CN108896067B - 一种用于车载ar导航的动态显示方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车载AR导航的动态显示方法及装置，用于解决图标提示与实际路况不重合以及图标信息和车辆不能同步交互效果不好的问题，属于车载导航技术领域。该方法首先根据实际道路的显示区域标定直行导航寻迹线，而后采集导航信息，将导航信息中的导航图标转换为导航寻迹线；最后采集行车速度信息，根据行车速度对导航寻迹线进行实时改变，实现车载AR导航的动态显示，所述动态显示过程通过动态的第N个箭头即最下方的最大箭头会移出显示区域，第1个箭头上方空出空白区域处补充一个新的最小箭头的方式来实现。本发明通过对导航图标转换为寻迹线，实现导航信息即寻迹线显示在道路上，解决了需要转移视线及导航图标与实际路况需要对比的问题，同时采用导航寻迹线与行车速度实时交互的动态显示，显示效果更佳。

Description

一种用于车载AR导航的动态显示方法及装置

所属技术领域

本发明涉及一种车载导航技术，特别是涉及一种用于车载AR导航的动态显示方法及装置。

背景技术

随着车载导航技术的不断发展，人们对导航指示的准确性和导航地图更新要求越来越高。对于车载的导航，由原来的近距离导航逐渐向带有增强现实的AR导航发展。

然而目前的车载导航基本采用图标方式实现，一方面驾驶者需要根据图标提示与实际路况进行对比重合，增加了行车安全的风险性；另一方面，图标信息为静态显示，只有在路况发生改变(如转弯等)才发生改变，无法与行驶中的车辆进行同步交互，显示状态不佳。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于车载AR导航的动态显示方法和装置，用于解决图标提示与实际路况不重合以及图标信息和车辆不能同步交互效果不好的问题。

本发明的技术方案是：一种用于车载AR导航的动态显示方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据实际道路的显示区域标定直行导航寻迹线，所述标定过程为：

汽车停放在一条直行道路上，驾驶员坐在驾驶位O点，由于实际的直行导航寻迹线为从小到大依次排列的一组N个箭头组成，该N个箭头构成的直行导航寻迹线被投影在风挡玻璃上后，将在驾驶员视野前方直行道路上投影出一组在路面上的N个箭头图像；因此，分别给出视野前方直行道路上理想的导航寻迹线N个箭头投影范围，分别记录各箭头投影范围前后两个端点(A₁、B₁)、(A₂、B₂)、……、(A_N、B_N)；将(A₁、 B₁)、(A₂、B₂)、……、(A_N、B_N)对应的风挡玻璃上的一组箭头端点记录为标定好的直行导航寻迹线N个箭头座标，从而得到标定的直行导航寻迹线；

步骤二：采集导航信息，将导航信息中的导航图标转换为导航寻迹线；其中直行导航图标直接转换为步骤二中标定得到的直行导航寻迹线，其余导航图标则在直行导航寻迹线基础上，进行相应的方向示意性旋转得到；参阅图3给出了在实际行驶中直行、左前方行驶、右前方行驶、左转、右转五种常规导航图标的导航寻迹线示范。

步骤三：采集行车速度信息，根据行车速度对导航寻迹线进行实时改变，实现车载AR导航的动态显示。所述动态显示过程如下：定义显示区域从上到下分布的从小到大的N个箭头，分别命名为第1个，第2个，……第N个箭头；动态显示时，在显示区域内将该N个箭头构成的整体图形以速度v下移，并在移动过程中对图标进行放大，使得每一个箭头与当前位置应有原始箭头大小相同。这样第N个箭头即最下方的最大箭头会移出显示区域，第1个箭头上方则会空出一个空白区域，补充一个新的最小箭头在该区域，将这时的N个箭头定义为新的N个箭头，重复该过程。为了达到较好的动态视觉效果，整体图形下移的速度v与行车速度V成正比。

本发明还提供了一种用于车载AR导航的动态显示装置，所述装置包括行车速度采集模块、导航信息源模块、控制模块和显示模块；所述行车速度采集模块用于实时采集车辆的当前行驶速度；所述导航信息源模块用于实时获得导航信息；所述控制模块用于接收行车速度信息和导航信息；还用于将导航信息转换为导航寻迹线信息；还用于根据行车速度信息对导航寻迹线进行更新；所述显示模块用于实时显示导航寻迹线。

进一步的，上述各模块之间的连接方式可以采用有线连接：所述行车速度采集模块与汽车主机的CAN线连接、所述控制模块与所述显示模块之间的LVDS\RGB等方式连接；也可以无线连接：所述行车速度采集模块与所述导航信息源模块之间的蓝牙、 wlan方式、所述控制模块与所述显示模块之间的无线同屏方式。

所述显示模块包括但不限于：AR眼镜和包括AR显示的动态显示装置如HUD(抬头显示仪)，该装置可以佩戴在驾驶员的头部，也可以直接放置在驾驶舱中驾驶员座位的正前方，以便驾驶员坐在驾驶位上眼镜对准AR显示器或AR眼镜的显示镜片上。

本发明的有益效果是：相比于现在的车载导航图标显示位置不合理以及无法同步更新，会出现增加行车安全风险性及显示效果不佳的问题，本发明提出的用于车载AR 导航的动态显示方法及装置，通过对导航图标转换为寻迹线，实现导航信息即寻迹线显示在道路上，解决了需要转移视线及导航图标与实际路况需要对比的问题，同时采用导航寻迹线与行车速度实时交互的动态显示，显示效果更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，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它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于车载AR导航的动态显示方法流程图；

图2为本发明实施例提供的寻迹线标定原理图；

图3为本发明实施例提供的五种路况的导航图标、寻迹线对应示意图；

图4为本发明实施例提供的寻迹线变化示意图；

图5为本发明实施例提供的一种用于车载AR导航的动态显示装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的动态显示装置中控制模块的工作流程图；

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完整、清楚的描述，显然所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的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。

本发明实施例提供一种用于车载AR导航的动态显示方法，如图1所示，该方法包括：

步骤一：标定标定直行导航寻迹线；

本实施例中，设计直行导航寻迹线为从小到大依次排列的一组5个箭头组成，该 5个箭头构成的直行导航寻迹线被投影在风挡玻璃上后，将在驾驶员视野前方直行道路上投影出一组在路面上的5个箭头图像；如图2所示，汽车停放在一条直行道路上，驾驶员坐在驾驶位(设定为O点)观测最前方箭头的顶点投影到地面的位置(设定为 A点)并指示标定人员在该位置放置标识物(如标志牌等)；驾驶员坐姿不变，观测最前方箭头的底部投影到地面的位置(设定为B点)并指示标定人员在该点放置标识牌。下一步分别测定O点到A点的距离OA以及O点到B点的距离OB，则表示最前方的箭头投影范围为OB到OA，将与A点和B点对应的风挡玻璃上的箭头端点记录为标定好的直行导航寻迹线第一个箭头座标，并依次得到其余四个箭头的座标，得到本实施例中标定的直行导航寻迹线。

步骤二：采集导航信息，根据导航信息转换为导航寻迹线并投射到显示屏上；

导航信息由动态显示装置中的导航信息源模块进行采集，采集的导航信息包括导航方向(即导航图标)、当前道路剩余距离。例如“请沿当前道路行驶”、“前方50米右转”、“请直行”等。

导航寻迹线由采集到的导航图标转换而来，所述转换即为在导航信息(导航图标)和导航寻迹线(图像)之间设定固定的转换规则，通过转换规则即可将每一种导航信息转换为寻迹线图像，其中寻迹线的长度要和步骤1中用于标定的寻迹线长度一致。

如图3所示，左边一列为采集到的导航图标，右边一列为转换后的寻迹线图标。

其中当导航直行或斜行(左前方行驶、右前方行驶)时，驾驶者的视野在前方50 米到200米的方位，处于远视野范围，该状态定义为远视野显示状态。此时的寻迹线呈现“近大远小”的视觉原则(最近的箭头最大，越远箭头越小)，在驾驶者眼睛中，具有贴地感；

当导航方向为转弯(左转、右转)时，人的视野变短(小于10米)，注意力集中在转弯地面上，该状态定义为近视野显示状态。此时转弯后的道路无法显示，同时驾驶者注意力集中在转弯处无暇分心注意转弯的道路，所以该情况的寻迹线变为提示性信息，指示转弯方向即可。

导航信息具有实时性，但是驾驶者在行车时，遇到转弯时会适当降低车速，实现转弯的过度，此时如果完全按照导航信息显示的话，就不会有此段过度。

根据步骤1标定导航寻迹线在实际道路的显示区域的方法获得寻迹线的显示区域。示例性的，步骤1获得的显示区域为30米～70米。当导航信息为“距离前方30～ 70米左(右)转”时，状态由远视野显示状态向近视野状态显示转变，即寻迹线由贴地显示转变为立体提示显示。

步骤三：采集行车速度信息，根据行车速度对导航寻迹线进行实时改变；

优选的，通过显示装置中的行车速度采集模块对当前的行车速度进行采集。示例性的，也可以通过车身的速度传感器、智能手机、导航仪等多种方式进行速度采集。

示例性的，当导航信息提示前行100公里时，如果只是按照步骤二对导航信息进行转换则全程只会一直显示一种直行的寻迹线图形，一方面会让驾驶者误认为导航出现问题，另一方面目标显示单调呆滞，没有一种行车的动感。

如图4所示，示例性的，寻迹线中的五个箭头可以根据行车距离进行移动和变化。设定20米为一个变化间隔。前行20米后，所有箭头下移替代原来的箭头，并在移动过程中对图标进行放大到与下一个箭头相同。如此，当行车速度越快时，变化间隔越小。当前行车速度为36km/h时，则20米所用时间为2秒，即2秒更新一次。

本发明实施例中提供一种用于车载AR导航的动态显示装置，如图5所示，该装置包括控制模块、与控制模块相连的行车速度采集模块、与控制模块相连的导航信息源模块和与控制模块相连的显示模块。

行车速度采集模块用于实时采集当前的行车速度；

导航信息源模块用于实时获得导航信息；

可选的，此两种模块可以独立存在，也可以集成为一个整体。

示例性的，集成模块可以采用带有导航功能的电子终端设备，如智能手机、智能平板电脑、导航仪等，也可以直接采集汽车主机的导航相关信息。

显示模块用于实时显示导航寻迹线。

示例性的，显示模块可包括AR眼镜的显示镜片，也可以包括车载显示装置(如HUD)中的风挡显示区域或者独立的显示屏；

控制模块用于接收行车速度信息和导航信息；还用于将导航信息转换为导航寻迹线信息；还用于根据行车速度信息对导航寻迹线进行更新；

示例性的，控制模块可以为控制器(MCU)或中央处理器，也可以为电子设备终端，如智能手机、智能平板电脑等。该控制模块负责整个装置的主要控制功能、运算和资源调配。

如图6所示为控制模块的工作流程图。控制模块首先会采集导航源模块的导航信息，如果导航信息发生变化(包括导航信息从无到有)，则根据导向信息转换为寻迹线信号(转换规则参考图3)并发送给显示屏；当导航信息没有发生变化时，即寻迹线不用改变。通过行车速度模块采集当前车速，通过预先设定的显示变化间隔(如20 米)，通过距离＝速度×时间公式算出下一次更新时间，并将更新时间设置到控制模块的定时器中并开启定时器。当定时时间到，寻迹线按照图4所示规则进行变化，并将变化后的寻迹线信息显示在显示屏上。

Claims (5)

1.一种用于车载AR导航的动态显示方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据实际道路的显示区域标定直行导航寻迹线，标定过程为：

汽车停放在一条直行道路上，驾驶员坐在驾驶位0点，由于实际的直行导航寻迹线为从小到大依次排列的一组N个箭头组成，该N个箭头构成的直行导航寻迹线被投影在风挡玻璃上后，将在驾驶员视野前方直行道路上投影出一组在路面上的N个箭头图像；因此，分别给出视野前方直行道路上理想的导航寻迹线N个箭头投影范围，分别记录各箭头投影范围前后两个端点(A₁、B₁)、(A₂、B₂)、……、(A_N、B_N)；将(A₁、B₁)、(A₂、B₂)、……、(A_N、B_N)对应的风挡玻璃上的一组箭头端点记录为标定好的直行导航寻迹线N个箭头坐标，从而得到标定的直行导航寻迹线；

步骤二：采集导航信息，将导航信息中的导航图标转换为导航寻迹线；其中直行导航图标直接转换为步骤二中标定得到的直行导航寻迹线，其余导航图标则在直行导航寻迹线基础上，进行相应的方向示意性旋转得到；

步骤三：采集行车速度信息，根据行车速度对导航寻迹线进行实时改变，实现车载AR导航的动态显示，动态显示过程如下：定义显示区域从上到下分布的从小到大的N个箭头，分别命名为第1个，第2个，……第N个箭头；动态显示时，在显示区域内将该N个箭头构成的整体图形以速度v下移，并在移动过程中对图标进行放大，使得每一个箭头与当前位置应有原始箭头大小相同，这样第N个箭头即最下方的最大箭头会移出显示区域，第1个箭头上方则会空出一个空白区域，补充一个新的最小箭头在该区域，将这时的N个箭头定义为新的N个箭头，重复该过程。

2.一种如权利要求1所述的用于车载AR导航的动态显示方法，其特征在于，所述步骤三中动态显示时N个箭头构成的整体图形下移的速度v与行车速度V成正比。

3.一种用于实现如权利要求1所述的动态显示方法的车载AR导航动态显示装置，包括行车速度采集模块、导航信息源模块、控制模块和显示模块；所述行车速度采集模块用于实时采集车辆的当前行驶速度；所述导航信息源模块用于实时获得导航信息；所述控制模块用于接收行车速度信息和导航信息；还用于将导航信息转换为导航寻迹线信息；还用于根据行车速度信息对导航寻迹线进行更新；所述显示模块用于实时显示导航寻迹线。

4.一种如权利要求3所述的车载AR导航动态显示装置，其特征在于，各组成模块之间的连接方式采用有线连接，所述行车速度采集模块与汽车主机的CAN线连接、所述控制模块与所述显示模块之间的LVDS\RGB连接；或者，各组成模块之间的连接方式采用无线连接，所述行车速度采集模块与所述导航信息源模块之间的蓝牙、wlan方式、所述控制模块与所述显示模块之间的无线同屏方式。

5.一种如权利要求3所述的车载AR导航动态显示装置，其特征在于，所述显示模块包括：AR眼镜和包括AR显示的动态显示装置。

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