动拍摄，那么相机在AR眼镜的瞳距方向上向左移动时，相机的拍摄位置有5处，各拍摄位置所对应的移动距离为LC1＝-2mm、LC2＝-4mm、LC3＝-6mm、LC4＝-8mm和LC5＝-10mm；同样的，相机在AR眼镜的瞳距方向上向右移动时，在10mm的距离内以2mm为步长进行移动拍摄，那么相机在AR眼镜的瞳距方向上向右移动时，相机的拍摄位置同样有5处，各拍摄位置所对应的移动距离为RC1＝2mm、RC2＝4mm、RC3＝6mm、RC4＝8mm和RC5＝10mm。
通过相机的移动，所拍摄的拍摄图片会呈现不清晰-清晰-不清晰这一变化过程，通过获取各个拍摄位置所对应的移动距离与该拍摄位置所拍摄的拍摄图片的清晰度值，则可以拟合出一个以相机初始位置为原点，以拍摄位置为X轴，以相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值为Y轴的清晰度曲线，该清晰度曲线类似于抛物线，抛物线顶点的X轴坐标的拍摄位置在(L1+a，L1-a)的范围内，则该AR眼镜的瞳距则为L1与抛物线顶点的X轴坐标的拍摄位置所对应的移动距离之和的两倍。
例如，在上述中，通过曲线拟合发现，拍摄位置所对应的移动距离为LC3时，相机所拍摄的拍摄图片的清晰度值最高，且该拍摄位置在(L1+a，L1-a)的范围内，那么该AR眼镜的瞳距的则为(L1+LC3)*2；若该拍摄位置在(L1+a，L1-a)的范围外，则说明AR眼镜的瞳距的存在问题，需要确认AR眼镜的各关键部件的结构尺寸以及装配的误差等。
进一步地，在对所获取的拍摄图片进行清晰度分析，获取相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值时，在拍摄图片中选取图片中心区域和图片四角四个区域作为清晰度分析点；例如，设拍摄图片的图片中心区域清晰度分析点的清晰度值为P1、图片四角四个区域清晰度分析点的清晰度值分别为P2、P3、P4和P5，根据相机及光机的成像原理可知，图片中心区域清晰度分析点的清晰度值P1最高，因此，在获取相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值的过程中，需要满足P1均大于P2、P3、P4和P5。
此外，为保证投影光轴垂直不歪斜，图片四角四个区域清晰度分析点的清晰度值的极差R需小于K，其中，K为常数，根据AR眼镜的类型来定也就是说，在满足P1均大于P2、P3、P4和P5的前提下，还需要满足P2～P5中的最大值与P2～P5中的最小值的差值R小于K，如此，则能够确定相应拍摄位置的拍摄图片的图片清晰度值为P1～P5的平均值。
与上述方法相对应，本发明提供一种AR眼镜瞳距测试装置，利用上述的AR眼镜瞳距测试方法对AR眼镜的瞳距进行测试。图3示出了根据本发明实施例的AR眼镜瞳距测试装置的结构。
如图3所示，本发明提供的AR眼镜瞳距测试装置包括测试治具31、相机32、投影图片生成机构和瞳距分析机构；其中，待测AR眼镜固定在测试治具31上，在测试治具31上设置有移动机构(图中未示出)，相机固定在移动机构上，以投影光轴5为相机的初始位置，通过移动机构驱动相机以预设步长在AR眼镜的瞳距方向上分别向左和向右各移动预设距离；投影图片生成机构与待测AR眼镜相连，用于控制待测AR眼镜在镜片2上生成投影图片3，以使相机32在相应预设距离内以每个预设步长的移动距离为拍摄位置对所生成的投影图片进行拍摄；瞳距分析机构与相机32相连，用于对相机32所拍摄的拍摄图片进行清晰度分析，获取拍摄图片中图片清晰度值最高的拍摄图片所对应的拍摄位置，并根据所获取的清晰度值最高的拍摄图片的拍摄位置确定待测AR眼镜的瞳距。
需要说明的是，上述的投影图片生成机构和瞳距分析机构均设置在控制系统33中，该控制系统可以是计算机或者工控机等。
其中，瞳距分析机构进一步包括图片清晰度值获取模块(图中未示出)，该清晰度值获取模块用于获取相机所拍摄的拍摄图片的清晰度值；其中，在获取相机所拍摄的拍摄图片的清晰度值的过程中，在拍摄图片中选取图片中心区域和图片四角四个区域作为清晰度分析点，根据每个清晰度分析点的清晰度值确定拍摄图片的图片清晰度值。
具体地，在根据每个清晰度分析点的清晰度值确定拍摄图片的图片清晰度值的过程中，当图片中心区域清晰度分析点的清晰度值均大于图片四角四个区域清晰度分析点的清晰度值，且图片四角四个区域清晰度分析点中的最高清晰度值与图片四角四个区域清晰度分析点中的最低清晰度值的差值小于预设极差时，拍摄图片的图片清晰度值为图片中心区域清晰度分析点与图片四角四个区域清晰度分析点的清晰度值的平均值。
通过上述可知，本发明提供的AR眼镜瞳距测试方法及装置不受待测AR眼镜的形状、大小和瞳距范围的影响，且操作简单通过性强，能够精度高且成本低的对大批量的AR眼镜的瞳距进行测试。
如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的AR眼镜瞳距测试方法及装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的AR眼镜瞳距测试方法及装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。