CN109541804A - 调整hud投影装置的投影位置的方法、hud投影装置及车辆 - Google Patents

调整hud投影装置的投影位置的方法、hud投影装置及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种调整HUD投影装置的投影位置的方法、HUD投影装置及车辆，HUD投影装置包括：信息采集装置；MCU，MCU与信息采集装置通讯连接；抬头显示系统，抬头显示系统与MCU通讯连接；调整HUD投影位置的方法包括：通过信息采集装置采集人眼瞳孔的视频，确定出人眼的位置；对人眼运动轨迹进行跟踪以实时确定人眼所在的高度；调整抬头显示系统的投影角度。根据本发明的调整HUD投影装置的投影位置的方法，使得驾驶员能一直处于一种最好的视角使用HUD投影装置了解当前车辆的信息。

Description

调整HUD投影装置的投影位置的方法、HUD投影装置及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种调整HUD投影装置的投影位置的方法、HUD投影装置及车辆。
背景技术
随着汽车电子行业的不断发展，驾驶员对汽车智能化舒适化的要求越来越高，为了方便驾驶员读取当前汽车车辆状态抬头显示技术抬头显示功能被提出，现行的车载抬头显示的成像界面都会最终投射在前挡风玻璃上，且显示界面可以在挡风玻璃上进行小幅度的上下移动，以方便用户的观看舒适性，但是目前都是通过手动调节投影画面的位置，如果不同的驾驶员驾驶同一辆车由于坐姿以及自身的各种原因需要每次都进行手动调节投影在挡风玻璃上的成像位置，在很大的程度上会造成客户体验降低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种调整HUD投影装置的投影位置的方法，所述调整HUD投影装置的投影位置的方法具有调节方便的优点。
本发明还提出一种HUD投影装置，所述HUD投影装置采用上述调整HUD投影装置的投影位置的方法。
本发明还提出一种车辆，所述车辆包括上述HUD投影装置。
根据本发明实施例的调整HUD投影位置的方法，所述HUD投影装置包括：信息采集装置；MCU，所述MCU与所述信息采集装置通讯连接；抬头显示系统，所述抬头显示系统与所述MCU通讯连接，所述抬头显示系统包括抬头显示装置、第一凹面镜和第二凹面镜，所述第一凹面镜与所述抬头显示装置相对以接收所述抬头显示装置的液晶显示屏显示出来的画面，所述第二凹面镜与所述第一凹面镜相对以接收所述第一凹面镜反射出的画面，并将画面反射到车辆的挡风玻璃上；所述调整HUD投影位置的方法包括：S1：通过所述信息采集装置采集人眼瞳孔的视频，将视频信息传输给所述MCU，将第一帧图片由彩色转化成人眼灰度图，然后进行边缘检测得到人眼的轮廓图，并确定出人眼的位置；S2：确定人眼位置后在采集到的瞳孔图像中计算出人眼中那部分图像的RGB颜色分布模型，对人眼运动轨迹进行跟踪以实时确定人眼所在的高度；S3：根据接收到的人眼高度信息调整所述第一凹面镜和所述第二凹面镜中的至少一个，将液晶显示屏显示出来的画面投影出现到第一凹面镜上，第一凹面镜进行反射改变光路传播方向，投射到第二凹面镜上，然后二次反射投影到所述挡风玻璃上，最后通过所述挡风玻璃第三次反射进入人眼。
根据本发明的用于调整HUD投影位置的方法，通过设置信息采集装置和MCU，可以实时跟踪驾驶员人眼采集人眼高度，利用算法实时准确的输出人眼高度位置信息，通过该位置信息自动调整第一凹面镜或第二凹面镜的反射角度使投影的画面出现在人眼的舒适位置，可以根据驾驶员的自身坐姿以及高矮程度来自适应调整HUD投影装置的投影位置，使得驾驶员能一直处于一种最好的视角使用HUD投影装置了解当前车辆的信息，保证车辆行驶的安全性。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤S1中，通过公式Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114将第一帧视频转化成灰度图。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤S1中，利用Priwitt算子对灰度图进行边缘检测。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤S1中，还可以通过图像腐蚀或图像膨胀使得人眼轮廓边缘线条更加完整连续。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤S1中，对人眼轮廓图进行霍夫变换进行圆形拟合找到人眼形状大小的圆形，通过所述MCU确定人眼的位置。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤S2中，利用meanshift的跟踪算法对人眼运动轨迹进行跟踪以实时确定人眼所在的高度。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤S3中，所述第二凹面镜可以将接收到的图像放大。
根据本发明的一些实施例，所述信息采集装置为红外拍摄装置。
根据本发明实施例的HUD投影装置，包括：信息采集装置；MCU，所述MCU与所述信息采集装置通讯连接；抬头显示系统，所述抬头显示系统与所述MCU通讯连接，所述抬头显示系统包括抬头显示装置、第一凹面镜和第二凹面镜，所述第一凹面镜与所述抬头显示装置相对以接收所述抬头显示装置的液晶显示屏显示出来的画面，所述第二凹面镜与所述第一凹面镜相对以接收所述第一凹面镜反射出的画面，并将画面反射到车辆的挡风玻璃上。
根据本发明实施例的HUD投影装置，通过设置信息采集装置和MCU，可以实时跟踪驾驶员人眼采集人眼高度，利用算法实时准确的输出人眼高度位置信息，通过该位置信息自动调整第一凹面镜或第二凹面镜的反射角度使投影的画面出现在人眼的舒适位置，可以根据驾驶员的自身坐姿以及高矮程度来自适应调整HUD投影装置的投影位置，使得驾驶员能一直处于一种最好的视角使用HUD投影装置了解当前车辆的信息，保证车辆行驶的安全性。
根据本发明实施例的车辆，包括上述HUD投影装置。
根据本发明实施例的车辆，通过设置信息采集装置和MCU，可以实时跟踪驾驶员人眼采集人眼高度，利用算法实时准确的输出人眼高度位置信息，通过该位置信息自动调整第一凹面镜或第二凹面镜的反射角度使投影的画面出现在人眼的舒适位置，可以根据驾驶员的自身坐姿以及高矮程度来自适应调整HUD投影装置的投影位置，使得驾驶员能一直处于一种最好的视角使用HUD投影装置了解当前车辆的信息，保证车辆行驶的安全性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的HUD投影装置的结构示意图。
附图标记：
信息采集装置1，MCU 2，抬头显示系统8，抬头显示装置3，第一凹面镜4，第二凹面镜5，
挡风玻璃6，人眼7。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1描述根据本发明实施例的调整HUD(Head Up Display，平视显示器)投影装置100的投影位置的方法。
如图1所示，根据本发明实施例的HUD投影装置100，包括信息采集装置1、MCU 2(Microcontroller Unit，微控制单元)、抬头显示系统8，其中抬头显示系统8包括抬头显示装置3、第一凹面镜4、第二凹面镜5。
具体地，MCU 2与信息采集装置1通讯连接，抬头显示系统8与MCU 2通讯连接，第一凹面镜4与抬头显示装置3相对以接收抬头显示装置3的液晶显示屏显示出来的画面，第二凹面镜5与第一凹面镜4相对以接收第一凹面镜4反射出的画面，并将画面反射到车辆的挡风玻璃6上。
根据本发明实施例的调整HUD投影装置100投影位置的方法包括：
S1：通过信息采集装置1采集人眼7瞳孔的视频，将视频信息传输给MCU 2，将第一帧图片由彩色转化成人眼7灰度图，然后进行边缘检测得到人眼7的轮廓图，并确定出人眼7的位置；
S2：确定人眼7位置后在采集到的瞳孔图像中计算出人眼7中那部分图像的RGB颜色分布模型，对人眼7运动轨迹进行跟踪以实时确定人眼7所在的高度；
S3：根据接收到的人眼7高度信息调整第一凹面镜4和第二凹面镜5中的至少一个，将液晶显示屏显示出来的画面投影出现到第一凹面镜4上，第一凹面镜4进行反射改变光路传播方向，投射到第二凹面镜5上，然后二次反射投影到挡风玻璃6上，最后通过挡风玻璃6第三次反射进入人眼7。
根据本发明实施例的调整HUD投影装置100的投影位置的方法，通过设置信息采集装置1和MCU 2，可以实时跟踪驾驶员人眼7采集人眼7高度，利用算法实时准确的输出人眼7高度位置信息，通过该位置信息自动调整第一凹面镜4或第二凹面镜5的反射角度使投影的画面出现在人眼7的舒适位置，可以根据驾驶员的自身坐姿以及高矮程度来自适应调整HUD投影装置100的投影位置，使得驾驶员能一直处于一种最好的视角使用HUD投影装置100了解当前车辆的信息，保证车辆行驶的安全性。
在本发明的一些实施例中，在步骤S1中，通过公式Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114将第一帧视频转化成灰度图。由此便于将采集的人眼7的彩色图转换成灰度图，便于MCU2进行运算和分析，并可以提高分析和运算速度。
在本发明的一些实施例中，在步骤S1中，利用Priwitt算子对灰度图进行边缘检测。由此便于得到人眼7的轮廓图，从而便于MCU 2进行分析和运算，提高分析和运算速度。另外，在步骤S1中，还可以通过图像腐蚀或图像膨胀使得人眼7轮廓边缘线条更加完整连续。从而可以得到更加清晰的人眼7轮廓图，便于MCU 2进行分析和运算，提高分析和运算速度，同时可以提高运算的准确性。
在本发明的一些实施例中，在步骤S1中，对人眼7轮廓图进行霍夫变换进行圆形拟合找到人眼7形状大小的圆形，通过MCU 2确定人眼7的位置。由此便于MCU 2通过一系列图像算法确定人眼7的位置。
在本发明的一些实施例中，在步骤S2中，利用meanshift(均值漂移)的跟踪算法对人眼7运动轨迹进行跟踪以实时确定人眼7所在的高度。由此便于对人员的运动轨迹进行实时跟踪，从而确定人眼7的位置。
在本发明的一些实施例中，在步骤S3中，第二凹面镜5可以将接收到的图像放大。从而挡风玻璃6上的图像可以放大，便于驾驶员了解当前车辆的信息。另外，信息采集装置1为红外拍摄装置。红外拍摄装置使用方便，通用性强。
下面参考图1描述根据本发明一个具体实施例的调整HUD投影装置100的投影位置的方法，值得理解的是，下述描述只是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，根据本发明实施例的HUD投影装置100，包括信息采集装置1、MCU 2(Microcontroller Unit，微控制单元)、抬头显示系统8，其中抬头显示系统8包括抬头显示装置3、第一凹面镜4、第二凹面镜5。MCU 2与信息采集装置1通讯连接，抬头显示系统8与MCU2通讯连接，第一凹面镜4与抬头显示装置3相对以接收抬头显示装置3的液晶显示屏显示出来的画面，第二凹面镜5与第一凹面镜4相对以接收第一凹面镜4反射出的画面，并将画面反射到车辆的挡风玻璃6上。
根据本发明实施例的调整HUD投影装置100投影位置的方法包括：
S1：通过红外拍摄装置采集人眼7瞳孔的视频，将视频信息传输给MCU 2，对第一帧视频图片利用公式Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114得到图像的灰度图，利用Priwitt算子对灰度图进行边缘检测，对边缘图像利用一定的图像处理方法进行处理(例如腐蚀、膨胀)使得边缘线条更加完整连续，对处理完后的图进行霍夫变换进行圆形拟合找到人眼7形状大小的圆形，通过MCU 2中一系列的图像算法最终确定人眼7的位置。
S2：确定人眼7位置后在采集到的瞳孔图像中计算出人眼7中那部分图像的RGB颜色分布模型，利用meanshift(均值漂移)算法在后续的跟踪视频中对人眼7进行实时跟踪。
S3：通过跟踪到的人眼7位置高度信息传输给抬头显示系统8，通过调整第一凹面镜4或第二凹面镜5的投影角度，将液晶屏显示出来的画面投影出现到第一凹面镜4上，第一凹面镜4进行反射改变光路传播方向，投射到第二凹面镜5上，第二凹面镜5可以将图像放大和改变图像投射方向，然后二次反射投影到挡风玻璃6上，最后通过挡风玻璃6第三次反射进入人眼7。此刻人眼7可以观察到在挡风玻璃6前方的虚像，最终实现自适应的抬头显示投影功能。
现有的HUD投影装置100基本上都是固定或者通过手动调节凹面镜的反射角度投影在挡风玻璃6的某个位置，而实际上不同的驾驶员或者驾驶条件都可能导致当前投影的位置不利于驾驶员阅读驾驶信息。
根据本发明实施例的HUD投影装置100，增加一个头部信息采集的红外拍摄装置以及处理分析视频信息的MCU 2模块，利用图像处理算法及meanshift(均值漂移)跟踪算法能实时准确的输出人眼7高度位置信息，通过该位置信息调整第一凹面镜4或第二凹面镜5的反射角度使投影的驾驶信息出现在人眼7的舒适位置，解决了传统的HUD功能需要手动调节，或者通过角度位置校正实时性不够的问题。
下面参考图1描述根据本发明实施例的HUD投影装置100。
如图1所示，根据本发明实施例的HUD投影装置100，包括信息采集装置1、MCU 2(Microcontroller Unit，微控制单元)、抬头显示系统8，其中抬头显示系统8包括抬头显示装置3、第一凹面镜4、第二凹面镜5。
具体地，MCU 2与信息采集装置1通讯连接，抬头显示系统8与MCU 2通讯连接，第一凹面镜4与抬头显示装置3相对以接收抬头显示装置3的液晶显示屏显示出来的画面，第二凹面镜5与第一凹面镜4相对以接收第一凹面镜4反射出的画面，并将画面反射到车辆的挡风玻璃6上。其中信息采集装置1可以为红外拍摄装置。
根据本发明的HUD投影装置100，通过设置信息采集装置1和MCU 2，可以实时跟踪驾驶员人眼7采集人眼7高度，利用算法实时准确的输出人眼7高度位置信息，通过该位置信息自动调整第一凹面镜4或第二凹面镜5的反射角度使投影的画面出现在人眼7的舒适位置，可以根据驾驶员的自身坐姿以及高矮程度来自适应调整HUD投影装置100的投影位置，使得驾驶员能一直处于一种最好的视角使用HUD投影装置100了解当前车辆的信息，保证车辆行驶的安全性。
根据本发明实施例的车辆，包括上述HUD投影装置100。
根据本发明实施例的车辆，通过设置信息采集装置1和MCU 2，可以实时跟踪驾驶员人眼7采集人眼7高度，利用算法实时准确的输出人眼7高度位置信息，通过该位置信息自动调整第一凹面镜4或第二凹面镜5的反射角度使投影的画面出现在人眼7的舒适位置，可以根据驾驶员的自身坐姿以及高矮程度来自适应调整HUD投影装置100的投影位置，使得驾驶员能一直处于一种最好的视角使用HUD投影装置100了解当前车辆的信息，保证车辆行驶的安全性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种调整HUD投影装置的投影位置的方法，其特征在于，所述HUD投影装置包括：
信息采集装置；
MCU，所述MCU与所述信息采集装置通讯连接；
抬头显示系统，所述抬头显示系统与所述MCU通讯连接，所述抬头显示系统包括抬头显示装置、第一凹面镜和第二凹面镜，所述第一凹面镜与所述抬头显示装置相对以接收所述抬头显示装置的液晶显示屏显示出来的画面，所述第二凹面镜与所述第一凹面镜相对以接收所述第一凹面镜反射出的画面，并将画面反射到车辆的挡风玻璃上；
所述调整HUD投影位置的方法包括：
S1：通过所述信息采集装置采集人眼瞳孔的视频，将视频信息传输给所述MCU，将第一帧图片由彩色转化成人眼灰度图，然后进行边缘检测得到人眼的轮廓图，并确定出人眼的位置；
S2：确定人眼位置后在采集到的瞳孔图像中计算出人眼中那部分图像的RGB颜色分布模型，对人眼运动轨迹进行跟踪以实时确定人眼所在的高度；
S3：根据接收到的人眼高度信息调整所述第一凹面镜和所述第二凹面镜中的至少一个，将液晶显示屏显示出来的画面投影出现到第一凹面镜上，第一凹面镜进行反射改变光路传播方向，投射到第二凹面镜上，然后二次反射投影到所述挡风玻璃上，最后通过所述挡风玻璃第三次反射进入人眼。
2.根据权利要求1所述的调整HUD投影装置的投影位置的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，通过公式Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114将第一帧视频转化成灰度图。
3.根据权利要求1所述的调整HUD投影装置的投影位置的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，利用Priwitt算子对灰度图进行边缘检测。
4.根据权利要求1所述的调整调整HUD投影装置的投影位置的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，还可以通过图像腐蚀或图像膨胀使得人眼轮廓边缘线条更加完整连续。
5.根据权利要求1所述的调整HUD投影装置的投影位置的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，对人眼轮廓图进行霍夫变换进行圆形拟合找到人眼形状大小的圆形，通过所述MCU确定人眼的位置。
6.根据权利要求1所述的调整HUD投影装置的投影位置的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，利用meanshift的跟踪算法对人眼运动轨迹进行跟踪以实时确定人眼所在的高度。
7.根据权利要求1所述的调整HUD投影装置的投影位置的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述第二凹面镜可以将接收到的图像放大。
8.根据权利要求1所述的调整HUD投影装置的投影位置的方法，其特征在于，所述信息采集装置为红外拍摄装置。
9.一种HUD投影装置，其特征在于，包括：
信息采集装置；
MCU，所述MCU与所述信息采集装置通讯连接；
抬头显示系统，所述抬头显示系统与所述MCU通讯连接，所述抬头显示系统包括抬头显示装置、第一凹面镜和第二凹面镜，所述第一凹面镜与所述抬头显示装置相对以接收所述抬头显示装置的液晶显示屏显示出来的画面，所述第二凹面镜与所述第一凹面镜相对以接收所述第一凹面镜反射出的画面，并将画面反射到车辆的挡风玻璃上。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的HUD投影装置。
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