[發明專利]AR-HUD光學投影系統及映射關系標定方法和畸變矯正方法

有效

• 申請號: 201811596578.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109688392B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 張劍;朱宣丞
• 申請（專利權）人: 聯創汽車電子有限公司
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

本發明提供一種AR?HUD光學投影系統包括：HUD顯示裝置和顯示控制器，顯示控制器映射關系標定采用：標定輔助設備對承載設備和人眼模擬設備進行空間定位，人眼模擬設備捕捉投影虛擬屏的顯示內容，將顯示內容像素轉化為人眼模擬設備坐標系下的三維坐標一，再將三維坐標一轉化為承載設備坐標系下三維坐標二，將三維坐標二橫向和豎向坐標值作為顯示內容在投影虛擬屏中的映射平面坐標，將映射平面坐標和顯示內容在實際屏幕上的像素坐標擬合計算，獲得實際屏幕圖像邊緣點在虛擬投影屏幕上所對應的平面二維物理坐標，將虛擬投影屏幕上的平面二維坐標以數組形式作為標定結果。本發明還公開了一種AR?HUD光學投影系統映射關系標定方法和一種AR?HUD光學投影系統畸變矯正方法。

技術領域

本發明涉及汽車領域，特別是涉及一種AR-HUD光學投影系統。本發明還涉及一種AR-HUD光學投影系統及映射關系標定方法和一種AR-HUD光學投影系統及映射關系畸變矯正方法。

背景技術

為了實現人車新對話形式，汽車廠商開發出增強現實抬頭顯示系統(AR-HUD)。該增強現實抬頭顯示器通過內部特殊設計的光學系統將圖像信息精確地結合于實際交通路況中,從而擴展了或者說增強了駕駛者對于實際駕駛環境的感知。因此,AR-HUD技術極有可能成為汽車人機界面(HMI)最具創新性的發展方向。

AR-HUD光學系統能夠在駕駛員的視野區域合理的疊加顯示駕駛員輔助系統的狀態以及這些信息的含義，比如GPS數據、地圖資料和駕駛動態數據等。AR-HUD還可以結合高級駕駛員輔助系統(ADAS)包括：車道偏離警示系統(LDW)、自適應巡航控制系統(ACC)等結合使用。

增強現實抬頭顯示系統需要利用光學的反射原理，在車輛行駛過程中，將影響車輛行駛的各種信息以圖像、動畫的方式，實時地通過擋風玻璃投影在駕駛員的正前方。由于車輛的擋風玻璃存在一定的曲率，會造成AR-HUD的投影圖像發生畸變，投影圖像發現畸變的主要原因是：不同規格的擋風玻璃的曲率也各不相同,擋風玻璃不同位置的曲率不規則，暫時無法通過規律性的方法解決畸變問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能實現實際屏幕和虛擬投影屏幕映射關系準確標定并能對投影畸變進行矯正的AR-HUD光學投影系統。

本發明還提供了一種能實現實際屏幕和虛擬投影屏幕映射關系準確標定的AR-HUD光學投影系統映射關系標定方法。

本發明還提供了一種能對投影畸變進行矯正的AR-HUD光學投影系統的AR-HUD光學投影系統映射關系畸變矯正方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的AR-HUD光學投影系統包括：HUD顯示裝置和顯示控制器，所述顯示控制器采用以下方式進行所述AR-HUD光學投影系統映射關系標定；

利用標定輔助設備對承載設備和人眼模擬設備進行空間定位，人眼模擬設備捕捉投影虛擬屏的顯示內容，將顯示內容像素轉化為人眼模擬設備坐標系下的三維坐標一，再將三維坐標一轉化為承載設備坐標系下三維坐標二，將三維坐標二橫向和豎向坐標值作為顯示內容在投影虛擬屏中的映射平面坐標，根據映射平面坐標和顯示內容在實際屏幕上的像素坐標進行擬合計算，獲得實際屏幕圖像邊緣點在虛擬投影屏幕上所對應的平面二維物理坐標，將虛擬投影屏幕上的平面二維坐標以數組形式作為映射關系標定結果。

進一步改進所述的AR-HUD光學投影系統，所述標定輔助設備是專業運動捕捉系統，所述承載設備是車輛，所述人眼模擬設備是工業相機，所述實際屏幕是HUD屏,所述虛擬投影屏幕是擋風玻璃。

進一步改進所述的AR-HUD光學投影系統，空間定位時，選取車輛內后視鏡的安裝位置作為車輛的空間坐標位置中心點，選取工業相機的鏡頭中心位置作為相機的空間坐標位置中心點。

進一步改進所述的AR-HUD光學投影系統，所述顯示內容表現為點陣圖像。