CN107272194A - 抬头显示装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于抬头显示装置及其显示方法。该方法包括:识别人眼,并确定该人眼的位置信息;根据该位置信息,计算光路需要的校正角度;根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内。本发明的有益效果在于,能根据驾驶人员的位置以及高矮,自动调整光路,让抬头显示装置成像落入驾驶人员的视线范围以内,使得调节过程更为便捷。也可以避免在行驶过程中,手动调整抬头显示装置的成像位置带来安全隐患。
Description
【技术领域】
本发明涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种抬头显示装置及其方法。
【背景技术】
飞机上使用的HUD(Head Up Display,抬头显示)技术,是利用光学原理将重要的资讯投射在飞行员的眼睛前方,便于飞行员查看飞行相关资讯。目前,该技术也被应用到机动车辆中,用HUD设备将导航信息投射到驾驶人员前方便于其查看。有越来越多的车辆上原装了HUD装置,同时,也有一些后装HUD产品也陆续面世。
HUD设备的光路有两种投射方式,一种是投射在汽车的前挡风玻璃上,另一种方式是投射在成像载体(Combiner)上。车辆上原装的HUD设备采用两种投射方式的都有,后装HUD的设备则普遍采用投射在成像载体上。
无论哪种方式,由于光路存在可视区域,眼睛只有在这个区域内才能看见投射在前方的虚像。但是,由于驾驶者的体型和身高不同,可能造成设定好的可视区域不能适合所有人。为了解决这个问题,通常会有按键来调节HUD设备的影像投射区域的位置,或者,手动调整成像载体的角度来调整影像投射区域的位置。该调节方式比较麻烦,使用体验不好,如果是在行车途中调节,还有安全隐患。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种可以根据使用者的位置自动调节抬头显示装置影像投射区域的位置的抬头显示装置及其方法。
为解决上述技术问题,本发明提供以下技术方案:
一方面,本发明提供一种用于抬头显示设备的显示方法,其包括:识别人眼,并确定该人眼的位置信息;根据该位置信息,计算光路需要的校正角度;根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内。
另一方面,本发明提供一种抬头显示装置,其包括:探测装置,微控制器,动力装置,成像载体或反光镜;该探测装置,用于识别人眼,并确定该人眼的位置信息;该微控制器,用于根据该位置信息,计算光路需要的校正角度,并根据该校正角度输出控制信号给该动力装置;该动力装置,用于根据该控制信号控制该成像载体或反光镜发生偏转,该成像载体或反光镜偏转的角度为该校正角度,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内。
本发明的有益效果在于,能根据驾驶人员的位置以及高矮,自动调整光路,让HUD成像落入驾驶人员的视线范围以内,使得调节过程更为便捷。也可以避免在行驶过程中,手动调整HUD的成像位置带来安全隐患。
【附图说明】
图1是采用成像载体的抬头显示装置的成像路径;
图2是采用反光镜的抬头显示装置的成像路径;
图3后装抬头显示装置的成像路径;
图4是本发明具体实施方式一提供的一种抬头显示方法;
图5是本发明具体实施方式二提供的一种抬头显示方法;
图6是本发明具体实施方式三提供的一种抬头显示装置;
图7是本发明具体实施方式四提供的一种抬头显示装置;
图8是本发明具体实施方式五提供的一种抬头显示装置。
附图标记:
探测装置 | 40 |
姿态传感器 | 50 |
微控制器 | 60 |
动力装置 | 70 |
传动装置 | 80 |
成像载体或反光镜 | 90 |
步骤 | 100,200,300,400 |
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是采用成像载体的抬头显示装置。其光机发出的光线投射到成像载体上后,反射至人眼,然后在车前方形成虚像。图2是采用反射镜将光线投射到挡风玻璃上后,反射至人眼,然后在车前方形成虚像。图3是一种后装的抬头显示装置,不是预装在车辆内部的,而是一个独立的装置放在车内使用。其采用的是成像载体作为光线反射部件。从图1至图3中的光路可以看出,改变反射镜或成像载体角度,即可改变抬头显示装置的光路,从而适应人眼的不同位置。
请参见图4,本发明具体实施方式一提供的一种抬头显示方法。该方法包括:
步骤100,识别人眼,并确定该人眼的位置信息;
具体的,可以是由探测装置获取人脸图像,然后根据该人脸图像,通过图像识别技术确定该人眼的位置。该探测装置是双目摄像头装置,其可以直接采集到三维空间中的人脸图象信息,该人脸图像信息即可包括该人脸图像的方位和距离信息。
又或者,可以采用单摄像头装置采集人脸图像;然后采用图像识别技术根据该人脸图像确定识别该人眼,以及该人眼的方位;并距离传感器采集该人眼的距离信息;根据该人眼的方位以及该距离信息确定该人眼的位置信息。
步骤200,根据该位置信息,计算光路需要的校正角度;
具体的,根据该位置信息计算出人眼相对该抬头显示装置的角度A;根据该角度A和该抬头显示装置的倾斜角度B,得到该光路需要的校正角度;该抬头显示装置的倾斜角度B可以根据该抬头显示装置自身携带的传感器获取,如姿态传感器。其中,根据该位置信息计算出人眼相对该抬头显示装置的角度A,是本领域技术人员根据其拥有的技术知识可以实现的,在此不详细赘述。
步骤300,根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼可是范围内。
具体的,该抬头显示装置的微控制器根据该校正角度输出控制信号给该动力装置;该动力装置根据该控制信号控制该光路发生偏转,该光路偏转的角度为该校正角度。其中动力装置可以是步进电机或减速电机;该传动装置可以使齿轮;该动力装置改变的是抬头显示装置的成像载体或者反光镜。
优化的,该步骤300可以是:确定该校正角度大于一预设角度时,根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内。如果校正角度不大于该预设阈值,则认为该人眼位置的改变不大,可以不用调整该抬头显示装置的成像位置。由此,可以保证该抬头显示装置调整角度过于频繁,保证驾驶的便利性和安全性。
本发明具体实施方式一提供的抬头显示方法,能根据驾驶人员的位置以及高矮,自动调整光路,让HUD成像落入驾驶人员的视线范围以内,使得调节过程更为便捷。也可以避免在行驶过程中,手动调整HUD的成像位置带来安全隐患。
请参见图5,本发明具体实施方式二提供的一种抬头显示方法。与具体实施例一相比,该方法还包括:
步骤400,在预设的时间段内,比如10秒,探测到该人眼位置发生变化,且该位置变化是同一方向时,则根据新的位置信息,重复执行步骤200和步骤300。
HUD成像载体角度不是实时变化的,而是在一个连续的时间内,若检测到人眼位置发生了变化,且是向同一方向变化的,而不是来回的移动,则确认该人眼应该是移动到了另一个位置,如此,才需要做相应调整。
本发明具体实施方式二提供的抬头显示方法,对预定时间段内,人眼位置的变化进行监测,当有变化时,根据该变化调整HUD的光学路径,使得HUD的成像位置落入驾驶员视线范围。使得在驾驶过程中,HUD的虚像可以定期的随着驾驶人的移动而进行调节,更进一步提升了该抬头显示装置的便捷性和安全性。
请参看图6,本发明具体实施方式三提供的一种抬头显示装置。该抬头显示装置包括:探测装置40,微控制器60,动力装置70,成像载体或反光镜90。
探测装置40,用于识别人眼,并确定该人眼的位置信息;
具体的,该探测装置40可以是双目摄像头装置;该双目摄像头装置获取人脸图像,然后根据该人脸图像,通过图像识别技术确定该人眼的位置。由于该双目摄像头装置其可以直接采集到三维空间中的人脸图象信息,因此,其获得的人脸图像信息包括该人脸图像的方位和距离信息。
又或者,该探测装置40包括:单摄像头装置以及距离传感器。该单摄像头装置采集人脸图像;然后由该单摄像头装置或该微控制器,采用图像识别技术根据该人脸图像确定识别该人眼,以及该人眼的方位;该距离传感器采集该人眼的距离信息;该单摄像头装置或该微控制器,根据该人眼的方位以及该距离信息确定该人眼的位置信息。该距离传感器可以包括红外距离传感器、超声波距离传感器等。
该微控制器60,用于根据该位置信息,计算光路需要的校正角度,并根据该校正角度输出控制信号给该动力装置;
该动力装置70,用于根据该校正角度改变成像载体或反光镜90发生偏转,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可是范围内。该动力装置80可以是步进电机或减速电机。
本发明具体实施方式三提供的抬头显示方法,能根据驾驶人员的位置以及高矮,自动调整光路,让HUD成像落入驾驶人员的视线范围以内,使得调节过程更为便捷。也可以避免在行驶过程中,手动调整HUD的成像位置带来安全隐患。
优化的,该微控制器60,还用于通过面孔识别技术根据摄像头捕捉的人脸信息,确认人眼位置。用人脸识别技术确定的人眼位置,会比根据人脸嘻嘻推算出来的人眼位置更加精确。
优化的,该微控制器60,还用于在预设的时间段内探测到该人眼的位置变化,且该位置变化是同一方向时,再次根据该探测装置确定的新的位置信息,计算抬头显示装置的光路需要的校正角度,并控制该动力装置70改变该成像载体或反光镜90的角度。对预定时间段内,人眼位置的变化进行监测,有变化时,才根据该变化调整HUD的光学路径,使得HUD的成像位置落入驾驶员视线范围。使得在驾驶过程中,HUD的虚像可以定期的随着驾驶人的移动而进行调节,更进一步提升了该抬头显示装置的便捷性和安全性。
优化的,该微控制器60,具体用于根据该位置信息,计算光路需要的校正角度;并确定该校正角度大于一预设角度时,根据该校正角度输出控制信号给该动力装置。
请参看图7,本发明具体实施方式四提供的一种抬头显示装置。与具体实施方式三相比,该抬头显示装置还包括:姿态传感器50,用于获取抬头显示装置的倾斜角度B;
具体的,该默认距离A可以根据众多数量汽车的测试数据得到的一个经验值或平均值,如是60~90cm之间的一个具体数值,80cm;可以通过软件预先手动配置在抬头显示装置中。
请参看图8,本发明具体实施方式五提供的一种抬头显示装置。与具体实施方式三相比,该抬头显示装置还包括:传动装置80。
该动力装置70则根据该校正角度通过该传动装置80改变成像载体或反光镜90的角度,使得该抬头显示装置的影像落入该人眼范围。其中,该传动装置80可以是齿轮。
本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
上述具体实施方式说明但并不限制本发明,本领域的技术人员能在权利要求的范围内设计出多个可代替实例。所属领域的技术人员应该意识到,对在没有违反如所附权利要求书所定义的本发明的范围之内,可对具体实现方案做出适当的调整、修改等。因此,凡依据本发明的精神和原则,所做的任意修改和变化,均在所附权利要求书所定义的本发明的范围之内。
Claims (12)
1.一种用于抬头显示装置的显示方法,其特在于,该显示方法包括:
识别人眼,并确定该人眼的位置信息;
根据该位置信息,计算光路需要的校正角度;
根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内。
2.如权利要求1所述的显示方法,其特征在于,该“识别人眼,并确定该人眼的位置信息”的步骤,具体为:
双目摄像头装置采集三维空间中的人脸图象;
根据该人脸图像,通过图像识别技术确定该人眼的位置。
3.如权利要求1所述的显示方法,其特征在于,该“识别人眼,并确定该人眼的位置信息”的步骤,具体为:
单摄像头装置采集人脸图像;
采用图像识别技术根据该人脸图像确定识别该人眼,以及该人眼的方位;
距离传感器采集该人眼的距离信息;
根据该人眼的方位以及该距离信息确定该人眼的位置信息。
4.如权利要求1所述的显示方法,其特征在于,该“根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内”步骤,具体为:
抬头显示装置的微控制器根据该校正角度输出控制信号给该动力装置;
该动力装置根据该控制信号控制该光路发生偏转,该光路偏转的角度为该校正角度。
5.如权利要求1所述的显示方法,其特征在于,该抬头显示方式还包括:
在预设的时间段内探测到该人眼的位置变化,且该位置变化是同一方向时,
根据新的位置信息,计算光路需要的校正角度;
根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内。
6.如权利要求1所述的显示方法,其特征在于,在“根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内”的步骤,具体为:
确定该校正角度大于一预设角度时,根据该校正角度改变抬头显示装置的光路,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内。
7.一种抬头显示装置,其特征在于,该抬头显示装置包括:探测装置,微控制器,动力装置,成像载体或反光镜;
该探测装置,用于识别人眼,并确定该人眼的位置信息;
该微控制器,用于根据该位置信息,计算光路需要的校正角度,并根据该校正角度输出控制信号给该动力装置;
该动力装置,用于根据该控制信号控制该成像载体或反光镜发生偏转,该成像载体或反光镜偏转的角度为该校正角度,使得该抬头显示装置的影像在该人眼的可视范围内。
8.如权利要求7所述的抬头显示装置,其特征在于,该探测装置为双目摄像头装置;
该双目摄像头装置,用于采集三维空间中的人脸图象,并通过图像识别技术根据该人脸图像确定该人眼的位置。
9.如权利要求7所述的抬头显示装置,其特征在于,该探测装置包括:单摄像头装置和距离传感器;
该单摄像头装置,用于采集人脸图像;
该单摄像头装置或该微控制器,还用于采用图像识别技术根据该人脸图像确定识别该人眼,以及该人眼的方位;
该距离传感器,用于采集该人眼的距离信息;
该单摄像头装置或该微控制器,还用于根据该人眼的方位以及该距离信息确定该人眼的位置信息。
10.如权利要求7所述的抬头显示装置,其特征在于,该微控制器,还用于在预设的时间段内探测到该人眼的位置变化,且该位置变化是同一方向时,再次根据该探测装置确定的新的位置信息,计算光路需要的校正角度。
11.如权利要求7所述的抬头显示装置,其特征在于,该抬头显示装置还包括:传动装置;
该动力装置,则用于根据该校正角度通过该传动装置改变成像载体或反光镜的角度,使得该抬头显示装置的影像落入该人眼范围。
12.如权利要求7所述的抬头显示装置,其特征在于,
该微控制器,具体用于根据该位置信息,计算光路需要的校正角度;并确定该校正角度大于一预设角度时,根据该校正角度输出控制信号给该动力装置。
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