CN104515531B - 增强的3-维(3-d)导航系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文提供了用于3‑维(3‑D)导航的技术或者系统的一个或者多个实施例。抬头显示器(HUD)组件能够在车辆周边环境周围的焦平面上投影、渲染、显示、或者呈现图形元素。该HUD组件能够通过移动或者调节焦平面与该车辆之间的距离，来促使这些图形元素表现为立体或者3‑D。在环境内的对象可以被跟踪、被识别，并且对应的图形元素可以被投影在相应对象的上面、附近、或者周围。例如，该HUD组件可以将图形元素或者指针投影在行人上，使得它可以向该车辆的驾驶员或者操作员警报他们的存在。当他或她在环境内行走时，这些指针可以保持“粘贴”在该行人上。与对象相关联的元数据可以被呈现，诸如地址信息、评级、电话号码、徽标，等等。

Description

增强的3-维(3-D)导航系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请是2013年9月30日提交的名称为“3-DIMENSIONAL(3-D) NAVIGATION”的未决美国非临时专利申请系列No.14/041,614(代理人案卷No.:107745.54CIP1)的部分继续，该美国非临时专利申请是2013年3月15日提交的名称为“VOLUMETRIC HEADS-UP DISPLAYWITH DYNAMIC FOCAL PLANE”的未决美国非临时专利申请系列No.13/832,918(代理人案卷No.:HRA-36332.01)的部分继续。上面提到的申请的整体通过引用并入本文。

背景技术

为了改进驾驶员的便利性，车辆可以被提供具有向驾驶员显示信息的抬头显示器(HUD)。由HUD所显示的该信息可以在驾驶员驾驶时投影至车辆的风挡上以在驾驶员的视野中呈现该信息。通过在驾驶员的视野中显示该信息，驾驶员在驾驶时不需要远离风挡地看(例如，朝向中央仪表盘上的仪器显示)以看到所呈现的信息。

HUD可以呈现典型地在车辆的中央仪表盘中显示的车辆信息，诸如与车辆速度、燃油液位、发动机温度等等有关的信息。另外，HUD 可以向驾驶员呈现地图信息和通信事件(例如，导航指令、驾驶指令、警告、警报等等)。车辆HUD可以以与车辆仪表盘所采用的方式相似的方式来向驾驶员呈现该信息，诸如通过显示在风挡上作为图形元素出现的仪表和文本框。另外，车辆HUD可以呈现扩充的现实图形元素，其利用实时信息来扩充车辆周围的物理环境。

然而，使用在车辆中的已有HUD设备可能不能呈现具有一致深度线索(depth cue)的扩充的现实图形元素。因此，由已有车辆HUD 所呈现的扩充的现实图形元素可以作为表面覆盖(superficial overlay) 被呈现。

发明内容

该简要描述被提供以采用简化形式来介绍下面在详细描述中被描述的概念的选择。该简要描述不意图为是所要求保护的主题的广泛概述，不意图识别所要求保护的主题的关键因素或者必要特征，也不意图为被用来限制所要求保护的主题的范围。

根据一个方面，用于在车辆的驾驶员的视野中显示图形元素的车辆抬头显示器设备包括第一投影仪和第一致动器。第一投影仪能够被配置为在驾驶员的视野中的第一焦平面上投影第一图形元素。第一焦平面可以基本上垂直于驾驶员的视线和离开该车辆的距离而取向。第一投影仪能够安装在第一致动器上。第一致动器可以被配置为直线地移动第一投影仪。直线地移动第一投影仪能够促使第一图形元素的第一焦平面在驾驶员的视线的方向上移动。

根据另一方面，车辆抬头显示器系统包括车辆抬头显示器设备和控制器。车辆抬头显示器设备在车辆的驾驶员的视野中显示图形元素，并且包括第一投影仪和第二投影仪。第一投影仪能够被配置为在驾驶员的视野中的第一焦平面上投影第一图形元素。第一焦平面能够基本上垂直于驾驶员的视线而取向。第一投影仪能够被配置为在驾驶员的视线的方向上移动第一焦平面。第二投影仪能够被配置为在驾驶员的视野中的第二焦平面上投影第二图形元素。第二焦平面可以是静态的并且基本平行于地面而取向。控制器能够被配置为与一个或者多个相关联的车辆控制系统通信，并且控制车辆抬头显示器设备基于与相关联的车辆控制系统中的一个或者多个车辆控制系统的通信来显示第一图形元素和第二图形元素。

根据又另一个方面，用于在车辆抬头显示器中呈现扩充的现实图形元素的方法包括：在驾驶员的视野中的第一焦平面上投影第一图形元素，以及在驾驶员的视野中的第二焦平面上投影第二图形元素。第一焦平面可以基本上垂直于驾驶员的视线而取向，并且第二焦平面可以是静态的并且基本上平行于地面而取向。该方法能够包括：在驾驶员的视线的方向上移动或者调节第一焦平面。

本文提供了用于3维(3-D)导航的技术或者系统的一个或者多个实施例。例如，用于3-D导航的系统能够投影表现为在车辆的占用者的视野中移动的图形元素或者化身。在一个或者多个实施例中，抬头显示器组件(HUD)能够被配置为在车辆周围环境中的一个或者多个焦平面上投影该图形元素或者化身。换句话说，该HUD组件能够在可调节的距离或者可调节的焦平面处投影图形元素或者化身，来向车辆的占用者提供化身或者图形元素在移动、在飞行、被动画绘制等等的感觉。

作为一种示例，该HUD组件可以被配置为通过在一个或者多个不同的焦平面上依次地投影化身，来“动画绘制”或者提供用于该化身的移动。例如，可以利用致动器来移动该HUD组件的投影仪，以实现在这些焦平面上的投影。作为这一点的结果，深度线索(诸如与图形元素或者化身相关联的适应性和聚散度)一般被保存。当从第一地点到第二地点的路线被生成时，该HUD组件能够生成用于车辆的驾驶员或者占用者来“跟随”的一个或者多个图形元素。因为该HUD 组件能够在多个焦平面上投影或者从一个焦平面向另一个焦平面移动所投影的图形元素，所以图形元素或者所投影的图像能够表现得“真实”得多，类似于在镜子中看到的图像。

当车辆的占用者请求导航指导时，图形元素(诸如化身)可以被提供。该化身可以表现为在该车辆的前方移动、滑行，飞行等等，例如，类似于在他们正跟随朋友的车辆时占用者或者驾驶员将会看到的情况。另外，该化身可以表现为导航绕过阻碍物、障碍物、行人、碎片、坑洼等等，如真实车辆将会做的。在一个或者多个实施例中，该化身可以根据实时交通来“驾驶”、移动、表现为移动等等。例如，如果路线带领驾驶员或者车辆跨越火车轨道，当火车正经过时该化身可以在火车轨道处停止。作为另一示例，该化身可以以如下的方式来改变车道：使得该化身不表现为“碰撞”另一车辆或者以其他方式干扰交通。

在一个或者多个实施例中，传感器组件可以跟踪或者检测一个或多个对象或者与车辆正在其中行驶的环境相关联的信息。这个信息可以被传递给车辆控制组件。该车辆控制组件可以从不同的源聚合、收集、或者接收关于车辆周围环境的信息。控制器组件可以利用这个信息来做出如下的决定，这些决定关于是否在一个地点处或者在焦平面上投影图形元素以及在渲染该图形元素时要利用的属性或者模型。 HUD组件可以基于该控制器组件决定来渲染或者投影该图形元素。

例如，如果传感器组件检测到跨越沿着一个路线的路段的人行横道中的行人，该路线涉及使车辆转入该路段，则该控制器组件可以命令或者指令HUD组件在该行人上或者周围投影图形元素，以向车辆的驾驶员或者占用者警报该行人的存在。进一步地，传感器组件可以主动地跟踪该行人，使得HUD组件可以投影图形元素(诸如指针)，其当他或她横穿人行横道时实时地跟随或者跟踪该行人。另外，控制器组件可以识别或者认出何时该行人已经完成横穿或者步入人行道，并且传达给HUD组件以停止投影用于该行人的图形元素。

用于3-D导航的系统可以启用预警图形元素的识别或者投影。例如，如果驾驶正从第一路段转向第二路段(例如，从一条道路向另一条道路左转或者右转)，则由车辆控制组件接收的信息(诸如环境信息或者交通条件信息)可以由控制器组件利用以做出确定：预警图形元素应当被渲染给车辆的占用者或者驾驶员。换句话说，该控制器组件可以命令或者指令HUD组件渲染指向可能不一定在驾驶员的视野中的对象(例如，危险、道路条件等等)的图形元素。此处，例如，当看向车辆的风挡之外时，驾驶员可能看不到在他的或她的左边的危险。然而，该HUD组件可以投影指引驾驶员的注意力向他的或者她的左边(例如，离开风挡或者驾驶员的视野之外)的图形元素。以这种方式，通过向车辆的驾驶员或者占用者提供环境内的对象的提前通知，安全性可以被提升。

另外，该HUD组件可以投影或者渲染从属于环境内对象的细节，诸如商家的名称、地址标记、最终目的地标记、停车图形元素、评论等等。

以下描述和附图阐述了某些说明性的方面和实施方式。这些仅指示了在其中采用了一个或者多个方面的各种方式中的少数。当与附图一起被考虑时，根据以下的详细描述，本公开内容的其他方面、优点、或者新颖特点将变得明显。

附图说明

当与附图一起阅读以下详细描述时，本公开内容的各方面从以下详细描述而被理解。各示图的元素、结构等等可能不必然按比例绘制。因此，例如，相同的尺寸可能为了讨论的清楚性而被任意地增大或者减小。

图1是根据一个或者多个实施例的车辆抬头显示器系统的示例示意图的图示。

图2是根据一个或者多个实施例的在其中提供了车辆抬头显示器系统的车辆的示例示意图的图示。

图3是根据一个或者多个实施例的车辆以及四个焦平面的示例侧视图的图示，车辆抬头显示器系统在这四个焦平面上投影图形元素。

图4是根据一个或者多个实施例的驾驶员在驾驶车辆时通过车辆的风挡而看到的示例视图以及由车辆抬头显示器系统所投影的示例性图形元素的图示。

图5是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的系统的示例组件图的图示。

图6是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的方法的示例流程图的图示。

图7A是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的示例化身 (avatar)的图示。

图7B是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的示例化身的图示。

图8A是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的示例化身的图示。

图8B是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的示例化身的图示。

图9A是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的示例化身的图示。

图9B是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的示例化身的图示。

图10A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图10B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图11A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图11B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图12A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图12B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图13A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图13B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图14A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景。

图14B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图15是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图16A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图16B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图17A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图17B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图18A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图18B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图19A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图19B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图20A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图20B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景的图示。

图21是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的方法的示例流程图的图示。

图22是根据一个或者多个实施例的包括被配置为具体化本文所阐述的条文中的一个或者多个条文的处理器可执行指令的示例计算机可读介质或者计算机可读设备的图示。

图23是根据一个或者多个实施例的本文所阐述的条文中的一个或者多个条文被实施的示例计算环境的图示。

具体实施方式

在各示图中所图示的实施例或者示例在下面使用具体的语言被公开。但是将理解，这些实施例或者示例不意图为限制。所公开的实施例中的任何变更和修改以及在本文件中所公开的原理的任何进一步的应用被考虑为对相关领域的技术人员将是正常想到的。

对于本文的附图中的一个或者多个附图，一个或者多个边界，诸如图2的边界116或者图10B的边界1030，例如，仅仅为了举例说明的目的而相对于彼此以不同的高度、宽度、周长、纵横比、形状等等来绘制，并且不必然按比例绘制。例如，因为虚线或点线被用来表示不同的边界，如果虚线和点线被绘制在彼此的顶部，则它们在附图中将不可区分，并且因此在附图中的一个或者多个附图中以不同的尺寸或者彼此稍微隔开地被绘制，从而它们是彼此可区分的。作为另一个示例，在边界与不规则形状相关联的场合，该边界(诸如利用虚线、点线等等绘制的框)不必然在一个或者多个实例中涵盖整个组件。相反地，在一个或者多个实例中，所绘制的框不必然仅仅涵盖所关联的组件，而是也能够涵盖一个或者多个其他组件的一部分。

由车辆HUD设备视觉地放置在驾驶员的直接视野中的环境元素上的图形元素，经常被称作接触模拟或者保形扩充的现实图形元素。成功地向车辆驾驶员呈现接触模拟扩充的现实图形元素可能取决于车辆HUD设备正确重现深度线索的能力。这些深度线索能够包括适应性(accommodation)和聚散度。适应性是其中眼睛中的肌肉主动改变光功率以改变在不同距离处的焦点的深度线索。聚散度是当看见对象时，用以维持单个双眼图像的眼睛朝向彼此的同时或者并发的向内旋转。

尽管本文所描述的示例可以是指车辆驾驶员，但是图形元素可以被投影、提供、渲染等等在车辆的一个或者多个其他占用者(诸如乘客等等)的视野内。为了这个目的，这些示例不意图为限制，并且仅被公开用以举例说明本即时申请的一个或者多个示例性方面。

当HUD设备在车辆风挡上显示图形元素时，适应性可以引起人眼在环境元素与由该HUD设备所显示的信息之间转移。聚散度引起眼睛汇聚至风挡以外的点到环境中，这可以导致在风挡上显示的HUD 图形元素的双图像的出现。因此，为了渲染具有正确重现深度线索的接触模拟扩充的现实图形元素，图形元素应当作为真实环境(例如，在对应的焦平面处)而渲染在相同的空间上，而不是在车辆的风挡上。

提供了一种当驾驶员通过风挡观看环境时用于在车辆驾驶员的视野中显示图形元素的车辆抬头显示器设备。该抬头显示器设备能够包括当驾驶员通过风挡观看环境时在驾驶员的视野中的前面焦平面上投影图形元素的一个或者多个投影仪，以及当驾驶员通过风挡观看环境时在驾驶员的视野中的与地面平行的焦平面上投影图形元素的一个或者多个投影仪。在前面焦平面上投影图形元素的投影仪可以安装在致动器上，该致动器直线地移动投影仪以引起前面焦平面在驾驶员的视线的方向上移动。投影与地面平行的焦平面的投影仪可以被固定布置而使得与地面平行的焦平面是静态的。

参考图1，图示了能够渲染具有正确重现的深度线索的立体接触模拟扩充的现实图形元素(例如，被渲染至与真实环境相同的空间中的3-维或“3-D”图形元素)的车辆立体抬头显示器系统100(“HUD 系统100”)或者(“HUD组件100”)。HUD系统100包括车辆抬头显示器设备102(“HUD设备102”)和控制器104(或者“控制器组件104”)。参考图2，HUD系统100可以被提供在车辆106中，车辆106包括驾驶员座位108、仪表盘外壳110、以及风挡112。

相对于例如车辆座位108、仪表盘外壳110、以及风挡112的相对定位，车辆106的配置可以是传统的。为了适应本文所描述的HUD 系统100，仪表盘外壳110定义了容纳空间，在该容纳空间中容纳HUD 系统100。进一步地，仪表盘外壳110具有穿过其上表面而定义的HUD出口孔114。在仪表盘外壳110中容纳的HUD系统100通过HUD出口孔114向风挡112投影图形元素，诸如接触模拟扩充的现实图形元素，风挡112可以被用作HUD系统100的显示屏。如下面进一步详细描述的，扩充的现实图形元素能够被渲染给驾驶员，仿佛在与真实环境相同的空间中。

当坐在驾驶员座位108中时，车辆106的驾驶员驾驶车辆106。因此，驾驶员可以在位置上被限制于车辆106内的驾驶员座位108上的座位位置。鉴于这种位置上的限制，可以使用驾驶驾驶员的视野源自于车辆内的眼睛盒子116的假设来设计HUD系统100。眼睛盒子116可以被考虑为包括车辆106的一个内部区带，当驾驶员坐在驾驶员座位108中时，驾驶员的眼睛位于该内部区带中。

眼睛盒子116的大小可设置为涵盖驾驶员的所有可能的头部位置而不管驾驶员座位108的位置和姿势，或者HUD系统100可以被配置为检测驾驶员座位108的位置和姿势，并且基于此来调节眼睛盒子 116的位置和大小。在一个或者多个实施例中，可以假设眼睛盒子116 具有固定的大小并且在固定的位置，来设计HUD系统100。例如，眼睛盒子可以有以下尺寸：20cm×10cm×10cm。在任何情况下，HUD 系统100能够被配置为，当驾驶员的眼睛在眼睛盒子116内并且驾驶员正通过车辆106的风挡112面向/看向前方时，向驾驶员呈现接触模拟扩充的现实图形元素。尽管图2的眼睛盒子116针对车辆106的驾驶员而被图示，但是眼睛盒子116可以被设定为包括车辆的一个或者多个其他占用者。在一个或者多个实施例中，例如，一个或者多个附加眼睛盒子或者HUD设备可以被提供给乘客或者其他占用者。

当驾驶员通过车辆106的风挡112观看环境时，HUD设备102 在车辆106的驾驶员的视野内显示一个或者多个图形元素。当驾驶员的眼睛在眼睛盒子116中并且驾驶员正通过风挡112面向/看向前方时由驾驶员通过风挡112所看到的任何图形或者环境元素，可以被考虑为在驾驶员的视野中。如本文所使用的，当驾驶员通过车辆106的风挡112观看环境时的车辆106的驾驶员的视野，意图为包括通过风挡 112所看见的区域，不包括位于车辆106内的仪表盘显示器。换句话说，HUD设备102呈现图形元素使得与驾驶员可以看见图形元素而不远离道路地看。

回到图1，HUD系统100的HUD设备102包括第一投影仪118、第二投影仪120、第三投影仪122和第四投影仪124。第一投影仪118 和第三投影仪122共享第一分束器126和第一物镜128，而第二投影仪120和第四投影仪124共享第二分束器130和第二物镜132。因此，第一投影仪118和第三投影仪122的输出能够在第一分束器126中被接收并且被组合为单个输出，该单个输出被定向到(并且穿过)第一物镜128。类似地，第二投影仪120和第四投影仪124的输出能够在第二分束器130中被接收并且被组合为单个输出，该单个输出被定向到(并且穿过)第二物镜132。

HUD设备102进一步包括被设置在第一物镜和第二物镜128、132 下游的第三分束器134，其被配置为接收来自第一物镜和第二物镜 128、132的输出。来自第一物镜和第二物镜128和132的输出能够在第三分束器134处被组合为单个输出，该单个输出能够是所有的第一投影仪、第二投影仪、第三投影仪和第四投影仪118、120、122、124 的输出的组合，并且在被定向出HUD出口孔114到风挡112(其可以被用作HUD系统100的显示屏)之前被定向到(并且穿过)第三物镜136和目镜138。

第一投影仪118、第二投影仪120、第三投影仪122、以及第四投影仪124中的每个投影仪包括投影仪单元140、142、144、146和扩散器屏幕148、150、152、154，扩散器屏幕148、150、152、154被严格固定在距投影仪单元140、142、144、146的设定距离并且相对于投影仪单元140、142、144、146而被布置，使得从投影仪单元140、 142、144、146发射的光通过扩散器屏幕148、150、152、154。投影仪单元140、142、144、146能够是投影通过相关联的扩散器屏幕148、 150、152、154的图像或者图形元素的发光单元。扩散器屏幕148、 150、152、154用作针对HUD设备102的光系统的剩余部分的发光图像源(或对象)，并且确保离开扩散器148、150、152、154的光的大部分落入扩散器屏幕148、150、152、154之后的光学器件(例如，第一分束器126、第一物镜128、第二分束器130、第二物镜132、第三分束器134、第三物镜136、以及目镜138)，同时使光扩散出使得其最终填充眼睛盒子116，使得当驾驶员的头部移动到眼睛盒子116 内时图像或者(多个)图形元素的亮度保持恒定。因此，扩散器屏幕 148、150、152、154的使用基本上避免了图像或者(多个)图形元素的不同部分从眼睛盒子116内的不同点是可见的，并且由此基本上避免了随着轻微头部移动的不同视觉行为的发生。

投影仪单元140、142、144、146可以采取适用于本文所描述的用途的任何发光单元的形式。投影仪单元140、142、144、146可以采取能够根据本文所描述的(多种)用途来投影图像或者图形元素的任何发光单元的形式。类似地，扩散器屏幕148、150、152、154可以采取适于本文所描述的(多种)用途的任何光扩散屏幕的形式。

第一投影仪118能够被安装在HUD设备102中的第一致动器156 上。第一致动器156能够是能够在朝向第一分束器126和远离第一分束器126的直线方向上移动第一投影仪118的直线致动器。另外，第三投影仪122能够被安装在HUD设备102中的第二致动器158上。第二致动器158能够是能够在朝向第一分束器126和远离第一分束器 126的直线方向上移动第三投影仪1122的直线致动器。第一致动器和第二致动器156、158可以采取适于本文所描述的用途的任何直线致动器的形式。第一投影仪118和第三投影仪122直线移动的能力允许第一投影仪118和第三投影仪122在动态或者可移动的焦平面上投影图形元素。与第一投影仪和第三投影仪118和122相对照，第二投影仪和第四投影仪120、124能够被固定地布置在HUD设备102中，并且因此在静态焦平面上投影图形元素。

使用第一投影仪、第二投影仪、第三投影仪、以及第四投影仪118、 120、122、124，HUD设备102可以在驾驶员通过风挡112所看到的环境中的四个相异的焦平面中渲染图形元素(接触模拟扩充的现实图形元素或者其他方式)。在这方面，第一投影仪118能够被配置为在第一焦平面162中投影第一图形元素160，第二投影仪120能够被配置为在第二焦平面166中投影第二图形元素164，第三投影仪122能够被配置为在第三焦平面170中投影第三图形元素168，并且第四投影仪124能够被配置为在第四焦平面174中投影第四图形元素172(如将参考图3和4来描述的)。所有的第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172以及它们相关联的第一焦平面、第二焦平面、第三焦平面和第四焦平面162、166、170、 174，当驾驶员正在驾驶车辆106并且驾驶员的眼睛在眼睛盒子116 内，同时驾驶员正通过风挡112看向前方时，能够被渲染在驾驶员的视野中的环境中。

参考图3和图4，将参考地面176和驾驶员的视线178来描述在第一焦平面、第二焦平面、第三焦平面、第四焦平面162、166、170、 174上的第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172的投影。在这方面，地面176是车辆106前面的道路的表面。为了该即时描述的目的，地面176将被假设为基本上是平面表面。驾驶员的视线178是在前向方向上从眼睛盒子116基本上平行于地面176而延伸的线。如本文所使用的，视线178的方向是沿着视线178朝向或者远离从驾驶员和车辆106而延伸的方向。

第一焦平面162是可以基本上垂直于驾驶员的视线178而取向的前面焦平面。第三焦平面170也是可以基本上垂直于驾驶员的视线 178而取向的前面焦平面。第一焦平面和第三焦平面162、170能够是动态焦平面，其在前向方向(远离车辆106)上和在反向方向(朝向车辆106)上的两者在视线178的方向上是可移动的。第二焦平面166 是与地面平行的焦平面，其可以基本上平行于地面176而取向，并且可以设置在地面176上而使得第二焦平面166是地面焦平面。第四焦平面174也是与地面平行的焦平面，其可以基本上平行于地面176而取向，并且设置在地面176上方。第四焦平面174可以设置在地面176 和驾驶员的视线178上方，作为天空或者天花板焦平面。作为结果，第二焦平面和第四焦平面166、174可以是静态焦平面。

参考图4，第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172可以被用来向驾驶员呈现不同的信息。由第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172所显示的信息的确切的类型可以变化。为了示例性的目的，第一图形元素160和第三图形元素168可以向驾驶员呈现指令驾驶员避让危险或者障碍物的警告，或者可以呈现导航指令或者与道路规则相关联的驾驶指令(例如，“停止”标志，“避让”标志等)。第二图形元素164和第四图形元素172可以将导航指令向驾驶员呈现为呈现在地面176上的图形覆盖，或者可以向驾驶员呈现车辆周围的指示符。第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172可以向驾驶员呈现与本文所描述的那些信息或者图形元素不同的信息或者图形元素，并且可以呈现第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、 172的子集。

回到图1，控制器104可以包括一个或者多个计算机、(例如，算术)处理器、或者能够与一个或者多个车辆控制系统180通信并且控制HUD设备102的任何其他设备。车辆控制系统180中的一个或者多个车辆控制系统(在本文中，“车辆控制系统180”或者“车辆控制组件180”)可以采取被用来主动地或者被动地促进车辆106的控制的任何车辆控制系统180的(多种)形式。车辆控制系统180可以包括一个或者多个传感器(未示出)或者与一个或者多个传感器(未示出)通信，该一个或者多个传感器检测与车辆106的操作有关的驾驶和环境条件。

一般性地参考HUD系统100的操作，控制器104与车辆控制系统180通信，并且基于与车辆控制系统180的该通信来确定将被呈现给车辆106的驾驶员的图形元素的类型和位置。控制器104确定将由第一投影仪、第二投影仪、第三投影仪、以及第四投影仪118、120、122、124呈现为第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素、以及第四图形元素160、164、168、172的图形元素的类型，并且控制第一投影仪、第二投影仪、第三投影仪、以及第四投影仪118、120、122、 124按照所确定的图形元素来投影第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素、以及第四图形元素160、164、168、172。控制器104 能够将目标第一图形元素位置和目标第三图形元素位置确定为如下的目标位置，在这些目标位置处，第一图形元素和第三图形元素160、 168应当在环境中渲染给驾驶员。控制器104然后控制第一致动器和第二致动器156、158直线地移动第一投影仪和第三投影仪118、122，使得第一焦平面和第三焦平面162、170能够被分别移动到目标第一图形元素位置和目标第三图形元素位置。

因此，第一投影仪118在第一焦平面162上投影第一图形元素 160，第一焦平面162可以基本上垂直于驾驶员的视线而取向，并且能够在驾驶员的视线178方向上通过由第一致动器156对第一投影仪 118的直线移动而朝向和远离车辆106是可移动的。第二投影仪120 在第二焦平面166上投影第二图形元素164，第二焦平面166是静态的并且平行于地面176而取向并且设置在地面176上。第三投影仪122 在第三焦平面170上投影第三图形元素168，第三焦平面170可以基本上垂直于驾驶员的视线而取向，并且在驾驶员的视线178方向上通过由第二致动器158对第三投影仪122的直线移动而朝向和远离车辆 106是可移动的。第四投影仪124在第四焦平面174上投影第四图形元素172，第四焦平面174是静态的、平行于地面176而取向、并且能够设置在驾驶员的视线178上方。控制器104控制第一致动器和第二致动器156、158移动第一投影仪和第三投影仪118、122以移动第一焦平面和第三焦平面162、170。

通过使得第一投影仪和第三投影仪118、122在基本上垂直于驾驶员的视线178而取向的可移动的第一焦平面和第三焦平面162、170 上投影第一图形元素和第三图形元素160、168，距离车辆106不同距离处的对象的焦点可以被调节。这可以促进向驾驶员提供针对第一图形元素和第三图形元素160、168的正确的深度线索，尤其是因为HUD 系统100可以是车辆应用，并且车辆106用作移动平台。

尽管第二投影仪和第四投影仪120、124在静态的第二焦平面和第四焦平面166、174上投影第二图形元素和第四图形元素164、172，但是第二焦平面和第四焦平面166、174可以是连续的。为了使第二焦平面和第四焦平面166、174与地面176平行，第二投影线和第四投影仪120、124的扩散器屏幕150、154可以被倾斜。因为HUD设备102的光系统具有非常低的失真并且对于在与地面平行的焦平面中的图像几乎是远心的，所以光线与光轴接近于平行，其允许了当第二焦平面和第四焦平面164、172被倾斜时，被投影的第二图形元素和第四图形元素164、172不失真或者改变放大率地被投影或者渲染。所得的第二图形元素和第四图形元素164、172因此在与地面176平行的连续焦平面(第二焦平面和第四焦平面166、174)上出现。在这方面，可以利用实际的3-维(3-D)立体形状来渲染第二焦平面和第四焦平面166、174，替代渲染为线段，以添加单眼线索来加强深度知觉。

连续的、静态的第二焦平面和第四焦平面166、174促进与第二图形元素和第四图形元素164、172有关的驾驶员深度知觉。连续的、静态的第二焦平面和第四焦平面166、174允许通过在3-D空间中的前向-后向方向(例如，驾驶员的视线178的方向)的真实图像或者图形元素的正确生成，允许了适当的运动视差线索被生成。因此，当驾驶员的头部从一边到另一边或者从上到下的转移时，第二图形元素和第四图形元素164、172对驾驶员出现为被固定在环境中的位置，而不是到处移动。因此，HUD系统100不需要头部跟踪功能以补偿驾驶员的头部的移动。

关于可以呈现给驾驶员的先前所列出的示例性信息，车辆控制系统180可以包括能够执行以下功能的处理和传感器：危险或者障碍物检测；导航；导航指令；以及车辆周围(例如，盲点)监测。车辆控制系统180可以包括能够执行其他车辆控制功能(例如，高速公路并线辅助，等等)的处理和传感器，其可以替换地或者附加地与使用 HUD系统100呈现给驾驶员的信息绑定。不管由车辆控制系统180 所执行的功能，车辆控制系统180执行这些功能的操作的精确方式(包括相关联的传感器和处理)可以与HUD系统100的操作不相关。

控制器104与车辆控制系统180通信，并且从其接收与车辆106 的操作有关并且与上面所列出(或者其他)的功能相关联的输入。控制器104然后基于从车辆控制系统180接收的这些输入来控制HUD 设备102。在这方面，控制器104和车辆控制系统180之一或者两者可以确定：将被显示为第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172的图形元素的类型；第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、 172的地点；以及第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172中的哪一个图形元素将被显示。这些确定可以基于由驾驶员采用的一个或者多个车辆功能，诸如驾驶员是否正使用导航功能。

不管控制器104或者车辆控制系统180中的哪一个被用来做出这些确定，控制器104控制HUD设备102在适当的地点处显示适当的图形元素。这能够包括控制第一投影仪、第二投影仪、第三投影仪和第四投影仪118、120、122、124投影适当的第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172。这能够包括控制第一致动器和第二致动器156、158直线地移动第一投影仪和第三投影仪118、122来将第一焦平面和第三焦平面162、170移动到适当的(例如，目标)位置。例如，一个或者多个致动器(诸如156、 158)可以被配置为移动焦平面中的一个或者多个焦平面，诸如162、 170。例如，参考第三焦平面170，第三焦平面170与车辆106的风挡 (例如，在302处)之间的距离可以通过调节距离170’而被调节。类似地，距离162’可以被调节以改变针对焦平面162的目标位置。

鉴于与第一图形元素、第二图形元素、第三图形元素和第四图形元素160、164、168、172相关联的先前所列出的示例性信息，将参考具有车辆控制系统180的车辆106来描述HUD系统100的操作，车辆控制系统180启用以下功能：危险或者障碍物检测和警告功能；导航功能；导航指令功能；以及车辆周围(例如，盲点)监测功能。再次地，车辆106可以具有这些功能或者附加功能的子集，并且可以参考该子集或者附加功能来采用HUD系统100。参考这些功能的对HUD系统100的描述仅仅是示例性的，并且被用来促进对HUD系统 100的描述。尽管控制器104和车辆控制系统180之一或者两者可以做出与HUD系统100的操作相关联的确定，但是在下面的描述中，将控制器104描述为被配置为基于从车辆控制系统180接收的输入来做出确定。

与障碍物检测和警告功能有关的信息可以向驾驶员呈现为由 HUD设备102的第一投影仪118投影的接触模拟扩充的现实图形元素。在这方面，车辆控制系统180可以检测车辆106正在其上行驶的道路中的各种障碍物。例如，障碍物可以包括横穿道路的行人、其他车辆、动物、道路中的碎片、坑洼等等。可以通过处理由车辆106上所提供的传感器(未示出)所感应的来自环境的信息，来进行对这些障碍物的检测。进一步地，障碍物检测可以以任何方式被执行。

当障碍物被检测到时，车辆控制系统180将障碍物信息传送给控制器104。控制器104从车辆控制系统180接收该障碍物信息，并且基于所接收的障碍物信息来确定要呈现为第一图形元素160的图形元素的类型以及目标第一图形元素位置。尽管可以使用各种类型的图形元素，诸如闪烁的图标、其他标志等等，但是将参考当检测到障碍物时所呈现的“避让”标志来描述本文的示例。

参考图4，由车辆控制系统180检测到的障碍物可以是横穿车辆 106正在其上行驶的道路的行人182。在图4的驾驶员的示例性视野中，车辆106正在由行人182正横穿的道路上行驶。因此，车辆控制系统180能够向控制器104发送与行人182有关的障碍物信息。基于该障碍物信息，控制器104能够确定将被显示为第一图形元素160的图形元素的类型；在这种情况下，例如，该图形元素能够是“避让”标志，尽管可以使用其他图形。控制器104能够确定目标第一图形元素位置，使得第一图形元素160将被投影并且渲染为由驾驶员感知为在与行人182相同的深度(例如，焦平面)处。进一步地，控制器104 能够被配置为调节目标第一图形元素位置，使得例如当行人182行走时，第一图形元素160“跟踪”或者“跟随”行人182。

控制器104然后控制第一投影仪118将“避让”标志投影为第一图形元素160，并且控制第一致动器156直线地移动第一投影仪118，使得第一图形元素160能够被投影并且渲染为由驾驶员(例如，当驾驶员的眼睛在眼睛盒子116中并且驾驶员正通过风挡112看向前向方向时)感知为在与行人182相同的深度处。第一致动器156能够被控制使得第一图形元素160能够被投影在第一焦平面162上，第一焦平面162能够被定位在目标第一图形元素位置处并且可以基本上垂直于视线178而取向。

当车辆106和行人182在道路上行进时，两者之间的相对距离将改变。距离上的这种改变可以由车辆控制系统180传送给控制器104，目标第一图形元素位置可以相应地改变，并且第一致动器156可以由控制器104控制为移动第一焦平面162以保持在(例如，已改变的/ 正改变的)目标第一图形元素位置处。因此，将第一图形元素160投影在可以在驾驶员的视线178的方向上可移动的第一焦平面162上，与第一图形元素160相关联的深度线索能够被正确地重现，使得驾驶员可以准确地判断第一图形元素160(例如，检测到的障碍物)的位置。

另外，与导航功能有关的信息可以向驾驶员呈现为由HUD设备 102的第二投影仪120投影的接触模拟扩充的现实图形元素。在这方面，车辆控制系统180可以一经从驾驶员处接收到导航请求(例如，对期望地点的输入)，就生成用于驾驶员来遵循以到达期望地点的导航路线。该导航路线包括用于驾驶员来遵循的驾驶方向的集合，包括转向去向期望地点的路线上的街道上的指令。导航功能可以以任何方式被执行。当导航功能被激活时，车辆控制系统180能够向控制器104 传送与该导航功能相关联的驾驶方向。

控制器104能够从车辆控制系统180接收这些驾驶方向并且确定要呈现为第二图形元素164的图形元素的类型。与导航功能相关联的图形元素的类型可以包括如下的图形元素，这些图形元素指令驾驶员继续在当前道路上(例如，直线或者箭头)、向左或向右转入即将到来的十字路口(例如，在适当的方向上向左/向右转的箭头或者线)、进入、并线、或者退出高速公路(例如，指示适当路径的线或者箭头) 等等。控制器104基于从车辆控制系统180传送的驾驶方向来选择适当的图形元素以呈现为第二图形元素164。

参考图4的驾驶员的示例性视野，用于由车辆控制系统180的导航功能所确定的驾驶路线的驾驶方向包括向左手转入即将到来的街道。因此，控制器104控制第二投影仪120生成左手转向图形元素并且将左手转向图形元素作为第二图形元素164投影在第二焦平面166 上。如在图4中所示出的，第二焦平面166可以平行于地面176而取向并且被设置在地面176上。如上面所注意到的，第二投影仪120能够被固定地布置在HUD设备102中，使得第二焦平面166是静态的。如上面所注意到的，第二焦平面166可以是连续的，使得第二图形元素164能够以适当的深度线索作为3-D图像而被渲染给驾驶员。

类似地，与导航指令功能有关的信息可以向驾驶员呈现为由HUD 设备102的第三投影仪122投影的接触模拟扩充的现实图形元素。在这方面，车辆控制系统180可以使用传感器或者存储在数据库中并且与地图相关联的信息来监测车辆106正行驶在其上的道路，并且确定与在该道路上的行驶相关联的即将到来的导航指令。例如，车辆控制系统180可以检测即将到来的所要求的停止、避让、或者该车辆106 正在其上行驶的道路上的其他条件(在本文中，统称为“道路条件”)。车辆控制系统180可以确定与所检测的道路条件相关联的导航指令 (例如，与停止道路条件相关联的停止指令，等等)。导航指令功能可以以任何方式被执行，其细节不必然与HUD系统100的操作有关。另外，道路条件除了其他事物之外还能够包括：路段上的交通、阻碍物、障碍物、天气条件、路段表面的条件、与道路或者路段的一部分相关联的速度限制，等等。换句话说，道路条件能够一般性地包括例如当驾驶时要提速、降速、绕路、停止、谨慎操作等的原因。

车辆控制系统180向控制器104传送道路条件或者与道路条件相关联的导航指令，以及与道路条件的位置有关的信息。控制器104能够控制第三投影仪122投影第三图形元素168，以相应地向驾驶员传送与道路条件有关或者与导航指令相关联的信息。控制器104能够从车辆控制系统180接收道路条件或者导航指令信息，以及位置信息，并且确定要呈现为第三图形元素168的图形元素的类型和目标第三图形元素位置。

各种类型的图形元素可以与导航指令功能相结合地使用，例如：“停止”标志、“避让”标志、“单行”标志、“红灯时禁止转向”标志等等。可以选择图形元素的类型来传送与道路条件相关联的导航指令。无论控制器104确定应当使用哪种类型的图形元素作为第三图形元素168，图形元素都可以被投影以出现在该驾驶条件的地点。在这方面，目标第三图形元素位置可以被确定为如下的位置，在该位置处，基于与车辆106有关的所检测的道路条件的位置，第三图形元素 168应当被渲染在驾驶员的视野中。

控制器104可以被配置为控制第三投影仪122将适当的图形元素投影为第三图形元素168。该控制器能够控制第二致动器158直线地移动第三投影仪122，使得第三图形元素168被投影并且渲染为由驾驶员(例如，当驾驶员的眼睛在眼睛盒子116中并且驾驶员正通过风挡112看向前向方向时)感知为在与道路条件相同的深度处(例如，具有相同的焦平面)。第二致动器158能够被控制使得第三图形元素 168被投影在第三焦平面170上，第三焦平面170能够被定位在目标第三图形元素位置处并且基本上垂直于视线178而取向。控制器104 可以控制第二致动器158连续地直线地移动第三投影仪122，使得例如作为车辆106朝向所检测的道路条件驾驶的结果，车辆106与检测到的道路条件(例如，目标第三图形元素位置)之间的距离改变(如由车辆控制系统180检测并且传送给控制器104)时，第三焦平面170 移动。

在图4中从驾驶员的视角的示例性视野中，车辆106正在接近四路交叉口，在该四路交叉口处，车辆106应当停止。因此，车辆控制系统180在该交叉口的入口位置处检测到停止道路条件，并且确定与停止道路条件相关联的导航指令是停止指令。该停止道路条件或者指令，以及该停止道路条件的位置，能够被传送给控制器104，控制器 104确定“停止”标志应当被呈现为第三图形元素168。控制器104 能够确定第三图形元素168(例如，“停止”标志)应当出现在该四路交叉口的入口的位置处。该交叉口的入口的该位置能够因此被确定为目标第三图形元素位置。

控制器104能够控制第三投影仪122将“停止”标志投影为第三图形元素168，并且控制第二致动器158移动第三投影仪122，使得第三图形元素168被投影并且渲染为由驾驶员(例如，当驾驶员的眼睛在眼睛盒子116中并且驾驶员正通过风挡112看向前向方向时)感知为在与该四路交叉口的入口相同的深度处。第二致动器158能够被控制使得第三图形元素168能够投影在第三焦平面170上，第三焦平面170被定位在目标第三图形元素位置处并且基本上垂直于视线178 而取向。当车辆106在道路上行驶时，车辆106与该四路交叉口的入口之间的相对距离将改变。距离上的这种改变可以由车辆控制系统 180传送给控制器104，目标第三图形元素位置可以相应地被改变，并且第二致动器158可以由控制器104控制为移动第三焦平面170，以保持在(例如，已改变的/正改变的)目标第三图形元素位置。因此，将第三图形元素168投影在能够在驾驶员的视线178的方向上可移动的第三焦平面170上，与第三图形元素168相关联的深度线索可以因此被正确地重现，使得驾驶员可以准确判断第三图形元素168的位置 (例如，检测到的道路条件)。

与车辆周围(例如，盲点)监测功能有关的信息可以由HUD设备102的第四投影仪124呈现给驾驶员。在这方面，车辆控制系统180 可以检测在车辆106的紧接周围或者周围的区域中其他车辆的存在。可以通过处理由提供在车辆106上的传感器(未示出)所感应的与车辆106周围有关的信息，来进行对紧接车辆106周围的其他车辆的检测。车辆周围的确定可以以任何方式被执行。

车辆周围信息能够由车辆控制系统180确定并且传送给控制器104。控制器104从车辆控制系统180接收车辆周围信息并且确定如何、是否完全修改投影在第四焦平面174上的第四图形元素172。在这方面，被用作第四图形元素172以促进车辆周围(例如，盲点)监测功能的图形元素可以是车辆周围指示符，示出在图4中。

车辆周围指示符包括表示车辆106的中央标记和表示紧接车辆 106周围的位置的八个周围标记。车辆控制系统180传送与车辆106 的紧接周围的车辆的位置有关的信息，并且控制器104控制第四投影仪124改变第四图形元素172，使得八个相关联的周围标记中的一个或者多个标记被高亮。八个周围标记的高亮向驾驶员指示在车辆106 的紧接周围的其他车辆的位置。

在图4中，第四图形元素172能够投影在第四焦平面174上，第四焦平面174可以平行于地面176而取向并且能够设置在地面176和视线178上方。如上面所注意到的，第四投影仪124能够被固定地布置在HUD设备102中，使得第四焦平面174是静态的。如上面所注意到的，第四焦平面174能够是连续的，使得第四图形元素172可以以适当的深度线索作为3-D图像而渲染给驾驶员。

第四图形元素172可以以与图4的车辆周围指示符不同的形式而被呈现。在任何情况中，第四图形元素172能够被投影到第四焦平面 174上，第四焦平面174可以平行于地面176而取向并且能够设置在地面176和驾驶员的视线178上方。因此，第四图形元素172能够被提供在天空焦平面上，天空焦平面可能是合适的，因为由第四图形元素172传送的信息不需要与环境交互。

上面所描述的HUD系统100能够在连续变化的焦距处以及在具有在驾驶员视线178的方向上从前到后连续变化的焦点的与地面平行的焦平面中投影图形元素，其中的一些图形元素作为接触模拟扩充的现实图形元素。因此，可以改进深度感知线索来促进聚焦并且同时地或者并发地(或接近同时地)增加驾驶员对环境的注意力。这使得驾驶员能够观察经由图形元素所呈现的信息以及环境。在这方面，通过实验，各发明人已经确定空间感知可以极大地受到焦点线索的影响，并且本文所描述的HUD系统100的焦平面调节能力以及在连续的静态的与地面平行的焦平面上示出图形元素的能力改进了空间感知。为了这个目的，相比于当调节图形元素的大小时所观察到的，当如本文所描述的调节焦点线索时，在空间感知上的更大改进被观测到。

HUD设备102的配置，包括对分束器126、130、134和透镜128、 132、136、138的使用，允许HUD设备102具有相对紧凑的大小。进一步地，透镜128、132、136、138允许深度的范围从车辆106前几米扩展到分配给HUD设备102的光学器件的物理空间内的无穷大。更进一步地，分束器126、130、134能够被用作光组合器来合并来自第一投影仪、第二投影仪、第三投影仪和第四投影仪118、120、122、 124通过透镜128、132、136、138的所投影的光线的所有完全不同的集合，以将来自第一投影仪、第二投影仪、第三投影仪和第四投影仪 118、120、122、124的分开的图像组合成投影在驾驶员的视野中的一个统一的图像(例如，或者图形元素)。

在一个或者多个实施例中，上面所公开的以及其他的特征和功能中的若干特征和功能，或者它们的替换物或者多样化，可以按需地组合成许多其他不同系统或者应用。另外，其中的各种目前未预见或未预期的替换、修改、变型、或改进可以由本领域的技术人员随后做出，它们也意图为由以下的权利要求所涵盖。

例如，可以在HUD系统100中使用更少或者更多的投影仪来投影更少或者更多的图形元素。进一步地，尽管HUD系统100被描述为具有在前面焦平面中投影图形元素的两个投影仪以及在与地面平行的焦平面中投影图形元素的两个投影仪，但是前面焦平面和与地面平行的焦平面的比例可以改变。上面所描述的与HUD系统100相关联的车辆功能是示例性的，并且可以被改变或者修改。

更进一步地，前面焦平面通过其被移动的机制可以从上面所描述的机制被修改。例如，不是移动整个投影仪(例如，使用第一致动器和第二致动器156、158的第一投影仪和第三投影仪118、122)，仅扩散器屏幕(例如，第一投影仪和第三投影仪118、122的扩散器屏幕148、152)可以相对于相应投影仪单元(例如，投影仪单元140、 144)而被移动。

另外，尽管已经参考车辆106描述了HUD系统100，车辆106 可以是用于室外用途的四轮汽车，但是HUD系统100可以被使用在不同类型的车辆中。例如，该HUD系统可以被提供在海洋运输工具 (例如，船)、空中运输工具(例如，飞机或喷气式飞机)、或者意图用于室内用途的车辆(例如，运输推车、被用于物料输送的车辆，诸如铲车，等等)中。

图5是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的系统500的示例组件图的图示。系统500能够包括HUD组件100、车辆控制组件 180、控制器组件104、导航组件540、深度地图组件550、深度缓冲组件560、一个或者多个传感器组件570、以及一个或者多个控制器区域网络(CAN)580。HUD组件100能够是车辆立体HUD系统，诸如图1的HUD系统100并且能够包括上面所描述的组件。在一个或者多个实施例中，除了其他的事物之外，HUD组件100还能够是3-D HUD、可变距离HUD、扩充现实HUD(AR-HUD)，等等。

导航组件540能够被配置为接收或者识别起始地点(例如，点A) 和一个或者多个目的地地点(例如，点B)。例如，导航组件540能够被配置为计算或者确定从点A到点B的一条或者多条路线。一般而言，导航组件540与车辆相关联。例如，导航组件540可以安装在车辆上、与车辆的一个或多个系统或者一个或多个组件集成、容纳在车辆内、与车辆的一个或多个组件链接或通信地耦合、或者位于车辆内，等等。在任何情况中，导航组件540能够识别或者接收起始地点和目的地地点。在一个或者多个实施例中，导航组件540能够包括可以被配置为确定车辆的当前地点或者当前位置的车载资讯系统 (telematics)组件(未示出)。

另外，导航组件540能够被配置为生成从起始地点到目的地地点中的一个或者多个目的地地点的一条或者多条路线。在一个或者多个实施例中，导航组件540能够被配置为生成从车辆的当前地点或者当前位置到目的地地点中的一个或者多个目的地地点的路线中的一条或者多条路线。这一条或者多条路线之一能够包括一个或多个部分或者一个或多个路线部分。作为一种示例，路线的一个或多个部分可以包括与一个或多个路段或者路段中的一个或多个交叉点相关联的一个或多个导航指令或者调遣。换句话说，路线的一个或者多个部分可以包括一个或者多个转向、导航调遣、路段、交叉点、路标、或者沿着该路线的其他元素。导航组件540可以被配置为识别这些转向、导航调遣、路标等等中的一个或者多个，并且诸如向该车辆的驾驶员相应地发出一个或多个导航命令或者一个或多个导航指令。

导航组件540可以经由音频提示、视觉提示、触觉提示等来发出这些导航命令或导航指令中的一个或者多个导航命令或导航指令。例如，导航组件540可以通过跨一个或者多个控制器区域网络(CAN) 580而传输一个或者多个提示，来与一个或者多个外围组件(未示出) 对接。导航组件540可以回放可听指令，诸如，“在主干街道处左转”，或者在显示器的左手部分上闪光、振动方向盘等等，以指示驾驶员应当采取的驾驶动作。导航组件540能够与一个或者多个其他组件交互，以促进这些驾驶指令中的一个或者多个驾驶指令的传输或递送。

例如，HUD组件100可以被配置为将一个或多个导航指令或者一个或多个导航调遣投影为车辆的占用者或者驾驶员的视野中的一个或者多个图形元素或化身。这些导航指令可以(例如，直接地或者间接地)从导航组件540接收。HUD组件100能够被配置为在相继的焦平面上投影化身使得该化身表现为向占用者(诸如具有从图2的眼睛盒子116的视野的驾驶员)移动。以这种方式，HUD组件100 能够使得驾驶员能够感知驾驶员的视野中的立体图像，其中该立体图像能够用作对于车辆的驾驶员要跟随的“虚拟”引导车辆。换句话说，例如，可以向车辆的驾驶员表现为他或她仅仅是在跟随去往目的地地点的引导车辆。另外，如将在本文描述的，一个或者多个其他导航命令或者导航指令可以被投影为立体占位符、标记、或者旗杆。

HUD组件100能够被配置为投影一个或者多个图形元素，这些图形元素可以是接触模拟扩充的现实图形元素、保形扩充的现实图形元素、化身、图标等等。这些图形元素能够由HUD组件100以立体方式投影。作为这样的结果，一个或多个视觉线索或者与图形元素相关联的一个或多个深度线索能够基本上被保持。这些视觉线索或者深度线索中的一个或者多个的保持，可以通过在动态焦平面或者可移动的焦平面上投影或者渲染图形元素来实现。也就是说，HUD组件100 可以被配置为在可移动或者可调节的焦平面上投影或者渲染一个或者多个图形元素。例如，如参考图1和图3所讨论的，动态焦平面或者可移动焦平面能够沿着一个路径或者路线(诸如，车辆的占用者的视线)而被移动或者被调节。换句话说，动态焦平面能够是朝向车辆或车辆的风挡或者远离它们可移动的。

在一个或者多个实施例中，例如，作为HUD组件100的投影仪或者屏幕的移动(诸如通过对致动器的使用)的结果，焦平面可以是动态的。也就是说，HUD组件100的一个或者多个投影仪能够被配置为以直线方式移动，由此使得相应的投影仪能够在动态的、可移动的、或者可调节的焦平面(其在投影仪移动时移动)上投影一个或者多个图形元素。在其他实施例中，可以利用一个或多个其他手段或者用于调节的可替换手段。

以另一种方式来解释，当图形元素被投影在动态的、可移动的、或者可调节的焦平面上时，该图形元素可以被投影到其中距焦平面和车辆的距离(例如，图3的距离162’或者距离170’)正被调节的焦平面上。因为HUD组件100的投影仪能够在可移动的焦平面上投影或者渲染图形元素，在距车辆的各种距离处投影的图形元素的焦点能够被调节。如所提到的，焦平面中的一个或者多个焦平面可以与车辆的占用者的视线基本上垂直或者基本上平行地取向。换句话说，焦平面能够与地面平行或者与地面垂直。另外，焦平面中的一个或者多个焦平面相对于占用者的视线或者地面能够是可移动的或者静态的。当车辆移动或者行驶时(例如，因此用作移动平台)，这使得与将被正确地呈现给车辆的占用者(诸如驾驶员)的图形元素相关联的深度线索成为可能。

图5的HUD组件100能够被配置为投影或者渲染立体接触-模拟扩充的现实图形元素。这意味着这些图形元素可以被投影而出现在各种距离处。换句话说，HUD组件100能够在多个焦平面处或者以可调节的方式来投影图形元素。以又另一种方式来解释，由HUD组件100投影的图形元素的焦平面能够被调节至延伸到风挡以外的距离，诸如紧邻人行道上的行人，由此使得占用者能够集中在操作环境或者驾驶环境上，而不是在车辆的风挡或仪表板与驾驶环境之间切换他们的眼睛的焦点。以这种方式，安全性可以通过用于3-D导航的系统 500而被提升。

因此，图形元素可以(例如，由HUD组件100)投影或者视觉地放置在占用者的直接视野中的环境中。这意味着图形元素能够被渲染在与真实环境相同的空间中而不是渲染在风挡上，允许了与图形元素相关联的深度线索将以准确或者正确的方式而被重现。作为结果，图形元素能够被投影在与真实世界对象(例如，道路)相同的焦平面上，例如，使得车辆的占用者可以看到图形元素而不远离道路地看。

这些多个焦平面或者可调节的焦平面可以被实现，因为当HUD 组件100的投影仪被移动时，光线能够被重新成形或者变更，使得被投影的图形元素或者虚拟对象能够表现为进一步远离风挡或者具有不在风挡上的焦平面。也就是说，例如，所投影的图形元素或者虚拟对象能够具有与远处真实对象(例如，行人、车辆、标志等等)相类似的焦点性质。当光线被反射离开来自风挡的玻璃时，出射光线发散 (diverge)，由此创建能够被投影为图形元素的“反射的”图像或者真实图像。

因为光线被反射离开风挡，而不是从风挡被发射或者出现(例如，如具有特殊涂层)，所以当占用者移动他的或者她的头部时，对图形元素的重新渲染不是必要的。例如，图3的连续的、静态的焦平面使得光学“正确的”或者真实图像能够通过3-维空间中的前向-后向方向(例如，占用者的视线的方向)而被生成，由此允许适当的运动视差线索被生成。因此，当占用者的头部转移时，与这些焦平面相关联的图形元素可以呈现为固定在环境中的位置，而不是到处移动。如所提到的，这意味着HUD组件100不要求头部跟踪功能以补偿占用者的头部的移动。

HUD组件100能够是基于光栅(rastor)的而不是基于矢量的。这意味着由HUD组件100投影的图形元素能够是位图，具有点阵结构，或者是像素的矩形网格。另外，HUD组件100能够被配置为投影具有不同的阴影、透明水平、颜色、亮度等的一个或者多个图形元素的一个或者多个部分。

以这种方式，HUD组件100能够被配置为渲染或者投影具有各种自由度的图形元素或者化身。也就是说，适应性可以被保持，使得占用者的眼睛可以主动地改变光功率以集中在被投影在焦平面上的图形元素上。类似地，聚散度可以被保持，使得当图形元素被投影而移动得“更接近”(例如，通过投影到相继地更接近的焦平面上)时，占用者可以具有对图形元素的并发向内旋转。

在一个或者多个实施例中，HUD组件100能够将图形元素投影为化身或者移动的化身，用于作为车辆的驾驶员或者占用者作为导航指令、调遣、或者命令来遵循。例如，HUD组件100能够被配置为投影或者渲染图形元素中的一个或者多个图形元素为移动的化身、占位符、标识符、旗杆、标记，等等。这些图形元素可以被投影在车辆周围环境周边的一个或者多个焦平面上，并且被投影在车辆的占用者的视野中。由HUD组件100投影的化身或者图形元素能够引导车辆的驾驶员通过路线的一个或者多个部分，并且通过被投影为迂回、导航、移动、或者绕过障碍物，来缓解与障碍物、阻碍物、或者道路条件的碰撞。传感器组件570能够被配置为感应一个或多个障碍物或者道路条件，并且控制器组件104能够指引HUD组件100投影图形元素，使得该图形元素绕过道路条件行驶或者绕开道路条件，例如，诸如通过改变车道来避开交通桶(barrel)。

在一个或者多个实施例中，传感器组件570能够被配置为感应、识别、或者检测车辆周围或者周边的环境中的一个或者多个道路条件。传感器组件570能够检测或者识别路段、人行道、对象、行人、其他车辆、阻碍物、障碍物、碎片、坑洼、道路表面条件(例如，冰、雨、沙子、砂砾，等等)、交通条件、交通信号(例如，红灯、限速标志、停止标志、铁路叉道口、火车，等等)。这些道路条件能够被传输给控制器组件104或者车辆控制组件180。例如，CAN580中的一个或者多个CAN可以被用来促进传感器组件570与控制器组件104 或者车辆控制组件180之间的通信。在一个或者多个实施例中，传感器组件570能够包括一个或者多个图像采集设备、麦克风、盲点监测器、停车传感器、接近传感器、存在传感器、红外传感器、运动传感器，等等。

如本文所使用的，交通条件可以包括交叉口、车辆(诸如与装备具有3-D导航系统的车辆共享道路的车辆)、铁路叉道口、红灯、路段、人行道、停止标志、避让标志、交通标志、火车，等等。如本文所使用的，道路条件可以包括碎片、砂砾、坑洼、道路表面条件、沙子、倒下的树、溢出物、浮油、天气条件(诸如冰或者雨)，等等。进一步地，“对象”可以包括大多数的任何交通条件、道路条件、天气条件，等等。对象的示例可以包括但是不一定限于，其他车辆、商店、建筑物、地标、道路中的障碍物、路段、交叉口、行人，等等。对象可以被发现、被检测、或者与沿着车辆正行驶在其上或者被投影要沿着行驶的路线的路径、一个或者多个路段等等相关联。

更详细的解释，传感器组件570可以接收、感应、或者检测来自环境(例如，对象、交通条件、道路条件、天气条件，等等)的信息，诸如驾驶环境、操作环境、或者车辆周边的环境。由传感器组件570 收集的信息可以通过控制器区域网络580来传递，并且由控制器组件104分析，或者通过车载资讯系统信道由导航组件540提供，并且由远程服务器(未示出)分析。在任何情况中，由传感器组件570接收或者收集的信息可以指示驾驶员要谨慎操作的原因、降速的原因(例如，由于限速告示或标志)、提速的原因、停止的原因、绕路的原因，等等。以另一种方式来解释，由传感器组件570收集的信息可以由控制器组件104或者远程服务器分析并且转化为针对驾驶员的一个或者多个所建议的驾驶动作。这些所建议的驾驶动作可以由HUD组件100 基于由车辆控制组件180收集的信息和由控制器组件104做出的确定而投影为视觉线索或者图形元素。

在一个或者多个实施例中，传感器组件570可以感应或者检测一个或者多个对象、一个或者多个交通条件、一个或者多个道路条件、一个或者多个天气条件，等等。例如，车辆上的接近传感器(例如，传感器组件570之一)可以检测横穿人行横道的行人。另外，其他组件可以接收与环境、驾驶环境、或者操作环境有关的信息。例如，车辆控制组件180可以(例如，经由导航组件540提供的车载资讯系统信道或者通过控制器区域网络580从传感器组件570)来接收类似的信息。以这种方式，车辆控制组件180可以从一个或者多个源聚合信息。换句话说，车辆控制器组件180可以接收对象信息、交通条件信息、道路条件信息、天气信息条件信息，等等。

传感器组件570可以直接从环境搜集信息，而车辆控制组件180 可以聚合来自不同源的信息，这些源对该车辆可以不必是本地的。例如，车辆控制组件180可以从交通数据库或者新闻源接收沿着针对该车辆的投影路线的交通信息。在任何情况中，车辆控制组件180可以聚合关于环境(诸如车辆周围环境)的信息或者与针对该车辆的投影路线相关联的环境信息(例如，当沿着预定路线行驶时预期车辆会通过的地点处的环境信息)。

不管怎样，车辆控制组件180能够被配置为接收与道路条件中的一个或者多个道路条件相关联的数据或者与车辆周边环境(例如，操作环境、驾驶环境、周边环境，等等)有关的数据。在一个或者多个实施例中，车辆控制组件180能够从传感器组件570接收道路条件中的一个或者多个道路条件。另外，车辆控制组件180能够从一个或者多个其他源，例如，诸如服务器(未示出)或者数据库(未示出)，接收一个或者多个道路条件。车辆控制组件180可以经由车载资讯系统组件(未示出)所发起的车载资讯系统信道而与服务器、第三方、数据库、或者其他实体通信地耦合。以这种方式，车辆控制组件180 能够搜集与从起始地点到目的地地点的路线的一个或者多个部分相关联的信息。

例如，车辆控制组件180可以接收包括路段的交通信息(例如，交通是否拥堵，道路上是否有事故，等等)的道路条件信息。另外，车辆控制组件180可以接收与路线的路段中的一个或者多个路段相关联的限速信息。这种信息可以被用来确定如何向车辆的驾驶员或者占用者投影一个或者多个图形元素。也就是说，如果路段与限速65mph 相关联，并且车辆的(例如，由传感器组件570检测的)当前速度为 25mph，则车辆控制组件180可以命令HUD组件100投影化身，使得一经转入该路段上该化身就表现为提速。

作为另一个示例，如果传感器组件570在车辆正行驶在其中的当前车道中检测到交通桶，则车辆控制组件180能够接收这个信息并且做出确定：应当由HUD组件100投影改变车道的导航指令。这个命令可以通过一个或者多个CAN 580传输给HUD组件100，响应于所检测到的交通桶，HUD组件100能够投影、渲染、或者动画绘制改变车道或者转移位置的化身或者图形元素。换句话说，HUD组件100 可以投影表现为迂回绕开或者导航绕开如下交通桶的化身或者图标，该交通桶在车辆周边的操作环境中定位在该车辆的前方。同样的，车辆控制组件180可以被配置为使HUD组件100在该化身上投影转向信号，如真实车辆在改变车道时可能指示的。进一步地，当该化身接近交通桶时，车辆控制组件180可以调节用于该化身的感知速度。这可以通过在相继更接近的焦平面中投影该化身或图形元素或者通过调节该图形元素的动态焦平面来实现，使得动态焦平面与该车辆或者该车辆的风挡之间的距离被减小。(相反地，当期望将该化身投影为提速时，动态焦平面可以被调节使得动态焦平面与该车辆或者其风挡之间的距离被增加)。

换句话说，车辆控制组件180能够被配置为接收一个或者多个道路条件，其中该一个或者多个道路条件中的一个道路条件包括路段中的一个或者多个路段的交通信息或者与路段中的一个或者多个路段相关联的限速信息。进一步地，车辆控制组件180能够被配置为驱使 HUD组件100基于道路条件中的一个或者多个道路条件(诸如路段的限速和车辆的当前速度)来投影一个或者多个图形元素。以这种方式，车辆控制系统180能够确定一个或者多个适当的动作(例如，停止、提速、改变车道、降速，等等)或者将由HUD组件100投影的导航指令。

在一个或者多个实施例中，系统500能够包括管理由HUD组件 100投影的一个或者多个图形元素的一个或者多个方面的视图管理组件(未示出)。在一个或者多个实施例中，控制器组件104能够被配置为管理这些方面中的一个或多个方面或者与车辆控制组件180相关联的功能。例如，控制器组件104能够被配置为接收一个或者多个道路条件。

控制器组件104可以被配置为确定将由HUD组件100显示、投影、动画绘制、渲染等等的图形元素的类型。作为一种示例，当车辆沿着包括相对直的路段的路线的一个或者多个部分而行驶时，控制器组件104可以将图形元素投影为化身。该化身可以作为车辆或者引导车辆而出现或者被投影。在车辆正沿着包括一个或多个转向或者其他导航调遣的路线的一个或者多个部分行驶的场景中，控制器组件104 可以命令HUD组件100在与这些转向中的一个或者多个转向相关联的地点处将图形元素投影为标记。例如，如果路线包括从第一街道向第二街道上的右转，则控制器组件104可以命令HUD组件100在第一街道和第二街道的交叉口处、向第一街道和第二街道的交叉口、在第一街道和第二街道的交叉口周围投影标志或者标识符。以这种方式，控制器组件104可以被配置为确定将被显示的图形元素的一个或者多个类型(例如，标记、标识符、旗杆、引导化身，等等)。

另外，控制器组件104能够被配置为确定图形元素将被投影的一个或者多个地点。换句话说，控制器组件104能够决定何时以及在何处将投影图形元素或者该图形元素将如何显示。图形元素的地点能够包括，例如，焦平面；焦平面距车辆或者其风挡的距离；沿着x轴、 y轴或z轴的x坐标、y坐标、z坐标，等等。这个地点可以称作对于图形元素中的一个或者多个图形元素的目标位置。在一个或者多个实施例中，控制器组件104能够被配置为基于与路线的一个或者多个部分相关联的一个或者多个道路条件、车辆的当前位置、车辆的当前速度等等，来调节图形元素中的一个或者多个图形元素的焦平面中的一个或者多个焦平面与车辆(例如，或者车辆的风挡)之间的距离。

也就是说，如果路段(例如，车辆当前位于或者定位的路线的一部分)与65mph限速(例如，道路条件)相关联，并且车辆的(例如，由传感器组件570检测的)当前速度为25mph(例如，车辆的当前速度)，则控制器组件104能够被配置为命令HUD组件100投影表现为以大约65mph行驶的化身或者图形元素。在一个或者多个实施例中，该化身可以以展示了从25mph到65mph逐渐加速的方式被投影。这意味着该化身的焦平面与该车辆之间的距离可以相应地被调节。例如，在车辆以近似相同的步调加速的场景中，焦平面与车辆之间的距离可以保持大致相同。如果车辆以比该化身慢的步调加速，则焦平面与车辆之间的距离可以由控制器组件104调节而增加。在任何情况中，这种调节可以基于车辆的当前位置或者车辆的当前速度，以及与之相关联的路线的道路条件。

另外，控制器组件104可以被配置为根据或者基于图形元素的焦平面与具有HUD组件100的车辆之间的距离，来调节或者确定图形元素的大小。这意味着控制器组件104能够基于期望的感知，来调节图形元素、引导图标、或者化身的高度、大小、宽度、深度，等等。例如，为了使化身表现为提速，控制器组件104可以在将该化身投影至相继更远的焦平面上时调节该化身的大小而缩小或者减小，或者调节动态焦平面为更远并且更加远离该车辆。

在一个或者多个实施例中，图形元素的大小可以被用作用于导航指令或者消息的重要性水平的指示符。换句话说，消息或者导航指令越重要，化身、图标、或者图形元素将被投影得越大。

控制器组件104能够被配置为确定用于将由HUD组件100投影图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个动作。例如，控制器组件104可以命令HUD组件100投影用以提速、降速、停止、改变车道的化身、在改变车道之前激活转向信号、闪光、闪烁、改变化身的取向或者角度、改变化身颜色，等等。进一步地，控制器组件 104可以基于道路条件、车辆的当前位置、车辆的当前速度、或者其他属性、特征、或者测量，来调节针对图形元素中的一个或者多个图形元素的目标位置。在一个或者多个实施例中，控制器组件104能够跨一个或者多个CAN 580来与导航组件540对接或者通信。

控制器组件104可以被配置为缓解可能妨碍车辆的驾驶员或者占用者的阻碍物、注意力分散、或者其他方面。在一个或者多个实施例中，控制器组件104能够被配置为诸如从传感器组件570接收地平线的地点，并且在地平线或者天空平面等等上方投影图形元素。该控制器组件可以被配置为基于一天中的时间、与路线相关联的交通水平、驾驶员具有的对该路线的熟悉度等等，来确定或者调节一个或者多个图形元素的颜色、透明度、或者阴影。

深度地图组件550能够被配置为构建或者接收车辆周边或者周围的环境(诸如操作环境)的深度地图。HUD组件100能够利用该深度地图来相应地投影一个或者多个图形元素。这意味着，如果化身转向角落并且在建筑物(例如，在车辆的占用者的视线与该图形元素或者化身的感知或目标地点之间的建筑物)“后面”，则HUD组件100 能够与应当被看见的事物相一致地启用或者禁用该化身或者图形元素的一个或者多个部分的投影。

深度地图组件550可以被配置为从服务器或者第三方服务器接收深度地图。例如，深度地图组件550能够经由车载资讯系统信道从服务器下载深度地图，该车载资讯系统信道经由车载资讯系统组件(未示出)发起。在其他实施例中，传感器组件570能够被配置为检测能够由深度地图组件550用来构建深度地图的深度信息。也就是说，深度地图组件550能够与一个或者多个传感器对接或者通信，以构建深度地图或者从数据库接收预构建的深度地图。在任何情况中，深度地图组件550能够基于深度信息来构建或者接收深度地图。深度地图能够指示车辆周围的环境或者区域中的一个或者多个表面、对象、阻碍物、几何结构等等的距离。

深度地图可以被传递或者传输到控制器组件104，控制器组件104 能够命令HUD组件100相应地渲染图形元素中的一个或者多个图形元素。例如，HUD组件100能够基于与车辆的占用者相关联的眼睛盒子的高度、车辆的地点、以及可以被主动感应或者从数据库接收的该区域的深度地图，来投影或者渲染图形元素。HUD组件100能够因此基于深度地图来投影图形元素中的一个或者多个图形元素，以负责车辆的一个或者多个占用者的视角。

深度缓冲组件560能够被配置为，利用由深度地图组件550生成或者接收的深度地图，来促进对于车辆的一个或者多个占用者的视角管理。也就是说，该深度缓冲组件能够被配置为促进对图形元素的渲染，使得这些图形元素在视觉上“正确”地向占用者表现。例如，如果图形元素将被投影在真实世界对象的后面，则深度缓冲组件560能够通过不投影或者不渲染图形元素的一部分而向占用者“隐藏”图形元素的该部分。换句话说，深度缓冲组件560能够管理图形元素的哪些部分(例如，像素)被绘制、投影、或者渲染，以及哪些部分不被绘制、投影、或者渲染。为了这个目的，深度缓冲组件560能够被配置为基于深度地图来启用或者禁用图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个部分的渲染。

另外，深度缓冲组件560能够被配置为掩盖真实世界对象，由此抑制车辆的占用者可能看到的事物。例如，深度缓冲组件560可以命令HUD组件100投影白色图形元素使得该图形元素覆盖真实世界对象，诸如(例如，由传感器组件570检测到的)广告牌。作为结果，占用者可能看不见该广告牌或者具有该广告牌的经掩盖的视图。以这种方式，该深度缓冲组件能够被配置为，通过提供促进减少的现实的图形元素，来缓解对于车辆的驾驶员或者占用者的注意力分散。

能够由HUD组件100投影的导航指令的示例包括：跟随引导车辆、提速(例如，改变动态焦平面以具有从该焦平面到车辆的增加的距离，由此调节驾驶员或者占用者可以具有的对图形元素的远近感知)、降速(例如，调节焦平面与车辆之间的距离而被减小)、改变车道(例如，调节用于图形元素的目标位置)、导航绕过阻碍物、转向、到达、标记地点，等等。作为一种示例，如果行人走出到路段、道路、人行横道等等上，则控制器组件104可以命令HUD组件100 投影用以“降速”的化身。作为另一示例，控制器104可以命令HUD 组件100基于转向的角度、与路段相关联的限速、道路条件(诸如冰) 等等，来投影减速。也就是说，如果在道路表面上有冰，则控制器104 可以命令HUD组件100投影与如果没有冰出现在道路表面相比移动得更慢的化身。

在一个或者多个实施例中，控制器组件100能够利用标记、旗柱、旗杆、标识符等等来标记或者识别即将到来的转向或者交叉口。例如， HUD组件100能够根据车辆的占用者的视角来渲染或者投影占位符或者标记。深度地图组件550可以被配置为提供深度地图，使得真实生活对象(诸如建筑物、树木，等等)来充当用于占位符的一个或者多个部分的视线阻挡物。作为一种示例，如果占位符具有100英尺的感知高度，并且50英尺高的建筑物在该占位符的前方，则深度缓冲组件560可以通过禁用占位符图形元素的底部部分的渲染或者投影来补偿视线阻挡，由此根据驾驶员或者占用者的视角来渲染该占位符。

在一个或者多个实施例中，基于路线而在车辆的占用者的视野中投影图形元素中的一个或者多个图形元素(例如，跟随引导车辆模式)。在一个或者多个实施例中，图形元素能够被投影为化身或者其他引导图标。该化身可以表现为飞行并且相对车辆周围的真实世界环境而被显示。该化身能够在3-D空间中或者在三维中移动、行驶、或者“飞行”。因为这一点，该化身或者图形元素可以表现为在3-D中移动，由此为占用者或者驾驶员跟随该化身提供更直观的感受或者安全感。作为一种示例，化身、图形元素、或者引导图标可以被投影，使得其基于距车辆的占用者的感知距离而表现为高度或者大小上的改变。可以通过在一个或者多个不同的焦平面上顺序地投影该移动的化身来动画绘制该化身。另外，该化身可以表现为如真实车辆将会的那样，导航绕过阻碍物、障碍物、行人、碎片、坑洼，等等。在一个或者多个实施例中，根据实时交通，该化身可以“驾驶”、移动、表现为移动，等等。该化身可以以如下的方式改变车道：使得该化身不表现为“碰撞”另一车辆或者以其他方式干扰交通。作为另一示例，如果路线带领驾驶员或者车辆横穿火车轨道，则当火车正在通过时，该化身可以停止在火车轨道处。在其他实施例中，HUD组件100能够被配置为投影该化身或者图形元素以停止在停止标志、红灯处，或者遵守交通法规。一经到达目的地地点，例如，HUD组件100能够被配置为渲染或者投影采用休息姿势的化身。

以这种方式，用于3-D导航的系统500能够为车辆的占用者(诸如驾驶员)生成直观的消息、指令、或者命令。该指令能够基于与视角有关的一个或者多个方面，该视角如由该HUD组件的能力所提供，以沿着一个或者多个可调节的焦平面投影或者渲染立体的3-D图形元素。例如，3-D效果能够基于距离、视角、感知的距离、道路条件等等而被确定。

图6是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的方法600的示例流程图的图示。在602处，能够从起始地点到目的地地点来生成路线。在一个或者多个实施例中，能够经由车载资讯系统信道，诸如从全球定位系统(GPS)单元，来接收起始地点或者目的地地点。在604 处，一个或者多个图形元素能够被投影在车辆的占用者的视野中的一个或者多个焦平面上。此处，图形元素可以显示为化身、图像、图标、标识符、标记，等等。另外，这些图形元素能够基于该路线的一个或者多个部分。这意味着这些图形元素可以取决于车辆可能所位于的路线的位置(例如，车辆的当前位置)而被投影在各种距离处。

在606处，可以基于与该路线的一个或者多个部分相关联的道路条件来调节焦平面与该车辆之间的距离。进一步地，该距离也可以基于该车辆的当前速度而被调节。例如，如果车辆沿着与65英里每小时(mph)限速相关联的路线的一部分行驶，并且该车辆的当前速度为25mph，则所投影的图形元素或者化身的焦平面之间的距离可以被增加(例如，以指示驾驶员或者占用者提速)。换句话说，该图形元素可以被投影以表现为仿佛其正以大约65mph行驶，由此提示占用者或者驾驶员提速并且“追上”该化身(例如，类似或者模拟跟随引导车辆)。

图7A是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的一种示例化身700的图示。图7A的化身700可以出现在车辆的前方并且在元素、阻碍物、交通、道路条件等等周围飞行、滑行、移动、或者调遣，等等。图7B是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的(多个)示例化身710的图示。图7B的(多个)化身710是从被抬高的视野所看到的，诸如稍微在(多个)化身710后面的鸟瞰视图。能够看到，化身710中的一个或者多个化身被投影在一个或者多个不同的焦平面或者目标位置，由此提供了驾驶员或者占用者正跟随真实车辆的感觉。

图8A是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的一种示例化身800的图示。图8A的化身800被逆时针旋转以指示左转。图8B 是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的一种示例化身810的图示。在一个或者多个实施例，图8B的化身810能够通过闪烁、闪光、改变颜色等等来指示左转。例如，纸飞机化身810的左翼可以发光或者在亮度上改变以指示即将到来的左转。在一个或者多个实施例中，化身可以被投影在与该车辆更接近的焦平面上，使得其表现了该化身在进行转向之前正在“降速”。

图9A是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的一种示例化身900的图示。图9B是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的一种示例化身910的图示。例如，图9A的化身900能够被投影为用于车辆的驾驶员降速的导航指令。在图9B中，化身910被投影在地平面或者天空平面上方，使得化身910不妨碍驾驶员或者占用者查看车辆周围环境的一个或者多个部分。

参考先前附图中的一个或者多个附图，诸如图5的用于3-D导航的系统500或者图3的侧视图300或焦平面，来描述图10-图20。

图10A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1000的图示。在图10A中，车辆的占用者、驾驶员、乘客、操作员等等可以向车辆的一个或者多个组件(诸如图5的传感器组件570) 提供命令。在一个或者多个实施例中，传感器组件570可以包括一个或者多个外围组件、一个或者多个外围设备、一个或者多个接口、一个或者多个接口组件，诸如触摸屏、键盘、一个或者多个按钮、接口、麦克风、一个或者多个图像采集设备、手势识别设备，等等。例如，车辆可以装备具有触摸屏接口，或者仪表盘上的按钮可以被用来与菜单对接。在任何情况中，一个或者多个组件或者传感器组件570可以采集或者接收由车辆的占用者给出或提供的命令。

例如，驾驶员可以对车辆说导航命令，诸如“我该如何到达市中心Sunnyvale？”在这个示例中，传感器组件570包括麦克风，该麦克风从占用者或驾驶员接收口头的或者口述的请求，并且通过控制器区域网络580将该请求传递给控制器组件104或者导航组件540。在其他实施例中，如果移动设备与车辆通信地耦合，则占用者可以利用该移动设备的麦克风、该移动设备的触摸屏、该移动设备的键盘或者键区等等来与用于3-D导航的系统500对接。控制器组件104可以通过利用车载语音识别模块将该请求从语音转换为文本(STT)而对该请求执行话音识别。作为另一种可能性，导航组件540可以利用车载资讯系统信道来与其中可以进行STT处理的远程服务器通信。

在一个或者多个实施例中，HUD组件(诸如图1的HUD组件或系统100或者图5的HUD组件100)可以投影、呈现、渲染、或者显示对请求或者命令的确认。换句话说，HUD组件100可以充当显示组件或者补充用于车辆的其他显示组件。继续于图10A中的“我该如何到达市中心Sunnyvale？”的示例，当命令或者请求由控制器组件104接收时，控制器组件104可以基于由传感器组件570提供或者检测的环境信息，来确定是否投影对该请求的确认。此处，因为传感器组件570没有检测到移动的车辆、行人、或者其他障碍物，所以控制器组件104可以作出如下确定：对该请求的确认应当由HUD组件 100投影。另外，控制器组件104可以为对应的图形元素确定大小、形状、模型、透明度、颜色方案、高度、宽度、深度、目标位置、焦平面，等等。为了这个目的，对该请求的确认可以由HUD组件100 投影在文本框中，如在1004处所看到的。

在一个或者多个实施例中，控制器104可以命令HUD组件100 将图形元素投影为化身1002，化身1002可以作为引导图标而出现。在图10A中，图形元素可以被投影为具有飞机的形状或外观的化身 1002，该化身沿着稍稍领先于车辆的驾驶员或者占用者的路线而滑行。为了促进认知，控制器组件104可以使得HUD组件100动画绘制化身1002，使得化身1002徘徊或者连续地在移动。换句话说，为了使化身1002更容易看见，控制器组件104可以使得HUD组件100 将化身1002与定期运动相关联。例如，HUD组件100可以投影化身 1002以表现为仿佛其正在水中漂浮、摆动、悬停，等等。以这种方式，驾驶员认知可以被增加。

图10B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1010的图示。当请求或者命令(诸如导航命令)由控制器组件104 接收时，控制器组件104可以将该请求或者命令转发给适当的组件或者模块。在这个示例中，控制器组件104可以将该请求或者命令识别为导航命令并且将该导航命令向前传送给导航组件540。因此，导航组件540可以为车辆确定起始地点(例如，当前地点)、目的地地点，并且计算从该起始地点到该目的地地点的路线。如本文所讨论的，该路线可以包括沿着一个或者多个路段的一个或者多个路线部分和/或一个或者多个导航动作或者调遣。

导航组件540可以向控制组件104提供该路线、路线部分、或者路线信息，控制器组件104可以确定是否和/或如何渲染该路线信息。例如，因为在图10B中车辆不在运动中(例如，在停车场)或者以低速(例如，低于跨控制器区域网络580检测或者提供的速度阈值)行驶，所以控制器组件104可以确定该路线的高层级视图1030可能适合于HUD组件100来投影。因此，控制器组件104可以使得该HUD 组件投影高层级视图1030，使得视图1030在环境中占据更大的区域。换句话说，该控制器可以基于车辆的速度来确定用于图形元素的大小或者是否投影该图形元素。相反地，如果车辆高于阈值速度在运动或者行驶，则控制器组件104可以作出如下确定：投影更小的版本或者在那时HUD组件100不投影该高层级视图1030。

在图10B中，HUD组件100可以投影地图的高层级视图1030，该地图包括沿着一个或者多个路段从起始地点到目的地地点的路线 1032。HUD组件100可以投影指南针1034、路段标识符1036、交通信息、估计的到达时间、估计的行驶时间、车辆当前地点，等等。在一个或者多个实施例中，HUD组件100可以利用一个或者多个颜色方案来投影高层级视图1030的不同方面。例如，HUD组件100可以投影该路线，使得利用第一颜色来渲染路线1032，并且利用第二颜色来渲染其他路段，诸如在1036处标识的路段。

在一个或者多个实施例中，传感器组件570可以包括图像采集设备或者其他传感器，这些其他传感器辅助确定用于图形元素的显示或者投影的调色板或者颜色方案。例如，在图10B中，可以看到在背景中或者环境中有一棵或者多棵树木，这可能使绿色更加难以看到或者可视化。因此，控制器组件104可以选择利用了例如对比于绿色的颜色(诸如黄色)的用于一个或者多个图形元素的投影的颜色方案。作为另一示例，在白天期间，天空可以由传感器组件570感应为蓝色，而在夜间天空可以显现黑色。换句话说，传感器组件570可以接收、采集、感应、或者检测与环境相关联的可以被利用用于图形元素的对比度的颜色信息。控制器组件104可以利用这种信息来确定用于HUD 组件100可以投影一个或者多个图形元素的颜色。此处，控制器组件 104可以确定红色是在白天期间的一种选项而蓝色是在夜间的一种选项。以这种方式，该控制器组件可以基于一天中的时间或者(例如，由传感器组件570接收或者检测的)与环境相关联的颜色信息，来确定用于图形元素或者化身的颜色方案或者颜色。

在一个或者多个实施例中，HUD组件100可以动画绘制高层级视图1030的一个或者多个方面。例如，HUD组件100可以动画绘制沿着一个或者多个路段的路线1032，使得或者仿佛路线1032是以连续的一个笔划从起始地点到目的地地点而绘制。换句话说，HUD组件100可以渲染表示从起始地点到目的地地点沿着该路线以蛇形方式行驶的动画。

HUD组件100可以使用不同的摄像机角度、摄像机视角，或者不同的视图来投影图形元素或者化身，诸如图10A的化身1002。进一步地，HUD组件100可以在这些视图之间以动画的或者渐进的方式转移或者转换。例如，HUD组件100可以从鸟瞰视图转移摄像机视角或者摄像机角度，诸如图10B的高层级视图1030到如在图10A 所看到的第一人视图或者第三人视图。以另一方式来解释，HUD组件100可以渐进地调节摄像头视角，以从鸟瞰视图、布局视图、俯视图、缩小视图、或者第三人视图放大或者飞行放大(fly in)到放大视图、第一人视图、街道层级视图，等等。

例如，HUD组件100可以利用如下的摄像头视角或者摄像头角度，该摄像头视角或者摄像头角度表现为完成了在街道层级视图处的缩放或者转换，该街道层级视图与真实世界视图或者与坐在他的或她的车辆中向外通过风挡看向真实世界的占用者或驾驶员将具有的环境的相同视图相一致。换句话说，该街道层级视图可以是占用者在眼睛盒子内并且面向/通过车辆的风挡看向前向方向时具有的视图。以另一方式来解释，缩放动画或者转换可以引起仅渲染在驾驶员的视野中的化身或者图形元素，诸如图10A的化身1002。图11A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1100的图示。可以看到，在这个示例场景1100中提供的化身1002的视图是在图10B的鸟瞰视图或者高层级视图1030与图10A的第三人视图之间所实现的过渡视图。

在一个或者多个实施例中，当占用者请求地图视图时或者当该占用者发起地图视图命令时，HUD组件100可以以逆向的顺序(例如，从第三人视图到鸟瞰视图)来提供缩放动画。在这个场景中，HUD 组件100可以投影化身的第三人视图(例如，图10A的1002)并且缩小或者飞走(fly away)到鸟瞰视图(例如，图10B的高层级视图 1030)。进一步地，HUD组件100可以基于车辆的方向或者方位，来调节路线、地图、或者视图的取向。换句话说，HUD组件100可以使地图或者视图取向，例如，使得沿着当前路段的行驶的方向表现为向上或者向前。

图11B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1110的图示。在一个或者多个实施例中，HUD组件100可以向车辆的驾驶员提供导航指令或者建议的导航调遣。例如，导航组件540 可以为从起始地点到目的地地点的路线生成导航指令列表。例如，控制器组件104可以使得HUD组件100在环境中(诸如在1130处)投影相应的导航指令。导航指令可以包括用于驾驶员的方向，诸如右转、左转、向右并线、向左并线、避让、停止、降速、提速、加速，等等。进一步地，导航指令可以不一定指引驾驶员采取动作。例如，导航指令可以向车辆的驾驶员警报红灯时不准许转向。

在一个或者多个实施例中，控制器组件104可以利用颜色方案，或者使得HUD组件100利用不同的颜色以表示一个或者多个导航动作，来投影图形元素或者化身中的一个或者多个图形元素或者化身。例如，当HUD组件100投影化身(诸如图11B的化身1002A、1002B、或者1002C)为绿色时，这可以表示传感器组件570没有检测到对象、障碍物、或者迎面而来的车流。作为另一示例，HUD组件100可以将化身1002A、1002B、或者1002C中的一个或者多个化身投影为红色，以向驾驶员指示还不安全以进行转向。此处，例如，HUD组件 100可以投影“避让”为导航指令而不是“右转”。

如在图11B中所看到的，HUD组件100可以投影多个化身1002A、1002B、以及1002C。在这个示例中，化身1002A可以被投影在第一焦平面上，化身1002B可以被投影在第二焦平面上，并且化身1002C 可以被投影在第三焦平面上，其中第一焦平面最接近于该车辆，随后是第二焦平面，然后是第三焦平面，由此给出化身1002C最远离该车辆的外表。因为HUD组件100能够在不同的焦平面上投影多个化身 1002A、1002B、以及1002C，这使得用于3-D导航的系统500能够提供所投影的路线、路径、或者用于驾驶员遵循的预定路线。

在一个或者多个实施例中，HUD组件100可以投影化身1002A、 1002B、或者1002C中的一个或者多个化身，使得相应的化身保持相对于车辆的当前位置是静态的焦平面。换句话说，HUD组件100可以投影化身或者图形元素，使得当车辆“接近”一个化身时该车辆与针对相应化身的焦平面之间的距离减小。以又一种方式来陈述，HUD 组件100可以投影化身(诸如1002A、1002B、或者1002C之一)作为相对于车辆的静止对象，由此使其向驾驶员或者占用者表现为：在该车辆前方的化身在一个时间正被经过，或者在稍后时间等待该车辆“追上”。在这些实施例中，HUD组件100可以投影附加化身作为路线进度，并且车辆的个人或者驾驶员“经过”该静止的或者静态的化身。

在一个或者多个实施例中，HUD组件100可以投影化身1002A、1002B、或者1002C中的一个或者多个化身，使得相应的化身具有如下的焦平面，这些焦平面关于车辆的当前位置而被动态调节或者具有距该车辆恒定的或固定的距离。换句话说，该HUD组件可以投影化身或者图形元素，使得该车辆与针对相应化身的焦平面之间的距离在该车辆移动时保持恒定。以又一种方式来陈述，该HUD组件可以投影化身作为表现为随该车辆移动的静止对象。在一个或者多个实施例中，HUD组件100可以在投影化身为相对于该车辆静止的对象与投影化身作为表现为与该车辆一起移动的对象之间转变。

在任何情况中，通过调节要在其上投影图形元素或者化身中的一个或多个图形元素或者化身的焦平面，HUD组件100可以投影多个图形元素或者化身中的任何一个图形元素或者化身作为动画。作为一种示例，化身1002A、1002B和1002C的定位可以通过展开单个化身 (诸如图11A或者图10A的化身1002)来实现。换句话说，一个或者多个化身(或者图形元素)可以从第一化身展开，并且相应的化身可以被坍缩成单个化身。以另一方式来解释，例如，多个化身可以飞出、分离、前进、或者由HUD组件100投影在第一化身前方，以促进路线导航或者导航指令的动画绘制。

在一个或者多个实施例中，HUD组件100可以投影一个或者多个图形元素作为指针，这些指针可以向车辆的驾驶员或者占用者警报一个或者多个对象、障碍物、道路条件，等等。控制器组件104可以基于车辆的速度和对象的速度来选择指针类型。例如，如果该车辆是静止的，迎面而来的车流(例如，或者其他对象)可以通过投影如下的图形元素来标识，当该对象接近该车辆或者离开远离该车辆时该图形元素以指向该车流、危险、或者移动对象的方式而旋转。

图12A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1200的图示。此处，传感器组件570可以检测经过的车流或者另一车辆1214。因为该其他车辆1214的轨迹或者路径与由化身1002B 指示的建议导航动作在碰撞航向中，所以控制器组件104可以使得HUD组件100在1130处投影向驾驶员警报他或者她应当避让的导航指令。换句话说，传感器组件570可以跟踪该其他车辆1214的地点。这个信息可以被传输给控制器组件104，控制器组件104可以确定应当由HUD组件100在1002A处投影指针图形元素。HUD组件100 因此可以投影指针图形元素1002A，使得其跟踪或者跟随1212A该其他车辆1214。

图12B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1210的图示。继续于来自图12A的示例，可以看到该其他车辆1214 已经经过该车辆，该车辆是静止的。HUD组件100可以继续投影该避让导航指令1130以及在1002B处的接下来的导航指令或者动作(例如，右转)。因为传感器组件570检测到该其他车辆1214，所以HUD 组件100可以以对应的颜色(诸如红色)来投影该化身1002B。换句话说，控制器组件104可以基于(例如，由传感器组件570收集的或者检测的)对象信息或者环境信息，来选择用于将由HUD组件100 投影的图形元素的颜色。图12B的指针1002A可以通过沿着z轴以对应于所跟踪对象的方式旋转来继续指向或者跟踪该其他车辆1214。换句话说，控制器组件104可以调节指针图形元素1002A的偏航 (yaw)。

图13A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1300的图示。当个人或者驾驶员正驾驶车辆时，导航组件540可以确定车辆的当前地点和/或对应的坐标。利用这个信息，导航组件 540或者控制器组件104可以确定道路的名称，并且使得HUD组件100在与该道路或路段的表面相对应的焦平面上投影道路名称，如在 1330处所看到的。如本文所讨论的，图形元素在道路表面上的投影可以以相对于该车辆表现为静止的方式或者以表现为与该车辆一起移动的方式来进行。在一个或者多个实施例中，例如，HUD组件100可以响应于来自车辆的占用者的询问，诸如“我在什么道路上？”，而投影道路名称1330。另外，其他图形元素、信息、或者高亮部分可以被投影在地标、对象等等上。

在图13A中，多个图形元素或者化身由HUD组件100投影并且可以被动画绘制、坍缩、展开，等等，如先前所讨论的。以这种方式，化身1002A、1002B和1002C可以被提供以沿着去往目的地的路线而引导车辆的驾驶员或者其他占用者。图13B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1310的图示。此处，可以看到化身1002A和1002B以变化的俯仰角、滚转角、或者偏航角而被投影。该控制器组件可以基于路径的轨迹、即将到来的转向的半径、车辆的当前速度、与即将到来的转向相关联的限速、建议的导航动作、来自环境的信息、直到下一导航指令或者动作的距离等等，来选择或者调节用于化身或者图形元素的俯仰角、滚转角、或者偏航角。

此处，在这个示例中，因为所提议的路线具有采取即将到来的出口匝道的车辆，该出口匝道具有圆形的道路型式或路段，所以控制器组件104可以使得该HUD组件投影与化身1002A相比具有更大的滚转角或者偏航角的化身1002B，由此提供存在即将到来的右转的感觉。另外，控制器组件104可以选择针对化身1002A与针对化身1002B 的焦平面之间的更短距离，来指示转向可能有多急。在其他实施例中，例如，控制器组件104可以为化身中的一个或者多个化身选择颜色(诸如黄色或者橙色)，以指示即将到来的转向和/或对于驾驶员降速的对应原因。

图14A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1400的图示。在从事于从起始地点到目的地地点的导航时，驾驶员或者占用者可以向用于3-D导航的系统500提供请求或者命令。换句话说，导航组件540可以支持该起始地点与该目的地地点之间的一个或者多个航路点的添加，使得去往该目的地地点的导航以如下的方式不被中断，该方式需要对去往该目的地地点的导航的重新设立。以另一方式来解释，当插入航路点时，导航组件540可以计算从车辆的当前地点到该航路点以及从该航路点到该目的地地点(其先前被确定)的修正的路线。在图14A中，从起始地点到目的地地点的导航在进行中，如由化身1002所指示的，化身1002正指引车辆的驾驶员继续径直通过当前的交叉口。在1404处，对请求或者命令的确认可以被投影在文本框中。在一个或者多个实施例中，例如，诸如当传感器组件570检测到多个障碍物时，车辆正在阈值速度之上行驶，或者基于用户偏好，控制器组件104可以不使HUD组件100投影该文本框 1404。

在一个或者多个实施例中，系统500可以与一个或者多个附加组件、服务器、其他系统(诸如移动设备或者远程服务器)对接，以确定航路点中的一个或者多个航路点。例如，驾驶员可以请求系统500 “带我去最近的加油站”、“附近最便宜的加油站”、或者“我回家路上的加油站”。根据这些请求，控制器组件104可以与导航组件540 对接，以确定车辆的当前地点、目的地地点、该当前地点与该目的地地点之间的路线、油价应用(诸如移动设备上的应用)等等，以确定定价、地点、或者其他准则。

图14B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1410的图示。控制器组件104可以确定航路点的地点，或者连同导航组件540从使用的一个或者多个可用航路点中选择适当的航路点。导航组件540可以计算或者改道而使车辆去往作为当前目的地地点的该航路点，并且设置先前的目的地地点作为下一个目的地地点。导航组件540可以计算与该航路点相关联的附加行驶时间。为了这个目的，HUD组件100可以在文本框1430A中投影这个信息(例如，将增加大约八分钟的额外驾驶时间的绕行)。如本文所讨论的，HUD 组件100可以在环境中的一个或者多个焦平面上提供或者投影导航指令1130和化身1002。进一步地，导航组件540可以利用车载资讯系统信道来接收或者下载与航路点或者目的地相关联的元数据或者信息。例如，导航组件540可以接收与航路点相关联的徽标，诸如用于商店或者加油站等等的徽标。HUD组件100可以在1430B处投影这个徽标或者其他有关的信息。进一步地，HUD组件100可以动画绘制一个或者多个方面，诸如通过将徽标1430B折叠为平面形状或者以其他方式将徽标1430B变换为化身1002或者其他图形元素。HUD组件100可以将大多数的任何图形元素动画绘制、变换、转变等等为大多数的任何其他图形元素。

图15是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1500的图示。HUD组件100可以投影文本框1130中的导航指令和一个或者多个化身1002A、1002B、1002C、1002D、1002E，等等。另外，例如，HUD组件100可以通过依次使化身闪光，来强调由相应化身1002A、1002B、1002C、1002D或1002E提供的路线或者路径。HUD组件100可以投影化身1002A、1002B、1002C、1002D或者1002E中的一个或者多个化身，使得它们表现为绕过由传感器组件570检测到的对象(诸如危险、道路条件、或者其他车辆)而导航、驾驶、或者移动。图14B的徽标1430B可以被动画绘制以缩小为图标大小的徽标“L”，如在图15中所看到的。例如，控制器组件104 可以确定对于徽标1430B将以第一大小或者完全大小显示的时间段。在该时间段到期之后，HUD组件100可以以更小大小、图标大小、或者第二大小来投影该徽标“L”。控制器组件104可以基于到对应的对象(例如，餐馆、商店、地标，等等)的距离，来确定用于该徽标的该时间段。

在一个或者多个实施例中，可以针对诸如当车辆的占用者通过风挡向外看向车辆前方时还不在该占用者的视野或者范围中的一个或者多个障碍物或对象，来提供预警检测。图16A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1600的图示。在这个示例中，交通条件信息可以由车辆控制组件180接收用于沿着车辆正行驶在其上或者预期在其上向前行驶的路线的一个或者多个交通条件。此处，车辆控制组件180可以接收指示沿着该车辆前方的路线的一个或多个路线部分的施工的交通条件信息。换句话说，施工沿着如下的路段正在发生，如果导航指令被遵循则该车辆将采取该路段。以另一方式来解释，这个施工的发生可以在该车辆到达该施工之前由车辆控制组件 180接收。

HUD组件100可以投影导航指令1130，导航指令1130可以包括文本、箭头、闪烁的箭头，等等的。化身1002A和1002B也可以被投影。在一个或者多个实施例中，控制器组件104可以确定建议驾驶员停止车辆的停止点或者线。例如，控制器104可以基于另一车辆的位置、环境中的障碍物、其他环境信息，等等来确定该停止点。控制器组件104可以使得HUD组件100将其投影为水平线1630以促进安全驾驶。在其他实施例中，HUD组件100可以投影垂直线或者其他图形元素，该其他图形元素例如可以指示驾驶员的车辆与另一前方车辆之间的安全跟随距离。

因此，控制器组件104可以识别这个障碍物(例如，对象)或者交通条件，并且促使HUD组件100投影提前通知或者预警图形元素1602。这使得系统500能够向车辆的驾驶员或者占用者警报一个或者多个对象、危险、障碍物、交通条件，等等，即使当查看或者看向车辆的风挡之外时相应的对象不是直接可见的。图16B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1610的图示。在图16B 中可以看到，与1602相关联的交通条件或者阻碍物距离上在前方，并且可能对车辆的驾驶员不是明显的。因此，通过投影指向或者识别与车辆有关的施工的提前通知图形元素1602，HUD组件100可以识别危险、施工、或者对象(例如，由车辆控制组件180接收到的)。例如，在图16A中，因为施工在车辆左方，所以与提前通知图形元素 1602相关联的指针或者尾部可以指向风挡观看区域之外，由此向该车辆的驾驶员或者其他占用者警报前方在施工。

控制器组件104可以为由HUD组件100投影的图形元素中的一个或者多个图形元素确定一个或者多个目标位置、更新、或者调节目标位置。例如，控制器组件104可以基于车辆距提前通知图形元素 1602相关联的或者指向的对象之间的距离，来选择或者确定用于提前通知图形元素1602的目标位置。此处，控制器组件104可以确定与提前通知图形元素1602相关联的施工(例如，对象)大于离开该车辆的阈值距离(例如，利用导航组件540确定用于该车辆的当前GPS 位置，来与由车辆控制组件180提供的用于该施工的坐标相比较)。因为该施工被确定大于这个阈值距离，所以HUD组件100可以利用具有比阈值长度更大的长度的指针，而不是投影与该施工接近、交叠、或者邻近的图形元素，以在天空中投影提前通知图形元素1602。

图17A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1700的图示。当车辆接近一个对象(诸如由提前通知图形元素1602 指示的施工)时，控制器组件104可以调节用于相应图形元素(例如， 1602)的定位或者目标位置。另外，控制器组件104可以改变将被显示的图形元素的类型。例如，如在图17A中所看到的，提前通知图形元素1602不包括如先前在图16A或者图16B中所利用的指针。此处，因为车辆与该对象(例如，施工)之间的接近度小于阈值距离，所以控制器组件104可以确定该指针可以被忽略。此处，HUD组件100 可以投影化身1002、提前通知图形元素1602、以及危险图形元素 1704A。

例如，当车辆控制组件180或者传感器组件540识别了是危险、阻碍物、障碍物、或者以其他方式不可驾驶的对象(诸如正在施工的路段，等等)时，控制器组件104可以使得HUD组件100以覆盖该危险的方式来投影危险图形元素，诸如危险图形元素1704A。深度缓冲组件560可以促进抑制真实世界或者环境中的危险的一个或者多个部分，使得该危险从车辆的占用者、操作员、或者驾驶员的视野被掩盖。换句话说，HUD组件100可以投影不透明的或者具有变化的透明度的图形元素。当控制器组件104确定一个区域、危险、或者对象不可以或者不应当驾驶而被横穿或者在上面驾驶时，HUD组件100 可以相应地投影危险图形元素以“填充”这种区域。

图17B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1710的图示。在图17B中，可以看到该车辆已经接近于图17A中所图示的危险或者施工，并且HUD组件100已经相应地调节了危险图形元素1704B的视角。例如，因为该车辆在距离上与该施工更接近了，所以图17B的危险图形元素1704B在面积上大于图17A的危险图形元素1704A。从传感器组件540或者车辆控制组件180接收的与环境中的危险、施工或对象有关或者相关联的信息，可以由控制器组件104利用以确定用于图形元素的大小、形状、模型(例如，引导图标、化身、障碍物、透明度、颜色)、高度、宽度、深度、焦平面、颜色、目标位置，或者识别图形元素之间的交叠或者深度地图信息。换句话说，这些属性可以基于由车辆控制组件180或者传感器组件 570接收的对象信息或者环境信息。在一个或者多个实施例中，该控制器可以基于迎面而来的车流、一天中的时间、环境中对象的颜色、交通规则等等，来选择或者改变图形元素的颜色。

深度地图组件550可以管理或者构建车辆周围的环境或者环境中对象的深度地图。控制器组件104可以利用该深度地图而关于一个图形元素来确定一个对象是否应当或者不应当是可视的、透明的、不透明的，等等。例如，施工(隐藏在危险图形元素1704A或者1704B 下面)可以包括交通桶、交通锥标、碎片、坑洼、挖掘、不可驾驶的路面，等等。此处，在这个示例中，控制器组件104已经做出如下确定：这些方面将被隐藏在危险图形元素1704A和1704B下面。然而，环境中的其他对象不必然被隐藏或者被分层在危险图形元素1704A 和1704B下面。例如，如果行人穿过该施工，则控制器组件104可以确定该行人是不应当被掩盖的对象并且使得HUD组件100投影危险图形元素1704B，使得(例如，当该行人正“通过”危险图形元素1704B 行走时)危险图形元素1704B不从驾驶员视野掩盖该行人。换句话说，控制器组件104可以例如基于环境内的对象的移动或者从传感器540 或车辆控制组件180接收的其他数据(诸如对象的标识、对象类型、对象大小，等等)，来确定图形元素的可见性、层次化、透明度、不透明水平，等等。以这种方式，深度地图信息可以由控制器组件104 或者HUD组件100利用，来向车辆的占用者、操作员、或者驾驶员提供与周边环境或者真实世界有关的一个或者多个图形元素的逼真感觉。

图18A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1800的图示。当(例如，由传感器组件570)检测到一个或者多个对象将在车辆路径中或者沿着预期路线(例如，通过由车辆控制组件 180接收的环境信息)时，控制器组件104可以使得HUD组件100 利用图形元素和/或指针来高亮或者跟踪相应的对象。例如，当车辆接近由导航指令1130和化身1002A、1002B和1002C指示的右转时，传感器组件570可以检测在车辆预期在其上要转向的路段附近的行人 1832。作为这一点的结果，控制器组件104可以指引HUD组件100 在行人1832上投影图形元素1834。在一个或者多个实施例中，HUD 组件100可以在行人1832的上方投影图形元素。进一步地，HUD组件100可以投影图形元素1804，图形元素1804图示了指示横穿的行人道路的标牌。

当车辆和行人1832沿着该路段行进时，这两者之间的相对距离可以改变(例如，行人1832可以移动，该车辆可以移动，或者行人 1832和该车辆都可以移动，等等)。传感器组件570可以检测距离上的这个改变并且与控制器组件104或者车辆控制组件180通信该改变或者更新该距离。控制器组件104可以更新、改变、或者跟踪用于图形元素中的一个或者多个图形元素(例如，1832或者1834)的位置。换句话说，控制器组件104可以基于对象信息或者环境信息，来调节用于图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个焦平面。如先前所讨论的，与在焦平面上投影图形元素相关联的致动器可以由控制器组件104控制，以移动、调节、或者改变焦平面(例如，沿着驾驶员或者占用者的视线(诸如图3的视线178)的方向移动焦平面)。

图18B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1810的图示。在图18中，HUD组件100可以为多个行人1832和 1842分别投影多个图形元素1834和1844。另外，HUD组件100可以投影一个或者多个图形元素作为指示符，诸如在1802处或者在 1804处。

图19A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1900的图示。在一个或者多个实施例中，用于3-D导航的系统500 可以使得车辆的占用者能够关于环境中的对象而与车辆交互。换句话说，占用者可以提问题(“那是什么”、“那看起来整洁”)或者做出评论(例如，口头地或者经由文本输入)并且接收图形元素投影作为回答。例如，传感器组件570可以从车辆的用户、占用者、或者驾驶员接受一个或者多个询问、请求、或者命令。此处，车辆的占用者已经问到“右边是什么？”。HUD组件100可以使用文本框图形元素1904来显示对该询问或者请求的确认或者重复。在一个或者多个实施例中，询问或者请求可以在如通过化身1002所看到的导航期间被启用。可以采用一个或者多个其他组件来促进请求或者命令中的一个或多个请求或者命令的履行。例如，如果移动设备与系统500通信地耦合，当被命令“呼叫右侧的餐馆”时，控制器组件104可以促使该移动设备拨打商家的电话号码。作为另一示例，响应于“为我在餐馆X做预订”，控制器104可以与安装在该移动设备或者该车辆上的餐馆预订应用交互。其他命令或者请求可以利用该车辆的视频系统，诸如“为我阅读菜单”。

图19B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景1910的图示。控制器组件104可以处理该请求，或者向导航组件 540路由与1904相关联的请求，以确定该车辆附近的对象，诸如商家、餐馆，等等。控制器组件104可以接收与对象(诸如来自地图应用、远程服务器等等的餐馆)相关联的信息。这个信息可以包括与该对象相关联的元数据，诸如营业时间、徽标、状态、针对该商家的评述、联系信息、电话号码、菜单，等等。此处，HUD组件100可以投影徽标图形元素1430B、信息1930(例如，电话号码、状态、营业时间，等等)、以及可以将注意力吸引到该对象(例如，餐馆或者商家)的地点的高亮图形元素1932。

图20A是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景2000的图示。在一个或者多个实施例中，导航组件540可以向车辆控制组件180提供与环境中的一个或者多个对象相关联的元数据。例如，环境中的对象中的一个或者多个对象可以是建筑物或者商家。导航组件540可以下载或者接收相应建筑物或者商家的地址信息，该地址信息可以由HUD组件100投影为图形元素。例如，建筑物2002、 2004和2006的地址可以由HUD组件100呈现。在一个或者多个实施例中，例如，当车辆在与目的地地点的阈值距离内或者一经用户请求，控制器组件104可以启用地址图形元素呈现。在其他实施例中，在导航模式期间，诸如当正由导航组件540提供方向(如由化身1002 指示的)时，地址图形元素可以被投影。

图20B是根据一个或者多个实施例的与3-D导航相关联的示例场景2010的图示。此处，在这个示例中，传感器组件570或者导航组件540可以识别一个或者多个停车位。作为结果，控制器组件104可以使得HUD组件100在车辆的占用者的视野中投影指示停车的图形元素2030。如本文所描述的，这个图形元素2030可以作为提前通知图形元素而出现、包括指针、具有一个或者多个透明度属性、颜色、形状、大小，等等、或者包括对象元数据(例如，停车费用、车位时限，等等)。

图21是根据一个或者多个实施例的用于3-D导航的方法2100的示例流程图的图示。在2102处，方法2100开始。在2104处，一个或者多个对象可以被跟踪，或者与相应对象相关联的元数据可以被接收。另外，与环境或者从起始地点到目的地地点的路线有关的信息可以被接收。在2106处，一个或者多个焦平面或者更新的焦平面可以被计算用于将被投影的与对象中的一个或者多个对象相关联的图形元素。在2108处，一个或者多个图形元素可以被渲染或者投影在焦平面中的一个或者多个焦平面处或者相应的对象上。在2110处，可以关于是否继续跟踪或者投影与对象中的一个或者多个对象相关联的图形元素做出确定。如果确定期望附加的跟踪，则方法2100继续回到2104。如果不期望附加的跟踪，则方法可以在2112处结束。

又另一个实施例涉及包括处理器可执行指令的计算机可读介质，这些处理器可执行指令被配置为实施本文所提出的技术的一个或者多个实施例。图22中图示了以这些方式设计的计算机可读介质或者计算机可读设备的实施例，其中实施方式2200包括计算机可读介质 2208，诸如CD-R、DVD-R、闪存驱动器、硬盘驱动器的盘片(platter)，等等，计算机可读数据2206被编码在其上。这个计算机可读数据2206 (诸如包括如在2006中所示出的多个零或一的二进制数据)进而包括一组计算机指令2204，该组计算机指令2204被配置为根据本文所阐述的原理中的一个或多个原理而操作。在一个这样的实施例2200 中，处理器可执行的计算机指令2204被配置为执行方法2202，诸如图6的方法600或者图21的方法2100。在另一个实施例中，处理器可执行指令2204被配置为实施一种系统，诸如图5的系统500。被配置为根据本文所提出的技术而操作的许多这样的计算机可读介质由本领域的普通技术人员设计。

如本申请中所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”、“接口”等等一般意图为是指有关计算机的实体，硬件、硬件与软件的组合、软件、或者执行中的软件。例如，组件可以但不限于是，运行在处理器上的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序、或者计算机。通过举例说明的方式，运行在控制器上的应用和该控制器两者都可能是组件。位于进程内的一个或者多个组件或者执行线程和组件可以定位于一个计算机上或者分布在两个或者多个计算机之间。

进一步地，所要求保护的主题实施为方法、装置、或者制品，该制品使用标准编程或工程技术来产生软件、固件、硬件、或者它们的任何组合以控制计算机实施所公开的主题。如本文所使用的术语“制品”意图为涵盖从任何计算机可读设备、载体、或者介质可访问的计算机程序。当然，不背离所要求保护的主题的范围或者精神，可以对这种配置做出许多修改。

图23和以下讨论提供了用以实施本文所阐述的条文中的一个或者多个条文的实施例的合适的计算环境的描述。图23的操作环境仅是合适的操作环境的一个示例并且不意图为关于该操作环境的使用范围或者功能而建议任何限制。示例计算设备包括，但不限于：个人计算机；服务器计算机；手持或者膝上设备；移动设备，诸如移动电话、个人数字助手(PDA)、媒体播放器等；多处理器系统；消费者电子产品；微型计算机；大型计算机；包括上面的系统或设备中的任何系统或设备的分布式计算环境；等等。

一般而言，在由一个或者多个计算设备执行的“计算机可读指令”的广义语境中描述各实施例。计算机可读指令如将在下面讨论地经由计算机可读介质而被分布。计算机可读指令被实施为执行一个或多个任务或者实施一个或多个抽象数据类型的程序模块，诸如函数、对象、应用编程接口(API)、数据结构，等等。典型地，计算机可读指令的功能按需地被组合或者分布在各种环境中。

图23图示了包括计算设备2312的系统2300，计算设备2312被配置为实施本文所提供的一个或者多个实施例。在一种配置中，计算设备2312包括一个或者多个处理单元2316和存储器2318。取决于计算设备的确切配置和类型，存储器2318可以是易失性的，诸如RAM；非易失性的，诸如ROM、闪存等等；或者这两者的组合。这种配置在图23中由虚线2314所图示。

在其他实施例中，设备2312包括附加特征或者功能。例如，设备2312能够包括附加存贮器，诸如可移除存贮器或者不可移除存贮器，包括但不限于磁存贮器、光存贮器等等。这种附加存贮器在图23 中由存贮器2320所图示。在一个或者多个实施例中，用以实施本文所提供的一个或者多个实施例的计算机可读指令在存贮器2320中。存贮器2320能够存储用以实施操作系统、应用程序等等的其他计算机可读指令。例如，计算机可读指令在存储器2318中被加载用于由处理单元2316的执行。

如本文所使用的术语“计算机可读介质”包括计算机存储介质。计算机存储介质包括实施在用于存储信息(诸如计算机可读指令或者其他数据)的任何方法或者技术中的易失性和非易失性的、可移除和不可移除的介质。存储器2318和存贮器2320是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括，但不限于：RAM、ROM、EEPROM、闪存或者其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或者其他光存贮器、磁带盒、磁带、磁盘存贮器或者其他磁存储设备、或者能够被用来存储所需信息并且能够由设备2312访问的任何其他介质。任何这种计算机存储介质是设备2312的一部分。

术语“计算机可读介质”包括通信介质。通信介质典型地以“经调制的数据信号”(诸如载波或者其他传输机制)来体现计算机可读指令或者其他数据并且包括任何信息递送介质。术语“经调制的数据信号”包括如下的信号，该信号使得它的特征中的一个或者多个特征以将信息编码在该信号中的方式而被设置或改变。

设备2312包括(多个)输入设备2324，诸如键盘、鼠标、笔、话音输入设备、触摸输入设备、红外摄像机、视频输入设备、或者任何其他输入设备。(多个)输出设备2322，诸如一个或者多个显示器、扬声器、打印机、或者任何其他输出设备，可以被包括在设备2312 内。(多个)输入设备2324和(多个)输出设备2322经由有线连接、无线连接、或者它们的任何组合而连接至设备2312。在一个或者多个实施例中，来自另一个计算设备的输入设备或者输出设备被使用作为用于计算设备2312的(多个)输入设备2324或者(多个)输出设备 2322。设备2312能够包括(多个)通信连接2326以促进与一个或者多个其他设备的通信。

根据一个或者多个方面，提供了一种包括被配置为接收起始地点和目的地地点的导航组件的用于3-维(3-D)导航的系统。该导航组件能够与车辆相关联并且被配置为生成从该起始地点到该目的地地点的路线。该路线的一个或多个部分能够包括与一个或多个路段或者路段的一个或多个交叉口相关联的一个或多个导航指令。该系统能够包括抬头显示器(HUD)组件，该HUD组件被配置为在车辆周边环境的周围的一个或者多个焦平面上投影一个或者多个图形元素。该 HUD组件能够被配置为基于该路线而在车辆的占用者的视野中投影图形元素中的一个或者多个图形元素。该系统能够包括控制器组件，该控制器组件被配置为基于与该路线的一个或者多个部分和车辆的当前位置相关联的一个或者多个道路条件，来调节图形元素中的一个或者多个图形元素的焦平面中的一个或者多个焦平面与车辆之间的距离。

在一个或者多个实施例中，该控制器组件能够基于道路条件中的一个或者多个道路条件和车辆的当前位置，来调节用于图形元素中的一个或者多个图形元素的目标位置。该系统能够包括被配置为接收道路条件中的一个或者多个道路条件的车辆控制组件。另外，该系统能够包括被配置为检测道路条件中的一个或者多个道路条件的传感器组件。一个或者多个道路条件中的道路条件能够包括路段中的一个或者多个路段的交通信息或者与路段中的一个或者多个路段相关联的限速信息。另外，道路条件可以包括，例如，阻碍物、障碍物、行人、碎片、或者坑洼。

该系统能够包括被配置为构建车辆周边环境的深度地图的深度地图组件。该HUD组件能够被配置为基于环境的深度地图来投影图形元素中的一个或者多个图形元素。该深度地图组件可以被配置为基于深度信息来构建该深度地图。在一个或者多个实施例中，该系统能够包括被配置为检测来自车辆周边环境的深度信息的传感器组件。该深度地图组件可以被配置为基于车载咨询系统信道来接收该深度地图。该系统能够包括深度缓冲组件，该深度缓冲组件被配置为基于该深度地图来启用或者禁用对图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个部分的渲染。

该HUD组件可以被配置为投影一个或者多个图形元素作为移动的化身或者作为占位符，诸如旗杆、标记、标识符，等等。

根据一个或者多个方面，提供了一种包括为车辆生成从起始地点到目的地地点的路线的用于3-维(3-D)导航的方法。该路线的一个或者多个部分能够包括与一个或多个路段或者路段的一个或多个交叉口相关联的一个或多个导航指令。该方法能够包括在车辆周边环境周围的一个或者多个焦平面上投影一个或者多个图形元素。可以基于该路线在车辆的占用者的视野中投影图形元素中的一个或者多个图形元素。该方法能够包括基于与该路线的一个或者多个部分和车辆的当前位置相关联的一个或者多个道路条件，来调节图形元素中的一个或者多个图形元素的焦平面中的一个或者多个焦平面与车辆之间的距离。该方法的一个或者多个部分能够经由处理单元来实施。

该方法能够包括基于道路条件中的一个或者多个道路条件和车辆的当前位置来调节用于图形元素中的一个或者多个图形元素的目标位置。该方法能够包括接收或者检测道路条件中的一个或者多个道路条件。一个或者多个道路条件中的道路条件能够包括路段中的一个或者多个路段的交通信息、与路段中的一个或者多个路段相关联的限速信息、阻碍物、障碍物、行人、碎片、或者坑洼。

该方法能够包括构建车辆周边环境的深度地图、基于环境的该深度地图来投影图形元素中的一个或者多个图形元素、检测来自车辆周边环境的深度信息、基于检测到的深度信息来构建该深度地图、除其他事项外还基于该深度地图来启用或者禁用对图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个部分的渲染。

根据一个或者多个方面，一种计算机可读存储介质包括计算机可执行指令，当经由计算机上的处理单元执行时，这些计算机可执行指令执行行为，包括：为车辆生成从起始地点到目的地地点的路线，其中该路线的一个或者多个部分包括与一个或多个路段或者路段的一个或多个交叉口相关联的一个或多个导航指令；在车辆周边环境周围的一个或者多个焦平面上投影一个或者多个图形元素，其中基于该路线在车辆的占用者的视野中投影图形元素中的一个或者多个图形元素；或者基于与该路线的一个或者多个部分和车辆的当前位置相关联的一个或者多个道路条件来调节图形元素中的一个或者多个图形元素的焦平面中的一个或者多个焦平面与车辆之间的距离。

在一个或者多个实施例中，投影图形元素中的一个或者多个图形元素利用基于光栅的图形。另外，实施例中的一个或者多个实施例能够包括：经由将图形元素中的一个或者多个图形元素投影为移动化身或者通过在一个或者多个不同的焦平面上依次地投影该移动化身而动画绘制该移动化身，来提供导航指令中的一个或者多个导航指令。

根据一个或者多个方面，提供了一种用于3-维(3-D)导航的系统，包括传感器组件、抬头显示器(HUD)组件、以及控制器组件。传感器组件可以跟踪车辆周边环境中的一个或者多个对象以及用于相应对象的相对于该车辆的一个或者多个对应坐标。该HUD组件可以在与对象中的一个或者多个对象相对应的一个或者多个焦平面上投影、渲染、呈现、或者显示一个或者多个图形元素，其中图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在该车辆的占用者的视野中。该控制器组件可以基于用于相应对象的坐标中的一个或者多个坐标，来计算用于图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个更新的焦平面。

在一个或者多个实施例中，该HUD组件可以在用于对象中的一个或者多个对象的更新的焦平面中的一个或者多个更新的焦平面上投影图形元素中的一个或者多个图形元素。另外，一经在更新的焦平面中的一个或者多个更新的焦平面上投影，该HUD组件可以停止在焦平面中的一个或者多个焦平面上投影图形元素中的一个或者多个图形元素。图形元素中的一个或者多个图形元素可以包括具有与对象中的一个或者多个对象相关联的信息的指针，图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在该一个或者多个对象上。对象中的一个或者多个对象可以是阻碍物、障碍物、行人、施工区、地标、建筑物、商家、或者停车位。

该系统可以包括为图形元素中的一个或者多个图形元素确定大小、形状、模型、颜色、或者一个或多个属性的车辆控制组件。该车辆控制组件可以管理图形元素中的两个或者更多图形元素之间的交叠。该系统可以包括生成从起始地点到目的地地点的路线的导航组件以及接收与沿着该路线的对象中的一个或者多个对象相关联的信息的车辆控制组件，其中对象中的一个或者多个对象是商家。该HUD 组件可以将图形元素中的一个或者多个图形元素投影为与商家中的一个或者多个商家相关联的徽标。在一个或者多个实施例中，该传感器组件可以包括导航组件或者利用车载资讯系统。

根据一个或者多个方面，提供了一种用于3-维(3-D)导航的系统，包括导航组件、控制器组件、以及抬头显示器(HUD)组件。该导航组件可以接收与车辆周边环境中的一个或者多个对象相关联的元数据、环境内的相应对象的布局、以及车辆相对于该布局的当前地点。该控制器组件可以基于对象中的一个或者多个对象的布局和该车辆的当前地点，来计算用于一个或者多个图形元素的一个或者多个焦平面。该HUD组件可以在与对象中的一个或者多个对象相对应的焦平面中的一个或者多个焦平面上投影、渲染、呈现、或者显示图形元素中的一个或者多个图形元素，其中图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在该车辆的占用者的视野中。

图形元素中的一个或者多个图形元素可以包括呈现与对象中的一个或者多个对象相关联的元数据的至少一部分的指针，图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在该一个或者多个对象上。该元数据可以包括与对象相关联的电话号码、地址、评级、商家名称、经营时间、或者状态。该HUD组件可以基于对象中的一个或者多个对象的布局和该车辆的当前地点，来投影图形元素中的一个或者多个图形元素。另外，该HUD组件可以从投影布局视图或者鸟瞰视图转移到投影第一人视图或者第三人视图。

该系统可以包括从车辆的占用者接收与对象中的一个或者多个对象相关联的询问的传感器组件，其中该HUD组件响应于该询问而投影用于与该询问相关联的对象中的一个或者多个对象的对应元数据的一个或者多个部分。该导航组件可以生成从起始地点到目的地地点的路线，其中该HUD组件渲染图形元素中的一个或者多个图形元素作为沿着该路线引导占用者的化身。该控制器组件可以计算用于该化身(或者其他图形元素)的俯仰角、滚转角、偏航角、或者速度。该HUD组件可以基于该元数据和该车辆的当前地点，来呈现、显示、或者渲染图形元素中的一个或者多个图形元素作为道路名称。

根据一个或者多个方面，提供了一种用于3-维(3-D)导航的方法，包括：跟踪车辆周边环境中的一个或者多个对象，并且确定用于相应对象的相对于该车辆的一个或者多个对应的坐标；基于用于相应对象的坐标中的一个或者多个坐标，来计算用于图形元素中的一个或者多个图形元素的焦平面中的一个或者多个焦平面；以及在与对象中的一个或者多个对象相对应的焦平面中的一个或者多个焦平面上渲染图形元素中的一个或者多个图形元素，其中图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在该车辆的占用者的视野中。该跟踪、该计算、或者该渲染可以经由处理单元来实施。

尽管已经以对于结构特征或者方法行为是具体的语言描述了本主题，但是将理解，所附权利要求的主题不必定限制于上面所描述的具体特征或者行为。确切地说，上面所描述的具体特征和行为被公开作为示例实施例。

本文提供了实施例的各种操作。这些操作中的一个或多个或所有操作被描述的顺序不应当被解释为暗示这些操作必定是取决于顺序的。基于本描述将意识到可替换的排序。进一步地，不是所有操作都必定可以出现在本文所提供的每个实施例中。

如本申请中所使用的，“或者”意图为意指包括性的“或者”而不是不包括性的“或者”。另外，如本申请中所使用的“一”和“一个”一般被解释为意味着“一个或者多个”，除非另有规定或者根据上下文清楚指向单数形式。另外，A和B中的至少一个等等一般意味着A或者B或者A和B两者。进一步地，到“包括”、“具有”、“有”、“带有”、或者它们的变体在详细描述或者权利要求中被使用的程度，这样的术语意图为以类似于术语“包括有”的方式而是包括性的。

进一步地，除非另有规定，“第一”、“第二”等等不意图为暗示时间方面、空间方面、排序方面，等等。确切地说，这样的术语仅被使用作为用于特征、元素、项目等等的标识符、名称等等。例如，第一信道和第二信道一般对应于信道A和信道B或者两个不同的或者两个相同的信道或者同一个信道。

尽管本公开内容已经关于一个或者多个实施方式被示出和描述，但是基于对本说明书和附图的阅读和理解，等效的变型和修改将会发生。本公开内容包括所有这样的修改和变型并且仅由以下权利要求的范围来限制。

Claims (20)

1.一种用于3-维(3-D)导航的系统，包括：

传感器组件，跟踪车辆周边环境中的一个或者多个对象以及用于相应对象的相对于所述车辆的一个或者多个对应坐标；

抬头显示器(HUD)组件，在与所述对象中的一个或者多个对象相对应的一个或者多个焦平面上投影一个或者多个图形元素，其中所述图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在所述车辆的占用者的视野中；以及

控制器组件，基于用于相应对象的所述坐标中的一个或者多个坐标，来计算用于所述图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个更新的焦平面。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述HUD组件在用于所述对象中的一个或者多个对象的所述更新的焦平面中的一个或者多个更新的焦平面上投影所述图形元素中的一个或者多个图形元素。

3.根据权利要求2所述的系统，其中一经在所述更新的焦平面中的一个或者多个更新的焦平面上投影，所述HUD组件就停止在所述焦平面中的一个或者多个焦平面上投影所述图形元素中的一个或者多个图形元素。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述图形元素中的一个或者多个图形元素包括指针，所述指针具有与所述对象中的一个或者多个对象相关联的信息，所述图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在所述一个或者多个对象上。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述对象中的一个或者多个对象是阻碍物、行人、施工区、地标、建筑物、商家、或者停车位。

6.根据权利要求1所述的系统，包括车辆控制组件，所述车辆控制组件为所述图形元素中的一个或者多个图形元素确定一个或多个属性。

7.根据权利要求1所述的系统，包括车辆控制组件，所述车辆控制组件管理所述图形元素中的两个或者更多图形元素之间的交叠。

8.根据权利要求1所述的系统，包括导航组件，所述导航组件生成从起始地点到目的地地点的路线。

9.根据权利要求8所述的系统，包括车辆控制组件，所述车辆控制组件接收与沿着所述路线的所述对象中的一个或者多个所述对象相关联的信息，其中所述对象中的一个或者多个对象是商家。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述HUD组件投影与所述商家中的一个或者多个商家相关联的徽标作为所述图形元素中的一个或者多个图形元素。

11.一种用于3-维(3-D)导航的系统，包括：

导航组件，接收与车辆周边环境中的由传感器组件跟踪的一个或者多个对象相关联的元数据、在所述环境内的相应对象的布局、以及所述车辆相对于所述布局的当前地点，所述元数据包括相对于所述车辆的相应对象的一个或者多个对应坐标；

控制器组件，基于所述对象中的一个或者多个对象的所述布局以及所述车辆的所述当前地点，来计算用于一个或者多个图形元素的一个或者多个焦平面；以及

抬头显示器(HUD)组件，在与所述对象中的一个或者多个对象相对应的所述焦平面中的一个或者多个焦平面上投影所述图形元素中的一个或者多个图形元素，其中所述图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在所述车辆的占用者的视野中，

其中所述控制器组件基于用于所述相应对象的一个或者多个坐标，来计算用于所述图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个更新的焦平面。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述图形元素中的一个或者多个图形元素包括指针，所述指针呈现与所述对象中的一个或者多个对象相关联的元数据的至少一部分，所述图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在所述一个或者多个对象上。

13.根据权利要求11所述的系统，其中所述元数据包括与对象相关联的电话号码、地址、评级、商家的名称、经营时间、或者状态。

14.根据权利要求11所述的系统，其中所述HUD组件基于所述对象中的一个或者多个对象的所述布局以及所述车辆的所述当前地点来投影所述图形元素中的一个或者多个图形元素。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述HUD组件从投影布局视图转移到投影第一人视图或者第三人视图。

16.根据权利要求11所述的系统，包括所述传感器组件，所述传感器组件从所述车辆的所述占用者接收与所述对象中的一个或者多个对象相关联的询问，其中所述HUD组件响应于所述询问而投影用于与所述询问相关联的所述对象中的一个或者多个对象的对应元数据的一个或者多个部分。

17.根据权利要求11所述的系统，其中所述导航组件生成从起始地点到目的地地点的路线，其中所述HUD组件渲染所述图形元素中的一个或者多个图形元素作为沿着所述路线而引导所述占用者的化身。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制器组件计算用于所述化身的俯仰角、滚转角、偏航角、或者速度。

19.根据权利要求11所述的系统，其中所述HUD组件基于所述元数据以及所述车辆的所述当前地点，来渲染道路名称作为所述图形元素中的一个或者多个图形元素。

20.一种用于3-维(3-D)导航的方法，包括：

跟踪车辆周边环境中的一个或者多个对象，并且确定用于相应对象的相对于所述车辆的一个或者多个对应坐标；

基于用于相应对象的所述坐标中的一个或者多个坐标，来计算用于一个或者多个图形元素的一个或者多个焦平面；

在与所述对象中的一个或者多个对象相对应的一个或者多个焦平面上投影一个或者多个图形元素，其中所述图形元素中的一个或者多个图形元素被投影在所述车辆的占用者的视野中；以及

基于用于所述相应对象的一个或者多个坐标，来计算用于所述图形元素中的一个或者多个图形元素的一个或者多个更新的焦平面，

其中所述跟踪、所述计算、或者所述投影经由处理单元来实施。