CN112180597A - 用于平视显示器的基于眼睛高度的虚拟图像对准 - Google Patents

用于平视显示器的基于眼睛高度的虚拟图像对准 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于平视显示器的基于眼睛高度的虚拟图像对准。具体提供了一种用于HUD的对准系统，并且该对准系统包括镜、镜致动器、第一光源和第二光源、光学组件、以及控制模块。镜致动器调节镜取向。第一光源生成第一光束。镜将第一光束从HUD引导到合成器以生成虚拟图像。第二光源生成第二光束。光学组件将第二光束引导到合成器以生成基准。控制模块：执行对准过程，包括基于接收到的输入来控制镜致动器以调节镜取向，从而调节虚拟图像的位置并将虚拟图像的一部分、基准和观察者的眼睛对准；基于镜角度来确定眼睛的高度；以及基于高度来显示另一个虚拟图像。

Description

用于平视显示器的基于眼睛高度的虚拟图像对准
技术领域
引言
本节中提供的信息是为了总体上呈现本公开的上下文。当前署名的发明人的工作，就其在本节中所描述的程度而言，以及在提交时可不被另视为现有技术的该说明书的各方面，既不明确地也不隐含地被认作针对本公开的现有技术。
本公开涉及平视显示器（HUD）。
背景技术
HUD包括图像生成器、具有可调镜的投影光学器件、以及合成器。作为示例，合成器可被实现为车辆的挡风玻璃。图像生成器将光束输出到投影光学器件，投影光学器件然后经由可调镜将光束反射到合成器。光束包括被定尺寸、翻转、定位并由挡风玻璃反射的图像。挡风玻璃用作反射器，通过该反射器，图像作为虚拟图像对车辆的驾驶员可见，该虚拟图像由驾驶员感知为显示在车辆前方的环境内。使可调镜倾斜以调节虚拟图像的高度。
车辆的驾驶员可经由手动控制器来调节虚拟图像的高度。例如，手动控制器可位于车辆的仪表板上并且包括开关，该开关在被拨动时相对于驾驶员向上或向下移动虚拟图像。这允许驾驶员将虚拟图像放置在合适的高度处以对驾驶员可见。
发明内容
提供了一种用于平视显示器的对准系统，并且该对准系统包括至少一个接口、镜、镜致动器、第一光源、第二光源、基准光学组件、以及控制模块。所述至少一个接口被构造成从系统操作员接收输入。镜致动器被构造成调节镜的位置或取向中的至少一者。第一光源被构造成生成第一光束。镜被构造成将第一光束从平视显示器引导到合成器以生成第一虚拟图像。第二光源被构造成生成第二光束。基准光学组件被构造成将第二光束引导到合成器以在合成器上生成基准。控制模块被构造成：执行对准过程，包括基于所述输入来控制镜致动器以调节镜的位置或取向中的至少一者，从而调节第一虚拟图像的竖直位置并将第一虚拟图像的一部分、基准和系统操作员的眼睛对准；在完成对准过程之后，基于镜的角度来确定系统操作员的眼睛的高度；以及基于系统操作员的眼睛的高度来显示第二虚拟图像。
在其他特征中，控制模块被构造成：控制第一光源以生成第一光束，使得第一虚拟图像包括对准物体的图像；基于所述输入来调节对准物体的竖直位置，以将对准物体、基准和系统操作员的眼睛对准；以及响应于确定完成对准物体、基准和系统操作员的眼睛的对准，基于镜的角度来确定系统操作员的眼睛的高度。
在其他特征中，对准系统还包括存储器。该存储器被构造成存储查找表，该查找表将镜的角度与眼睛高度相关。控制模块被构造成基于查找表来确定系统操作员的眼睛的高度。
在其他特征中，控制模块被构造成：指导系统操作员调节第一虚拟图像的高度以将基准与第一虚拟图像的所述部分对准；以及当基准与第一虚拟图像的所述部分对准时，接收所述输入中的一者。
在其他特征中，控制模块被构造成：指导系统操作员将基准定心于第一虚拟图像的预定部分中；以及当基准定心于第一虚拟图像的预定部分中时，接收所述输入中的一者。
在其他特征中，控制模块被构造成：从系统操作员接收指示对准不能完成的输入；以及作为响应，向系统操作员指示调节座椅高度，因为系统操作员的眼睛的高度在使用平视显示器的范围外。
在其他特征中，控制模块被构造成在对准过程期间将基准保持在合成器上的固定位置处。
在其他特征中，基准光学组件包括全息漫射器。
在其他特征中，基准光学组件包括准直光学器件。
在其他特征中，基准光学组件包括光图案化光学器件。
在其他特征中，提供了一种操作用于平视显示器的对准系统的方法。该方法包括：经由接口从系统操作员接收输入；生成第一光束；经由镜将第一光束从平视显示器引导到合成器以生成第一虚拟图像；生成第二光束；将第二光束引导到合成器以在合成器上生成基准；执行对准过程，包括基于所述输入来调节镜的位置或取向中的至少一者，从而调节第一虚拟图像的竖直位置并将第一虚拟图像的一部分、基准和系统操作员的眼睛对准；在完成对准过程之后，基于镜的角度来确定系统操作员的眼睛的高度；以及经由平视显示器基于系统操作员的眼睛的高度来显示第二虚拟图像。
在其他特征中，该方法还包括：生成第一光束，使得第一虚拟图像包括对准物体的图像；基于所述输入来调节对准物体的竖直位置，以将对准物体、基准和系统操作员的眼睛对准；以及响应于确定完成对准物体、基准和系统操作员的眼睛的对准，基于镜的角度来确定系统操作员的眼睛的高度。
在其他特征中，该方法还包括：将查找表存储于存储器中，该查找表将镜的角度与眼睛高度相关；以及基于查找表来确定系统操作员的眼睛的高度。
在其他特征中，该方法还包括：指导系统操作员调节第一虚拟图像的高度以将基准与第一虚拟图像的所述部分对准；以及当基准与第一虚拟图像的所述部分对准时，接收所述输入中的一者。
在其他特征中，该方法还包括：指导系统操作员将基准定心于第一虚拟图像的预定部分中；以及当基准定心于第一虚拟图像的预定部分中时，接收所述输入中的一者。
在其他特征中，该方法还包括：从系统操作员接收指示对准不能完成的输入；以及作为响应，向系统操作员指示调节座椅高度，因为系统操作员的眼睛的高度在使用平视显示器的范围外。
在其他特征中，该方法还包括：在对准过程期间将基准保持在合成器上的固定位置处。
在其他特征中，该方法还包括：使第二光束穿过包括全息漫射器的基准光学组件。
在其他特征中，该方法还包括：使第二光束穿过包括准直光学器件的基准光学组件。
在其他特征中，基准光学组件包括光图案化光学器件。
具体而言，本发明至少包括如下技术方案：
技术方案1. 一种用于平视显示器的对准系统，所述对准系统包括：
至少一个接口，其被构造成从系统操作员接收多个输入；
镜；
镜致动器，其被构造成调节所述镜的位置或取向中的至少一者；
第一光源，其被构造成生成第一光束，
其中，所述镜被构造成将所述第一光束从所述平视显示器引导到合成器以生成第一虚拟图像；
第二光源，其被构造成生成第二光束；
基准光学组件，其被构造成将所述第二光束引导到所述合成器以在所述合成器上生成基准；以及
控制模块，其被构造成：
执行对准过程，包括基于所述多个输入来控制所述镜致动器以调节所述镜的位置或取向中的至少一者，从而调节所述第一虚拟图像的竖直位置并将所述第一虚拟图像的一部分、所述基准和所述系统操作员的眼睛对准，
在完成所述对准过程之后，基于所述镜的角度来确定所述系统操作员的眼睛的高度，以及
基于所述系统操作员的眼睛的高度来显示第二虚拟图像。
技术方案2. 根据技术方案1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成：
控制所述第一光源以生成所述第一光束，使得所述第一虚拟图像包括对准物体的图像；
基于所述多个输入来调节所述对准物体的竖直位置，以将所述对准物体、所述基准和所述系统操作员的眼睛对准；以及
响应于确定完成所述对准物体、所述基准和所述系统操作员的眼睛的对准，基于所述镜的角度来确定所述系统操作员的眼睛的高度。
技术方案3. 根据技术方案1所述的对准系统，其还包括存储器，其中：
所述存储器被构造成存储查找表，所述查找表将所述镜的多个角度与多个眼睛高度相关；以及
所述控制模块被构造成基于所述查找表来确定所述系统操作员的眼睛的高度。
技术方案4. 根据技术方案1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成：
指导所述系统操作员调节所述第一虚拟图像的高度以将所述基准与所述第一虚拟图像的部分对准；以及
当所述基准与所述第一虚拟图像的部分对准时，接收所述多个输入中的一者。
技术方案5. 根据技术方案1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成：
指导所述系统操作员将所述基准定心于所述第一虚拟图像的预定部分中；以及
当所述基准定心于所述第一虚拟图像的预定部分中时，接收所述多个输入中的一者。
技术方案6. 根据技术方案1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成：从所述系统操作员接收指示对准不能完成的输入；以及作为响应，向所述系统操作员指示调节座椅高度，因为所述系统操作员的眼睛的高度在使用所述平视显示器的范围外。
技术方案7. 根据技术方案1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成在所述对准过程期间将所述基准保持在所述合成器上的固定位置处。
技术方案8. 根据技术方案1所述的对准系统，其中，所述基准光学组件包括全息漫射器。
技术方案9. 根据技术方案1所述的对准系统，其中，所述基准光学组件包括准直光学器件。
技术方案10. 根据技术方案9所述的对准系统，其中，所述基准光学组件包括光图案化光学器件。
技术方案11. 一种操作用于平视显示器的对准系统的方法，所述方法包括：
经由接口从系统操作员接收多个输入；
生成第一光束；
经由镜将所述第一光束从所述平视显示器引导到合成器以生成第一虚拟图像；
生成第二光束；
将所述第二光束引导到所述合成器以在所述合成器上生成基准；
执行对准过程，包括基于所述多个输入来调节所述镜的位置或取向中的至少一者，以调节所述第一虚拟图像的竖直位置并将所述第一虚拟图像的一部分、所述基准和所述系统操作员的眼睛对准；
在完成所述对准过程之后，基于所述镜的角度来确定所述系统操作员的眼睛的高度；以及
经由所述平视显示器基于所述系统操作员的眼睛的高度来显示第二虚拟图像。
技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，其还包括：
生成所述第一光束，使得所述第一虚拟图像包括对准物体的图像；
基于所述多个输入来调节所述对准物体的竖直位置，以将所述对准物体、所述基准和所述系统操作员的眼睛对准；以及
响应于确定完成所述对准物体、所述基准和所述系统操作员的眼睛的对准，基于所述镜的角度来确定所述系统操作员的眼睛的高度。
技术方案13. 根据技术方案11所述的方法，其还包括：
将查找表存储于存储器中，所述查找表将所述镜的多个角度与多个眼睛高度相关；以及
基于所述查找表来确定所述系统操作员的眼睛的高度。
技术方案14. 根据技术方案11所述的方法，其还包括：
指导所述系统操作员调节所述第一虚拟图像的高度以将所述基准与所述第一虚拟图像的所述部分对准；以及
当所述基准与所述第一虚拟图像的所述部分对准时，接收所述多个输入中的一者。
技术方案15. 根据技术方案11所述的方法，其还包括：
指导所述系统操作员将所述基准定心于所述第一虚拟图像的预定部分中；以及
当所述基准定心于所述第一虚拟图像的预定部分中时，接收所述多个输入中的一者。
技术方案16. 根据技术方案11所述的方法，其还包括：从所述系统操作员接收指示对准不能完成的输入；以及作为响应，向所述系统操作员指示调节座椅高度，因为所述系统操作员的眼睛的高度在使用所述平视显示器的范围外。
技术方案17. 根据技术方案11所述的方法，其还包括：在所述对准过程期间将所述基准保持在所述合成器上的固定位置处。
技术方案18. 根据技术方案11所述的方法，其还包括：使所述第二光束穿过包括全息漫射器的基准光学组件。
技术方案19. 根据技术方案11所述的方法，其还包括：使所述第二光束穿过包括准直光学器件的基准光学组件。
技术方案20. 根据技术方案19所述的方法，其中，所述基准光学组件包括光图案化光学器件。
本公开的另外的适用领域将从具体实施方式、权利要求书和附图变得清晰。具体实施方案和特定示例仅旨在用于图示的目的而非旨在限制本公开的范围。
附图说明
本公开将通过具体实施方式和附图而被更充分地理解，在附图中：
图1是根据本公开的实施例的虚拟图像对准系统的示例的功能性框图；
图2是根据本公开的实施例的虚拟图像和眼睛对准图；
图3是根据本公开的实施例的包括激光光源和全息漫射器的示例基准生成系统；
图4是根据本公开的实施例的包括发光二极管（LED）光源以及准直和图案生成光学器件的基准生成系统的另一示例；以及
图5图示了根据本公开的实施例的示例虚拟图像对准方法。
在附图中，附图标记可被重复使用以标识类似和/或相同的元件。
具体实施方式
增强现实HUD系统要求将图像对准到观察者的眼睛位置，使得虚拟显示的图像与现实世界的物体对准。作为示例，如果增强现实HUD系统要勾勒出位于车辆前方的物体的轮廓，则为了使轮廓与如由车辆的驾驶员观察到的物体对准，增强现实HUD系统需要知道驾驶员的眼睛的位置。在没有对准的情况下，驾驶员（或观察者）将看不到增强现实HUD信息（例如，虚拟图像）叠加在对应的现实世界信息（例如，现实世界物体）上。包括一个或多个相机的眼睛跟踪系统可被用于跟踪驾驶员的眼睛的位置，然而，此类系统成本高昂、在车辆内消耗相当大的空间并且会具有相关联的潜伏问题和保修问题。
本文中阐述的示例包括虚拟图像对准系统，该虚拟图像对准系统确定观察者的眼睛的高度而不使用眼睛跟踪系统。虚拟图像对准系统执行对准过程，该对准过程涉及将由观察者视为虚拟图像的校准图形图像与生成的基准对准并基于该对准来确定观察者的眼睛的高度。
图1示出了包括HUD 101的虚拟图像对准系统100。虚拟对准系统100包括控制模块102、包括第一光源106的图像生成模块104、镜致动器108、第二光源110和基准光学组件112。控制模块102控制图像生成模块104和第一光源106的操作以生成虚拟图像，所述虚拟图像在虚拟图像平面114中示出。控制模块102还控制第二光源110的操作以在例如挡风玻璃116或其他合成器上生成基准（例如，光的固定点或固定的图像）。可示出一个或多个基准，并且所述一个或多个基准在挡风玻璃116上的预定的固定位置中。控制模块102控制镜致动器108的操作以使镜117旋转或倾斜并调节虚拟图像相对于观察者的眼睛118的位置。镜致动器可包括马达、齿轮、轴和/或其他部件以改变镜117的位置和/或取向。虚拟图像可在眼动范围（eye box）119的区域内的任何地方可见。如果观察者的眼睛118定位成使得眼动范围119未安置在观察者的眼睛和虚拟图像平面114之间或者观察者的眼睛118位于眼动范围119的外面，则观察者无法观察到所显示的虚拟图像的一部分或全部。镜117可放大由图像生成模块104生成的图像和/或校正与挡风玻璃116相关联的失真。
图像生成模块104可包括第一光源106以及显示器和透镜组件120。第一光源106生成光束121，该光束包括被投影到显示器和透镜组件120的显示器上的图形图像。然后，光束121被引导到一系列的一个或多个镜122处。所述一个或多个镜122可包括例如折叠镜。出于包装原因，可使用所述一个或多个镜122。光束121在镜117处被反射，且然后通过防光和防眩板124被反射到挡风玻璃16。光束121由挡风玻璃118反射朝向观察者的眼睛以被视为一个或多个虚拟图像。防光和防眩板124可过滤并因此防止例如太阳光（或环境光）从挡风玻璃116朝向镜117反射并使眩光的影响最小化。
第二光源110可包括激光、一个或多个发光二极管（LED）或其他基准生成光源。第二光源110生成成形光束126，该成形光束被引导穿过基准光学组件112并被反射离开挡风玻璃116，以由观察者观察为一个或多个基准。
虚线128代表在虚拟图像平面114中看到的虚拟图像。虚线130代表由于来自与虚拟图像121相关联的光束121的反射光和来自挡风玻璃116的由光源126散射的光而由观察者看到的图像。
在一个实施例中，HUD 101包括图像生成模块104、镜致动器108、镜117和一个或多个镜122。在另一个实施例中，HUD 101还包括第二光源110和基准光学组件112。在一个实施例中，相较于第二光源110和基准光学组件112，图像生成模块104、镜致动器108、镜117和一个或多个镜122被实现在分开的壳体中。在另一个实施例中，图像生成模块104、镜致动器108、镜117、一个或多个镜122、第二光源110和基准光学组件112被实现在单个壳体中。单个壳体的包装尺寸小于眼睛跟踪系统的包装尺寸，并且不需要散热器。
虚拟图像对准系统100还可包括和/或连接到显示器131、座椅马达132、座椅开关134、包括开关138的手动控制器136。显示器131可以是例如触摸屏、位于车辆的中央控制台中的信息娱乐显示器、或其他显示器。座椅马达132被用于定位一个或多个座椅（示出了一个座椅140）。控制模块102可基于经由座椅开关134实现的用户输入和/或存储于存储器142中的座椅设定值来控制座椅马达132的操作。用户可使用手动控制器136经由开关138来手动调节由图像生成模块104提供的虚拟图像的高度。显示器131和开关134、138可被称为输入装置和/或接口。
光束121可遵循虚拟图像的主射线路径，该主射线路径是从HUD显示器（该HUD显示器是显示器和透镜组件120的一部分）的中心到挡风玻璃116。主射线路径被称为直觉射线（gut ray）。光束126可遵循与光束121不同的路径。光束126的路径可平行于或可不平行于光束121的路径的一部分或整个路径。光束121、126不需要遵循相同的光学路径。
图2示出了虚拟图像和眼睛对准图。在对准过程期间，虚拟图像200或其部分202与显示在挡风玻璃206上的基准204对准，以确定观察者的眼睛208相对于参考平面210的高度。参考平面210可相对于挡风玻璃206处于任何水平处。在一个实施例中，参考平面210是水平的和/或平行于对应的车辆所在的路面延伸。
在操作期间，第一光源106以及显示器和透镜组件120生成第一光束121，该第一光束被反射离开镜117并被引导到挡风玻璃处以显示虚拟图像200。第二光源110生成第二光束126，该第二光束被引导穿过基准光学组件112并被引导到挡风玻璃206处以提供基准204。在虚拟图像对准处理期间，基准204保持在挡风玻璃206上的固定位置中。镜致动器108可被用于使镜117倾斜到任何数量的角度位置，示出了三个位置117A、117B和117C以调节虚拟图像200的竖直位置。基准204的位置可在制造设施处（称为厂内）进行校准和/或调节，以拨出（dial out）水平未对准。
在对准期间，包括部分202的虚拟图像200沿竖直方向移动，直到部分202与如由驾驶员的眼睛208观察到的基准204对准为止，这意味着：基准由观察者视为位于部分202的前面和/或以部分202为中心。部分202是在图1的图像生成模块104的显示器处的图形图像。作为示例，部分202在图2中被示为点。部分202可被实现为十字线或其他物体。在实施例中，观察者经由图1的手动控制器136的开关138中的一者来调节部分202的位置。在所示的示例中，虚拟图像200和部分202被示为在三个位置（标识为200A、200B、200C和202A、202B、202C）中。这些位置分别与不同高度的观察者的不同眼睛高度（标识为208A、208B、208C）相对应。当虚拟图像与基准对准时，如图所示，在部分202、基准和观察者的眼睛208之间存在线性路径。
图3示出了基准生成系统300，其包括激光光源302和一个或多个漫射光学器件（称为全息漫射器）304。这是图1的第二光源110和基准光学组件112的示例实现方式。激光光源302生成激光束306，该激光束被引导到全息漫射器304处，该全息漫射器漫射激光束306以提供具有比激光束306更大的直径的漫射束308。漫射束308可被引导到例如挡风玻璃处。
图4示出了基准生成系统400，其包括发光二极管（LED）光源402、一个或多个准直光学器件404和一个或多个图案生成光学器件406。这是图1的第二光源110和基准光学组件112的另一个示例实现方式。LED光源402可包括一个或多个LED，所述LED生成被引导到所述一个或多个准直光学器件404处的光束408。所述一个或多个准直光学器件404使光束408准直，以（i）提供具有比光束408更小的直径的光束410以及（ii）确保基准的足够的光强度。所述一个或多个图案生成光学器件406可移位、图案化、漫射和/或以其他方式更改光束410的图案以生成光束412。光束412可被引导到例如挡风玻璃处。
在图5中图示了操作虚拟图像对准系统的示例方法。虽然主要关于图1至图4的实现方式描述了以下操作，但是可容易地修改这些操作以应用于本公开的其他实现方式。以下操作可迭代地执行，并且可由图1的控制模块102执行。
该方法可在500处开始。在502处，控制模块102等待驾驶员坐在座椅140中和/或等待驾驶员提供输入以调节设定值。所述设定值可包括座椅位置设定值和/或HUD设定值（例如，由HUD显示的虚拟图像的高度）。在504处，控制模块102从驾驶员接收输入以调节设定值。这可包括调节座椅140的高度的请求，这可包括驾驶员致动开关134中的一个或多个、与显示器131交互和/或经由某种其他方式提供输入。驾驶员可经由座椅记忆选择开关来选择座椅位置，该座椅记忆选择开关可以是开关134中的一者。
在506处，基于接收到的输入，控制模块102可（i）将座椅定位到新位置并将驾驶员的新位置存储于存储器142中，或者（ii）基于与驾驶员相关联的某个记忆设定值将座椅140恢复到所存储的座椅位置。可与驾驶员的标识符（ID）相关联地和/或与开关134中的一者的ID相关联地存储座椅位置。
在508处，控制模块102可确定是否针对驾驶员存储了眼睛高度。这可基于驾驶员选择的座椅位置、驾驶员的ID和/或座椅记忆选择开关的ID。如果针对驾驶员存储了眼睛高度，则可执行操作538，否则可执行操作512。
在512处，控制模块102经由第一光源106在默认的居中定位的高度或针对先前驾驶员的高度处显示虚拟图像。在514处，控制模块102从驾驶员接收输入以调节虚拟图像的高度。可经由开关136、显示器131或另一个输入装置来接收该输入。
在516处，控制模块102调节虚拟图像的高度以将虚拟图像放置在对驾驶员可见的位置中。在517处，并且响应于该调节，控制模块102可向驾驶员显示建议起始对准过程和/或询问驾驶员是否想要起始对准过程的消息。这可作为虚拟图像得到显示，该虚拟图像使用HUD显示在显示器131上，或者以某种其他方式指示。通过要求驾驶员通过起始并执行对准过程来执行增强现实（AR）系统的校准，驾驶员感觉参与到该技术中，这会对使用HUD的体验具有积极影响。
在518处，控制模块102从驾驶员接收输入以起始对准过程。可经由开关136、显示器131或另一个输入装置来接收该输入。
在520处，控制模块102基于在518处接收到的输入来起始对准过程（包括经由第一光源1-6在虚拟图像中显示校准图形图像（例如，点、十字线或其他对准物体）），并且经由第二光源110在挡风玻璃（例如，挡风玻璃116）上显示基准。挡风玻璃上的基准位置可以是固定的，并且可不随不同的驾驶员和对应的驾驶员视角而改变。
在522处，控制模块102向驾驶员指示调节校准图形的高度，使得校准图形图像与基准对准。该指示可例如经由HUD作为虚拟图像的一部分、作为另一个虚拟图像的一部分显示在显示器131上，或者经由另一个界面显示。在524处，控制模块102从驾驶员接收输入以调节校准图形图像的高度，使得校准图形图像可见并处于对于驾驶员合适的高度处。在525处，控制模块102基于在524处接收到的驾驶员输入来调节虚拟图像的高度，这包括调节镜117的位置和/或取向，如上文所描述的那样。在实施例中，使镜117倾斜和/或旋转以调节虚拟图像和校准图形图像的竖直位置。
在526处，控制模块102确定是否已接收到指示对准完成的输入。可经由开关136、显示器131或另一个输入装置来接收该输入。如果未接收到该输入，则可执行操作528，否则可执行操作536。
在528处，控制模块102确定是否已接收到指示对准不能完成的输入。可经由开关136、显示器131或另一个输入装置来接收该输入。如果已接收到该输入，则可执行操作530，否则可执行操作529。
在530处，控制模块102向驾驶员指示调节座椅高度，因为眼睛高度在使用HUD的范围外。当眼睛高度位于HUD的预定的眼动范围下方、上方和/或否则在外面时，可能发生这种情况。当驾驶员的眼睛在眼动范围内时，驾驶员能够观察到所显示的虚拟图像。
在532处，控制模块102确定是否从驾驶员接收到输入以调节座椅高度。如果接收到输入，则可执行操作506，否则可执行操作534。在534处，控制模块102禁用HUD 101。
在536处，控制模块102基于如在对准过程完成时定位的镜117的当前角度来确定驾驶员的眼睛的高度。这可包括在存储于存储器142中的查找表（LUT）144中查找驾驶员的眼睛的高度。LUT 144可将镜117的角度（例如，倾斜角度）分别与不同的眼睛高度相关，这可基于针对镜的不同角度的基准和校准图形图像的预定的已知位置。表1是示例LUT，并且可在537处进行更新。该表还可指示观察者和/或驾驶员（观察者/驾驶员）ID、特定观察者/驾驶员的座椅位置、和/或该特定观察者/驾驶员的座椅记忆选择开关的ID。当执行对准过程时，可更新该表以针对特定驾驶员来包括此信息。表的每一行可将镜角度与眼睛高度相关，这可在车辆的制造期间被确定和/或设定。可在车辆的经销商处进行设置期间和/或在车辆的使用期间确定该表的其他条目。
镜角度 眼睛高度 观察者/驾驶员ID 观察者/驾驶员的座椅位置 观察者/驾驶员的座椅记忆选择开关的ID
第一角度 第一高度 1 驾驶员1的座椅高度 1
第二角度 第二高度
第三角度 第三高度
第四角度 第四高度 2 驾驶员2的座椅高度 2
第五角度 第五高度 3 驾驶员3的座椅高度 3
第六角度 第六高度
表1。
作为示例，经销商代表可在购买车辆时帮助车辆的购买者在经销商处设定HUD设定值。此时，可设定购买者的镜角度，并且可确定购买者的眼睛高度。该表可具有任何数量的行和对应的条目。作为特定镜角度的替代例，该表可包括镜角度的若干个范围。作为特定眼睛高度条目的替代例，该表可包括眼睛高度的若干个范围。多个驾驶员可具有相同的座椅高度和/或共享相同的座椅记忆选择开关ID和/或座椅设定值，但具有不同的驾驶员ID。
在537处，控制模块102将镜117的当前角度、驾驶员的眼睛的所确定的高度以及驾驶员和/或开关ID存储作为LUT 144的一部分。可在确定对准过程完成时存储该信息。
在538处，控制模块102基于所存储的眼睛高度来执行HUD操作，包括经由第一光源106在预定高度和/或对于驾驶员合适的高度处显示AR的虚拟图像。该方法可在540处结束。基于已知的眼睛高度来调节所示的AR图形图像的高度，以保持相同的道路覆盖或视野。
上文描述的操作意在为图示性示例。取决于应用，所述操作可被顺序地、同步地、同时地、连续地、在交叠的时间段期间或以不同的次序执行。而且，取决于实现方式和/或事件的顺序，所述操作中的任一者可不被执行或被跳过。
尽管本文中所示的示例主要被描述为在车辆内实现，但是这些示例可应用于非车辆实现方式。这些示例可应用于其中执行虚拟图像和观察者眼睛的对准的应用。本文中所公开的示例不包括相机和/或眼睛跟踪系统，并且能够以减小的包装尺寸实现图像配准（即，道路覆盖）。
前面的描述本质上仅仅是图示性的，并且决不旨在限制本公开、其应用或使用。本公开的广泛教导可以以多种形式实现。因此，尽管本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应受到如此限制，因为在研究附图、说明书和以下权利要求时，其他修改将变得显而易见。应理解，方法内的一个或多个步骤可以以不同次序（或同时）执行，而不更改本公开的原理。进一步地，虽然上文将实施例中的每一个描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在其他实施例中的任一者的特征中实现和/或与其组合，即使该组合未明确描述。换句话说，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此的排列仍然在本公开的范围内。
元件之间（例如，模块、电路元件、半导体层等之间）的空间和功能关系使用各种术语来描述，包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“紧邻”、“在……顶部”、“上方”、“下方”和“安置”。除非明确地描述为“直接”，否则当在上面的公开中描述第一元件和第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一元件和第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但也可以是在第一元件和第二元件之间存在（空间抑或功能上）一个或多个介入元件的间接关系。如本文中所使用的，短语A、B和C中的至少一者应被解释为使用非排他性逻辑OR来意指逻辑（A OR B OR C），并且不应被解释为意指“A中的至少一者、B中的至少一者、以及C中的至少一者”。
在附图中，如由箭头指示的箭头方向一般表示图示所关注的信息（诸如，数据或指令）的流动。例如，当元件A和元件B交换多种信息但是从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可从元件A指向元件B。该单向箭头并不暗示没有其他信息从元件B传输到元件A。进一步地，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可向元件A发送针对信息的请求或接收确认。
在本申请（包括下面的定义）中，术语“模块”或术语“控制器”可用术语“电路”代替。术语“模块”可指代以下各者、为以下各者的一部分、或包括以下各者：专用集成电路（ASIC）；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器电路（共享、专用或群组）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享、专用或群组）；提供所描述的功能的其他合适的硬件部件；或者以上各者中的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。
模块可包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可包括连接到局域网（LAN）、因特网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可分布在经由接口电路连接的多个模块当中。例如，多个模块可允许负载平衡。在另外的示例中，服务器（也称为远程或云）模块可代表客户端模块完成某种功能。
如上文所使用的术语代码可包括软件、固件和/或微代码，并且可指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖单个处理器电路，其执行来自多个模块的一些或所有代码。术语组处理器电路涵盖处理器电路，该处理器电路与附加的处理器电路组合来执行来自一个或多个模块的一些或所有代码。对多个处理器电路的引用涵盖分立管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程、或以上各者的组合。术语共享存储器电路涵盖单个存储器电路，其存储来自多个模块的一些或所有代码。术语组存储器电路涵盖存储器电路，该存储器电路与附加的存储器组合来存储来自一个或多个模块的一些或所有代码。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文中所使用的术语计算机可读介质不涵盖通过介质（诸如，载波上）传播的瞬时电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路（诸如，快闪存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路）、易失性存储器电路（诸如，静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁性存储介质（诸如，模拟或数字磁带或硬盘驱动器）和光学存储介质（诸如，CD、DVD或蓝光光盘）。
本申请中所描述的设备和方法可由专用计算机部分或全部实现，该专用计算机通过将通用计算机构造成执行体现在计算机程序中的一个或多个特定功能而创建。上文所描述的功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，其可以通过熟练技术人员或程序员的例行工作转换成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于存储的数据。计算机程序可涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统（BIOS）、与专用计算机的特定装置交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可包括：（i）要解析的描述性文本，诸如HTML（超文本标记语言）、XML（可扩展标记语言）或JSON（JavaScript对象表示法），（ii）汇编代码，（iii）由编译器从源代码生成的目标代码，（iv）由解释器执行的源代码，（v）由即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为示例，可使用语法根据包括C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5（超文本标记语言第5版）、Ada、ASP（动态服务器网页）、PHP（PHP：超级文本预处理语言）、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK和Python®的语言编写源代码。

Claims (10)

1.一种用于平视显示器的对准系统，所述对准系统包括：
至少一个接口，其被构造成从系统操作员接收多个输入；
镜；
镜致动器，其被构造成调节所述镜的位置或取向中的至少一者；
第一光源，其被构造成生成第一光束，
其中，所述镜被构造成将所述第一光束从所述平视显示器引导到合成器以生成第一虚拟图像；
第二光源，其被构造成生成第二光束；
基准光学组件，其被构造成将所述第二光束引导到所述合成器以在所述合成器上生成基准；以及
控制模块，其被构造成：
执行对准过程，包括基于所述多个输入来控制所述镜致动器以调节所述镜的位置或取向中的至少一者，从而调节所述第一虚拟图像的竖直位置并将所述第一虚拟图像的一部分、所述基准和所述系统操作员的眼睛对准，
在完成所述对准过程之后，基于所述镜的角度来确定所述系统操作员的眼睛的高度，以及
基于所述系统操作员的眼睛的高度来显示第二虚拟图像。
2.根据权利要求1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成：
控制所述第一光源以生成所述第一光束，使得所述第一虚拟图像包括对准物体的图像；
基于所述多个输入来调节所述对准物体的竖直位置，以将所述对准物体、所述基准和所述系统操作员的眼睛对准；以及
响应于确定完成所述对准物体、所述基准和所述系统操作员的眼睛的对准，基于所述镜的角度来确定所述系统操作员的眼睛的高度。
3.根据权利要求1所述的对准系统，其还包括存储器，其中：
所述存储器被构造成存储查找表，所述查找表将所述镜的多个角度与多个眼睛高度相关；以及
所述控制模块被构造成基于所述查找表来确定所述系统操作员的眼睛的高度。
4.根据权利要求1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成：
指导所述系统操作员调节所述第一虚拟图像的高度以将所述基准与所述第一虚拟图像的部分对准；以及
当所述基准与所述第一虚拟图像的部分对准时，接收所述多个输入中的一者。
5.根据权利要求1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成：
指导所述系统操作员将所述基准定心于所述第一虚拟图像的预定部分中；以及
当所述基准定心于所述第一虚拟图像的预定部分中时，接收所述多个输入中的一者。
6.根据权利要求1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成：从所述系统操作员接收指示对准不能完成的输入；以及作为响应，向所述系统操作员指示调节座椅高度，因为所述系统操作员的眼睛的高度在使用所述平视显示器的范围外。
7.根据权利要求1所述的对准系统，其中，所述控制模块被构造成在所述对准过程期间将所述基准保持在所述合成器上的固定位置处。
8.根据权利要求1所述的对准系统，其中，所述基准光学组件包括全息漫射器。
9.根据权利要求1所述的对准系统，其中，所述基准光学组件包括准直光学器件。
10.根据权利要求9所述的对准系统，其中，所述基准光学组件包括光图案化光学器件。
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