CN110136519B

CN110136519B - 基于arhud导航的模拟系统和方法

Info

Publication number: CN110136519B
Application number: CN201910310527.7A
Authority: CN
Inventors: 冯遥; 李映辉; 周志鹏; 张丙林
Original assignee: Apollo Zhilian Beijing Technology Co Ltd
Current assignee: Apollo Zhilian Beijing Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2039-04-17
Also published as: CN110136519A

Abstract

本发明实施例提供一种基于ARHUD导航的模拟系统和方法，属于车辆导航领域。该模拟系统包括：HUD设备、投影仪、投影屏以及前档玻璃，其中，所述前档玻璃位于用户和所述投影屏之间，所述HUD设备用于在所述前档玻璃上投放AR引导线画面；所述投影仪用于在所述投影屏上投放路面画面，以使所述用户在所述投影屏上看到所述AR引导线画面与所述路面画面结合形成的所述ARHUD导航的模拟效果。该基于ARHUD导航的模拟系统和方法能够实现固定场景内的沉浸式ARHUD导航的体验效果。

Description

基于ARHUD导航的模拟系统和方法

技术领域

本发明涉及车辆导航，具体地涉及一种基于ARHUD导航的模拟系统和方法。

背景技术

对于ARHUD导航的模拟，目前的方案是在真实的道路上去体验ARHUD导航的效果，道路画面与AR画面叠加显示在同一台屏幕设备显示。现有技术存在以下几个明显的问题：(1)不方便效果调试；(2)ARHUD体验不够真实，在固定场景内演示ARHUD没有沉浸式体验。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于ARHUD导航的模拟系统和方法，该基于ARHUD导航的模拟系统和方法能够实现固定场景内的沉浸式ARHUD导航的体验效果

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于ARHUD导航的模拟系统，该模拟系统包括：HUD设备、投影仪、投影屏以及前档玻璃，其中，所述前档玻璃位于用户和所述投影屏之间，所述HUD设备用于在所述前档玻璃上投放AR引导线画面；所述投影仪用于在所述投影屏上投放路面画面，以使所述用户在所述投影屏上看到所述AR引导线画面与所述路面画面结合形成的所述ARHUD导航的模拟效果。

优选地，该模拟系统还包括处理器，用于：根据所述用户在所述投影屏上看到的AR引导线画面的长、宽以及预先设置的所述路面画面与所述AR引导线画面的比例和位置关系，计算所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值；根据所述AR引导线画面的四顶点的位置和所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值确定所述路面画面的四顶点的位置。

优选地，所述投影仪根据所述路面画面的四顶点的位置进行所述路面画面的投影。

优选地，所述投影屏为屏幕或墙壁。

优选地，所述投影屏设置在距离所述前档玻璃所在的车辆的车头5-7m的位置。

优选地，所述投影仪设置在距离所述投影屏30cm的位置。

优选地，所述投影仪设置在距离地面20cm的位置。

优选地，所述用户在所述投影屏上看到的所述AR引导线画面位于所述路面画面的右下角。

本发明实施例还提供一种基于ARHUD导航的模拟方法，该模拟方法使用HUD设备、投影仪、投影屏以及前档玻璃，其中，所述前档玻璃位于用户和所述投影屏之间，该模拟方法包括：使用所述HUD设备在所述前档玻璃上投放AR引导线画面；使用所述投影仪在所述投影屏上投放路面画面，以使所述用户在所述投影屏上看到所述AR引导线画面与所述路面画面结合形成的所述ARHUD导航的模拟效果。

优选地，在使用所述HUD设备在所述前档玻璃上投放AR引导线画面之后，该模拟方法还包括：根据所述用户在所述投影屏上看到的AR引导线画面的长、宽以及预先设置的所述路面画面与所述AR引导线画面的比例和位置关系，计算所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值；根据所述AR引导线画面的四顶点的位置和所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值确定所述路面画面的四顶点的位置；使用所述投影仪根据所述路面画面的四顶点的位置进行所述路面画面的投影。

优选地，所述投影屏为屏幕或墙壁。

优选地，所述用户在所述投影屏上看到的所述AR引导线画面位于所述路面画面的右下角。通过上述技术方案，采用本发明提供的基于ARHUD导航的模拟系统和方法，使用HUD设备在前档玻璃上投放AR引导线画面，使用投影仪在投影屏上投放路面画面，以使用户在投影屏上看到AR引导线画面与路面画面结合形成的ARHUD导航的模拟效果。本发明能够实现固定场景内的沉浸式ARHUD导航的体验效果

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的基于ARHUD导航的模拟系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的基于ARHUD导航的模拟系统的实现过程示意图；

图3是本发明一实施例提供的基于ARHUD导航的模拟方法的流程图；

图4是本发明一实施例提供的基于ARHUD导航的模拟方法的流程图。

附图标记说明

1 HUD设备 2 投影仪

3 投影屏 4 前档玻璃

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明一实施例提供的基于ARHUD导航的模拟系统的结构示意图。如图1所示，该模拟系统包括：HUD设备1、投影仪2、投影屏3以及前档玻璃4，其中，所述前档玻璃4位于用户和所述投影屏3之间，所述HUD设备1用于在所述前档玻璃4上投放AR引导线画面；所述投影仪2用于在所述投影屏3上投放路面画面，以使所述用户在所述投影屏3上看到所述AR引导线画面与所述路面画面结合形成的所述ARHUD导航的模拟效果。

ARHUD导航是一种可以将导航直接叠加到实时道路上的技术，可以在前档玻璃4上直接看到导航当前正在行进的道路的AR引导线画面。为了达到在固定场景内ARHUD导航的演示效果，本发明把ARHUD导航的图像图层(采集的道路画面)与AR图层(引导线画面)分离出来，并能够根据各个图层配置的参数，显示的在不同的屏幕设备上，AR图层显示到ARHUD导航的相关设备上，图像图层通过投影仪2显示，通过在实际场地中布置ARHUD与投影仪2显示画面的位置关系，达到ARHUD模拟真实场景的效果。

通过Android Presentation技术将采集的视频，即道路画面通过投影仪2显示(UI界面绑定外接投影仪2设备)，AR引导线画面通过HUD设备1显示(UI界面绑定外接的光机)，人眼位置固定后通过摆放投影仪2使人眼看到的AR引导线画面与投影仪2播放的道路画面贴合达到模拟ARHUD导航的效果。

本实施例提供的基于ARHUD导航的模拟系统布置流程如下：

(1)准备工具：卷尺(10m)，投影仪2垫子(可用差不多的箱子代替)，投影屏3(可以例如屏幕或墙壁)、投影仪2、车机到投影仪2的连接线(12m)；

(2)将投影屏3设置在距离车头一定距离(优选5～7米)；

(3)点亮HUD设备1输出AR引导线画面，在驾驶位能够看到前挡玻璃上有一个亮度稍高的矩形区域；

(4)标出AR引导线画面的矩形四个顶点投影到投影屏3上的位置；

(5)量出AR引导线画面的矩形的长w、宽h；

(6)使用撰写好的脚本(./cal.sh width height)计算出道路画面的四个顶点的位置(计算出的位置位相对于红色点点位置，x为水平偏移(右为正)，y为垂直偏移(上为正))；

(7)在投影屏3上标出道路画面的四个顶点的位置；

(8)将投影仪2放到屏幕前一定位置(例如30cm)和一定高度(例如20cm)；

(9)使用投影仪2的遥控器进入设置中的“自定义矫正”功能，将投影仪2高亮的四个顶点(高亮的全部区域)调整到跟道路画面的四个顶点的位置重合；

(10)进入ARHUD导航，验证AR引导线画面与投影仪2的道路画面投影对应吻合，完成布置。

图2是本发明一实施例提供的基于ARHUD导航的模拟系统的实现过程示意图。如图2所示，该模拟系统还包括处理器，用于：根据所述用户在所述投影屏3上看到的AR引导线画面的长、宽以及预先设置的所述路面画面与所述AR引导线画面的比例和位置关系，计算所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值；根据所述AR引导线画面的四顶点的位置和所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值确定所述路面画面的四顶点的位置。

在本发明实施例中，提供了处理器确定路面画面的四顶点的位置的方法。一般情况下，ARHUD导航预先设置了路面画面与AR引导线画面的比例和位置关系，例如AR引导线画面以一定比例位于路面画面的右下角(或右侧，也可以是其他位置关系)。在有该比例和位置关系的情况下，可以根据已知的AR引导线画面的参数(例如长、宽、各顶点坐标以及中心点坐标等)确定路面画面的四个顶点相对AR引导线画面的四个顶点的偏移。随后，根据AR引导线画面的四个顶点的位置得到路面画面的四个顶点的位置。

具体地，上文所述的使用LINUX脚本(./cal.sh width height)实现该方法如下：

#！/bin/bash

#1500x843视频屏幕1920x1080

#

#需要输入的参数hud宽和高

width＝$1

height＝$2

#分别表示屏幕的分辨率，和视频画面在屏幕中的大小(播放时处于屏幕的右下角)

pix_screen_w＝1920

pix_screen_h＝1080

pix_video_w＝1500

pix_video_h＝843

#left bottom左下角

x1＝0.0

y1＝0.0

#right bottom右下角

x2＝$width

y2＝0.0

#left top左上角

x3＝0.0

y3＝$height

#right top右上角

x4＝$width

y4＝$height

#中心点坐标

cx1＝$x1

cy1＝$(echo"$y1-($y4-$y1)/0.65*0.35/2"|bc-l)

cx2＝$x2

cy2＝$cy1

cx3＝$x3

cy3＝$(echo"$y3+($y4-$y1)/0.65*0.35/2"|bc-l)

cx4＝$x4

cy4＝$cy3

cwidth＝$(echo"$cx4-$cx1"|bc-l)

cheight＝$(echo"$cy4-$cy1"|bc-l)

#echo"coor1:($cx1,$cy2),($cx2,$cy2),($cx3,$cy3),($cx4,$cy4)"

#echo"size1:$cwidth,$cheight"

hx1＝$(echo"$cx1-($cx4-$cx1)/$pix_video_w*($pix_screen_w-$pix_video_w)"|bc-l)

hy1＝$cy1

hx2＝$cx2

hy2＝$cy2

hx3＝$hx1

hy3＝$(echo"$cy3+($cy3-($cy1))/$pix_video_h*($pix_screen_h-$pix_video_h)"|bc-l)

hx4＝$hx2

hy4＝$hy3

#计算与hud四个角点的偏移

dx1＝$(echo"($hx1-$x1+0.5)/1"|bc)

dy1＝$(echo"($hy1-$y1+0.5)/1"|bc)

dx2＝$(echo"($hx2-$x2+0.5)/1"|bc)

dy2＝$(echo"($hy2-$y2+0.5)/1"|bc)

dx3＝$(echo"($hx3-$x3+0.5)/1"|bc)

dy3＝$(echo"($hy3-$y3+0.5)/1"|bc)

dx4＝$(echo"($hx4-$x4+0.5)/1"|bc)

dy4＝$(echo"($hy4-$y4+0.5)/1"|bc)

hwidth＝$(echo"($hx4-$hx1+0.5)/1"|bc)

hheight＝$(echo"($hy4-$hy1+0.5)/1"|bc)

echo"size2:$hwidth,$hheight"

#输出结果

echo-e"\ttop-left:\t($dx3,$dy3)\n\ttop-right:\t($dx4,$dy4)\n\tbottom-left:\t($dx1,$dy1)\n\tbottom-right:\t($dx2,$dy2)"

图3是本发明一实施例提供的基于ARHUD导航的模拟方法的流程图。如图3所示，该模拟方法使用HUD设备、投影仪、投影屏以及前档玻璃，其中，所述前档玻璃位于用户和所述投影屏之间，该模拟方法包括：

步骤S31，使用所述HUD设备在所述前档玻璃上投放AR引导线画面；

步骤S32，使用所述投影仪在所述投影屏上投放路面画面，以使所述用户在所述投影屏上看到所述AR引导线画面与所述路面画面结合形成的所述ARHUD导航的模拟效果。

图4是本发明另一实施例提供的基于ARHUD导航的模拟方法的流程图。如图4所示，在使用所述HUD设备在所述前档玻璃上投放AR引导线画面之后，该模拟方法还包括：

步骤S41，根据所述用户在所述投影屏上看到的AR引导线画面的长、宽以及预先设置的所述路面画面与所述AR引导线画面的比例和位置关系，计算所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值；

步骤S42，根据所述AR引导线画面的四顶点的位置和所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值确定所述路面画面的四顶点的位置；

步骤S43，使用所述投影仪根据所述路面画面的四顶点的位置进行所述路面画面的投影。

优选地，所述投影屏为屏幕或墙壁。

上述方法的实施例与上文所述的系统的实施例类似，在此不再赘述。

通过上述技术方案，采用本发明提供的基于ARHUD导航的模拟系统和方法，使用HUD设备1在前档玻璃4上投放AR引导线画面，使用投影仪2在投影屏3上投放路面画面，以使用户在投影屏3上看到AR引导线画面与路面画面结合形成的ARHUD导航的模拟效果。本发明能够实现固定场景内的沉浸式ARHUD导航的体验效果。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例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，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims

1.一种基于ARHUD导航的模拟系统，其特征在于，该模拟系统包括：

HUD设备、投影仪、投影屏以及前档玻璃，其中，所述前档玻璃位于用户和所述投影屏之间；

所述HUD设备用于在所述前档玻璃上投放AR引导线画面；

所述投影仪用于在所述投影屏上投放路面画面，以使所述用户在所述投影屏上看到所述AR引导线画面与所述路面画面结合形成的所述ARHUD导航的模拟效果；

该模拟系统还包括处理器，用于：

根据所述用户在所述投影屏上看到的AR引导线画面的长、宽以及预先设置的所述路面画面与所述AR引导线画面的比例和位置关系，计算所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值；

根据所述AR引导线画面的四顶点的位置和所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值确定所述路面画面的四顶点的位置。

2.根据权利要求1所述的基于ARHUD导航的模拟系统，其特征在于，所述投影仪根据所述路面画面的四顶点的位置进行所述路面画面的投影。

3.根据权利要求1所述的基于ARHUD导航的模拟系统，其特征在于，所述投影屏为屏幕或墙壁。

4.根据权利要求1所述的基于ARHUD导航的模拟系统，其特征在于，所述投影屏设置在距离所述前档玻璃所在的车辆的车头5-7m的位置。

5.根据权利要求1所述的基于ARHUD导航的模拟系统，其特征在于，所述投影仪设置在距离所述投影屏30cm的位置。

6.根据权利要求1所述的基于ARHUD导航的模拟系统，其特征在于，所述投影仪设置在距离地面20cm的位置。

7.根据权利要求1所述的基于ARHUD导航的模拟系统，其特征在于，所述用户在所述投影屏上看到的所述AR引导线画面位于所述路面画面的右下角。

8.一种基于ARHUD导航的模拟方法，其特征在于，该模拟方法使用HUD设备、投影仪、投影屏、前档玻璃以及处理器，其中，所述前档玻璃位于用户和所述投影屏之间，该模拟方法包括：

使用所述HUD设备在所述前档玻璃上投放AR引导线画面；

使用所述投影仪在所述投影屏上投放路面画面，以使所述用户在所述投影屏上看到所述AR引导线画面与所述路面画面结合形成的所述ARHUD导航的模拟效果，其中

在使用所述HUD设备在所述前档玻璃上投放AR引导线画面之后，使所述处理器根据所述用户在所述投影屏上看到的AR引导线画面的长、宽以及预先设置的所述路面画面与所述AR引导线画面的比例和位置关系，计算所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值；

根据所述AR引导线画面的四顶点的位置和所述路面画面的四顶点与所述AR引导线画面的四顶点的偏移值确定所述路面画面的四顶点的位置；

使用所述投影仪根据所述路面画面的四顶点的位置进行所述路面画面的投影。

9.根据权利要求8所述的基于ARHUD导航的模拟方法，其特征在于，所述投影屏为屏幕或墙壁。

10.根据权利要求8所述的基于ARHUD导航的模拟方法，其特征在于，所述用户在所述投影屏上看到的所述AR引导线画面位于所述路面画面的右下角。