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CN107024339B - 一种头戴显示设备的测试装置及方法 - Google Patents

一种头戴显示设备的测试装置及方法 Download PDF

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CN107024339B
CN107024339B CN201710264597.4A CN201710264597A CN107024339B CN 107024339 B CN107024339 B CN 107024339B CN 201710264597 A CN201710264597 A CN 201710264597A CN 107024339 B CN107024339 B CN 107024339B
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China
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camera
head
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mtf
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Hangzhou Eyecoming S&t Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种头戴显示设备的测试装置及方法，以解决头戴显示设备光学性能检测的问题。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；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。具有以下优点：能够全面检测头戴显示设备的成像特征和光学性能，检测可靠，速度快，成本低。

Description

一种头戴显示设备的测试装置及方法
技术领域
本发明涉及一种测试装置，尤其涉及一种头戴显示设备光学性能测试的装置及方法。
背景技术
现有头戴显示设备的光学性能测试主要依赖于人眼评价。由于人眼评价主观性较强、无量化标准、人与人之间偏差大等特点，无法适用于头戴显示设备的像质评价中。而少数可评价头戴显示设备的方式方法，功能单一，测试成本高，操作复杂，耗时长。基于上述描述，如何解决头戴显示设备光学性能检测的问题成为当务之急。
发明内容
针对上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种头戴显示设备的测试装置及方法，以解决头戴显示设备光学性能检测的问题。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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光学调制传递函数的方法，步骤如下：
71）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；
72）支架沿着导轨方向移动到设定位置，印有斜正方形阵列基准图案的标定板b固定在所述的支架上，调整支架使标定板b中心高度与两个相机之间的中心高度一致；
73）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；
74）读取第一相机和第二相机拍摄的画面，计算画面中至少一个兴趣区域的调制传递函数MTF值，实时计算调制传递函数MTF值并将数值显示在显示单元，调整对焦环找到调制传递函数最大的位置，记录此时的调制传递函数值即为测试系统的调制传递函数值MTF0；若兴趣区域有数个，则记录所有兴趣区域的调制传递函数MTF0(1)、MTF0(2)、…、MTF0(n)为测试系统的调制传递函数值；
75）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；
76）通过待测头戴显示设备本身的主板或控制板在待测头戴显示设备的两个显示模块的中心各产生一个斜正方形阵列测试图，通过待测头戴显示设备的光学系统后会在第一物镜和第二物镜物面产生虚像，经过第一物镜和第二物镜后，在第一相机和第二相机的感光元件上分别产生像；
77）读取第一相机和第二相机拍摄的画面，计算画面中步骤74）所选取的至少一个兴趣区域的调制传递函数MTF值，实时计算调制传递函数MTF值并将数值显示在显示单元，调整对焦环找到调制传递函数最大的位置，记录此时的调制传递函数值即为头戴显示设备和测试系统级联的调制传递函数值MTF1；若兴趣区域有数个，则记录所有兴趣区域的调制传递函数MTF1(1)、MTF1(2)、…、MTF1(n)为测试系统级联的调制传递函数值；
78）由测试系统调制传递函数值MTF0和头戴显示设备及系统级联的MTF1值可得到头戴显示设备的调制传递函数：MTF(n)=MTF1(n)/MTF0(n)。
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偏心位置和偏轴大小的方法，步骤如下：
81）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；
82）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；
83）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，式两者光圈大小相等画面亮度适中；
84）读取第一相机和第二相机拍摄的画面，标定第一相机和标定板的中心的相对位置与第二相机和标定板的中心的相对位置并记录标定数据；
85）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；
86）通过待测头戴显示设备本身的主板或控制板，在待测头戴显示设备的两个显示模块的中心各产生一个十字画面，通过头戴显示设备的光学系统后会在第一物镜和第二物镜的物面产生十字虚像，经过第一物镜和第二物镜后，在第一相机和第二相机的感光面分别产生十字像；
87）根据标定数据以及头戴显示设备在第一相机和第二相机的十字像位置数据计算出头戴显示设备的偏心位移量以及视轴偏差。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1）、能够全面检测头戴显示设备的成像特征和光学性能
2）、检测可靠，速度快
3）、成本低。
附图说明
图1是头戴显示设备测试装置的系统总框图
图2是测试装置调校装置和图像接收系统结构图
图3是测试装置处理系统的功能方块图
图4 是偏移测试模块标定测试装置的流程图
图5是偏移测试模块流程图
图6a是标定板a的图案
图6b是标定板b的图案
图6c是照明设备结构示意图
图7是测试设备视域(FOV)测试流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。
本发明提供一种头戴显示设备的测试装置，包括调制传递函数的检测，成像位置的检测，畸变的检测以及双目匹配的检测。
下面先以测试智能眼镜为例，对本发明的具体实施方式进行描述。
图1是本发明的一个实施例测试装置的系统总框图，由图1可见：本发明的系统包括标定装置、头戴显示设备调校装置、图像接收系统、图像处理系统、输出系统和导轨。标定装置图案由大视场网格基准和大视场斜正方形阵列基准构成。图像处理系统由计算机构成，输出系统显示结果和数据。
请参阅图2，图2为头戴显示设备调校装置和图像接收系统结构图。图像接收系统由图像采集卡、相机、位移平台和底座等构成，相机可以是CCD相机、CMOS相机或其它数码相机，本实施例中采用CCD相机，具体地，图像接收系统由结构相同的第一物镜21和第二物镜22，结构相同的第一CCD相机23和第二CCD相机24，结构相同的第一CCD相机位移平台25和第二CCD相机位移平台26和底座27组成，其位置关系是：所述的第一物镜固定在所述的第一CCD相机上，第二物镜固定在所述的第二CCD相机上，第一CCD相机安装在所述的第一CCD相机位移平台上，第二CCD相机安装在所述的第二CCD相机位移平台上，再将所述的第一CCD相机位移平台和第二CCD相机位移平台固定在所述的底座上，而且所述的第一物镜、第二物镜的光轴相互平行，所述的第一CCD相机和第二CCD相机感光元件的的感光面分别与所述的第一物镜和第二物镜的像平面重合；所述的结构相同的第一CCD相机位移平台和第二CCD相机位移平台由XYZR四轴平台构成，该XYZR四轴平台为四轴精密平台。所述的第一物镜和第二物镜是由多块透镜组成的透镜组和外壳结构件组成。所述外壳结构件包括对焦环、变焦环、光圈叶片和刻度。所述头戴显示设备调校装置由头戴显示设备位移平台28和固定装置29组成。头戴显示设备安装在所述的固定装置29上，所述的固定装置29安装在所述的头戴显示设备位移平台28上。头戴显示设备位移平台28由XYZ三轴平台构成，该XYZ三轴平台为三轴精密平台。头戴显示设备调校装置用于调校头戴显示设备的位置，测试时，通过调整调校装置及CCD相机位移平台，使第一CCD相机和第二CCD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CCD相机和第二CCD相机所在的光轴共线，以便第一CCD相机和第二CCD相机拍摄头戴显示设备的两个显示模块画面显示的影像（即测试影像），第一CCD相机23和第二CCD相机24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。
请参阅图3，图3为测试装置图像处理系统框图。该图像处理系统由计算机构成，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。使用者通过操作设备显示画面和获取测试影像，并将测试影像输入至该处理单元。该显示单元用于显示测试过程、测试影像及其处理计算结果。该存储单元用于存储测试过程中生成的数据及CCD相机所获取的头戴显示设备的影像。
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 (regionof interest,感兴趣区域)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，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的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的影像的顶点的像素、位置及其灰度值，该边界点检测子模块及顶点检测子模块所执行的功能请参阅图3。
该ROI识别处理模块用于提取视频影像兴趣区域（ROI）的图像，包括ROI识别子模块及ROI处理子模块。所述的ROI识别子模块用于识别所获取影像中的ROI，所述的ROI处理子模块用于对所获取ROI进行图像处理和分析。
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光学性能进行测量。如调制传递函数（MTF）等。
图4为偏移测试模块标定测试装置的流程图，偏移测试模块标定测试装置包括以下步骤：标定图像采集，平移、视轴误差计算以及图像纠正。具体包括以下步骤：1）标定板放置于导轨上距离CCD相机镜头正对前方1m外处区域，最好放置在距离CCD相机镜头正对前方3-5m处，标定板并用光源照亮标定板，调整第一物镜和第二物镜的对焦环使其获取的影像清晰；2）在CCD相机所获取的影像中心位置显示一个长宽为200像素的十字图像，判断所述的十字图像中心与标定图案中心的坐标差值是否在预设最大偏差接受范围内；3）若判断结果是在最大偏差接受范围内的，记录中心坐标差值，若判断结果不是在最大偏差接受范围内的，则重新调整第一物镜和第二物镜，重复步骤2）；4）该中心坐标差值与图像处理单元预设的中心坐标差值进行比对，两者比对后的差值即为CCD相机的系统测试视轴误差。
图5为偏移测试模块检测头戴显示设备的中心偏移量及双目视轴夹角的流程图。包括以下步骤：1)将头戴显示设备固定在头戴显示设备调校装置的固定装置29上，头戴显示设备系统显示画面设置为十字图案，对焦到清晰位置，2）正对距离CCD相机1m以外处位置摆放网格标定板，网格标定板最好放置在距离CCD相机前方3-5m处，3）通过像素点位置计算十字在网格上的坐标位置，4）通过十字在网格上的坐标位置计算获得头戴显示设备偏心偏移量。
该标定装置包括支架和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。所述的标定板a的图案如图 6a所示，所述的标定板b的图案如图6b所示。标定板a和标定板b使用时可以固定装配在支架上，能够自由拆卸和更换。标定板b由33个斜正方形和阶梯方块图案组成。支架装在导轨上，导轨置于两个相机的中间位置，导轨中心与两个CCD相机之间的中间位置对齐，支架放置CCD相机镜头前方，且距CCD相机1m以外处，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。所述的标定板a和标定板b的尺寸为110 x 187 cm，照明设备的结构如图6c所示。照明设备作为照亮标定板的光源。
图7为视域检测模块检测FOV的流程图，利用上述的头戴显示设备测试装置检测头戴显示设备的FOV的方法的一种具体实施方式，包括下列步骤：
1）、将图像接收系统底座放在水平位置约1.5m左右高度的平面上，便于操作者操控；
2）、用两根网线将图像接收系统中两个CCD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；
3）、支架沿着导轨方向移动到设定位置，在CCD相机前方导轨1m外处放置所述的支架，支架最好放置在距离CCD相机前方3-5m处，标定板a固定在所述的支架上，标定板a中心高度与两个CCD相机之间的中心高度一致，如图6c所示放置光源照亮标定板a；
4）、调节第一CCD相机和第二CCD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CCD相机和第二CCD相机的对焦环，使两者拍摄到的标定板图像清晰，调节第一CCD相机和第二CCD相机的光圈叶片，使两者光圈大小相等画面亮度适中；
5）、读取第一CCD相机和第二CCD相机拍摄的画面，获取该画面对角线长度a0；
6）、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29上，调校头戴显示设备的两个显示模块的光轴和第一CCD相机和第二CCD相机所在的光轴共线；
7）、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5）中的对角线长度a0、第一CCD相机和第二CCD相机的焦距f和第一CCD相机和第二CCD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) 。
利用上述的头戴显示设备测试装置检测头戴显示设备的偏心位置和偏轴大小的方法的一种具体实施方式，包括下列步骤：
1）、将图像接收系统底座放在水平位置约1.5m左右高度的平面上，便于操作者操控；
2）、用两根网线将图像接收系统中两个CCD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；
3）、支架沿着导轨方向移动到设定位置，在导轨上距离两个相机中心1m外处放置所述的支架，支架最好放置在距离CCD相机前方3-5m处，标定板a固定在支架上，标定板a中心高度与两个CCD相机之间的中心高度一致。如图6c所示放置光源照亮标定板a；
4）、调节第一CCD相机和第二CCD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CCD相机和第二CCD相机的对焦环，使两者拍摄到的标定板图像清晰。调节第一CCD相机和第二CCD相机的光圈叶片，式两者光圈大小相等画面亮度适中；
5）、读取第一CCD相机和第二CCD相机拍摄的画面，标定第一CCD相机和标定板的中心的相对位置与第二CCD相机和标定板的中心的相对位置并记录标定数据；
6）、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29上，调校头戴显示设备的两个显示模块的光轴和第一CCD相机和第二CCD相机所在的光轴共线；
7）、通过待测头戴显示设备本身的主板或控制板，在待测头戴显示设备的两个显示模块的中心各产生一个十字画面，通过头戴显示设备的光学系统后会在第一物镜和第二物镜的物面产生十字虚像，经过第一物镜和第二物镜后，在第一CCD相机和第二CCD相机的感光面上分别产生十字像；
8）、根据标定数据以及头戴显示设备在第一CCD相机和第二CCD相机的十字像位置数据计算出头戴显示设备的偏心位移量以及视轴偏差。
利用上述的头戴显示设备测试装置检测头戴显示设备的光学调制传递函数的方法的一种具体实例方式，包括下列步骤：
1）、将图像接收系统底座放在水平位置约1.5m左右高度的平面上，便于操作者操控；
2）、用两根网线将图像接收系统中两个CCD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；
3）、支架沿着导轨方向移动到设定位置，在导轨上距离两个相机中心1m以外处放置所述的支架，支架最好放置在距离CCD相机前方3-5m处，标定板b固定在所述的支架上，调整支架使标定板b中心高度与两个相机之间的中心高度一致。如图6c所示放置光源照亮标定板b；
4）、调节第一CCD相机和第二CCD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CCD相机和第二CCD相机的对焦环，使两者拍摄到的标定板图像清晰，调节第一CCD相机和第二CCD相机的光圈叶片，使两者光圈大小相等画面亮度适中；
5）、读取第一CCD相机和第二CCD相机拍摄的画面，计算画面中至少一个兴趣区域的调制传递函数MTF值，实时计算调制传递函数MTF并将数值显示在显示单元，调整对焦环找到调制传递函数最大的位置，记录此时的调制传递函数值即为测试系统的调制传递函数值MTF0。若兴趣区域有数个，则记录所有兴趣区域的调制传递函数MTF0(1)、MTF0(2)、…、MTF0(n)为测试系统的调制传递函数值；
6）、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29上，调校头戴显示设备的两个显示模块的光轴和第一CCD相机和第二CCD相机所在的光轴共线；
7）、通过待测头戴显示设备本身的主板或控制板在待测头戴显示设备的两个显示模块的中心各产生一个斜正方形阵列测试图，如图6b 所示的斜正方形阵列图，通过待测头戴显示设备的光学系统后会在第一物镜和第二物镜物面产生虚像，经过第一物镜和第二物镜后，在第一CCD相机和第二CCD相机的感光面上分别产生像；
8）、读取第一CCD相机和第二CCD相机拍摄的画面，计算画面中步骤5）所选取的至少一个兴趣区域的调制传递函数MTF值，实时计算调制传递函数并将数值显示在显示单元，调整对焦环找到调制传递函数最大的位置，记录此时的调制传递函数值即为头戴显示设备和测试系统级联的调制传递函数值MTF1。若兴趣区域有数个，则记录所有兴趣区域的调制传递函数MTF1(1)、MTF1(2)、…、MTF1(n)为头戴显示设备和测试系统级联的调制传递函数值；
9）、由测试系统调制传递函数值MTF0和头戴显示设备及系统级联的MTF1值可得到头戴显示设备的调制传递函数MTF(n)=MTF1(n)/MTF0(n)。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

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，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。
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。
4.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。
5.如权利要求1至4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)。
6.如权利要求1至4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光学调制传递函数的方法，步骤如下：
71)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；
72)支架沿着导轨方向移动到设定位置，印有斜正方形阵列基准图案的标定板b固定在所述的支架上，调整支架使标定板b中心高度与两个相机之间的中心高度一致；
73)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；
74)读取第一相机和第二相机拍摄的画面，计算画面中至少一个兴趣区域的调制传递函数MTF值，实时计算调制传递函数MTF值并将数值显示在显示单元，调整对焦环找到调制传递函数最大的位置，记录此时的调制传递函数值即为测试系统的调制传递函数值MTF0；若兴趣区域有数个，则记录所有兴趣区域的调制传递函数MTF0(1)、MTF0(2)、…、MTF0(n)为测试系统的调制传递函数值；
75)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；
76)通过待测头戴显示设备本身的主板或控制板在待测头戴显示设备的两个显示模块的中心各产生一个斜正方形阵列测试图，通过待测头戴显示设备的光学系统后会在第一物镜和第二物镜物面产生虚像，经过第一物镜和第二物镜后，在第一相机和第二相机的感光元件上分别产生像；
77)读取第一相机和第二相机拍摄的画面，计算画面中步骤74)所选取的至少一个兴趣区域的调制传递函数MTF值，实时计算调制传递函数MTF值并将数值显示在显示单元，调整对焦环找到调制传递函数最大的位置，记录此时的调制传递函数值即为头戴显示设备和测试系统级联的调制传递函数值MTF1；若兴趣区域有数个，则记录所有兴趣区域的调制传递函数MTF1(1)、MTF1(2)、…、MTF1(n)为测试系统级联的调制传递函数值；
78)由测试系统调制传递函数值MTF0和头戴显示设备及系统级联的MTF1值可得到头戴显示设备的调制传递函数：MTF(n)＝MTF1(n)/MTF0(n)。
7.如权利要求5所述的所述一种头戴显示设备的测试装置的测试方法，其特征在于进一步包括检测头戴显示设备的光学调制传递函数的方法，步骤如下：
71)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；
72)支架沿着导轨方向移动到设定位置，印有斜正方形阵列基准图案的标定板b固定在所述的支架上，调整支架使标定板b中心高度与两个相机之间的中心高度一致；
73)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；
74)读取第一相机和第二相机拍摄的画面，计算画面中至少一个兴趣区域的调制传递函数MTF值，实时计算调制传递函数MTF值并将数值显示在显示单元，调整对焦环找到调制传递函数最大的位置，记录此时的调制传递函数值即为测试系统的调制传递函数值MTF0；若兴趣区域有数个，则记录所有兴趣区域的调制传递函数MTF0(1)、MTF0(2)、…、MTF0(n)为测试系统的调制传递函数值；
75)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；
76)通过待测头戴显示设备本身的主板或控制板在待测头戴显示设备的两个显示模块的中心各产生一个斜正方形阵列测试图，通过待测头戴显示设备的光学系统后会在第一物镜和第二物镜物面产生虚像，经过第一物镜和第二物镜后，在第一相机和第二相机的感光元件上分别产生像；
77)读取第一相机和第二相机拍摄的画面，计算画面中步骤74)所选取的至少一个兴趣区域的调制传递函数MTF值，实时计算调制传递函数MTF值并将数值显示在显示单元，调整对焦环找到调制传递函数最大的位置，记录此时的调制传递函数值即为头戴显示设备和测试系统级联的调制传递函数值MTF1；若兴趣区域有数个，则记录所有兴趣区域的调制传递函数MTF1(1)、MTF1(2)、…、MTF1(n)为测试系统级联的调制传递函数值；
78)由测试系统调制传递函数值MTF0和头戴显示设备及系统级联的MTF1值可得到头戴显示设备的调制传递函数：MTF(n)＝MTF1(n)/MTF0(n)。
8.如权利要求5所述的所述一种头戴显示设备的测试装置的测试方法，其特征在于进一步包括检测头戴显示设备的偏心位置和偏轴大小的方法，步骤如下：
81)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；
82)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；
83)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，式两者光圈大小相等画面亮度适中；
84)读取第一相机和第二相机拍摄的画面，标定第一相机和标定板的中心的相对位置与第二相机和标定板的中心的相对位置并记录标定数据；
85)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；
86)通过待测头戴显示设备本身的主板或控制板，在待测头戴显示设备的两个显示模块的中心各产生一个十字画面，通过头戴显示设备的光学系统后会在第一物镜和第二物镜的物面产生十字虚像，经过第一物镜和第二物镜后，在第一相机和第二相机的感光面分别产生十字像；
87)根据标定数据以及头戴显示设备在第一相机和第二相机的十字像位置数据计算出头戴显示设备的偏心位移量以及视轴偏差。
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