CN106339980A - 基于汽车的vr显示装置、方法及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于汽车的VR显示装置、方法及汽车，其属于车辆领域，至少能够解决现有技术中的汽车提供的显示装置无法达到身临其境的效果，且无法灵活切换图像视角的技术问题。该VR显示装置包括：摄像模块、图像处理模块和VR显示模块，其中，摄像模块，用于获取汽车周围各个角度的平面图像；图像处理模块，用于将各个角度的平面图像拼接为全景图像，并将全景图像中与预设视角范围对应的图像内容传输给VR显示模块；VR显示模块，用于接收并显示与预设视角范围对应的图像内容，并且，VR显示模块进一步用于根据感测到的运动位移生成视角切换指令，以控制图像处理模块根据视角切换指令改变预设视角范围的范围值。
Description
技术领域
本发明实施例涉及车辆领域，具体涉及一种基于汽车的虚拟现实VR显示装置、方法及汽车。
背景技术
目前，随着私家车的日益普及，交通状况日益复杂，车辆间的剐蹭、相撞等现象时有发生，造成这些现象的一个主要原因在于：当驾驶员坐在汽车内部时，其视角相对固定，因此，很难真实地观察到汽车外部的情况。为了尽可能真实地展示出汽车外部的情况，一些高配汽车已经推出了全景泊车功能，通过该功能可以在车内显示器上展示外部的全景图像，以便于驾驶员直观地感受外部的路况。
但是，发明人在实现本发明的过程中，发现现有的全景泊车功能至少存在下述两方面的缺陷：一方面，当人们通过左右眼同时观察事物时，左右两只眼睛的视角不同，导致观察到的图像也不完全相同，因此，在平面显示器上呈现的全景图像无法实现身临其境的效果。另一方面，车内显示器上显示的全景图像的视角相对固定，例如，固定显示汽车的正前方、正后方和/或侧面的图像，用户无法灵活地切换全景图像的视角。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种解决上述问题的基于汽车的VR显示装置、方法及汽车。
依据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于汽车的VR显示装置，包括：摄像模块、图像处理模块和VR显示模块，其中，所述摄像模块，用于获取汽车周围各个角度的平面图像；所述图像处理模块，用于将各个角度的平面图像拼接为全景图像，并将所述全景图像中与预设视角范围对应的图像内容传输给所述VR显示模块；所述VR显示模块，用于接收并显示所述与预设视角范围对应的图像内容，并且，所述VR显示模块进一步用于根据感测到的运动位移生成视角切换指令，以控制所述图像处理模块根据所述视角切换指令改变所述预设视角范围的范围值。
可选地，当所述VR显示模块未感测到运动位移时，所述预设视角范围为默认视角范围；当所述VR显示模块感测到运动位移时，根据所述运动位移的位移方向和位移大小生成对应的视角切换指令。
可选地，所述VR显示模块进一步包括：运动感应组件，用于感测所述VR显示模块的运动位移的位移方向和位移大小；通信组件，用于根据所述位移方向和位移大小生成并发送视角切换指令，以及接收所述图像处理模块根据所述视角切换指令返回的图像内容；VR显示组件，用于显示所述通信组件接收到的图像内容。
可选地，所述运动感应组件包括：传感器、加速度计和/或磁力计。
可选地，所述VR显示组件进一步包括：左眼显示组件和右眼显示组件，且所述摄像模块进一步包括：第一组摄像头，用于获取与左眼对应的第一组平面图像；以及第二组摄像头，用于获取与右眼对应的第二组平面图像；
则所述全景图像进一步包括：根据所述第一组平面图像拼接成的第一全景图像，用于提供给所述左眼显示组件；以及根据所述第二组平面图像拼接成的第二全景图像，用于提供所述右眼显示组件。
可选地，所述VR显示模块与所述图像处理模块之间通过wifi和/或蓝牙进行通信。
依据本发明实施例的另一方面，提供了一种汽车，包括上述的VR显示装置。
依据本发明实施例的又一方面，提供了一种基于汽车的VR显示方法，包括：获取汽车周围各个角度的平面图像；将各个角度的平面图像拼接为全景图像；对所述全景图像中与预设视角范围对应的图像内容进行VR显示；其中，当感测到运动位移时，根据所述运动位移改变所述预设视角范围的范围值。
可选地，所述根据所述运动位移改变所述预设视角范围的范围值具体包括：根据所述运动位移的位移方向和位移大小生成对应的视角切换指令，以改变所述预设视角范围的范围值。
可选地，所述运动位移通过传感器、加速度计和/或磁力计进行感测。
在本发明实施例提供的基于汽车的VR显示装置、方法及汽车中，一方面，能够通过VR显示模块对多幅平面图像拼接后的全景图像进行VR显示，以达到身临其境的视觉效果；另一方面，VR显示模块还能够感测运动位移，并根据运动位移调整显示图像的视角范围，以达到灵活切换视角的效果。由此可见，通过本发明实施例中的方式，当用户转动头部时，能够自动切换VR眼镜所显示图像的视角范围，以达到用户向左转即可看到车辆左边的图像，向右转即可看到车辆右边的图像的视觉效果，为用户驾车提供了便利。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例提供的基于汽车的VR显示装置的结构图；
图2示出了本发明实施例提供的基于汽车的VR显示装置的结构图；
图3示出了本发明另一实施例提供的汽车的结构图；
图4示出了本发明又一实施例提供的汽车的结构图；
图5示出了本发明另一实施例提供的基于汽车的VR显示方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供了一种基于汽车的VR(Virtual Reality，虚拟现实)显示装置、方法及汽车，至少能够解决现有技术中的汽车提供的显示装置无法达到身临其境的效果，且无法灵活切换图像视角的技术问题。
图1示出了本发明实施例提供的基于汽车的VR显示装置的结构图。如图1所示，该装置包括：摄像模块11、图像处理模块12和VR显示模块13。
其中，摄像模块11用于获取汽车周围各个角度的平面图像。该摄像模块可以是安装在汽车外部的不同位置的多个摄像头，分别用于实时获取汽车的不同角度的图像，以全面了解汽车周边的路况信息。图像处理模块12用于将各个角度的平面图像拼接为全景图像，并将全景图像中与预设视角范围对应的图像内容传输给VR显示模块13。VR显示模块13用于接收并显示与预设视角范围对应的图像内容，并且，VR显示模块13进一步用于根据感测到的运动位移生成视角切换指令，以控制图像处理模块根据视角切换指令改变预设视角范围的范围值，以达到灵活切换视角的效果。
由此可见，在本发明实施例提供的基于汽车的VR显示装置中，一方面，能够通过VR显示模块对多幅平面图像拼接后的全景图像进行VR显示，以达到身临其境的视觉效果；另一方面，VR显示模块还能够感测运动位移，并根据运动位移调整显示图像的视角范围，以达到灵活切换视角的效果。由此可见，通过本发明实施例中的方式，当用户转动头部时，能够自动切换VR眼镜所显示图像的视角范围，以达到用户向左转即可看到车辆左边的图像，向右转即可看到车辆右边的图像的视觉效果，为用户驾车提供了便利。
图2示出了本发明实施例提供的基于汽车的VR装置的结构图。如图2所示，该装置包括：摄像模块21、图像处理模块22和VR显示模块23。其中，摄像模块21进一步包括第一组摄像头211和第二组摄像头212。VR显示模块23进一步包括：运动感应组件231、通信组件232和VR显示组件233。其中，VR显示组件233进一步包括左眼显示组件2331和右眼显示组件2332。下面具体介绍各个模块的具体结构和工作原理：
摄像模块21可以是分别设置在汽车外部不同位置的多个摄像头。例如，可以在汽车前方设置一个摄像头，用于拍摄汽车正前方的图像；在汽车后方设置一个摄像头，用于拍摄汽车正后方的图像。另外，在汽车的两侧分别设置一个或多个摄像头，用于拍摄汽车两侧的图像。其中，每个摄像头的具体设置位置可取决于该摄像头的拍摄角度，以不留拍摄死角为宜。最终，通过各个摄像头拍摄的多幅图像能够无缝拼接出汽车周边的全景图像，以全面了解汽车周边的路况信息，避免驾驶员盲区。
另外，在本实施例中，为了更加真实地模拟左眼和右眼所看到的不同视角范围，可以将摄像模块21所包含的摄像头分为两组，其中第一组摄像头用于获取与左眼对应的第一组平面图像，第二组摄像头用于获取与右眼对应的第二组平面图像。其中，第一组平面图像和第二组平面图像均为普通的二维图像，且每组图像均由多幅不同角度的图像组成，以便无缝拼接出对应的全景图像。
图像处理模块22可以通过各种软件和/或硬件实现，例如，可以是集成在车辆的智能中控系统中的一个软件模块，或者，也可以是单独的电路芯片等。图像处理模块22的主要作用在于：根据摄像模块传输的各个角度的平面图像拼接出对应的全景图像。
另外，在本实施例中，由于摄像模块得到的平面图像分为两组，因此，图像处理模块22根据第一组平面图像拼接成第一全景图像，以供用户的左眼观看；以及根据第二组平面图像拼接成第二全景图像，以供用户的右眼观看。通常情况下，由于人的左眼和右眼之间间距的存在，导致左眼看到的景物视角与右眼看到的景物视角之间存在稍许偏移，因此，第一全景图像和第二全景图像之间也具有稍许偏移，具体偏移度数根据双眼间距确定。优选地，在本实施例中，为了适应各种脸型的用户，VR显示模块中用于显示左眼图像的镜片与用于显示右眼图像的镜片之间的间距可以根据人脸宽度进行调整，并且，VR显示模块能够将调整后的镜片间距发送给图像处理模块，相应地，图像处理模块根据VR显示模块中的左眼镜片以及右眼镜片之间的间距确定第一全景图像和第二全景图像的偏移角度。
在本实施例中，通过两组平面图像分别生成两幅全景图像的方式能够最大程度地还原真实场景的视觉效果。在本发明其他的实施例中，为了减少摄像头数量并提高图像处理速度，也可以仅根据一组平面图像生成一幅全景图像，之后，为了符合双眼不同视角的需求，可以对根据一组平面图像生成的该幅全景图像进行偏移处理，例如，将该全景图像向左偏移预设角度后得到用于供左眼观看的全景图像，将该全景图像向右偏移预设角度后得到用于供右眼观看的全景图像。
通过上述方式生成的全景图像能够以360度全覆盖的方式显示汽车周边各个角度的景象。但是，受到人眼视度(即：人的肉眼可视角度的度数)的制约，双眼无法观测到身边360度的景象范围，通常人类单眼的水平视角最大可达156度，双眼的水平视角最大可达188度。人两眼重合视域为124度，单眼舒适视域为60度。基于此，在本实施例中，图像处理模块进一步用于从整幅全景图像中截取与预设视角范围对应的部分图像内容，并将该图像内容传输给VR显示模块进行显示。其中，预设视角范围的具体范围大小可根据需要设定。例如，假设将驾驶员身后正后方的位置所对应的图像角度设定为0度，以顺时针或逆时针方向环绕驾驶员一周得到360度的全景图像。相应地，可以从该全景图像中获取120度的视角范围所对应的图像内容传输给VR显示模块进行显示，以符合人类双眼视度的要求。具体地，在初始状态时，默认选取全景图像的中间部分所对应的图像内容，也就是说，该VR显示装置刚刚开始显示图像时，默认显示从120度至240度的视角范围对应的图像内容，即驾驶员前方的图像内容。
另外，在本实施例中，图像处理模块22还可以根据接收到的VR显示模块发送的视角切换指令对上述的预设视角范围的范围值进行更改。例如，当接收到的视角切换指令中包含“左转30度”的指令内容时，相应地将当前的预设视角范围从120度至240度调整为90度至210度，并从全景图像中获取90度至210度所对应的图像内容传输给VR显示模块；如果后续又接收到包含“右转60度”的指令内容的视角切换指令，则将当前的预设视角范围从90度至210度调整为150度至270度，并从全景图像中获取150度至270度所对应的图像内容传输给VR显示模块，依此类推。由此可见，每当图像处理模块22接收到视角切换指令后，根据该视角切换指令获取偏移方向和偏移角度，并根据该偏移方向和偏移角度获取全景图像中的相应内容，以供VR显示模块显示。
由此可见，VR显示模块不仅能够以虚拟现实方式显示图像，还能够灵活切换图像视角。下面重点介绍VR显示模块的具体结构：
在本实施例中，VR显示模块23可以通过头戴式显示器的方式实现，以便用户将其戴在头部。该VR显示模块23进一步包括：运动感应组件231，用于感测VR显示模块的运动位移的位移方向和位移大小；通信组件232，用于根据位移方向和位移大小生成并发送上述的视角切换指令，以及接收图像处理模块22根据视角切换指令返回的图像内容；VR显示组件233，用于显示通信组件232接收到的图像内容。
具体地，运动感应组件231可以通过传感器、加速度计和/或磁力计实现。通过运动感应组件能够实现对于用户的头部运动追踪功能，当用户佩戴VR显示模块23后，每当用户头部发生转动时，VR显示模块23内部的运动感应组件231就能够感测到转动的方向和大小。另外，运动感应组件还可以通过用于追踪眼部运动的红外追踪传感器实现，以捕捉用户眼部的转动，进而根据眼部转动的方向和大小生成对应的视角切换指令。
通信组件232可以通过各类软件和/或硬件实现，例如，可以内置处理器、内存、芯片等各类硬件设备，还可以运行各类软件程序。通信组件232的主要作用如下：第一，通信组件232需要接收运动感应组件231感测到的位移方向和位移大小，并根据该位移方向和位移大小生成对应的视角切换指令，然后将该视角切换指令发送给图像处理模块处理；第二，通信组件232需要接收图像处理模块反馈的图像内容，并将接收到的图像内容发送给VR显示组件。其中，在生成视角切换指令时，可以通过如下方式实现：首先，获取运动感应组件231感测到的位移方向和位移大小，根据该位移方向和位移大小计算出待显示的全景图像的偏移方向和偏移角度；然后，在视角切换指令中包含该偏移方向和偏移角度，以供图像处理模块据此调整上述的预设视角范围。例如，当用户向左转头时，VR显示模块相应地生成向左偏移30度的视角切换指令，假设生成该条视角切换指令之前，VR显示模块所显示的图像内容为120度至240度对应的内容，则图像显示模块接收到该视角切换指令后，将预设视角范围从120度至240度调整为90度至210度，并从整幅全景图像中获取90度至210度对应的图像内容提供给VR显示模块显示。由此可见，当用户面朝前方佩戴好该VR显示模块时，默认显示正前方的图像，当用户向左转头时，则相应地显示左边的图像，且图像偏移角度与用户转头的幅度一致；当用户向右转头时，则相应地显示右边的图像，且图像偏移角度与用户转头的幅度一致，从而模拟出真实的视觉效果。
VR显示组件233用于对通信组件232接收到的图像内容进行VR显示。通过VR技术能够带给用户沉浸式的视觉体验。VR显示组件233可以进一步包括：左眼显示组件2331以及右眼显示组件2332，分别用于接收并显示上述的第一全景图像和第二全景图像。其中，每个显示组件可以进一步包括：显示器，用于显示图像显示模块发来的图像内容；以及，VR透镜，用于对显示器上显示的图像内容进行VR转换。
另外，上述的摄像模块、图像处理模块和VR显示模块之间可以通过各种有线或无线通信方式连接。为了提高用户活动时的便利性，VR显示模块与图像处理模块之间可以通过wifi和/或蓝牙进行通信。
综上所述，通过本发明实施例提供的基于汽车的VR显示装置，能够充分模拟双眼观测景物的视角，与普通平面显示相比，更大程度地还原真实场景。而且，能够通过转头、转动眼珠等动作来触发图像视角的切换，从而带给用户更加逼真的视觉体验。
另外，本领域技术人员还可以对上述实现方式进行各种灵活改动和变形，例如，在本发明其他的实施例中，图像处理模块和VR显示模块也可以集成为一个模块。另外，VR显示模块中的运动感应组件也可以通过外置的摄像头或传感器实现。
图3示出了本发明另一实施例提供的汽车300的结构图，该汽车300包括上述图1所示的VR显示装置，具体包括：摄像模块11、图像处理模块12和VR显示模块13。
图4示出了本发明另一实施例提供的汽车400的结构图，该汽车400包括上述图2所示的VR显示装置，具体包括：摄像模块21、图像处理模块22和VR显示模块23。其中，摄像模块21进一步包括第一组摄像头211和第二组摄像头212。VR显示模块23进一步包括：运动感应组件231、通信组件232和VR显示组件233。其中，VR显示组件233进一步包括左眼显示组件2331和右眼显示组件2332。
图5示出了本发明另一实施例提供的基于汽车的VR显示方法的流程图。如图5所示，该方法包括：
步骤S510：获取汽车周围各个角度的平面图像。
其中，该步骤可以通过分别设置在汽车外部不同位置的多个摄像头实现，例如，可以在汽车前方设置一个摄像头，用于拍摄汽车正前方的图像；在汽车后方设置一个摄像头，用于拍摄汽车正后方的图像。另外，在汽车的两侧分别设置一个或更多个摄像头，用于拍摄汽车两侧的图像。其中，每个摄像头的具体设置位置可取决于该摄像头的拍摄角度，以不留拍摄死角为宜。
步骤S520：将各个角度的平面图像拼接为全景图像。
其中，该步骤可通过图像处理模块实现，具体拼接方法可参照上一实施例中相应部分的描述，此处不再赘述。
步骤S530：对全景图像中与预设视角范围对应的图像内容进行VR显示；其中，当感测到运动位移时，根据所述运动位移改变所述预设视角范围的范围值。
该步骤可以通过图像处理模块与VR显示模块的配合实现。具体地，根据所述运动位移改变所述预设视角范围的范围值具体包括：根据所述运动位移的位移方向和位移大小生成对应的视角切换指令，以改变所述预设视角范围的范围值。其中，所述运动位移通过传感器、加速度计和/或磁力计进行感测。
上述各个步骤的具体实现细节可参照装置实施例中相应部分的描述，此处不再赘述。
在本发明实施例提供的基于汽车的VR显示装置、方法及汽车中，一方面，能够通过VR显示模块对多幅平面图像拼接后的全景图像进行VR显示，以达到身临其境的视觉效果；另一方面，VR显示模块还能够感测运动位移，并根据运动位移调整显示图像的视角范围，以达到灵活切换视角的效果。由此可见，通过本发明实施例中的方式，当用户转动头部时，能够自动切换VR眼镜所显示图像的视角范围，以达到用户向左转即可看到车辆左边的图像，向右转即可看到车辆右边的图像的视觉效果，为用户驾车提供了便利。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (10)
1.一种基于汽车的虚拟现实VR显示装置，其特征在于，包括：摄像模块、图像处理模块和VR显示模块，其中，
所述摄像模块，用于获取汽车周围各个角度的平面图像；
所述图像处理模块，用于将各个角度的平面图像拼接为全景图像，并将所述全景图像中与预设视角范围对应的图像内容传输给所述VR显示模块；
所述VR显示模块，用于接收并显示所述与预设视角范围对应的图像内容，其中，当感测到的运动位移时，生成视角切换指令，以控制所述图像处理模块根据所述视角切换指令改变所述预设视角范围的范围值。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述VR显示模块未感测到运动位移时，所述预设视角范围为默认视角范围；
当所述VR显示模块感测到运动位移时，根据所述运动位移的位移方向和位移大小生成对应的视角切换指令。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述VR显示模块进一步包括：
运动感应组件，用于感测所述VR显示模块的运动位移的位移方向和位移大小；
通信组件，用于根据所述位移方向和位移大小生成并发送视角切换指令，以及接收所述图像处理模块根据所述视角切换指令返回的图像内容；
VR显示组件，用于显示所述通信组件接收到的图像内容。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述运动感应组件包括以下的至少一种：传感器、加速度计和磁力计。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述VR显示组件进一步包括：左眼显示组件和右眼显示组件，且所述摄像模块进一步包括：第一组摄像头，用于获取与左眼对应的第一组平面图像；以及第二组摄像头，用于获取与右眼对应的第二组平面图像；
则所述全景图像进一步包括：根据所述第一组平面图像拼接成的第一全景图像，用于提供给所述左眼显示组件；以及根据所述第二组平面图像拼接成的第二全景图像，用于提供所述右眼显示组件。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述VR显示模块与所述图像处理模块之间通过wifi和/或蓝牙进行通信。
7.一种汽车，其特征在于，包括上述权利要求1-6任一所述的VR显示装置。
8.一种基于汽车的VR显示方法，其特征在于，包括：
获取汽车周围各个角度的平面图像；
将各个角度的平面图像拼接为全景图像；
对所述全景图像中与预设视角范围对应的图像内容进行VR显示；
其中，当感测到运动位移时，根据所述运动位移改变所述预设视角范围的范围值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述运动位移改变所述预设视角范围的范围值具体包括：根据所述运动位移的位移方向和位移大小生成对应的视角切换指令，以改变所述预设视角范围的范围值。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述运动位移通过传感器、加速度计和/或磁力计进行感测。
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