CN107315256A - 一种裸眼ar‑hud的实现方法 - Google Patents

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Abstract

一种裸眼AR‑HUD的实现方法，在挡风玻璃下方设置折叠反射镜、TFT、非球面反射镜，以增强投影面，通过TFT生成图像元素，同时TFT屏上的图像通过折叠反射镜射到非球面反射镜上并最终射向挡风玻璃，增强过后的显示信息直接投射在用户视野角度的道路上，与交通状况进行融合，形成视野内可增强视域，两个投影面的成像单元能够配合环境亮度调整亮度。

Description

一种裸眼AR-HUD的实现方法
技术领域
本发明属于汽车产品技术领域，具体涉及一种裸眼AR-HUD的实现方法。
背景技术
HUD全称为Head Up Dislay,中文叫做抬头显示器，是为让用户无需转移视线直接查看行车信息导航等信息叠加的显示器，目前很多高端车型已经配置了。它将车辆信息通过屏幕投射，显示于驾驶员前方两米左右，这样驾驶员在行车过程中就不必低头查看车辆或导航信息。
目前车载HUD的缺点是，功能单一，投射距离短，显示的车辆信息相对较少。汽车中已经存在仪表内容，跟汽车的功能重复，虽然存在导航，但显示的却是2D图像，不够立体，对行车信息不够形象的体现。
发明内容
为了解决现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种裸眼AR-HUD的实现方法。
本发明的上述目的是通过下述技术方案来实现的：
一种裸眼AR-HUD的实现方法，在挡风玻璃2下方设置折叠反射镜3、TFT4、非球面反射镜5，以增强投影面，通过TFT生成图像元素，同时TFT屏上的图像通过折叠反射镜3射到非球面反射镜5上并最终射向挡风玻璃，增强过后的显示信息直接投射在用户视野角度的道路上，与交通状况进行融合，形成视野内可增强视域，两个投影面的成像单元能够配合环境亮度调整亮度。
进一步地，可增强视域宽度130cm，高度63cm。
进一步地，显示的图像主要分为出屏和入屏，通过调整反射镜来达到出屏入屏效果距离。
通过使用本发明的裸眼AR-HUD的实现方法，AR-HUD通过内部特殊设计的光学系统与ADAS系统相结合，将图像信息精确地结合于实际交通路况中,增加道路预警系统。增强了驾驶者对于实际驾驶环境的感知。除了直接带来安全好处外，这种对话形式还是未来自动化驾驶的一项关键技术。这种增强的信息显示效果将更容易让驾驶者建立起对于自动驾驶这种新驾驶功能的信任，也为将来的汽车智能驾驶，无人驾驶提供一个重要的技术条件。
对此AR-HUD的方向：
1、摄像头绘制的道路几何形状，还包括前方车道曲率以及回旋率等数据。
2、光学的折射后清晰度，以及图像的准确性。
3、人机交互的体验性，稳定性。
4、投射后图像3D立体的清晰性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明裸眼AR-HUD的实现方法结构原理示意图。
图2为本发明裸眼AR-HUD的实现方法光线成像原理示意图。
其中，1-人眼位置，2-挡风玻璃，3-折叠反射镜，4-TFT，5-非球面反射镜，6-虚像，7-光源，8-镜片，9-显示图像。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，本发明的一种裸眼AR-HUD的实现方法，在挡风玻璃2下方设置折叠反射镜3、TFT4、非球面反射镜5，以增强投影面，通过TFT生成图像元素，同时TFT屏上的图像通过折叠反射镜3射到非球面反射镜5上并最终射向挡风玻璃，增强过后的显示信息直接投射在用户视野角度的道路上，与交通状况进行融合，形成视野内几何宽度130cm高度63cm的可增强视域，两个投影面的成像单元能够配合环境亮度调整亮度。进一步地，显示的图像主要分为出屏和入屏，通过调整反射镜来达到出屏入屏效果距离。
裸眼3D结合HUD光学技术的做法，通过HUD放大，图像叠加。裸眼式3D技术最大的优势便是摆脱了眼镜的束缚，不需要佩戴眼镜，能够极大提升3D观看的视觉享受和驾车体验与驾驶员辅助系统的环境传感器以及GPS数据、地图资料和驾驶动态数据建立密切的网络联系。
根据裸眼3D的原理，要想实现AR HUD的功能，不仅仅需要硬件的支持，还需要软件对显示的图像进行特殊算法处理。算法：要想实现投射出来的影像在人眼看来是3D效果，其光学将会通过滤镜片把屏幕上的像素投射到远方的图像不在一个屏幕上，而在一段距离内都会包含，这个是利用光线折射实现的。而显示的图像为了能配合光学产生3D的效果，也有经过特殊算法处理。其处理方法是，根据投射图像的远近，显示相应的图像。假设投射距离为1-1.5米内，那么图像会在1-1.5米内产生10个以上逐渐变大的图像。而每张图像显示的内容必须是完整的，而且是相同的。所以图像要根据像素点的远近慢慢调整显示的逻辑。
裸眼3D是人眼看向同一个方向时，投射进人左右眼不同的图像，并且图像在人眼产生视觉差效果，当人眼通过大脑把两个眼睛看到的图像合成最终图像后便产生立体效果，因此软件必须通过算法把两张要显示的图片合成一张，并且通过调整算法来实现显示的图像的远近，大小，位移距离，再加上特殊光膜通过折射，才能最终实现AR HUD功能。为了能够实现AR HUD导航功能，软件必须能够解析导航信息，根据算法，对导航信息进行合成显示。为了适应室外环境下环境光的亮度，软件还要能够自动调节显示背光。
AR-HUD的最大特点是不需要成像镜，因为不会对实景产生扭曲，且图像距离远，面积大。AR-HUD技术使用了增强投影面，通过数字微镜元件生成图像元素，同时成像幕上的图像通过反射镜最终射向挡风玻璃。增强过后的显示信息可以直接投射在用户视野角度的道路上显示出立体3D图像，与交通状况进行融合。
技术组成：AR-HUD分为三个部分：显示系统，人机交互系统，主机。主机由若干个CPU模块组成，这里将AR-HUD、ADAS、ACC行车信息甚至液晶仪表或中控主机等集成，然后将需要的信息推送到显示部分。人机交互系统主要由语音，手势，或者按键操作，我们将所需要的指令，通过手势，语音发送到主机，再由主机传送到ADAS、显示部分，从而得到我们想要的信息。我们先通过结构设计，PCB版设计，再由软件编程设定程序，验证审核，从而生成产品。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种裸眼AR-HUD的实现方法，其特征在于：在挡风玻璃下方设置折叠反射镜、TFT、非球面反射镜，以增强投影面，通过TFT生成图像元素，同时TFT屏上的图像通过折叠反射镜射到非球面反射镜上并最终射向挡风玻璃，增强过后的显示信息直接投射在用户视野角度的道路上，与交通状况进行融合，形成视野内可增强视域，两个投影面的成像单元能够配合环境亮度调整亮度。
2.根据权利要求1所述的一种裸眼AR-HUD的实现方法，其特征在于：可增强视域宽度130cm，高度63cm。
3.根据权利要求1或2所述的一种裸眼AR-HUD的实现方法，其特征在于：显示的图像主要分为出屏和入屏，通过调整反射镜来达到出屏入屏效果距离。
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