CN107650799A - 一种平视显示器、平视显示系统及其显示方法、汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种平视显示器、平视显示系统及其显示方法、汽车,涉及显示技术领域,解决了现有的平视显示器在半透半反部件上显示驾驶信息图像时,驾驶者观看到的图像发生畸变的问题。该平视显示器包括:显示源,用于分时向半透半反部件输出校正图像和校正后的驾驶信息图像;偏光控制器,用于控制从所述显示源出射的光的偏振方向;接收器,用于接收所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像;处理器,与所述接收器相连接,用于将所述接收器接收到的畸变的校正图像与所述处理器中预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,并根据所述第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。用于平视显示器中。

Description

一种平视显示器、平视显示系统及其显示方法、汽车
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种平视显示器、平视显示系统及其显示方法、汽车。
背景技术
HUD(Head Up Display)即平视显示器,也称抬头显示器。平视最早出现在军用飞机上,用于将飞行相关的信息投射到飞机的前方玻璃上,目的是让飞行员不需要低头查看仪表,始终保持抬头的姿态,从而提高驾驶安全度。随着电子信息技术的发展,平视技术也逐步被应用到汽车上。
平视显示器将显示源显示的驾驶信息图像投射到汽车的前挡风玻璃上,经前挡风玻璃的反射进入人眼。然而,由于前挡风玻璃和平视显示器中透镜的影响,驾驶者观看到的图像和平视显示器预存的图像相比,会产生一定的畸变。此外,驾驶者的位置不同或观看角度不同,也会导致驾驶者观看到的图像发生畸变。而驾驶者观看到的图像发生畸变,会影响驾驶者的观看效果。
发明内容
本发明的实施例提供一种平视显示器、平视显示系统及其显示方法、汽车,解决了现有的平视显示器在半透半反部件上显示驾驶信息图像时,驾驶者观看到的图像发生畸变的问题。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供一种平视显示器,包括:显示源,用于分时向半透半反部件输出校正图像和校正后的驾驶信息图像;偏光控制器,用于控制从所述显示源出射的光的偏振方向;接收器,用于接收所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像;处理器,用于将所述接收器接收到的畸变的校正图像与所述处理器中预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,并根据所述第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。
优选的,在所述显示源向所述半透半反部件输出校正图像时,所述偏光控制器控制从所述显示源出射的光的偏振方向为第一偏振方向;在所述显示源向所述半透半反部件输出校正后的驾驶信息图像时,所述偏光控制器控制从所述显示源出射的光的偏振方向为第二偏振方向;其中,所述第一偏振方向和所述第二偏振方向垂直。
优选的,所述校正图像为校正网格。
优选的,所述显示源每秒输出N帧图像;其中,所述N帧图像中N-1帧图像为所述驾驶信息图像,1帧图像为所述校正图像。
优选的,所述第一图像畸变量为获取到的所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值。
优选的,所述处理器用于获取所述第一图像畸变量对应的第一校正参数k1;根据所述第一校正参数k1获取坐标对应关系,所述坐标对应关系用于表示第一坐标(x,y)对应的第二坐标(x′,y′),所述第一坐标(x,y)为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的坐标,y′=y,ymax为待显示的驾驶信息图像的高;将待显示的所述驾驶信息图像中第一坐标(x,y)位置处的像素值调整为第二坐标(x′,y′)位置处的像素值,得到校正后的所述驾驶信息图像。
进一步优选的,所述处理器用于根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系,所述横坐标对应关系用于表示第一横坐标x对应的第二横坐标x〞,所述第一横坐标x为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的横坐标,根据所述第一横坐标x和所述第二横坐标x〞,获取第二图像畸变量;若所述第一图像畸变量与所述第二图像畸变量之差小于或等于阈值,则令所述第一校正参数k1等于第二校正参数k2;否则,调整第二校正参数k2,返回执行所述根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。
第二方面,提供一种平视显示系统,包括:可穿戴设备和上述的平视显示器;所述可穿戴设备包括偏光摄像头、发射器和偏光镜片,所述偏光摄像头的偏振透光轴与所述偏光镜片的偏振透光轴垂直;所述偏光摄像头用于获取在半透半反部件上显示的畸变的校正图像;所述发射器,用于将所述偏光摄像头获取的畸变的校正图像发射给所述平视显示器的接收器;其中,所述平视显示器中,偏光控制器用于在显示源输出驾驶信息图像时,控制所述显示源出射的光的偏振方向与所述偏光镜片的偏振透光轴平行;在所述显示源输出校正图像时,控制所述显示源出射的光的偏振方向与所述偏光摄像头的偏振透光轴平行。
优选的,所述偏光摄像头包括镜头和贴附在所述镜头上的偏光片;或者,所述偏光摄像头包括镜头,所述镜头表面用于获取图像的镜片为偏光片。
优选的,所述偏光摄像头设置于两个所述偏光镜片的中间位置。
第三方面,提供一种汽车,包括上述的平视显示系统。
第四方面,提供一种平视显示器或平视显示系统的显示方法,包括:向半透半反部件输出校正图像;获取所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像;将获取到的半透半反部件上显示的畸变的校正图像与预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,并根据所述第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像;向所述半透半反部件输出校正后的所述驾驶信息图像。
优选的,所述第一图像畸变量为获取到的所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值。
优选的,所述根据所述第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像,具体包括:获取所述第一图像畸变量对应的第一校正参数k1;根据所述第一校正参数k1获取坐标对应关系,所述坐标对应关系用于表示第一坐标(x,y)对应的第二坐标(x′,y′),所述第一坐标(x,y)为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的坐标,y′=y,ymax为待显示的驾驶信息图像的高;将待显示的所述驾驶信息图像中第一坐标(x,y)位置处的像素值调整为第二坐标(x′,y′)位置处的像素值,得到校正后的所述驾驶信息图像。
进一步优选的,获取所述第一图像畸变量对应的第一校正参数k1,包括:根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系,所述横坐标对应关系用于表示第一横坐标x对应的第二横坐标x〞,所述第一横坐标x为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的横坐标,根据所述第一横坐标x和所述第二横坐标x〞,获取第二图像畸变量;若所述第一图像畸变量与所述第二图像畸变量之差的绝对值小于或等于阈值,则令所述第一校正参数k1等于第二校正参数k2;否则,调整第二校正参数k2,返回执行所述根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。
本发明实施例提供一种平视显示器、平视显示系统及其显示方法、汽车,由于平视显示器的显示源分时向半透半反部件输出校正图像和校正后的驾驶信息图像,且偏光控制器可以控制从显示源出射的光的偏振方向,因而在显示源向半透半反部件输出校正图像时,控制从显示源出射的光的偏振方向与偏光摄像头的偏振透光轴平行,而偏光摄像头的偏振透光轴与偏光镜片的偏振透光轴垂直,这样就只有偏光摄像头能够获取到半透半反部件上显示的畸变的校正图像,偏光摄像头将获取到的半透半反部件上显示的畸变的校正图像传输给发射器,发射器再将获取到的半透半反部件上显示的畸变的校正图像传输给平视显示器的接收器,接收器将接收到的半透半反部件上显示的畸变的校正图像传输给处理器,处理器将接收到的半透半反部件上显示的畸变的校正图像与处理器预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,根据第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。当显示源显示驾驶信息图像时,偏光控制器控制从显示源出射的光的偏振方向与偏光镜片的偏振透光轴平行,这样驾驶者便可以通过偏光镜片观看到驾驶信息图像,由于驾驶信息图像已经被校正,因而驾驶者观看到的校正后的驾驶信息图像是无畸变的,从而不会影响驾驶者的观看效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种平视显示器的结构示意图;
图2(a)为本发明实施例提供的一种校正网格的结构示意图;
图2(b)为本发明实施例提供的一种畸变的校正网格结构示意图;
图2(c)为本发明实施例提供的一种校正后的校正网格结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种平视显示系统的工作过程的流程示意图;
图5为本发明实施例提供的一种平视显示器或平视显示系统的显示方法的流程示意图。
附图标记:
01-平视显示器;02-可穿戴设备;10-显示源;20-偏光控制器;30-接收器;40-处理器;50-半透半反部件;60-偏光摄像头;70-发射器;80-偏光镜片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明的实施例提供一种平视显示器,如图1所示,包括:显示源10,用于分时向半透半反部件50输出校正图像和校正后的驾驶信息图像;偏光控制器20,用于控制从显示源10出射的光的偏振方向;接收器30,用于接收半透半反部件50上显示的畸变的校正图像;处理器40,与接收器30相连接,用于将接收器30接收到的畸变的校正图像与处理器40中预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,并根据第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。
需要说明的是,第一,对于显示源10的类型不进行限定,可以是显示源10包括显示器和投影装置,投影装置将显示器显示的图像投影到半透半反部件50上;也可以是显示源10包括信息存储器和投影装置,投影装置将信息存储器存储的信息投影到半透半反部件50上。
此处的半透半反部件50可以是汽车或飞机的前挡风玻璃,也可以平视显示器自带的投影板。
第二,显示源10分时向半透半反部件50输出校正图像和校正后的驾驶信息图像,对于输出校正图像和校正后的驾驶信息图像的时间间隔不进行限定,可以根据需要进行相应设置。
第二,接收器30用于接收半透半反部件50上显示的畸变的校正图像,此处,本领域技术人员应该明白接收器30并不能直接获取半透半反部件50上显示的畸变的校正图像,而是需要先通过其它设备例如摄像头等获取半透半反部件50上显示的畸变的校正图像,再将其它设备获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给接收器30,使其接收半透半反部件50上显示的畸变的校正图像。此处,以所述其它设备为摄像头为例,当摄像头获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像,可以是摄像头上集成有发射器,发射器将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像发射给接收器30,也可以是除摄像头外还设置有单独的发射器,摄像头将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给发射器,发射器再将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像发射给接收器30。
第三,对于校正图像不进行限定,可以是任意的图像,例如可以是一幅山水画或者一幅网格。优选的,以显示源10向半透半反部件50输出校正图像后接收器30接收到的畸变的校正图像与处理器40中预存的校正图像易于对比为准。由于网格相对于其他图像而言易于对比,且易于得到第一图像畸变量,因而本发明实施例优选的,校正图像为校正网格。
第四,由于偏光控制器20用于控制从显示源10出射的光的偏振方向,因而一般地偏光控制器20设置在显示源10的出光侧,例如偏光控制器20可以设置在投影装置的出光侧。
本发明实施例显示源10分时向半透半反部件50输出校正图像和校正后的驾驶信息图像,其中,驾驶信息图像是为了便于驾驶者观看驾驶信息,因而驾驶信息图像需要进入人眼,而校正图像是为了对驾驶信息图像进行校正,无需进入人眼,为了防止校正图像进入人眼影响驾驶者的观看,因而应在显示源10向半透半反部件50输出校正图像时,避免校正图像进入人眼。
基于此,本发明实施例优选的,在显示源10向半透半反部件50输出校正图像时,偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向为第一偏振方向;在显示源10向半透半反部件50输出校正后的驾驶信息图像时,偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向为第二偏振方向;其中,第一偏振方向和第二偏振方向垂直。在显示源10向半透半反部件50输出校正图像时,由于偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向为第一偏振方向,若驾驶者佩戴的镜片只允许第二偏振方向的偏振光透过,则驾驶者观看不到校正图像,若获取图像的设备如摄像头允许第一偏振方向的偏振光透过,则摄像头可以获取校正图像;在显示源10向半透半反部件50输出校正后的驾驶信息图像时,偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向为第二偏振方向,由于驾驶者佩戴的镜片只允许第二偏振方向的偏振光透过,则驾驶者可以观看到校正后的驾驶信息图像,由于获取图像的设备如摄像头只允许第一偏振方向的偏振光透过,则摄像头不能获取驾驶信息图像。这样一来,不仅不影响驾驶者观看驾驶信息图像,且还可以获取到半透半反部件50上输出的校正图像。此处,由于显示源10向半透半反部件50输出校正图像和校正后的驾驶信息图像时,从显示源10出射的偏振光的偏振方向垂直,因此两路光路不会相互影响。
第五,对于处理器40的类型不进行限定,例如可以是CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器)或MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)等。
第六,本发明实施例对驾驶信息图像进行校正的过程具体为:
参考图2(a)-图2(c),图2(a)为处理器40中预存的校正图像(以校正图像为校正网格为例进行示意),图2(b)为显示源10将处理器40中预存的校正图像向半透半反部件50输出后,接收器30接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像。由于挡风玻璃和显示源10输出图像时透镜的影响以及驾驶者的位置和观看角度不同,导致接收器30接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像如图2(b)所示发生畸变。处理器40将接收器30接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像和预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,并根据第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行调整得到如图2(c)所示的校正后的驾驶信息图像。此处,为了便于对比,图2(c)中用校正网格表示驾驶信息图像。当显示源10向半透半反部件50输出如图2(c)所示的校正后的驾驶信息图像时,半透半反部件50上显示的是如图2(a)所示的无畸变的驾驶信息图像。
本发明实施例提供一种平视显示器,当平视显示器与偏光摄像头、偏光镜片配合使用时,由于平视显示器的显示源10分时向半透半反部件50输出校正图像和校正后的驾驶信息图像,且偏光控制器20可以控制从显示源10出射的光的偏振方向,因而在显示源10向半透半反部件50输出校正图像时,控制从显示源10出射的光的偏振方向与偏光摄像头允许通过的偏振光的偏振方向相同,与驾驶者所佩戴的偏光镜片允许通过的偏振光的偏振方向垂直,这样就只有偏光摄像头能够获取到半透半反部件50上显示的畸变的校正图像,偏光摄像头将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给平视显示器的接收器30,接收器30将接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给处理器40,处理器40将接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像与处理器40预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,根据第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。
当显示源10显示驾驶信息图像时,偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向与驾驶者所佩戴的偏光镜片允许通过的偏振光的偏振方向平行,这样驾驶者便可以通过偏光镜片观看到驾驶信息图像,由于驾驶信息图像已经被校正,因而驾驶者观看到的校正后的驾驶信息图像是无畸变的,从而不会影响驾驶者的观看效果。
若显示源10输出的校正图像的频率太高,则可能会影响驾驶者观看驾驶信息图像;若显示源10输出的校正图像的频率太低,则可能由于驾驶者观看视角和/或位置的调整使得驾驶者观看到的校正后的驾驶信息图像仍然存在畸变,不能达到实时校正的目的。基于此,本发明实施例优选的,显示源10每秒输出N帧图像;其中,N帧图像中N-1帧图像为驾驶信息图像,1帧图像为校正图像。
其中,对于N不进行限定,与显示源10输出图像的能力有关。现有技术中,一般N为60,即显示源10每秒输出60帧图像,其中59帧图像为驾驶信息图像,1帧图像为校正图像。
本发明实施例,当显示源10每秒输出N帧图像,N帧图像中N-1帧图像为驾驶信息图像,1帧图像为校正图像时,不仅不会影响驾驶者观看驾驶信息图像,而且可以确保平视显示器对驾驶信息图像能够进行实时校正,使驾驶者观看到的驾驶信息图像无畸变。
本发明实施例处理器40将接收器30接收到的畸变的校正图像与处理器40中预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量d,对于第一图像畸变量d不进行限定,可以是半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,各像素点在行方向上偏移量的平均值;也可以是半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值。为了确保校正后的驾驶信息图像畸变尽可能地小,因而本发明实施例优选的,第一图像畸变量d为半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值。
需要说明的是,由于显示源10向半透半反部件50输出的图像一般是边缘位置的畸变量较大,为了减小处理器40的工作量,提高处理器40的效率,因而无需对图像上所有的像素点在行方向上的偏移量都进行计算,本发明实施例优选,仅对图像边缘位置像素点在行方向上的偏移量进行计算即可。通过对比图像边缘位置像素点在行方向上的偏移量,将得到的边缘位置像素点在行方向上的偏移量的最大值,作为第一图像畸变量d。
可选的,处理器40用于获取第一图像畸变量d对应的第一校正参数k1;根据第一校正参数k1获取坐标对应关系,坐标对应关系用于表示第一坐标(x,y)对应的第二坐标(x′,y′),第一坐标(x,y)为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的坐标,y′=y,ymax为待显示的驾驶信息图像的高;将待显示的驾驶信息图像中第一坐标(x,y)位置处的像素值调整为第二坐标(x′,y′)位置处的像素值,得到校正后的驾驶信息图像。
其中,第一图像畸变量d对应的第一校正参数k1,可以是处理器40预先就存储好的,在获得第一图像畸变量d后,只需要根据第一图像畸变量d查找对应的第一校正参数k1即可,示例的,如下表1所示,若得到第一图像畸变量d为0.1,则根据第一图像畸变量d可以得到对应的第一校正参数k1为0.3;也可以是在获取到第一图像畸变量d后,根据第一图像畸变量d计算得到第一校正参数k1,对于如何计算,对此不进行限定。
表1
第一图像畸变量d 第一校正参数k1
0.1 0.3
0.2 0.5
0.3 0.7
…… ……
需要说明的是,在获取到第一校正参数k1后,根据公式y′=y,可以计算得到待显示的驾驶信息图像中每个像素点的第一坐标(x,y)对应的第二坐标(x′,y′),再将待显示的驾驶信息图像中第一坐标(x,y)位置处的像素值调整为第二坐标(x′,y′)位置处的像素值,便可以得到校正后的驾驶信息图像。示例的,若根据公式计算得到第一坐标为(1,2)的像素点对应的第二坐标为(1,3),第一坐标为(2,2)的像素点对应的第二坐标为(2,3),则将坐标为(1,3)的像素点的像素值输入到坐标为(1,2)的像素点中,将坐标为(2,3)的像素点的像素值输入到坐标为(2,2)的像素点中。
此处,ymax为待显示的驾驶信息图像的高,若待显示的驾驶信息图像的分辨率为800*500,则待显示的驾驶信息图像的高为500。
对于如何在获取到第一图像畸变量d后,根据第一图像畸变量d计算得到第一校正参数k1,以下提供一种具体的实现方式。处理器40用于根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系,横坐标对应关系用于表示第一横坐标x对应的第二横坐标x〞,第一横坐标x为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的横坐标,根据第一横坐标x和第二横坐标x〞,获取第二图像畸变量p;若第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差的绝对值小于或等于阈值,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2;否则,调整第二校正参数k2,返回执行根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。
此处,第二图像畸变量p可以是待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值绝对值的平均值;也可以是待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值的绝对值中的最大值,即p=max{|x-x″|}。
由于第一图像畸变量d和第二图像畸变量p需要进行对比,则若第一图像畸变量d为半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,各像素点在行方向上偏移量的平均值,则第二图像畸变量p为待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值的绝对值的平均值;若第一图像畸变量d为半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值,则第二图像畸变量p为待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值的绝对值中的最大值。
需要说明的是,若第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差的绝对值小于或等于阈值,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2,具体有以下三种情况:第一,若第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差的绝对值小于阈值,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2;若大于等于阈值,则调整第二校正参数k2,返回执行根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。第二,若第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差的绝对值等于阈值,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2;若不等于阈值,则调整第二校正参数k2,返回执行根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。第三,若第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差的绝对值小于等于阈值,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2;若大于阈值,则调整第二校正参数k2,返回执行根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。
基于上述,对于阈值不进行限定,可以是任意的数。优选的,所述阈值为0。当阈值等于0,即第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差等于0,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2,若不等于0,则调整第二校正参数k2,返回执行根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。
由于第二校正参数k2的值越大,第二图像畸变量p越大,因而可以根据第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差进行反馈调节第二校正参数k2,当第二图像畸变量p>第一图像畸变量d时,说明第二图像畸变量p过大,需要减小第二图像畸变量p,这时则需要减小第二校正参数k2;当第二图像畸变量p<第一图像畸变量d时,说明第二图像畸变量p过小,需要增大第二图像畸变量p,这时则需要增大第二校正参数k2。本发明实施例在调整第二校正参数k2时,第二校正参数k2在调整过程中是连续变化的。
本发明实施例,根据获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像对第一校正参数k1进行实时更新,从而可以对驾驶信息图像进行实时校正,进而使得驾驶者能够达到比较好的观看效果。
本发明实施例提供一种平视显示系统,包括如图3所示的可穿戴设备02和如图1所示的平视显示器01。可穿戴设备02包括偏光摄像头60、发射器70和偏光镜片80,偏光摄像头60的偏振透光轴与偏光镜片80的偏振透光轴垂直;偏光摄像头60用于获取在半透半反部件50上显示的畸变的校正图像;发射器70,用于将偏光摄像头60获取的畸变的校正图像发射给平视显示器01的接收器30;其中,平视显示器01中,偏光控制器20用于在显示源10输出驾驶信息图像时,控制显示源10出射的光的偏振方向与偏光镜片80的偏振透光轴平行;在显示源10输出校正图像时,控制显示源10出射的光的偏振方向与偏光摄像头60的偏振透光轴平行。
需要说明的是,第一,对于可穿戴设备02的类型不进行限定,例如可以是头盔或眼镜。
第二,偏光摄像头60是指能够获取一定偏振方向上的光的摄像头。对于偏光摄像头60的结构不进行限定,例如可以是偏光摄像头60包括镜头和贴附在镜头上的偏光片。此处的镜头可以是现有技术中的普通摄像头的镜头,在镜头上贴附偏光片后,偏光摄像头60就只能获取与偏光摄像头60的偏振透光轴方向平行的偏振光;或者,还可以是偏光摄像头包括镜头,镜头表面用于获取图像的镜片为偏光片,这样偏光摄像头60也是只能获取与偏光摄像头60的偏振透光轴方向平行的偏振光。
第三,发射器70可以是无线WIFI发射器,也可以是有线发射器,对此不进行限定。由于无线WIFI发射器结构美观,且可以省去传输线,因而本发明实施例优选发射器70为无线WIFI发射器。
此外,发射器70可以和偏光摄像头60集成在一起,发射器70也可以如图3所示单独设置。
第四,对于偏光摄像头60的设置位置不进行限定,由于偏光摄像头60用于获取在半透半反部件50上显示的畸变的校正图像,利用该畸变的校正图像对驾驶信息图像进行校正,因而偏光摄像头60获取的畸变的校正图像的位置和角度应和驾驶者观看驾驶信息图像时的位置和角度相同或相近,这样才能够精确对驾驶信息图像进行校正,保证校正后的驾驶信息图像无畸变。基于此,本发明实施例优选的,如图3所示,偏光摄像头60设置于两个偏光镜片80的中间位置,这样偏光摄像头60获取半透半反部件50上输出的校正图像的角度和位置与驾驶者通过偏光镜片80观看半透半反部件50上输出的驾驶信息图像的角度和位置是相同的,从而可以确保对驾驶信息图像的校正更准确。
第五,偏光控制器20用于在显示源10输出驾驶信息图像时,控制显示源10出射的光的偏振方向与偏光镜片80的偏振透光轴平行,这样显示源10向半透半反部件50输出的驾驶信息图像可以通过偏光镜片80进入人眼;在显示源10输出校正图像时,控制显示源10出射的光的偏振方向与偏光摄像头60的偏振透光轴平行,这样显示源19向半透半反部件50输出的校正图像可以被偏光摄像头60获取到。
本发明实施例提供一种平视显示系统,由于平视显示器的显示源10分时向半透半反部件50输出校正图像和校正后的驾驶信息图像,且偏光控制器20可以控制从显示源10出射的光的偏振方向,因而在显示源10向半透半反部件50输出校正图像时,控制从显示源10出射的光的偏振方向与偏光摄像头60的偏振透光轴平行,而偏光摄像头60的偏振透光轴与偏光镜片80的偏振透光轴垂直,这样就只有偏光摄像头60能够获取到半透半反部件50上显示的畸变的校正图像,偏光摄像头60将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给发射器70,发射器70再将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给平视显示器的接收器30,接收器30将接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给处理器40,处理器40将接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像与处理器40预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,根据第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。
当显示源10显示驾驶信息图像时,偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向与偏光镜片80的偏振透光轴平行,这样驾驶者便可以通过偏光镜片80观看到驾驶信息图像,由于驾驶信息图像已经被校正,因而驾驶者观看到的校正后的驾驶信息图像是无畸变的,从而不会影响驾驶者的观看效果。
以下提供一种具体的实施例详细说明平视显示系统的工作过程。
如图4所示,处理器40初始化,预设第一校正参数k1;显示源10向半透半反部件50输出1帧校正图像,同时偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向为Y向,使校正图像的偏振方向在Y向;由于偏光摄像头60的偏振方向在Y向,因而偏光摄像头60捕捉半透半反部件50上输出的畸变的校正图像,并将捕捉到的半透半反部件50上输出的畸变的校正图像传输给接收器30;接收器30将接收到的畸变的校正图像传输给处理器40,处理器40将接收到的畸变的校正图像与处理器40预存校正图像进行对比得到第一图像畸变量d;根据第一图像畸变量d与第二图像畸变量p的差值是否小于或等于阈值反馈调整并更新第一校正参数k1;根据更新后的第一校正参数k1获取对应坐标关系,坐标对应关系用于表示第一坐标(x,y)对应的第二坐标(x′,y′),得到校正后的驾驶信息图像;显示源10向半透半反部件50输出59帧校正后的驾驶信息图像,同时偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向为X向,使59帧校正后的驾驶信息图像的偏振方向在X向;由于驾驶者佩戴的偏光镜片的偏振方向在X向,因而驾驶者可以观看到半透半反部件50上输出的校正后的驾驶信息图像。
本发明实施例提供一种汽车,包括上述的平视显示系统。
此处,需要说明的是,上述的平视显示系统可以设置在任意型号或品牌的汽车上。
由于本发明实施例提供的汽车,包括上述的平视显示系统,因而当驾驶者在驾驶时,观看到的驾驶信息图像是没有畸变的,从而提高了汽车的品质。
本发明实施例还提供一种平视显示器或平视显示系统的显示方法,如图5所示,包括:
S100、向半透半反部件50输出校正图像。
其中,对于校正图像不进行限定,可以是任意的图像,例如可以是一幅山水画或者一幅网格。本发明实施例优选的,校正图像为校正网格。
此处的半透半反部件50可以是汽车或飞机的前挡风玻璃,也可以平视显示器自带的投影板。
S101、获取半透半反部件50上显示的畸变的校正图像。
此处,可以利用偏光摄像头获取半透半反部件50上显示的畸变的校正图像。
S102、将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像与预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量d,并根据第一图像畸变量d对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。
其中,对于第一图像畸变量d不进行限定,可以是半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,各像素点在行方向上偏移量的平均值;也可以是半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值。为了确保校正后的驾驶信息图像畸变尽可能地小,因而本发明实施例优选的,第一图像畸变量d为半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值。
S103、向半透半反部件50输出校正后的驾驶信息图像。
其中,对于向半透半反部件50输出校正图像和校正后的驾驶信息图像的时间间隔不进行限定,以不影响驾驶者的正常观看驾驶信息图像,且又可以对驾驶信息图像进行校正为准。本发明实施例优选,显示源10每秒输出N帧图像,N帧图像中N-1帧图像为驾驶信息图像,1帧图像为校正图像。
本发明实施例提供一种平视显示器或平视显示系统的显示方法,由于平视显示器的显示源10分时向半透半反部件50输出校正图像和校正后的驾驶信息图像,且偏光控制器20可以控制从显示源10出射的光的偏振方向,因而在显示源10向半透半反部件50输出校正图像时,控制从显示源10出射的光的偏振方向与偏光摄像头60的偏振透光轴平行,而偏光摄像头60的偏振透光轴与偏光镜片80的偏振透光轴垂直,这样就只有偏光摄像头60能够获取到半透半反部件50上显示的畸变的校正图像,偏光摄像头60将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给发射器70,发射器70在将获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给平视显示器的接收器30,接收器30将接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像传输给处理器40,处理器40将接收到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像与处理器40预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,根据第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。
当显示源10显示驾驶信息图像时,偏光控制器20控制从显示源10出射的光的偏振方向与偏光镜片80的偏振透光轴平行,这样驾驶者便可以通过偏光镜片80观看到驾驶信息图像,由于驾驶信息图像已经被校正,因而驾驶者观看到的校正后的驾驶信息图像是无畸变的,从而不会影响驾驶者的观看效果。
可选地,根据第一图像畸变量d对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像,具体包括:
S200、获取第一图像畸变量d对应的第一校正参数k1;根据第一校正参数k1获取坐标对应关系,坐标对应关系用于表示第一坐标(x,y)对应的第二坐标(x′,y′),第一坐标(x,y)为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的坐标,y′=y,ymax为待显示的驾驶信息图像的高。
其中,第一图像畸变量d对应的第一校正参数k1,可以是处理器40预先就存储好的,在获得第一图像畸变量d后,只需要根据第一图像畸变量d查找对应的第一校正参数k1即可;也可以是在获取到第一图像畸变量d后,根据第一图像畸变量d计算得到第一校正参数k1,对于如何计算,对此不进行限定。
需要说明的是,对于待显示的驾驶信息图像中每个像素点的第一坐标(x,y),都可以根据公式y′=y得到对应的第二坐标(x′,y′)。示例的,第一坐标为(1,2)的像素点根据公式计算后可以得到其对应的第二坐标为(1,3)。
S201、将待显示的驾驶信息图像中第一坐标(x,y)位置处的像素值调整为第二坐标(x′,y′)位置处的像素值,得到校正后的驾驶信息图像。
示例的,第一坐标为(2,2)的像素点对应的第二坐标为(2,3),则将待显示的驾驶图像中坐标为(2,3)的像素点的像素值输入到坐标为(2,2)的像素点中。
本发明实施例,通过第一图像畸变量d获得第一校正参数k1,根据第一校正参数k1获取坐标对应关系,待显示的驾驶信息图像中任一像素点的第一坐标(x,y)都可以根据坐标对应关系得到第二坐标(x′,y′),将待显示的驾驶信息图像中第一坐标(x,y)位置处的像素值调整为第二坐标(x′,y′)位置处的像素值,从而可以得到校正后的驾驶信息图像。
可选地,获取第一图像畸变量d对应的第一校正参数k1,包括:
S300、根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系,横坐标对应关系用于表示第一横坐标x对应的第二横坐标x〞,第一横坐标x为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的横坐标,
其中,对于待显示的驾驶信息图像中任一像素点的横坐标根据公式都可以得到对应的第二横坐标x〞。
S301、根据第一横坐标x和第二横坐标x〞,获取第二图像畸变量p。
此处,第二图像畸变量p可以是待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值绝对值的平均值;也可以是待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值的绝对值中的最大值,即p=max{|x-x″|}。为了确保校正后的驾驶信息图像畸变尽可能地小,因而本发明实施例优选的,第二图像畸变量p待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值的绝对值中的最大值。
由于第一图像畸变量d和第二图像畸变量p需要进行对比,则若第一图像畸变量d为半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,各像素点在行方向上偏移量的平均值,则第二图像畸变量p为待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值绝对值的平均值;若第一图像畸变量d为半透半反部件50上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值,则第二图像畸变量p为待显示的驾驶信息图像中各个像素点的第一横坐标x和与其对应的第二横坐标x〞的差值的绝对值中的最大值。
S302、若第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差的绝对值小于或等于阈值,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2;否则,调整第二校正参数k2,返回执行步骤S300。
其中,对于阈值不进行限定,可以是任意的数。优选的,所述阈值为0。当阈值等于0,即第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差等于0,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2,若不等于0,则调整第二校正参数k2,返回执行根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。
此处,第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差的绝对值小于或等于阈值,则令第一校正参数k1等于第二校正参数k2,具有有三种情况,与上述相同,此处不再赘述。
需要说明的是,由于第二校正参数k2的值越大,第二图像畸变量p越大,因而可以根据第一图像畸变量d与第二图像畸变量p之差进行反馈调节第二校正参数k2,当第二图像畸变量p>第一图像畸变量d时,说明第二图像畸变量p过大,需要减小第二图像畸变量p,这时则需要减小第二校正参数k2;当第二图像畸变量p<第一图像畸变量d时,说明第二图像畸变量p过小,需要增大第二图像畸变量p,这时则需要增大第二校正参数k2。本发明实施例在调整第二校正参数k2时,第二校正参数k2在调整过程中是连续变化的。
本发明实施例,根据获取到的半透半反部件50上显示的畸变的校正图像对第一校正参数k1进行实时更新,从而可以对驾驶信息图像进行实时校正,进而使得驾驶者能够达到比较好的观看效果。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种平视显示器,其特征在于,包括:
显示源,用于分时向半透半反部件输出校正图像和校正后的驾驶信息图像;
偏光控制器,用于控制从所述显示源出射的光的偏振方向;
接收器,用于接收所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像;
处理器,用于将所述接收器接收到的畸变的校正图像与所述处理器中预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,并根据所述第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像。
2.根据权利要求1所述的平视显示器,其特征在于,在所述显示源向所述半透半反部件输出校正图像时,所述偏光控制器控制从所述显示源出射的光的偏振方向为第一偏振方向;在所述显示源向所述半透半反部件输出校正后的驾驶信息图像时,所述偏光控制器控制从所述显示源出射的光的偏振方向为第二偏振方向;其中,所述第一偏振方向和所述第二偏振方向垂直。
3.根据权利要求1所述的平视显示器,其特征在于,所述校正图像为校正网格。
4.根据权利要求1所述的平视显示器,其特征在于,所述显示源每秒输出N帧图像;
其中,所述N帧图像中N-1帧图像为所述驾驶信息图像,1帧图像为所述校正图像。
5.根据权利要求1所述的平视显示器,其特征在于,所述第一图像畸变量为获取到的所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值。
6.根据权利要求1所述的平视显示器,其特征在于,所述处理器用于获取所述第一图像畸变量对应的第一校正参数k1;根据所述第一校正参数k1获取坐标对应关系,所述坐标对应关系用于表示第一坐标(x,y)对应的第二坐标(x′,y′),所述第一坐标(x,y)为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的坐标,y′=y,ymax为待显示的驾驶信息图像的高;将待显示的所述驾驶信息图像中第一坐标(x,y)位置处的像素值调整为第二坐标(x′,y′)位置处的像素值,得到校正后的所述驾驶信息图像。
7.根据权利要求6所述的平视显示器,其特征在于,所述处理器用于根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系,所述横坐标对应关系用于表示第一横坐标x对应的第二横坐标x〞,所述第一横坐标x为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的横坐标,根据所述第一横坐标x和所述第二横坐标x〞,获取第二图像畸变量;若所述第一图像畸变量与所述第二图像畸变量之差小于或等于阈值,则令所述第一校正参数k1等于第二校正参数k2;否则,调整第二校正参数k2,返回执行所述根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。
8.一种平视显示系统,其特征在于,包括:可穿戴设备和权利要求1-7任一项所述的平视显示器;
所述可穿戴设备包括偏光摄像头、发射器和偏光镜片,所述偏光摄像头的偏振透光轴与所述偏光镜片的偏振透光轴垂直;
所述偏光摄像头用于获取在半透半反部件上显示的畸变的校正图像;所述发射器,用于将所述偏光摄像头获取的畸变的校正图像发射给所述平视显示器的接收器;
其中,所述平视显示器中,偏光控制器用于在显示源输出驾驶信息图像时,控制所述显示源出射的光的偏振方向与所述偏光镜片的偏振透光轴平行;在所述显示源输出校正图像时,控制所述显示源出射的光的偏振方向与所述偏光摄像头的偏振透光轴平行。
9.根据权利要求8所述的平视显示系统,其特征在于,所述偏光摄像头包括镜头和贴附在所述镜头上的偏光片;或者,所述偏光摄像头包括镜头,所述镜头表面用于获取图像的镜片为偏光片。
10.根据权利要求8所述的平视显示系统,其特征在于,所述偏光摄像头设置于两个所述偏光镜片的中间位置。
11.一种汽车,其特征在于,包括权利要求8-10任一项所述的平视显示系统。
12.一种平视显示器或平视显示系统的显示方法,其特征在于,包括:
向半透半反部件输出校正图像;
获取所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像;
将获取到的所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像与预存的校正图像进行对比得到第一图像畸变量,并根据所述第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像;
向所述半透半反部件输出校正后的所述驾驶信息图像。
13.根据权利要求12所述的显示方法,其特征在于,所述第一图像畸变量为获取到的所述半透半反部件上显示的畸变的校正图像相比于预存的校正图像,像素点在行方向上偏移量的最大值。
14.根据权利要求12或13所述的显示方法,其特征在于,所述根据所述第一图像畸变量对待显示的驾驶信息图像进行校正得到校正后的驾驶信息图像,具体包括:
获取所述第一图像畸变量对应的第一校正参数k1;根据所述第一校正参数k1获取坐标对应关系,所述坐标对应关系用于表示第一坐标(x,y)对应的第二坐标(x′,y′),所述第一坐标(x,y)为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的坐标,y′=y,ymax为待显示的驾驶信息图像的高;
将待显示的所述驾驶信息图像中第一坐标(x,y)位置处的像素值调整为第二坐标(x′,y′)位置处的像素值,得到校正后的所述驾驶信息图像。
15.根据权利要求14所述的显示方法,其特征在于,获取所述第一图像畸变量对应的第一校正参数k1,包括:
根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系,所述横坐标对应关系用于表示第一横坐标x对应的第二横坐标x〞,所述第一横坐标x为待显示的驾驶信息图像中任一像素点的横坐标,
根据所述第一横坐标x和所述第二横坐标x〞,获取第二图像畸变量;
若所述第一图像畸变量与所述第二图像畸变量之差的绝对值小于或等于阈值,则令所述第一校正参数k1等于第二校正参数k2;否则,调整第二校正参数k2,返回执行所述根据第二校正参数k2获取横坐标对应关系。
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