CN111886481A - 位置调整装置以及具备其的投影系统 - Google Patents

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Abstract

位置调整装置(60)具备：第1安装台(71b)、第2安装台(66a)、移动机构、加速度传感器(61)和信号输出部(72)。位置调整装置(60)被用于调整对移动体(200)的姿势的变动进行检测的姿势检测装置(40)向移动体(200)的安装位置。第1安装台(71b)被安装于移动体(200)的一部分。第2安装台(66a)被安装于姿势检测装置(40)。移动机构相对于第1安装台(71b)，使第2安装台(66a)在包含相互正交的第1轴、第2轴以及第3轴的三个轴向之中的至少一个方向旋转移动。加速度传感器(61)被配置于第2安装台(66a)上。信号输出部(72)将来自加速度传感器(61)的检测信号输出到外部。

Description

位置调整装置以及具备其的投影系统
技术领域
本公开涉及调整对车辆等的移动体的姿势进行检测的传感器的安装位置的位置调整装置以及具备其的投影系统。
背景技术
专利文献1公开了一种使用平视显示器(HUD)装置，进行增强现实(AR)显示的车辆信息投影系统。HUD装置通过在车辆的挡风玻璃投影表示虚像的光，使作为车辆的乘客的观看者目视确认车辆的外界的实景以及虚像。例如，将表示车辆的引导路径的虚像对应于实景内的显示对象(例如，道路)来进行显示。由此，乘客能够一边目视确认实景一边确认引导路径。车辆信息投影系统具备车速传感器，根据加速度来修正虚像的显示位置。由此，在车辆的急减速以及急加速时，抑制产生虚像的位置偏离。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP专利第6201690号公报
专利文献2：JP特开平5-318250号公报
专利文献3：JP特开2016-78162号公报
专利文献4：JP特开2016-82138号公报
专利文献5：JP特开2015-460号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
本公开提供一种能够高精度地调整对车辆等的移动体的姿势进行检测的传感器的安装位置的位置调整装置以及具备其的投影系统。
-解决课题的手段-
本公开的位置调整装置具备：第1安装台、第2安装台、移动机构、加速度传感器和信号输出部。位置调整装置被用于调整对移动体的姿势的变动进行检测的姿势检测装置向移动体的安装位置。第1安装台被安装于移动体的一部分。第2安装台被安装于姿势检测装置。移动机构相对于第1安装台，使第2安装台在包含相互正交的第1轴、第2轴以及第3轴的三个轴向之中的至少一个方向旋转移动。加速度传感器被配置于第2安装台上。信号输出部将来自加速度传感器的检测信号输出到外部。
本公开的一方式的投影系统具备姿势检测装置、投影装置和上述的位置调整装置。姿势检测装置对移动体的姿势进行检测。投影装置参照来自姿势检测装置的检测结果来修正投影位置并且投影移动体信息。位置调整装置被用于调整姿势检测装置相对于移动体的安装姿势。
本公开的另一方式的投影系统具备姿势检测装置、投影装置、上述的位置调整装置和修正处理装置。投影装置参照来自姿势检测装置的检测结果来修正投影位置并且投影移动体信息。位置调整装置被用于调整姿势检测装置相对于移动体的安装姿势。修正处理装置接收来自加速度传感器的检测信号，对姿势检测装置向移动体的安装位置进行计算。位置调整装置的移动机构具备：以第1轴为中心来使第2安装台旋转移动的第1旋转机构、以第2轴为中心来使第2安装台旋转移动的第2旋转机构、和分别驱动第1旋转机构和第2旋转机构的驱动部。位置调整装置包含对驱动部进行控制的驱动控制部，对通过修正处理装置来计算的安装位置与规定的调整值进行比较。驱动控制部根据位置调整装置的比较的结果，控制驱动部。
-发明效果-
通过本公开，能够提供一种用于高精度地调整对车辆等的移动体的姿势进行检测的传感器的安装位置的位置调整装置，并且能够提供一种移动体的姿势检测精度提高了的投影系统。
附图说明
图1是用于对应用了位置调整装置的投影系统进行说明的图。
图2是表示实施方式1所涉及的投影系统的框图。
图3是用于对陀螺仪传感器向车辆的安装精度与姿势检测精度的关系进行说明的图。
图4是用于对实施方式1所涉及的姿势检测装置向车辆的安装构造进行说明的图。
图5是表示实施方式1所涉及的位置调整装置的结构的立体图。
图6是表示实施方式1所涉及的位置调整装置的各结构要素的图。
图7是表示实施方式1所涉及的位置调整的流程的流程图。
图8是用于对根据加速度传感器值来计算角度的方法进行说明的图。
图9是表示实施方式2所涉及的投影系统的框图。
图10是对实施方式2所涉及的位置调整装置的结构进行说明的展开图。
图11是表示实施方式2所涉及的位置调整的流程的流程图。
图12是表示实施方式2的变形例所涉及的投影系统的框图。
具体实施方式
以下，适当地参照附图，对实施方式详细进行说明。其中，可能省略非必要详细的说明。例如，可能省略已知事项的详细说明、针对实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。
另外，发明人为了本领域技术人员充分理解本公开而提供了附图以及以下的说明，并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。
(实施方式1)
以下，参照附图来对实施方式1进行说明。首先，对应用了本公开的位置调整装置的投影系统100的结构进行说明。在第1实施方式中，以移动体是汽车等车辆、投影系统是在车辆的挡风玻璃的前方显示虚像的平视显示器(HUD)系统的情况为例来进行说明。
1-1.投影系统的结构
图1是用于对应用了本公开的位置调整装置的投影系统100进行说明的图。在图1中，将车辆200的翻滚(roll)轴作为X轴，将车辆200的俯仰(pitch)轴作为Y轴，将车辆200的横摆(yaw)轴作为Z轴。即，X轴与Y轴以及Z轴正交，是沿着目视确认虚像Iv的乘客D的视线方向的轴。Y轴是从目视确认虚像Iv的乘客D来看沿着左右方向的轴。Z轴是沿着车辆200的高度方向的轴。
投影系统100是在车辆200的挡风玻璃210的前方的实景重叠虚像Iv，进行所谓的增强现实(AR)显示的HUD系统。虚像Iv表示规定的信息。例如，虚像Iv是表示用于向目的地引导的路径、向目的地的到达预计时刻、行进方向、速度、各种警告等的图形以及文字。投影系统100被设置于车辆200，将表示虚像Iv的显示光Lc投影于车辆200的挡风玻璃210的显示区域220内。在本实施方式中，显示区域220是挡风玻璃210的一部分的区域。另外，显示区域220也可以是挡风玻璃210的整个区域。显示光Lc通过挡风玻璃210，向车内的方向反射。由此，车辆200内的乘客(观看者)D将被反射的显示光Lc作为处于车辆200的前方的虚像Iv进行目视确认。
投影系统100包含投影装置10、信息获取装置20、显示处理装置30、姿势检测装置40以及修正处理装置50。
投影装置10将表示虚像Iv的显示光Lc投影于显示区域220内。投影装置10例如包含显示虚像Iv的图像的液晶显示元件、对液晶显示元件进行照明的LED等的光源、将液晶显示元件所显示的图像的显示光Lc反射于显示区域220的反射镜以及透镜等。投影装置10例如被设置于车辆200的仪表盘内。
信息获取装置20获取车辆200的位置以及车外的信息。具体而言，信息获取装置20对车辆200的位置进行测定并生成表示位置的位置信息。信息获取装置20进一步获取对象物、以及表示到对象物为止的距离等的车外信息。对象物是人、标志、道路等。信息获取装置20输出包含车辆200的位置信息以及车外信息的车辆相关信息。
显示处理装置30基于从信息获取装置20得到的车辆相关信息，控制虚像Iv的显示，将虚像Iv的图像数据向投影装置10输出。此外，显示处理装置30基于从修正处理装置50得到的虚像Iv的显示位置的修正量，控制虚像Iv的显示。关于修正量在后面叙述。显示处理装置30也可以基于车辆相关信息，控制虚像Iv的显示。
姿势检测装置40对车辆200的姿势变动进行检测。
修正处理装置50基于由姿势检测装置40检测的车辆200的姿势变动，对虚像Iv的显示位置的修正量进行计算。
图2是表示投影系统100的内部结构的框图。本实施方式所涉及的投影系统100还具备位置调整装置60以及通知装置80。
信息获取装置20包含对表示地理坐标系中的车辆200的当前地的位置进行检测的GPS(Global Positioning System)模块21。具体而言，GPS模块21接收来自GPS卫星的电波，对接收的地点的纬度以及经度进行测位。GPS模块21生成表示测位的纬度以及经度的位置信息。信息获取装置20还包含拍摄外景并生成摄像数据的照相机22。信息获取装置20例如根据摄像数据确定对象物，对到对象物为止的距离进行测定。信息获取装置20将对象物以及表示到对象物为止的距离的信息生成为车外信息。信息获取装置20将包含位置信息以及车外信息的车辆相关信息输出到显示处理装置30。另外，由照相机22生成的摄像数据也可以被输出到显示处理装置30。
显示处理装置30包含通信部31、显示控制部32以及存储部33。
通信部31包含依据规定的通信标准(例如，LAN、Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)、USB、HDMI(注册商标)、CAN(controller area network)、SPI(Serial PeripheralInterface))而进行与外部设备的通信的电路。
显示控制部32能够通过半导体元件等来实现。显示控制部32例如能够由微型计算机、CPU、MPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC构成。显示控制部32的功能可以仅由硬件构成，也可以通过将硬件与软件组合来实现。显示控制部32通过读取保存于存储部33的数据、程序并进行各种运算处理，来实现规定的功能。
存储部33是对为了实现显示处理装置30的功能所必要的程序以及数据进行存储的存储介质。存储部33例如能够通过硬盘(HDD)、SSD、RAM、DRAM、铁电存储器、闪存、磁盘或者这些的组合来实现。
在存储部33中，保存表示虚像Iv的多个图像数据33i。显示控制部32基于从信息获取装置20得到的车辆相关信息，决定显示的虚像Iv。显示控制部32从存储部33读取决定的虚像Iv的图像数据33i，输出到投影装置10。进一步地，显示控制部32对虚像Iv的显示位置进行设定。显示控制部32将表示是否显示虚像Iv或者是否为显示中的显示信息输出到修正处理装置50。
姿势检测装置40包含对角速度进行检测的陀螺仪传感器41。陀螺仪传感器41将检测到的角速度作为表示车辆200的姿势变动的姿势变动信息输出到修正处理装置50。陀螺仪传感器41是具有相互正交的三个轴的传感器。
位置调整装置60被配置于姿势检测装置40与车辆200之间。位置调整装置60为了调整姿势检测装置40相对于车辆200的安装角度而被使用。位置调整装置60对姿势检测装置40相对于车辆200的安装角度进行检测。关于位置调整装置60的结构的详细在后面叙述。
修正处理装置50包含通信部51、修正控制部52和位置计算部53。
通信部51包含依据规定的通信标准(例如LAN、Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)、USB、HDMI(注册商标)、CAN(controller area network)、SPI(Serial PeripheralInterface))来进行与外部设备的通信的电路。
修正控制部52能够通过半导体元件等来实现。修正控制部52例如能够由微型计算机、CPU、MPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC构成。显示控制部32的功能可以仅通过硬件来构成，也可以通过将硬件与软件组合来实现。修正控制部52通过读取修正处理装置50内的未图示的存储部中保存的数据、程序并进行各种运算处理，来实现规定的功能。
修正控制部52作为功能的结构包含偏离量计算部52a以及修正量计算部52b。
偏离量计算部52a基于姿势检测装置40所输出的姿势变动信息，计算车辆200的姿势(角度的偏离量)。例如，偏离量计算部52a通过对陀螺仪传感器41所检测的角速度进行积分运算，来计算车辆200的3轴方向的角度(翻滚角、俯仰角以及横摆角)。由此，能够计算以图1所示的X轴(翻滚轴)、Y轴(俯仰轴)以及Z轴(横摆轴)为中心的旋转方向(翻滚方向、俯仰方向以及横摆方向)上的车辆200的偏离量(角度)。另外，在本实施方式中，计算3轴方向的全部角度，但也可以计算1轴或者2轴方向的角度。例如，也可以仅计算Y轴以及Z轴方向的角度。
修正量计算部52b根据车辆200的姿势(角度的偏离量)，计算虚像Iv的显示位置的修正量。具体而言，修正量计算部52b将偏离量计算部52a所计算出的角度(俯仰角以及横摆角)的偏离量换算为像素数，决定将偏离量的像素数(以下，也称为“偏离像素数”)恢复为原始的这种修正量。关于翻滚角，保持角度而被输出。例如，偏离量计算部52a决定将翻滚角的偏离量恢复为原始的这种修正量。在本实施方式中，修正量通过Y轴方向以及Z轴方向上的像素数而被表示。修正量计算部52b将计算出的修正量输出到显示处理装置30。
位置计算部53基于来自位置调整装置60的信号，计算姿势检测装置40的安装角度。位置计算部53能够通过半导体元件等来实现。位置计算部53例如能够由微型计算机、CPU、MPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC构成。位置计算部53作为功能的结构也可以包含于修正控制部52。显示处理装置30与修正处理装置50通过通信部31、51来双方向地进行通信。显示处理装置30向修正处理装置50输出显示信息。修正处理装置50向显示处理装置30输出修正量。
通知装置80具备显示器，对作业者显示规定的通知。关于规定的通知在后面叙述。
关于1-2.本公开的课题
图3是用于对陀螺仪传感器41相对于车辆200的安装精度与姿势检测精度的关系进行说明的图。陀螺仪传感器41是具有相互正交的Xs、Ys、Zs轴的传感器。在投影系统中，陀螺仪传感器41必须被安装为其Xs、Ys、Zs轴分别相对于车辆200的X、Y、Z轴平行。
图3的(a)表示陀螺仪传感器41被正确地安装于车辆200、即被安装为其Xs、Ys、Zs轴分别相对于车辆200的X、Y、Z轴平行的状态。图3的(b)表示陀螺仪传感器41从图3的(a)的姿势，以Xs轴为中心偏离角度θ并安装于车辆200的状态。
在图3的(a)中，陀螺仪传感器41仅围绕Xs轴而对以车辆200的X轴为中心的旋转方向(翻滚方向)的角速度进行检测。陀螺仪传感器41仅围绕Ys轴而对以Y轴为中心的旋转方向(俯仰方向)的角速度进行检测。陀螺仪传感器41仅围绕Zs轴而对以Z轴为中心的旋转方向(横摆方向)的角速度进行检测。
与此相对地，在图3的(b)中，陀螺仪传感器41仅围绕Xs轴而对以X轴为中心的旋转方向的角速度进行检测。但是，由于陀螺仪传感器41以Xs轴为中心倾斜，因此以Y轴为中心的旋转方向的角速度被分解为围绕Ys轴以及围绕Zs轴而被检测。同样地，以Z轴为中心的旋转方向的角速度被分解为围绕Ys轴以及围绕Zs轴而被检测。
因此，在图3的(b)所示的陀螺仪传感器41中，不能正确地检测以车辆200的Y轴为中心的旋转方向以及以Z轴为中心的旋转方向的动作。因此，修正处理装置50不能正确地计算车辆200的偏离量，图1的虚像Iv可能相对于实景内的规定的显示对象而偏离显示。特别地，在车辆200的行驶时，一般与以Y轴(俯仰轴)为中心的旋转方向(俯仰方向)的车辆200的角速度相比，以Z轴(横摆轴)为中心的旋转方向(横摆方向)的车辆200的角速度为相当大的值。因此，如图3的(b)所示，若陀螺仪传感器41偏离角度θ而被安装于车辆200，则陀螺仪传感器41在围绕Ys轴的角速度的检测中，将围绕Z轴的角速度的一部分误检测为围绕Y轴的角速度。因此，在将对以Y轴为中心的旋转方向的车辆200的角速度进行检测的陀螺仪传感器41安装于车辆200时，对安装角度要求较高的精度。
因此，在本实施方式中，设置位置调整装置60，以使得相对于车辆200以正确的姿势安装陀螺仪传感器41。即，如图4所示，姿势检测装置40经由位置调整装置60而被固定于车辆200的框体。位置调整装置60构成为在规定的方向进行动作，构成为能够调整姿势检测装置40向车辆200的安装角度。
1-3.位置调整装置的结构
位置调整装置60是通过在翻滚角、俯仰角以及横摆角方向旋转，在X轴、Y轴以及Z轴方向进行动作，从而用于调整姿势检测装置40向车辆200的安装角度的装置。X轴是第1轴的一个例子，Y轴是第2轴的一个例子，Z轴是第3轴的一个例子。位置调整装置60如图2所示，具备加速度传感器61、和用于将来自加速度传感器61的检测信号输出到外部的信号输出部72。
加速度传感器61是具有相互正交的Xa、Ya、Za轴的3轴传感器。姿势检测装置40被固定于位置调整装置60，以使得陀螺仪传感器41的包含Xs轴和Ys轴的平面(以下，称为“XsYs平面”)相对于加速度传感器61的包含Xa轴和Ya轴的平面(以下，称为“XaYa平面”)平行。
在安装角度的调整中，陀螺仪传感器41的横摆角基于姿势检测装置40的外形，被调整为陀螺仪传感器41的Xs、Ys轴相对于车辆200的X、Y轴分别平行。陀螺仪传感器41的翻滚角以及俯仰角基于加速度传感器61所检测的重力加速度，被调整为加速度传感器61的XaYa平面相对于车辆200的包含X轴和Y轴的平面(以下，称为“XY平面”)平行。
信号输出部72是用于通过有线来发送检测信号的输出端子、通过无线来发送检测信号的信号发送部。
以下，对位置调整装置60的具体结构进行说明。
图5是表示位置调整装置60的结构的立体图。位置调整装置60具备：第3旋转机构66、第2旋转机构67、第1旋转机构68、第1滑动机构69、第2滑动机构70、第3滑动机构71、加速度传感器61以及信号输出部72。第3旋转机构66、第2旋转机构67、第1旋转机构68、第1滑动机构69、第2滑动机构70以及第3滑动机构71是移动机构的一个例子。在第3滑动机构71之上，依次叠载第2滑动机构70、第1滑动机构69、第1旋转机构68、第2旋转机构67、第3旋转机构66。加速度传感器61以及信号输出部72被配置于第3旋转机构66。第3滑动机构71被固定于车辆200。在第3旋转机构66之上，固定姿势检测装置40。这里，如图4所示，姿势检测装置40被配置于第3旋转机构66，以使得作为陀螺仪传感器41的检测轴的Xs、Ys、Zs轴分别与作为加速度传感器61的检测轴的Xa、Ya、Za轴平行。
第3旋转机构66、第2旋转机构67、第1旋转机构68分别是将姿势检测装置40的姿势在横摆角、俯仰角、翻滚角方向调整的机构。第1滑动机构69、第2滑动机构70、第3滑动机构71分别是将姿势检测装置40的位置在Z轴、Y轴、X轴方向调整的机构。
图6是表示位置调整装置60的各结构要素的图。
图6的(a)表示第3旋转机构66。第3旋转机构66具备：加速度传感器61、信号输出部72、旋转工作台66a、基台66b、操作部66c、信号输出部72。旋转工作台66a是第2安装台的一个例子。
旋转工作台66a被配置于基台66b之上以使得以相对于其主面的法线平行的轴为中心进行旋转。加速度传感器61被配置于基台66b上，以使得其XaYa平面相对于旋转工作台66a的主面平行，并且其Za轴相对于旋转工作台66a的主面的法线平行。旋转工作台66a通过对操作部66c进行操作而旋转。
图6的(b)表示第2旋转机构67。第2旋转机构67具备基台67b、旋转工作台67a和操作部67c。旋转工作台67a相对于基台67b在箭头方向旋转。旋转工作台67a通过对操作部67c进行操作而旋转。
图6的(c)表示第1旋转机构68。第1旋转机构68具备基台68b、旋转工作台68a和操作部68c。旋转工作台68a相对于基台68b在箭头方向旋转。旋转工作台68a通过对操作部68c进行操作而旋转。
图6的(d)表示第1滑动机构69。第1滑动机构69具备基台69b、升降工作台69a和操作部69c。在位置调整装置60被安装于车辆200时，升降工作台69a相对于基台69b在车辆200的Z轴方向移动。升降工作台69a通过对操作部69c进行操作而移动。
图6的(e)表示第2滑动机构70。第2滑动机构70具备基台70b、滑动工作台70a和操作部70c。位置调整装置60在被安装于车辆200时，滑动工作台70a相对于基台70b在箭头方向、即车辆200的Y轴方向滑动。滑动工作台70a通过对操作部70c进行操作而滑动。
图6的(f)表示第3滑动机构71。第3滑动机构71具备基台71b、滑动工作台71a和操作部71c。基台71b是第1安装台的一个例子。在位置调整装置60被安装于车辆200时，滑动工作台71a相对于基台71b在箭头方向、即车辆200的X轴方向滑动。滑动工作台71a通过对操作部71c进行操作而滑动。
第3旋转机构66、第2旋转机构67、第1旋转机构68、第1滑动机构69、第2滑动机构70以及第3滑动机构71能够使用公知的技术来构成。例如，也可以使用专利文献2～5所述的技术而构成。
1-3.动作
参照图7、图8来对具有以上的结构的投影系统100的姿势检测装置40的位置调整进行说明。
姿势检测装置40如图4所示，经由位置调整装置60而被安装于车辆200。位置调整装置60的加速度传感器61将表示加速度传感器61的姿势的检测信号经由信号输出部72而发送给修正处理装置50。修正处理装置50的位置计算部53基于从加速度传感器61接收的检测信号，对姿势检测装置40的安装角度进行计算。通知装置80对位置计算部53所计算出的安装角度进行显示。作业者对通知装置80显示的安装角度进行目视确认，手动操作位置调整装置60来调整姿势检测装置40的姿势。作业者操作位置调整装置60直到安装角度变得适当，对姿势检测装置40的姿势进行调整。
图7是表示上述的位置调整的流程的流程图。
最初，通过作业者，对通知装置80设定调整值(S101)。调整值例如是作业者所希望的位置调整后的俯仰方向以及翻滚方向的角度。调整值从个人计算机等的外部设备而被设定，但并不限定于此。例如，也可以姿势检测装置40具备输入部，调整值经由输入部而被设定。
然后，位置计算部53经由通信部51，从加速度传感器61获取加速度传感器值(Xa、Ya、Za)(S102)。
位置计算部53根据加速度传感器值(Xa、Ya、Za)来计算姿势检测装置40的俯仰方向的角度ΦX和翻滚方向的角度ΦY(S103)。图8是用于对根据加速度传感器值来计算角度的方法进行说明的图。在加速度传感器61的Xa、Ya、Za轴和车辆200的X、Y、Z轴如图8所示倾斜的情况下，即在车辆200的俯仰方向向下方倾斜角度ΦX、在车辆的翻滚方向向下方倾斜角度ΦY的情况下，使用如下的式(1)(2)来计算角度(ΦX，ΦY)。
[数式1]
Figure BDA0002692091890000111
[数式2]
Figure BDA0002692091890000121
返回到图7，通知装置80将通过位置计算部53而计算出的姿势检测装置40的角度(ΦX，ΦY)显示于通知装置80，通知给作业者(S104)。此时，通知装置80显示角度(ΦX，ΦY)以及调整值。
作业者对显示于通知装置80的角度(ΦX，ΦY)以及调整值进行目视确认，判断角度(ΦX，ΦY)与调整值是否相等。在判断为角度(ΦX，ΦY)与调整值相等的情况下(S105中为是)，作业者固定位置调整装置60，结束调整。
另一方面，在判断为角度(ΦX，ΦY)与调整值不相等的情况下(S105中为否)，作业者手动调整位置调整装置的姿势(S106)。然后，位置计算部53再次进行步骤S102至步骤S105。这样，作业者能够对姿势检测装置40的位置进行调整。
1-4.总结
如以上说明那样，位置调整装置60具备：基台71b、旋转工作台66a、移动机构66～71、加速度传感器61、信号输出部72。基台71b被安装于车辆200的一部分。旋转工作台66a被安装于姿势检测装置40。移动机构66～71相对于基台71b，使旋转工作台66a至少在正交的两个轴方向旋转移动。加速度传感器61被配置在旋转工作台66a上。信号输出部72发送加速度传感器61的检测信号。
位置调整装置60的移动机构具备第1旋转机构68和第2旋转机构67。第1旋转机构68使旋转工作台66a在翻滚方向旋转移动。第2旋转机构67使旋转工作台66a在俯仰方向旋转移动。翻滚方向是在位置调整装置60被安装于车辆200的状态下以相对于车辆200的前后方向上延伸的轴平行的轴为中心而旋转的方向。俯仰方向是在位置调整装置60被安装于车辆200的状态下以相对于车辆200的宽度方向上延伸的轴平行的轴为中心而旋转的方向。此外，所谓车辆200的前后方向，是指车辆200的前进方向。
由此，作业者能够手动地将旋转工作台66a相对于基台71b的姿势在翻滚方向以及俯仰方向进行调整。
位置调整装置60的移动机构进一步具备第3旋转机构66。第3旋转机构66使旋转工作台66a在横摆方向旋转移动。横摆方向是在位置调整装置60被安装于车辆200的状态下，以相对于与车辆200的前后方向上延伸的轴以及宽度方向上延伸的轴正交的轴平行的轴为中心而旋转的方向。
由此，作业者能够手动地将旋转工作台66a相对于基台71b的姿势在横摆方向也进行调整。
位置调整装置60的移动机构还具备第1滑动机构69、第2滑动机构70和第3滑动机构71。第1滑动机构69在位置调整装置60被安装于车辆200的状态下，使旋转工作台66a在Z轴方向滑动移动。第2滑动机构70在位置调整装置60被安装于车辆200的状态下，使旋转工作台66a在Y轴方向滑动移动。第3滑动机构71在位置调整装置60被安装于车辆200的状态下，使旋转工作台66a在X轴方向滑动移动。
由此，作业者能够相对于基台71b，在维持旋转工作台66a的翻滚方向、俯仰方向、横摆方向的姿势的情况下，手动地使旋转工作台66a在X轴、Y轴以及Z轴方向移动。
投影系统100具备姿势检测装置40、投影装置10和位置调整装置60。姿势检测装置40对车辆200的姿势进行检测。投影装置10参照来自姿势检测装置40的检测结果来修正投影位置并投影车辆信息。位置调整装置60被用于调整姿势检测装置40相对于车辆200的安装姿势。
由此，作业者能够操作位置调整装置60，手动调整姿势检测装置40相对于车辆200的姿势。因此，本公开能够提供一种车辆200的姿势检测精度提高了的投影系统。
(实施方式2)
在实施方式1中，对作业者手动进行位置调整的位置调整装置进行了说明。与此相对地，在本实施方式中，对自动进行位置调整的位置调整装置进行说明。
2-1.投影系统的结构
图9是表示本实施方式的投影系统100a的内部结构的框图。投影系统100a取代实施方式1的位置调整装置60而具备位置调整装置60a。
位置调整装置60a除了实施方式1的结构中的加速度传感器61，还具备驱动控制部62以及多个驱动部66d～71d。对驱动部66d～71d统称而附上符号63。
驱动部63由马达、促动器等构成。
驱动控制部62由进行与外部设备的通信的通信电路、以及根据来自外部设备的控制命令对驱动部63进行驱动控制的驱动电路等构成。
加速度传感器61将表示姿势检测装置40即位置调整装置60a的姿势的检测信号作为姿势检测装置40的安装角度信息，输出给修正处理装置50。修正处理装置50经由驱动控制部62来对驱动部63进行驱动。位置调整装置60a通过驱动部63，使姿势检测装置40的姿势相对于车辆200变化。
图10是表示本实施方式中的位置调整装置60a的各结构要素的图。
图10的(a)表示第3旋转机构66’。第3旋转机构66’除了实施方式1的结构，还具备驱动部66d。驱动部66d与操作部66c连结，能够使旋转工作台66a进行动作。
图10的(b)表示第2旋转机构67’。第2旋转机构67’除了实施方式1的结构，还具备驱动部67d。驱动部67d与操作部67c连结，能够使旋转工作台67a进行动作。
图10的(c)表示第1旋转机构68’。第1旋转机构68’除了实施方式1的结构，还具备驱动部68d。驱动部68d与操作部68c连结，能够使旋转工作台68a进行动作。
图10的(d)表示第1滑动机构69’。第1滑动机构69’除了实施方式1的结构，还具备驱动部69d。驱动部69d与操作部69c连结，能够使升降工作台69a进行动作。
图10的(e)表示第2滑动机构70’。第2滑动机构70’除了实施方式1的结构，还具备驱动部70d。驱动部70d与操作部70c连结，能够使滑动工作台70a进行动作。
图10的(f)表示第3滑动机构71’。第3滑动机构71’除了实施方式1的结构，还具备驱动部69d。驱动部71d与操作部71c连结，能够使滑动工作台71a进行动作。
2-2.动作
参照图11来对具有以上的结构的投影系统100a的姿势检测装置40的位置调整处理进行说明。图11是表示上述的位置调整的流程的流程图。
位置调整装置60a的加速度传感器61将表示加速度传感器61即姿势检测装置40的姿势的检测信号经由信号输出部72来发送给修正处理装置50。修正处理装置50的位置计算部53基于从加速度传感器61接收的检测信号，对姿势检测装置40的安装角度进行计算。修正处理装置50操作位置调整装置60直到安装角度变得合适，对姿势检测装置40的姿势进行调整。
最初，位置计算部53获取调整值(S201)。调整值例如是作业者所希望的位置调整后的俯仰方向以及翻滚方向的角度。调整值从个人计算机等的外部设备而被设定，但并不限定于此。例如，也可以姿势检测装置40具备输入部，调整值经由输入部而被设定。
然后，位置计算部53经由通信部51，从加速度传感器61获取加速度传感器值(Xa、Ya、Za)(S202)。
位置计算部53根据加速度传感器值(Xa、Ya、Za)来计算姿势检测装置40的俯仰方向的角度ΦX和翻滚方向的角度ΦY(S203)。计算方法与实施方式1所涉及的图7的步骤S103相同。
位置计算部53对姿势检测装置40的角度(ΦX，ΦY)与调整值是否相等进行判断(S204)。
位置计算部53在判断为姿势检测装置40的角度(ΦX，ΦY)与调整值相等的情况下(S204中为是)，将角度(ΦX，ΦY)与调整值相等显示于通知装置80的显示器并通知给作业者(S205)，结束调整。
另一方面，位置计算部53在判断为姿势检测装置40的角度(ΦX，ΦY)与调整值不相等的情况下(S204中为否)，驱动控制部62经由通信部51来获取目标值(S206)。
驱动控制部62根据接收到的目标值来对驱动部63进行驱动，调整姿势检测装置40的安装角度(S207)。
驱动控制部62在判断为驱动后的角度与目标值相等的情况下(S208中为是)，停止驱动部63的驱动，再次进行步骤S202至步骤S104。
驱动控制部62在判断为驱动后的角度与目标值不相等的情况下(S208中为否)，移至步骤S207。
2-3.总结
如以上说明那样，位置调整装置60a相比于实施方式1的位置调整装置60，还具备驱动部67d、68d。驱动部67d对第2旋转机构67’进行驱动。驱动部68d对第1旋转机构68’进行驱动。
由此，位置调整装置60a能自动调整旋转工作台66a相对于基台71b的翻滚方向、俯仰方向的姿势。
位置调整装置60a相比于实施方式1的位置调整装置60，还具备驱动部69d、70d、71d。驱动部69d对第1滑动机构69’进行驱动。驱动部70d对第2滑动机构70’进行驱动。驱动部71d对第3滑动机构71’进行驱动。
由此，位置调整装置60a能够自动调整旋转工作台66a相对于基台71b的X轴、Y轴以及Z轴方向的姿势。
投影系统100具备姿势检测装置40、投影装置10和位置调整装置60a。姿势检测装置40对车辆200的姿势进行检测。投影装置10参照来自姿势检测装置40的检测结果来修正投影位置并投影车辆信息。位置调整装置60a被用于对姿势检测装置40相对于车辆200的安装姿势进行调整。
由此，位置调整装置60能够自动调整姿势检测装置40相对于车辆200的姿势，因此作业者能够容易调整姿势检测装置40相对于车辆200的姿势。因此，本公开能够提供一种车辆200的姿势检测精度更加提高了的投影系统。
(其他实施方式)
如以上那样，作为本申请中公开的技术的示例，说明了实施方式。但是，本公开中的技术并不局限于此，也能够应用于适当地进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。此外，也能够将上述实施方式中说明的各结构要素组合并作为新的实施方式。
实施方式2的投影系统100a在修正处理装置50内具备位置计算部53但并不限定于此。例如，如图12所示，也可以在位置调整装置60a内具备位置计算部64。
实施方式1的位置调整装置60相对于基台71b，使姿势检测装置40在6轴的方向移动，但也可以构成为在6轴之中的至少一个方向移动。例如，位置调整装置60也可以构成为使姿势检测装置40仅在翻滚角方向以及俯仰角方向移动。在该情况下，位置调整装置60仅具备第2旋转机构67以及第1旋转机构68。
实施方式2的位置调整装置60a相对于基台71b，使姿势检测装置40在6轴的方向移动，但也可以构成为使其在6轴之中的至少一个方向移动。例如，位置调整装置60a也可以构成为使姿势检测装置40仅在翻滚角方向以及俯仰角方向移动。在该情况下，位置调整装置60a仅具备第2旋转机构67’以及第1旋转机构68’。
实施方式1、2的加速度传感器61被配置于位置调整装置60、60a内，但加速度传感器61也可以被配置于其他装置。例如，加速度传感器61也可以被配置于姿势检测装置40内。
实施方式2的位置调整装置60a在移动机构66’～71’分别具备驱动部，但在移动机构66’～71’之中的至少一个具备驱动部即可。例如，也可以仅第2旋转机构67’以及第1旋转机构68’具备驱动部。
实施方式1、2的位置调整装置60、60a被用于将姿势检测装置40安装于车辆200，但也可以被用于安装其他装置。位置调整装置60、60a也可以被用于将规定的传感器装置安装于车辆200。
实施方式1、2的姿势检测装置40具备一个对3个方向的角速度进行检测的陀螺仪传感器41，但姿势检测装置40并不限定于这样的结构。例如，姿势检测装置40也可以具备两个或者三个对一个方向的角速度进行检测的陀螺仪传感器。在该情况下，两个或者三个陀螺仪传感器被配置为相互的轴正交。或者，姿势检测装置40也可以仅具备一个对一个方向的角速度进行检测的陀螺仪传感器。
实施方式1、2的位置调整装置60、60a具备一个对3个方向的加速度进行检测的加速度传感器61，但位置调整装置60、60a并不限定于这样的结构。例如，位置调整装置60、60a也可以具备两个或者三个对一个方向的加速度进行检测的加速度传感器。在该情况下，两个或者三个加速度传感器被配置为相互的轴正交。或者，位置调整装置60、60a也可以仅具备一个对一个方向的加速度进行检测的加速度传感器。
(1)在位置调整装置60、60a具备三个对一个方向的加速度进行检测的加速度传感器的情况下
姿势检测装置40的俯仰方向以及翻滚方向的角度ΦXΦY分别使用式(1)(2)而被计算。另外，位置计算部53也可以仅计算俯仰方向的角度ΦX以及翻滚方向的角度ΦY的任意一个。
(2)在位置调整装置60、60a具备两个对一个方向的加速度进行检测的加速度传感器的情况下
姿势检测装置40的俯仰方向以及翻滚方向的角度ΦXΦY分别使用下面的式(3)(4)而被计算。此时，第1加速度传感器被配置为与姿势检测装置40的俯仰轴平行，第2加速度传感器被配置为与姿势检测装置40的翻滚轴平行。Ax是第1加速度传感器的输出值。AxFull是重力加速度的朝向与第1加速度传感器的轴的朝向一致时的、第1加速度传感器的输出值。Ay是第2加速度传感器的输出值。AyFull是重力加速度的朝向与第2加速度传感器的轴的朝向一致时的、第2加速度传感器的输出值。另外，位置计算部53也可以仅计算俯仰方向的角度ΦX以及翻滚方向的角度ΦY的任意一个。
[数式3]
Figure BDA0002692091890000181
[数式4]
Figure BDA0002692091890000182
(3)在位置调整装置60、60a仅具备一个对一个方向的加速度进行检测的加速度传感器的情况下
姿势检测装置40的角度Φ使用下面的式(5)而被计算。这里，在加速度传感器被配置为该轴与姿势检测装置40的俯仰轴平行的情况下，仅计算翻滚方向的角度Φ，在加速度传感器被配置为其轴与姿势检测装置40的翻滚轴平行的情况下，仅计算俯仰方向的角度Φ。
[数式5]
Figure BDA0002692091890000191
实施方式1、2的位置计算部53对俯仰方向的角度ΦX以及翻滚方向的角度ΦY的双方进行计算，但也可以仅计算俯仰方向的角度ΦX以及翻滚方向的角度ΦY的任意一个。
实施方式1、2的投影系统100、100a被设置于车辆200。但是，本公开并不限定于此。投影系统100、100a也可以设置于车辆、船舶、航空机等的移动体。即，位置调整装置60、60a也可以对检测移动体的姿势的变动的姿势检测装置40向移动体的安装位置进行调整。
如以上那样，作为本公开中的技术的示例，说明了实施方式。为此，提供了附图以及详细的说明。
因此，附图以及详细的说明所述的结构要素之中，不仅包含为了课题解决所必须的结构要素，为了示例上述技术，还包含并非为了课题解决所必须的结构要素。因此，虽这些非必须的结构要素被记载于附图或详细的说明，但这些非必须的结构要素不应直接认定为必须。
此外，上述的实施方式用于示例本公开中的技术，因此在权利要求书或者其等同的范围中能够进行各种变更、置换、附加、省略等。
-符号说明-
10 投影装置
20 信息获取装置
30 显示处理装置
40 姿势检测装置
50 修正处理装置
60、60a 位置调整装置
61 加速度传感器
72 信号输出部
100、100a 投影系统
200 移动体(车辆)
(Iv 虚像
Lc 显示光)。

Claims (11)

1.一种位置调整装置，调整对移动体的姿势的变动进行检测的姿势检测装置向所述移动体的安装位置，所述位置调整装置具备：
第1安装台，被安装于所述移动体的一部分；
第2安装台，被安装于所述姿势检测装置；
移动机构，使所述第2安装台相对于所述第1安装台，在包含相互正交的第1轴、第2轴以及第3轴的三个轴向之中的至少一个方向旋转移动；
加速度传感器，被配置在所述第2安装台上；和
信号输出部，将来自所述加速度传感器的检测信号输出到外部。
2.根据权利要求1所述的位置调整装置，其中，
所述移动机构具备：以所述第1轴为中心而使所述第2安装台旋转移动的第1旋转机构、和以所述第2轴为中心而使所述第2安装台旋转移动的第2旋转机构，
所述第1轴是该位置调整装置被安装于所述移动体的状态下在所述移动体的前后方向延伸的轴，所述第2轴是该位置调整装置被安装于所述移动体的状态下在所述移动体的宽度方向延伸的轴。
3.根据权利要求1所述的位置调整装置，其中，
所述移动机构具备以所述第1轴为中心而使所述第2安装台旋转移动的第1旋转机构，
所述第1轴是该位置调整装置被安装于所述移动体的状态下在所述移动体的前后方向延伸的轴。
4.根据权利要求1所述的位置调整装置，其中，
所述移动机构具备以所述第2轴为中心而使所述第2安装台旋转移动的第2旋转机构，
所述第2轴是该位置调整装置被安装于所述移动体的状态下在所述移动体的宽度方向延伸的轴。
5.根据权利要求2所述的位置调整装置，其中，
所述位置调整装置还具备：分别驱动所述第1旋转机构和所述第2旋转机构的驱动部。
6.根据权利要求2所述的位置调整装置，其中，
所述移动机构还具备：以所述第3轴为中心而使所述第2安装台旋转移动的第3旋转机构。
7.根据权利要求1所述的位置调整装置，其中，
所述移动机构还具备：滑动机构，使所述第2安装台相对于所述第1安装台，在所述三个轴向之中的至少一个方向平行移动。
8.根据权利要求7所述的位置调整装置，其中，
所述位置调整装置还具备：驱动所述滑动机构的驱动部。
9.一种投影系统，具备：
姿势检测装置，对所述移动体的姿势的变动进行检测；
投影装置，参照来自所述姿势检测装置的检测结果来修正投影位置并且投影移动体信息；和
对所述姿势检测装置相对于所述移动体的安装姿势进行调整的权利要求1至8的任意一项所述的位置调整装置。
10.根据权利要求9所述的投影系统，其中，
所述姿势检测装置包含：对所述移动体的姿势的变动进行检测的陀螺仪传感器。
11.一种投影系统，具备：
姿势检测装置，对移动体的姿势的变动进行检测；
投影装置，参照来自所述姿势检测装置的检测结果来修正投影位置并且投影移动体信息；
对所述姿势检测装置相对于所述移动体的安装姿势进行调整的权利要求5所述的位置调整装置；和
修正处理装置，接收来自所述加速度传感器的检测信号，对所述姿势检测装置向所述移动体的安装位置进行计算，
所述位置调整装置包含控制所述驱动部的驱动控制部，
所述位置调整装置对通过所述修正处理装置而计算出的安装位置与规定的调整值进行比较，
所述驱动控制部根据所述位置调整装置进行比较的结果，控制所述驱动部。
CN201980020780.7A 2018-05-30 2019-04-09 位置调整装置以及具备其的投影系统 Pending CN111886481A (zh)

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