本發(fā)明涉及交通安全設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于頭顯設(shè)備的便攜式動態(tài)視力的檢測方法。
背景技術(shù)：
：：動態(tài)視力是指眼睛在觀察移動目標(biāo)時，捕獲影像、分解、感知移動目標(biāo)影像的能力，是一種知覺運(yùn)動物體細(xì)節(jié)的能力。這種能力伴隨著通過動態(tài)視力捕捉影像和短時間內(nèi)大腦信息處理的過程以及機(jī)體的相應(yīng)的反應(yīng)過程。動態(tài)視力是相對于靜態(tài)視力而言，即相對于知覺靜止物體細(xì)節(jié)的能力。它與靜態(tài)視力相互關(guān)聯(lián)，但不能用靜態(tài)視力去預(yù)測。而駕駛員的動態(tài)視力與交通安全密切相關(guān)，在行車過程中駕駛員眼睛辨別相對運(yùn)動狀態(tài)下物體的能力直接關(guān)系著行車安全，如果動態(tài)視力低下則容易誘發(fā)交通事故。由于動態(tài)視力的檢測比靜視力檢測復(fù)雜，目前人們常用靜視力間接反映動態(tài)視力。靜態(tài)視力檢測方法是最常用的視力表，操作簡單便捷，但是靜態(tài)視力并不能真實(shí)反映動態(tài)視力變化情況。目前對動態(tài)視力檢測目前有專用的動態(tài)視力檢測儀，動態(tài)視力檢測儀是利用光學(xué)原理(三棱鏡)與機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合(聲、光、電)進(jìn)行模擬檢測。但由于實(shí)施檢測時需要配備檢測場地、專業(yè)的檢測人員及配套設(shè)施，被測人員需要前往固定的檢測地點(diǎn)，造成檢測工作成本高、不便利，費(fèi)時費(fèi)力，且僅僅用于駕駛員法定性的檢測，不便于駕駛員日常自我檢測。而且由于法定性檢測是一次性的，難以發(fā)現(xiàn)駕駛員動態(tài)視力的日常變化，不利于交通安全日常管理和動態(tài)管理。為了改進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)電式的動視力檢測儀的弊端，目前急需一中便捷的動態(tài)視力檢測裝置，以解決駕駛員動態(tài)視力變化的日常自我檢測。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：：本發(fā)明針對傳統(tǒng)駕駛員動態(tài)視力缺乏自我日常檢測與動態(tài)監(jiān)，特提供一種基于頭顯設(shè)備的便攜式動態(tài)視力檢測方法。一種基于頭顯設(shè)備的便攜式動態(tài)視力檢測方法，包括以下步驟：(1)設(shè)置動態(tài)視力的光學(xué)參數(shù)：視標(biāo)亮度、飽和度及色度；(2)設(shè)置視力值參數(shù)，使動態(tài)視標(biāo)的投影面積和靜態(tài)視力表一一對應(yīng)；(3)采用三維動態(tài)視標(biāo)成像算法在頭顯設(shè)備的屏幕中生成動態(tài)視標(biāo)，使其適合步驟(1)的光學(xué)參數(shù)；(4)根據(jù)頭顯設(shè)備的屏幕中成像面與人眼之間距離以及動態(tài)視標(biāo)中的實(shí)際景深，對測試者觀察到的感知景深進(jìn)行三維定標(biāo)；(5)根據(jù)感知景深、動態(tài)視標(biāo)的移動間隔時間來計(jì)算得到該對應(yīng)的動態(tài)視標(biāo)的投影面積，然后根據(jù)步驟(2)中的視力值參數(shù)則得到動態(tài)視力值。進(jìn)一步方案，所述頭顯設(shè)備包括眼罩或頭盔或嵌入式處理器。進(jìn)一步方案，所述步驟(2)中的三維動態(tài)視標(biāo)成像算法是在頭顯設(shè)備的屏幕上構(gòu)建動態(tài)視標(biāo)的大小、移動速率及環(huán)境背景。進(jìn)一步方案，所述步驟(3)中的動態(tài)視標(biāo)為C形結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步方案，所述步驟(4)中的感知景深是指動態(tài)視標(biāo)在頭顯設(shè)備中動態(tài)變化所對應(yīng)的視野縱向距離。動態(tài)視標(biāo)在頭顯設(shè)備中是由遠(yuǎn)到近、由小到大地有序變化。在檢測時，當(dāng)測試者能看清動態(tài)視標(biāo)上的C形缺口方向時，使其停止運(yùn)動，則得到感知景深的三維定標(biāo)參數(shù)，然后根據(jù)感知景深、動態(tài)視標(biāo)的移動間隔時間來計(jì)算得到該對應(yīng)的動態(tài)視標(biāo)的投影面積，然后根據(jù)視力值參數(shù)則得到動態(tài)視力值。設(shè)實(shí)際景深為L米，設(shè)最小視力值為0.1所對應(yīng)的位置為終點(diǎn)，此時的動態(tài)視標(biāo)的投影面積為Smax；設(shè)最大視力值為1.5所對應(yīng)的位置為起點(diǎn)，此時的動態(tài)視標(biāo)的投影面積為S0。當(dāng)動態(tài)視標(biāo)從起點(diǎn)開始向終點(diǎn)方向以速度為v米/秒進(jìn)行勻速移動時，設(shè)動態(tài)視標(biāo)的移動間隔時間t秒，則位于起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的動態(tài)視標(biāo)的投影面積為：上式中π為圓周率。動態(tài)視力的三維參數(shù)視標(biāo)亮度、飽和度及色度中的亮度是指發(fā)光體(或反光體)表面發(fā)光(發(fā)光)強(qiáng)弱的物理量。其物理表達(dá)式為：P＝∫Pλdλ，Q＝∫kλPλdλ，式中：L為亮度(單位是堪德拉每平米(cd/m2))，Φ為光通量，Ω為立體角，θ為給定方向與單位面積元法線方向的夾角；P為LED發(fā)光能量、kλ為人眼視覺靈敏度，Q為點(diǎn)光源光通量，Pλ為單位積分球面上的發(fā)光能量，dλ為積分參數(shù)。根據(jù)上面三個公式則能同時得到亮度、飽和度及色度的參數(shù)。實(shí)驗(yàn)中動視力視標(biāo)亮度曾嘗試過幾個不同的亮度值，并采用等效實(shí)驗(yàn)法與動視力測試儀進(jìn)行對比，表1為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終確定動態(tài)視力視標(biāo)亮度范圍為280-400cd/m2，最佳為280cd/m2。表1亮度等效實(shí)驗(yàn)法與動視力測試儀對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)視標(biāo)亮度檢測者1檢測者2檢測者3動視力測試儀結(jié)果0.20.50.4100cd/m20.10.30.2180cd/m20.10.40.4280cd/m20.20.50.4350cd/m20.30.50.4400cd/m20.40.60.5如果亮度過低，顯示出來的顏色會偏暗，看久了就會覺得非常疲勞。當(dāng)然也并不是亮度、對比度越高就越好，長時間觀看高亮度的虛擬場景，眼睛同樣很容易疲勞。本發(fā)明中的動態(tài)視力檢測是檢測人眼與動態(tài)視標(biāo)之間存在的相對運(yùn)動時，人眼辨別其能力。檢測結(jié)果為視力值，視力范圍為0.1-1.5。動態(tài)視標(biāo)為C形，其取代了傳統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動顯示方式，且其缺口方向的出現(xiàn)方式是隨機(jī)出現(xiàn)的。人眼的視覺暫留時間為0.1s，為保證圖像更新的連貫性，動態(tài)視標(biāo)移動的間隔時間至多為0.1s。本發(fā)明與現(xiàn)有動態(tài)視力檢測儀相比具有以下有益效果：(1)本發(fā)明是以光學(xué)參數(shù)來標(biāo)定動態(tài)視標(biāo)的亮度、飽和度及色度，通過成像三維建模的感知景深來代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的物理景深，具有質(zhì)的飛躍。(2)由于本發(fā)明是通過頭顯設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，所以其具有體積小、方便攜帶、成本低等優(yōu)點(diǎn)；(3)不需要專用場所和專業(yè)人員進(jìn)行檢測，檢測者可自行隨時隨地進(jìn)行檢測；(4)容易發(fā)現(xiàn)駕駛員動態(tài)視力的日常變化，有利于交通安全日常管理和動態(tài)管理。具體實(shí)施方式：為了本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清晰明白，下面結(jié)合實(shí)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(shí)例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。實(shí)施例1：一種基于頭顯設(shè)備的便攜式動態(tài)視力檢測方法，包括以下步驟：(1)設(shè)置動態(tài)視力的光學(xué)參數(shù)：視標(biāo)亮度、飽和度及色度；(2)設(shè)置視力值參數(shù)，使動態(tài)視標(biāo)的投影面積和靜態(tài)視力表一一對應(yīng)；(3)采用三維動態(tài)視標(biāo)成像算法在頭顯設(shè)備的屏幕上構(gòu)建動態(tài)視標(biāo)的大小、移動速率及環(huán)境背景，從而生成C形結(jié)構(gòu)的動態(tài)視標(biāo)，并使其適合步驟(1)的光學(xué)參數(shù)；(4)根據(jù)頭顯設(shè)備的屏幕中成像面與人眼之間距離以及動態(tài)視標(biāo)中的實(shí)際景深，對測試者觀察到的感知景深進(jìn)行三維定標(biāo)；(5)根據(jù)感知景深、動態(tài)視標(biāo)的移動間隔時間來計(jì)算得到該對應(yīng)的動態(tài)視標(biāo)的投影面積，然后根據(jù)步驟(2)中的視力值參數(shù)則得到動態(tài)視力值。進(jìn)一步方案，所述頭顯設(shè)備包括眼罩或頭盔或嵌入式處理器。進(jìn)一步方案，所述步驟(4)中的感知景深是指動態(tài)視標(biāo)在頭顯設(shè)備中動態(tài)變化所對應(yīng)的視野縱向距離。實(shí)施例2：本實(shí)施例采用上述實(shí)施例1的檢測方法進(jìn)行檢測，其中頭顯設(shè)備選擇便攜式眼罩，包括液晶屏幕及嵌入式處理器(CPU三星6410，內(nèi)存2G)。本實(shí)驗(yàn)中設(shè)置動態(tài)視力視標(biāo)選擇單色黃光動態(tài)視標(biāo)，飽和度為80％，亮度為280cd/m2；本實(shí)驗(yàn)通過計(jì)算機(jī)三維建模與成像技術(shù)對取值的視標(biāo)參數(shù)進(jìn)行渲染，生成具有模擬駕駛的三維投影圖像作為環(huán)境背景，動態(tài)視力視標(biāo)在視野路面的正中。讓生成的視標(biāo)圖像在環(huán)境背景中垂直于路面，視標(biāo)運(yùn)動方向依照程序的設(shè)定縱向移動。本實(shí)驗(yàn)中人眼與三維成像中的道路視野，垂直于路面的動態(tài)視標(biāo)構(gòu)成感知景深。本實(shí)驗(yàn)中人眼辨別動態(tài)視標(biāo)的能力，其視力范圍為0.1-1.5。動態(tài)視標(biāo)為C形，其是由遠(yuǎn)到近、由小到大地有序地以25幀的幀率呈現(xiàn)，其缺口方向的出現(xiàn)方式是隨機(jī)出現(xiàn)的；當(dāng)測試者能看清動態(tài)視標(biāo)上的C形缺口方向時，使其停止運(yùn)動，則得到感知景深的三維定標(biāo)參數(shù)，然后根據(jù)感知景深、動態(tài)視標(biāo)的移動間隔時間來計(jì)算得到該對應(yīng)的動態(tài)視標(biāo)的投影面積，然后根據(jù)視力值參數(shù)則得到動態(tài)視力值。則動態(tài)視標(biāo)的投影面積、動態(tài)視標(biāo)的移動間隔時間與動態(tài)視力值的對應(yīng)關(guān)系如下表2：表2本實(shí)驗(yàn)實(shí)施中選擇符合國家標(biāo)準(zhǔn)(GB18463-2001)的LJ9205動態(tài)視力檢測儀作為對比試驗(yàn)儀器，在合肥市客運(yùn)公司隨機(jī)選擇駕駛員10名進(jìn)行測試，讓每一位駕駛員分別依次采用本發(fā)明的檢測方法和LJ9205動態(tài)視力檢測儀檢測其動態(tài)視力。測試3次，取其最大值。檢測結(jié)果如表3：表3：動態(tài)視力檢測對比表：由表3可知，采用本發(fā)明的的檢測方法檢測的動態(tài)視力的檢測結(jié)果與采用動態(tài)視力檢測儀檢測的結(jié)果相當(dāng)。說明本發(fā)明的檢測方法具有與動態(tài)視力檢測儀同樣的檢測功能與精度。但是比傳統(tǒng)機(jī)電式的動態(tài)視力檢測儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)以光學(xué)參數(shù)來標(biāo)定動態(tài)視標(biāo)的亮度、飽和度及色度，通過成像三維建模的感知景深來代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的物理景深，具有質(zhì)的飛躍。(2)由于本發(fā)明是頭顯來實(shí)現(xiàn)，所以其具有體積小、方便攜帶、成本低等優(yōu)點(diǎn)；(3)不需要專用場所和專業(yè)人員進(jìn)行檢測，檢測者可自行隨時隨地進(jìn)行檢測；(4)容易發(fā)現(xiàn)駕駛員動態(tài)視力的日常變化，有利于交通安全日常管理和動態(tài)管理。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不同于本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3