投影式头戴静脉显像光学系统的设计

为了辅助静脉穿刺及相关的医疗操作,设计了一款基于投影式头戴显示器(HMPD)的静脉显像系统,其光学系统由近红外成像系统和穿透型HMPD构成。利用光学设计软件ZEMAX优化设计近红外成像系统,使其具有F/2.6的大数值孔径,有利于弱反射红外光的收集成像。穿透型HMPD采用与近红外成像系统相同的光学结构,有利于简化系统的加工装调。设计结果表明,近红外成像系统成像质量优异,分辨率达到QXGA(2 048×1 536)。穿透型HMPD具有18 mm的大出瞳直径及25 mm的大出瞳距离,场曲小于0.03 D,畸变小于0.32%,达到QXGA分辨率显示模式。与现行的静脉显像系统相比,本显像系统结构简单紧凑、佩戴舒适,且具有超高分辨率,是一款适用于辅助医疗的目视系统。

基于图像识别和手势跟踪的透射式智能眼镜(上)

智能眼镜正在逐渐成为可穿戴设备领域里的重要研究方向,而市场上现有的产品大多存在操作繁琐、增强现实体验不好等问题。在对市场及实际应用的诸多种智能眼镜分析研究的基础上,进一步研究增强现实体验更好、操控更为人性化的智能眼镜具有重要的现实意义。在输入方面,本研究提出的基于计算机视觉的手势跟踪识别和透射式标定方法为智能眼镜的输入方式提供了一种新的解决方案,可以实现对于点击和滑动操作的检测;在增强现实方面,基于计算机视觉的透射式智能眼镜的增强现实算法为智能眼镜的增强现实应用提供了解决方法,可以实现三维物体的动态叠加。上述的跟踪识别、标定方法以及增强现实算法和硬件一同构成了增强现实智能眼镜系统。除此之外,本项目讨论了该系统未来在消费级和企业级市场的不同应用,实验中搭建的两版增强现实眼镜系统也为将来的实际应用做出了示范。整个系统的创新之处在于首次在将透射式智能眼镜上利用标定实现基于自然特征点的三维动态增强现实与利用新的方法在智能眼镜上实现对手指的跟踪识别,因而相比其他的同类产品,该系统拥有操控简便、增强现实效果好的优点。

基于图像识别和手势跟踪的透射式智能眼镜(下)

智能眼镜正在逐渐成为可穿戴设备领域里的重要研究方向,而市场上现有的产品大多存在操作繁琐、增强现实体验不好等问题。在对市场及实际应用的多种智能眼镜分析研究的基础上,进一步研究增强现实体验更好、操控更为人性化的智能眼镜具有重要的现实意义。在输入方面,本研究提出的基于计算机视觉的手势跟踪识别和透射式标定方法为智能眼镜的输入方式提供了一种新的解决方案,可以实现对于点击和滑动操作的检测;在增强现实方面,基于计算机视觉的透射式智能眼镜的增强现实算法为智能眼镜的增强现实应用提供了解决方法,可以实现三维物体的动态叠加。上述的跟踪识别、标定方法以及增强现实算法和硬件一同构成了增强现实智能眼镜系统。除此之外,本项目讨论了该系统未来在消费级和企业级市场的不同应用,实验中搭建的两版增强现实眼镜系统也为将来的实际应用做出了示范。整个系统的创新之处在于首次在将透射式智能眼镜上利用标定实现基于自然特征点的三维动态增强现实与利用新的方法在智能眼镜上实现对手指的跟踪识别,因而相比其他的同类产品,该系统拥有操控简便、增强现实效果好的优点。

让身体融入游戏

什么样的游戏最好玩？问题的答案将因人而异：喜欢深谋远虑的朋友，大多选择即时战略类型；喜欢爱意缠绵的朋友，大多选择角色扮演类型……“萝卜青菜，各有所爱”，如何让游戏更具互动效果，这才是每个玩家最关心的话题。放眼当今潮流，一股新的“力量”正日益风行，它能将你的身体语言表达到游戏中，完全地扮演自我！

MEMS激光扫描视网膜投影显示系统设计

视网膜投影显示(RPD)是头戴显示器(HMD)领域的一个研究热点,能够克服传统HMD辐辏聚焦矛盾(VAC)。为了使RPD小型便携化,以微机电系统(MEMS)扫描镜作为空间光调制器(SLM)设计制造了折反式激光RPD系统。首先,介绍了辐辏聚焦矛盾,分析了RPD的基本原理。通过传统的RPD光路结构,实验验证了以MEMS激光扫描投影作为图像源的麦克斯韦观察法原理的可行性,分析并解决了黑斑问题。接着,完成了RPD系统的光学设计,分析评价了系统的性能。最后,制造出小型便携式的原型机,原型机瞳距可调,视场角为30°(H)×22°(V),无畸变,并通过实验对其显示效果进行了验证。