近眼显示延时检测装置的硬件设计研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangxiaoxi21
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近眼显示可分为虚拟现实(VR)和增强现实(AR)系统,随着性能的不断提升,近年应用越来越多。但延时仍然是近眼显示的一个关键技术问题,产生延时的主要原因有1.传感器无法做到实时响应;2.画面信号处理和传输需要时间。而且市场上的产品性能良莠不齐,延时从19ms到30ms不等。为了规范产品的市场,对其性能进行科学准确的检测评价,建立相关标准,同时为产品生产提供高效可靠的检测手段,本文设计制作了一种新型近眼显示的延时检测装置。针对目前广泛使用的近眼显示的延时检测方案——利用专业的快速相机对显示画面进行逐帧拍摄处理方法中存在占用空间大、搭建成本高、数据处理算法复杂、操作门槛高、功耗大的问题,本文提出了一种运用光电二极管检测光强数据在STM32单片机中进行实时扫描、不断检测、标定时刻、计算时间的方法,设计了一个具有成本低、检测速度快、时间精度高、信噪比高、放大倍数高、数据处理算法简洁等优点于一体的近眼显示延时检测装置。通过实验证明该装置的结果如下:1.检测装置进行实物检测前,先在一个标定系统上运行,分析得到的波形图,可得知使用PIN光电二极管的探测模块响应延时τPIN=37μs;测量精度是1μs。2.前置光电探测放大电路模块输出信号的信噪比SNR1=48dB;3.噪声信号消除模块处理后输出信号的信噪比SNR2=71dB;4.有效输出信号的放大倍数为61.5dB;5.通过多次检测和分析,可知整体检测装置上升时间的平均值为τrt=0.859ms,下降时间的平均值是τdt=0.533ms。在波形图中VR设备延时量为24.486ms,单片机内处理的VR设备延时量的平均值为26.509ms,与示波器上的数据相比误差率为8.262%。根据测试结果表明,设计研究制作的新型近眼显示的延时检测装置满足本文的各项技术指标且测量的时间量具有高精度、高准确性的特点,还在编写程序时采用模块化设计可根据不同要求进行多功能检测,整体装置可实现优秀的人机交互。
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