本發(fā)明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種設備定位方法及裝置。

背景技術：

隨著裸眼3d技術的發(fā)展，裸眼3d顯示設備越來越受到人們的關注。目前，主流的裸眼3d顯示設備通常通過在普通顯示器上層疊加特殊的光柵，該光柵能夠向不同方向折射圖像，讓左眼和右眼的可視畫面分開，從而讓使用者看到3d影像。裸眼3d顯示設備的顯示效果直接影響人們的觀看感受。受到制造工藝和裝配誤差等因素影響，對于裝配好的裸眼3d顯示設備，其光柵參數(shù)的實際值與理想設計值通常是存在一定的偏差的。如果直接使用設計值進行顯示，將導致立裸眼3d顯示設備的對于左右眼視區(qū)的調整不準確，進而影響裸眼3d顯示設備的顯示效果。因此，為了有效保證裸眼3d顯示設備的顯示效果，在裸眼3d顯示設備出廠銷售前，需要對裸眼3d的顯示設備的光柵參數(shù)進行調節(jié)。

現(xiàn)有技術中，通常是通過攝像頭模擬人眼觀看裸眼3d顯示設備的顯示效果，從而確定該裸眼3d顯示設備的光柵參數(shù)。這種方式下，為了確定光柵參數(shù)，需要使用一個關鍵的參數(shù)——觀測位置與被觀測顯示器之間的相對位置關系，即攝像頭與裸眼3d顯示設備之間的相對位置關系。該相對位置關系若精度不高，將影響所確定的光柵參數(shù)的精度，從而影響到裸眼3d顯示設備的顯示效果。

目前，確定攝像頭與裸眼3d顯示設備之間的相對位置關系的方法包括固定位置法，即攝像頭與裸眼3d顯示設備使用固定的相對位置，但是一方面該固定位置需要進行物理測量，精度有限，另一方面是如果顯示設備位置變動，就需要重新測量，不適用于量產，效率較低。確定攝像頭與顯示設備之間的相對位置關系的方法還包括通過開啟裸眼3d顯示設備自帶的攝像頭，抓捕預先放置好的人臉模型跟蹤到人臉模型的眼睛位置，從而實時的估算顯示設備和人眼的相對位置關系。但是通過該方法估算的相對位置關系精度不高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種設備定位方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術中確定的相對位置關系精度不高，從而影響到設備的顯示效果的問題。

本發(fā)明實施例提供的一種設備定位方法，包括：

確定第一設備的n個位置特征點，n大于等于4；

根據(jù)所述n個位置特征點，建立所述第一設備的幾何模型，從而得到所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標；

獲取第二設備拍攝的所述第一設備的定位圖像，根據(jù)所述n個位置特征點確定所述定位圖像中分別與所述n個位置特征點對應的n個像素特征點，從而得到所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標；

根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

較佳地，所述第一設備包括矩形顯示區(qū)域，所述n個位置特征點包括所述矩形顯示區(qū)域的4個角點；

在所述第二設備拍攝所述第一設備的定位圖像時，所述第一設備的矩形顯示區(qū)域顯示預定畫面；在所述定位圖像中，所述預定畫面區(qū)別于所述定位圖像的其他部分突出呈現(xiàn)；

所述根據(jù)所述n個位置特征點確定所述定位圖像中分別與所述n個位置特征點對應的n個像素特征點，包括：

檢測所述定位圖像中所述突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓；

根據(jù)作為位置特征點的所述矩形顯示區(qū)域的4個角點，將檢測到的所述矩形邊緣輪廓的4個角點確定為像素特征點。

較佳地，所述檢測所述定位圖像中所述突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓，包括：

對所述定位圖像進行邊緣增強處理；

對所述邊緣增強處理后的定位圖像進行閾值分割；

從所述閾值分割后的定位圖像中檢測出所述突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓。

較佳地，所述根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系，包括：

根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標，利用小孔成像模型，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

較佳地，所述根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標，利用小孔成像模型，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系，包括：

根據(jù)公式(1)確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系；

所述公式(1)為：

spp＝a[rt]pv……………………………………(1)

其中，s為尺度因子，pp為所述像素特征點的像素坐標，a為第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)，pv為所述位置特征點的空間坐標，r為第一設備相對于第二設備的旋轉矩陣，t為第一設備相對于第二設備的平移矩陣，所述旋轉矩陣和所述平移矩陣用于表示所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

較佳地，所述根據(jù)公式(1)確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系，包括：

根據(jù)公式(1)，將世界坐標系構造在z＝0的平面上，從而對公式(1)進行變換，得到公式(2):

設定單應性矩陣根據(jù)公式(3)，確定所述第一設備相對于所述第二設備的旋轉矩陣和平移矩陣；

所述公式(3)為：

其中，(u，v，1)為所述像素特征點的像素坐標pp，(x，y，1)為所述位置特征點的空間坐標pv，[r1r2r3]為第二設備相對于第一設備的旋轉矩陣r，t為第二設備相對于第一設備的平移矩陣，λ＝1/||a^-1h1||＝1/||a^-1h2||。

相應地，本發(fā)明實施例提供了一種第一設備定位裝置，包括：

第一確定單元，用于確定第一設備的n個位置特征點，n大于等于4；

幾何模型建立單元，用于根據(jù)所述n個位置特征點，建立所述第一設備的幾何模型，從而得到所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標；

第二確定單元，用于獲取第二設備拍攝的所述第一設備的定位圖像，根據(jù)所述n個位置特征點確定所述定位圖像中分別與所述n個位置特征點對應的n個像素特征點，從而得到所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標；

定位單元，用于根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

較佳地，所述第一設備包括矩形顯示區(qū)域，所述n個位置特征點包括所述矩形顯示區(qū)域的4個角點；

在所述第二設備拍攝所述第一設備的定位圖像時，所述第一設備的矩形顯示區(qū)域顯示預定畫面；在所述定位圖像中，所述預定畫面區(qū)別于所述定位圖像的其他部分突出呈現(xiàn)；

所述第二確定單元具體用于：

檢測所述定位圖像中所述突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓；

根據(jù)作為位置特征點的所述矩形顯示區(qū)域的4個角點，將檢測到的所述矩形邊緣輪廓的4個角點確定為像素特征點。

較佳地，所述第二確定單元具體用于：

對所述定位圖像進行邊緣增強處理；

對所述邊緣增強處理后的定位圖像進行閾值分割；

從所述閾值分割后的定位圖像中檢測出所述突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓。

較佳地，所述定位單元具體用于：

根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標，利用小孔成像模型，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

較佳地，所述定位單元具體用于：

根據(jù)公式(1)確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系；

所述公式(1)為：

spp＝a[rt]pv……………………………………(1)

其中，s為尺度因子，pp為所述像素特征點的像素坐標，a為第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)，pv為所述位置特征點的空間坐標，r為第一設備相對于第二設備的旋轉矩陣，t為第一設備相對于第二設備的平移矩陣，所述旋轉矩陣和所述平移矩陣用于表示所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

較佳地，所述定位單元具體用于：

根據(jù)公式(1)，將世界坐標系構造在z＝0的平面上，從而對公式(1)進行變換，得到公式(2):

設定單應性矩陣根據(jù)公式(3)，確定所述第一設備相對于所述第二設備的旋轉矩陣和平移矩陣；

所述公式(3)為：

其中，(u，v，1)為所述像素特征點的像素坐標pp，(x，y，1)為所述位置特征點的空間坐標pv，[r1r2r3]為第二設備相對于第一設備的旋轉矩陣r，t為第二設備相對于第一設備的平移矩陣，λ＝1/||a^-1h1||＝1/||a^-1h2||。

本發(fā)明實施例提供的設備定位方法，確定第一設備的n個位置特征點，根據(jù)n個位置特征點，建立第一設備的幾何模型，從而得到n個位置特征點在幾何模型中的空間坐標，獲取第二設備拍攝的第一設備的定位圖像，根據(jù)n個位置特征點確定定位圖像中分別與n個位置特征點對應的n個像素特征點，從而得到n個像素特征點在定位圖像中的像素坐標，根據(jù)n個位置特征點在幾何模型中的空間坐標和n個像素特征點在定位圖像的中的像素坐標，確定第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。通過第一設備的位置特征點的空間坐標，以及第二設備拍攝的第一設備的定位圖像中與位置特征點對應的像素特征點的像素坐標，得到第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系，解決了現(xiàn)有技術中獲取第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系估算精度不高，估算方法復雜度高的問題，可以提高獲取第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系的精度和效率，從而提高了裸眼3d顯示設備的顯示效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例中提供的一種設備定位方法的流程示意圖；

圖2(a)為本發(fā)明實施例中提供的一種設備定位方法中，經過邊緣增強處理后的定位圖像的示例性示意圖；

圖2(b)為本發(fā)明實施例中提供的一種設備定位方法中，經過閾值分割后的定位圖像的示例性示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中提供的一種設備定位裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本申請作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部份實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本申請保護的范圍。

首先需要說明的是，本發(fā)明實施例中，第一設備可以是裸眼3d顯示設備，如裸眼3d手機、裸眼3d平板等。第二設備可以是攝像頭、包含有攝像頭的攝像機、包含有攝像頭的手機等任意一種能夠拍攝第一設備的圖像的觀測設備，即可以模擬人眼觀看3d顯示設備的顯示效果的觀測設備。

基于上述描述，圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種設備定位方法的流程，該流程可以由設備定位裝置執(zhí)行。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的設備定位方法包括：

步驟101，確定第一設備的n個位置特征點。

其中，n為整數(shù)，n需要大于等于4。

步驟102，根據(jù)所述n個位置特征點，建立所述第一設備的幾何模型，從而得到所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標。

步驟103，獲取第二設備拍攝的所述第一設備的定位圖像，根據(jù)所述n個位置特征點確定所述定位圖像中分別與所述n個位置特征點對應的n個像素特征點，從而得到所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標。

步驟104，根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像的中的像素坐標，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

在步驟101中，該第一設備的n個位置特征點可以是該第一設備上的任意的n個位置特征點。例如，可以是該第一設備的顯示區(qū)域中即顯示屏上的n個點，顯示區(qū)域的邊緣上的n個點，也可以是該第一設備的機身上的任意n個點。為了更好的實施本發(fā)明，在本發(fā)明的一個實施例中，對于位置特征點，可以選擇顯示區(qū)域即顯示屏的角點，若顯示屏為矩形，該角點為矩形的四個頂點，或者可以選擇顯示區(qū)域的邊緣上的每條邊的中心點，或者是每條邊上距離角點1/3、1/4、1/5處的點，本發(fā)明實施例對此不做限定。

其中，n為大于等于4的整數(shù)。例如，n可以等于4，通過顯示區(qū)域的4個位置特征點和校正圖像的4個像素特征點可以構建8個方程，求解4個未知數(shù)。該n個位置特征點可以預先設定，在步驟101中即可根據(jù)預先設定，確定出這n個位置特征點。

在步驟102中，在確定第一設備的n個位置特征點之后，可以根據(jù)該n個位置特征點，建立該第一設備的幾何模型。

具體的，以該n個位置特征點中任意一個位置特征點為原點，第一設備所在的平面為x軸和y軸所在的平面，第一設備至第二設備的方向為z軸的朝向，建立該第一設備的幾何模型。建立幾何模型的目的主要是使用這個幾何模型來簡化第一設備的外形，同時規(guī)定以第一設備的任一位置特征點作為三維坐標的原點構建坐標系，方便后面的坐標換算。對于不同款式的第一設備需要建立不同的幾何模型用以代表各自不同的設備的外形，對于同一款式的第一設備，建立一次幾何模型，其它相同款式的可以使用。具體可以根據(jù)該第一設備的尺寸數(shù)據(jù)，例如長寬等尺寸數(shù)據(jù)，得到該第一設備n個位置特征點在該幾何模型中的位置信息，即確定出該n個位置特征點的空間坐標，從而建立幾何模型。

舉例來說，以第一設備為3d平板顯示設備或手機顯示設備為例，選取設備顯示區(qū)域即顯示屏的4個角點為顯示設備的4個位置特征點，顯示器屏幕是一個平面，屏幕顯示區(qū)域的實際長寬分別為220mm和140mm。以顯示區(qū)域的左上角的角點為坐標原點，建立空間幾何模型，該4個位置特征點的空間坐標用pv＝{pv0，pv1，pv2，pv3}表示，按照右手坐標系準則，從左到右，從上到下，4個位置特征點的空間坐標分別為：pv0＝{0，0，0}、pv1＝{220，0，0}、pv2＝{220，-140，0}、pv3＝{0，-140，0}。

在步驟103中，獲取第二設備拍攝的該第一設備的定位圖像，根據(jù)該n個位置特征點確定該定位圖像中分別與n個位置特征點對應的n個像素特征點，從而得到該n個像素特征點在定位圖像中的像素坐標。

第二設備以第一設備作為拍攝物，拍攝第一設備的一張圖像，本發(fā)明中將之稱為定位圖像，該定位圖像中包含有第一設備的影像，也就是說，該定位圖像中包括第一設備的位置特征點的影像，亦即定位圖像中具有與位置特征點對應的像素特征點。舉例說明，如第一設備的顯示區(qū)域的四個角點為位置特征點，那在定位圖像中所顯示的第一設備的影像中，其顯示區(qū)域的四個角點即為與位置特征點對應的像素特征點。

具體的，在本發(fā)明的一個實施例中，第一設備包括矩形顯示區(qū)域即矩形顯示屏，選取該矩形顯示區(qū)域的4個角點作為位置特征點。為了便于確定像素特征點，有效減少運算量，在第二設備拍攝第一設備的定位圖像時，使得第一設備的矩形顯示區(qū)域顯示預定畫面，該預定畫面可以是任何畫面，在此不做限制，只需點亮顯示區(qū)域即可，從而使得第二設備所拍攝的定位圖像中，該預定畫面區(qū)別于該定位圖像的其他部分突出呈現(xiàn)，例如預定畫面是高亮的，而其他部分是暗淡的。舉例而言，可將第一設備放置在密閉不透光的黑暗屋子里，使第一設備顯示預定畫面，第二設備拍攝第一設備，從而使得第二設備拍攝的定位圖像中，預定畫面為高亮的，而其他部分為黑的。定位圖像可參見圖2(a)，定位圖像中除了預定畫面，其他部分為黑色背景。

由于預定畫面是與矩形顯示區(qū)域相匹配的，因此，預定畫面的四個角點即與矩形顯示區(qū)域的四個角點相對應，也就是說，定位圖像中預定畫面的影像的四個角點，即是與作為位置特征點的矩形顯示區(qū)域的四個角點對應的四個像素特征點。由于定位圖像中，預定畫面是突出呈現(xiàn)的，因此，能夠非常方便在定位圖像中找到預定畫面的四個角點。

例如，可檢測該定位圖像中該突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓，根據(jù)作為位置特征點的所述矩形顯示區(qū)域的4個角點，將檢測到的矩形邊緣輪廓的4個角點確定為像素特征點。

可以通過圖像處理技術可以檢測出該定位圖像中突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓。例如：首先可通過雙邊濾波處理或導向濾波處理等技術對定位圖像進行邊緣增強處理，從而增強預定畫面的邊緣并平滑噪聲，為后面提取邊緣輪廓提供有利的條件，邊緣增強處理后的定位圖像可參見圖2(a)；然后對該邊緣增強處理后的定位圖像進行閾值分割，便于后續(xù)的輪廓檢測，再從閾值分割后的定位圖像中檢測出突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓。

在對邊緣增強處理后的定位圖像進行閾值分割時，通常是指利用像素的灰度值進行閾值分割，像素的灰度值通常在0至255之間，在進行閾值分割時，可將閾值設為100，將灰度值小于100的像素灰度設為0，將灰度值大于100的像素的灰度設為255。這樣一來，則該定位圖像中就只有兩種灰度：白和黑，從而可以將預定畫面與背景分離開來。閾值分割后的定位圖像可參見圖2(b)。

在閾值分割后，可以利用現(xiàn)有的矩形圖像檢測方法，例如opencv矩形邊緣輪廓檢測，找到預定畫面的矩形邊緣輪廓。在得到定位圖像中突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓之后，可以根據(jù)第一設備的矩形顯示區(qū)域的4個角點，將檢測到的矩形邊緣輪廓的4個角點確定為像素特征點。圖2(b)中與黑色背景區(qū)分的矩形框(即矩形邊緣輪廓)的四個頂點即為像素特征點。

需要強調的是，可以理解，本發(fā)明是以第一設備包括矩形顯示區(qū)域為例進行示例性說明的，但是本發(fā)明不限于此，第一設備的顯示區(qū)域的形狀不限，任何形狀的顯示區(qū)域均可采用與上述類似的方法，確定位置特征點和像素特征點。當然，本發(fā)明也不限于使用顯示區(qū)域上的點作為位置特征點，第一設備機身上的任意點均可以作為位置特征點。

在步驟104中，根據(jù)第一設備的n個位置特征點在幾何模型中的空間坐標和n個像素特征點在定位圖像中的像素坐標，具體可利用小孔成像模型，確定該第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

具體的，可以根據(jù)公式(1)確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

該公式(1)為：

spp＝a[rt]pv……………………………………(1)

其中，s為尺度因子，pp為像素特征點的像素坐標，a為第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)，pv為位置特征點的空間坐標，r為第一設備相對于第二設備的旋轉矩陣，t為第一設備相對于第二設備的平移矩陣，旋轉矩陣和平移矩陣用于表示第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

因為標的物是平面，可以將世界坐標系構造在z＝0的平面上，從而令z＝0后，將n個位置特征點的空間坐標和n個像素特征點像素信息代入到公式(1)后，對公式(1)進行變換，得到公式(2)。

該公式(2)為：

其中，s為尺度因子，(u，v，1)為像素特征點的像素坐標pp，a為第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)，(r1，r2，t)為第二設備相對于第一設備的旋轉矩陣和平移矩陣，(x，y，1)為位置特征點的空間坐標pv。

該轉換為單應性轉換，因此，可以設定單應性矩陣則上述公式(2)可以轉換為公式(4)。該單應性矩陣h為3×3的矩陣，并且其中一個元素是作為齊次坐標，h有8個未知量待解。

該公式(4)為：

其中，h為單應性矩陣，s為尺度因子，(u，v，1)為像素特征點的像素坐標pp，(x，y，1)為位置特征點的空間坐標pv。

將上述單應性矩陣代入到公式(4)中，可以得到公式(5)。上述單應性矩陣中的值可以根據(jù)公式(5)計算得到。然后根據(jù)該單應性矩陣，得出該第二設備相對于該第一設備的旋轉矩陣和平移矩陣，該第二設備相對于該第一設備的旋轉矩陣和平移矩陣主要用于表示該第二設備與該第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

該公式(5)為：

其中，[h1h2h3]為單應性矩陣h，s為尺度因子，(u，v，1)為像素特征點的像素坐標pp，(x，y，1)為位置特征點的空間坐標pv。

上述第二設備相對于第一設備的旋轉矩陣和平移矩陣可以根據(jù)公式(3)得到。

該公式(3)為：

其中，[r1r2r3]為第二設備相對于第一設備的旋轉矩陣r，t為第二設備相對于第一設備的平移矩陣，a為第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)，λ＝1/||a^-1h1||＝1/||a^-1h2||，[h1h2h3]為單應性矩陣。

上述第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)a可以根據(jù)公式(6)來得到。

該公式(6)為：

其中，a為第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)，α＝f/dx，β＝f/dy，α為攝像機的x軸的有效焦距，β為攝像機的y軸的有效焦距，f為攝像機的焦距，dx為攝像機的x軸的像素間隔，dy為攝像機的y軸的像素間隔，γ為像素點在x軸和y軸上的尺度因子，(u0，v0)為攝像機中光軸在圖像上的投影點。

本領域技術人員所公知的，為了方便運算，上述技術中引入了齊次坐標，s和λ均是齊次坐標運算所需因子，這里就不做詳細說明了。

上述實施例表明，確定第一設備的n個位置特征點，根據(jù)n個位置特征點，建立第一設備的幾何模型，從而得到n個位置特征點在幾何模型中的空間坐標，獲取第二設備拍攝的第一設備的定位圖像，根據(jù)n個位置特征點確定定位圖像中分別與n個位置特征點對應的n個像素特征點，從而得到n個像素特征點在定位圖像中的像素坐標，根據(jù)n個位置特征點在幾何模型中的空間坐標和n個像素特征點在定位圖像的中的像素坐標，確定第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。通過第一設備的位置特征點的空間坐標，以及第二設備拍攝的第一設備的定位圖像中與位置特征點對應的像素特征點的像素坐標，得到第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系，解決了現(xiàn)有技術中獲取第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系估算精度不高，估算方法復雜度高的問題，可以提高獲取第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系的精度和效率。從而提高了裸眼3d顯示設備的顯示效果。

為了更好的解釋本發(fā)明實施例，以下結合具體的實施應用場景，描述顯示設備定位的具體實現(xiàn)過程。以下給出以10.1平板顯示器的定位的一個實施例。

以顯示器(第一設備)的顯示面板(即顯示區(qū)域)的4個角點作為位置特征點，以平板中攝像頭的位置作為三維坐標系的原點，顯示器的朝向作為z軸的朝向，平板顯示器的平面作為坐標系xy平面。近似的將顯示面板看做一個平面，4個位置特征點和坐標原點近似處于一個平面中，建立幾何模型，通過測量獲得顯示區(qū)域的尺寸，為了降低誤差，可多次測量取平均值，從而得到4個位置特征點相對于原點的空間坐標分別為：pv0＝{-118.9600，-11.0000，0.0}、pv1＝{118.9600，-11.0000，0.0}、pv2＝{118.9600，-1403.2000，0.0}、pv3＝{-118.9600，-1403.2000，0.0}?？梢酝ㄟ^該4個位置特征點表示平板顯示設備，這樣幾何模型建立完成。

然后，獲取觀測設備(第二設備)拍攝的平板顯示器的定位圖像，在觀測設備拍攝平板顯示器的定位圖像時，把平板顯示器放置在黑暗空間，顯示區(qū)域顯示一畫面，從而使得觀測設備所拍攝的定位圖像中，該畫面是高亮的，而其他部分是黑的。

通過雙邊濾波算法增強該定位圖像的圖像邊緣，對該增強圖像邊緣后的定位圖像以設定閾值進行分割，分割之后，檢測到定位圖像的邊緣輪廓，篩選出符合矩形框的邊緣輪廓，擬合矩形框。將該矩形框的4個頂點確定為該定位圖像的4個像素特征點，同時獲取該4個像素特征點在該定位圖像上的像素坐標。

將4個位置特征點的空間坐標和4個像素特征點的像素坐標，代入小孔成像模型中，即可以得到觀測設備與平板顯示器之間的相對姿態(tài)位置關系。

具體的，將世界坐標系構造在z＝0的平面上，根據(jù)公式(2)確定單應性矩陣。根據(jù)所述單應性矩陣，得出觀測設備相對于顯示設備的旋轉矩陣和平移矩陣，觀測設備相對于顯示設備的旋轉矩陣和平移矩陣用于表示觀測設備與顯示設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

上述觀測設備相對于所述顯示設備的旋轉矩陣和平移矩陣可以根據(jù)公式(3)確定出來。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例有效提高了獲取第二設備與第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系的計算精度和計算效率。

基于相同的技術構思，圖3示出了本發(fā)明實施例提供的一種設備定位裝置，該裝置可以執(zhí)行設備定位的流程。

如圖3所示，該裝置具體包括：

第一確定單元201，用于確定第一設備的n個位置特征點，n大于等于4；

幾何模型建立單元202，用于根據(jù)所述n個位置特征點，建立所述第一設備的幾何模型，從而得到所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標；

第二確定單元203，用于獲取第二設備拍攝的所述第一設備的定位圖像，根據(jù)所述n個位置特征點確定所述定位圖像中分別與所述n個位置特征點對應的n個像素特征點，從而得到所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標；

定位單元204，用于根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

優(yōu)選地，所述第一設備包括矩形顯示區(qū)域，所述n個位置特征點包括所述矩形顯示區(qū)域的4個角點；

在所述第二設備拍攝所述第一設備的定位圖像時，所述第一設備的矩形顯示區(qū)域顯示預定畫面；在所述定位圖像中，所述預定畫面區(qū)別于所述定位圖像的其他部分突出呈現(xiàn)；

所述第二確定單元203具體用于：

檢測所述定位圖像中所述突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓；

根據(jù)所述矩形顯示區(qū)域的4個角點，將檢測到的所述矩形邊緣輪廓的4個角點確定為像素特征點。

優(yōu)選地，所述第二確定單元203具體用于：

對所述定位圖像進行邊緣增強處理；

對所述邊緣增強處理后的定位圖像進行閾值分割；

從所述閾值分割后的定位圖像中檢測出所述突出呈現(xiàn)的預定畫面的矩形邊緣輪廓。

優(yōu)選地，所述定位單元204具體用于：

根據(jù)所述n個位置特征點在所述幾何模型中的空間坐標和所述n個像素特征點在所述定位圖像中的像素坐標，利用小孔成像模型，確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

優(yōu)選地，所述定位單元204具體用于：

根據(jù)公式(1)確定所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系；

所述公式(1)為：

spp＝a[rt]pv……………………………………(1)

其中，s為尺度因子，pp為所述像素特征點的像素坐標，a為第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)，pv為所述位置特征點的空間坐標，r為第一設備相對于第二設備的旋轉矩陣，t為第一設備相對于第二設備的平移矩陣，所述旋轉矩陣和所述平移矩陣用于表示所述第二設備與所述第一設備之間的相對姿態(tài)位置關系。

優(yōu)選地，所述定位單元204具體用于：

根據(jù)公式(1)，將世界坐標系構造在z＝0的平面上，從而對公式(1)進行變換，得到公式(2):

設定單應性矩陣根據(jù)公式(3)，確定所述第一設備相對于所述第二設備的旋轉矩陣和平移矩陣；

所述公式(3)為：

其中，(u，v，1)為所述像素特征點的像素坐標pp，(x，y，1)為所述位置特征點的空間坐標pv，[r1r2r3]為第二設備相對于第一設備的旋轉矩陣r，t為第二設備相對于第一設備的平移矩陣，λ＝1/||a^-1h1||＝1/||a^-1h2||。

內參數(shù)a可以根據(jù)公式(6)來得到。

該公式(6)為：

其中，a為第二設備拍攝定位圖像的攝像機的內參數(shù)，α＝f/dx，β＝f/dy，α為攝像機的x軸的有效焦距，β為攝像機的y軸的有效焦距，f為攝像機的焦距，dx為攝像機的x軸的像素間隔，dy為攝像機的y軸的像素間隔，γ為像素點在x軸和y軸上的尺度因子，(u0，v0)為攝像機中光軸在圖像上的投影點。

本申請是參照根據(jù)本申請實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本申請的優(yōu)選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權利要求及其等同技術的范圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。