CN112781620B

CN112781620B - 一种基于高精度地图系统的ar-hud影像标定调整系统及方法

Info

Publication number: CN112781620B
Application number: CN202011612089.9A
Authority: CN
Inventors: 李祥一; 边宁; 别韦苇; 杨伟; 翁明
Original assignee: Dongfeng Motor Corp
Current assignee: Dongfeng Motor Corp
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2040-12-30
Also published as: CN112781620A

Abstract

本发明公开了一种基于高精度地图系统的AR‑HUD影像标定调整系统及方法。它包括ADAS系统，用于向高精度地图标定设备输出车辆相对于P点的第一坐标信息，所述P点为标定的路面元素上的任意一点；高精度地图标定设备，用于获取车辆相对于P点的第二坐标信息，根据第一坐标信息和第二坐标信息计算ADAS系统的误差，将计算的误差发送至增强现实抬头显示器；增强现实抬头显示器，用于根据接收的误差对标定的路面元素进行补偿，并显示补偿后的路面元素的图像。本发明通过便携式高精度地图标定系统，可以对不同车型ADAS进行标定，进而改善AR‑HUD最终成像精度，保证AR‑HUD成像能够与路面元素良好匹配，提升客户的体验感受。

Description

一种基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统及方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统及方法。

背景技术

AR-HUD系统主要是包括AR-HUD本体/ADAS系统，通过ADAS系统提供的路面信号作为AR-HUD显示的输入。在实车调试时，主要是通过AR-HUD匹配ADAS信号，使AR-HUD成像与路面实际元素较好的重叠，保证系统的实际体验。但ADAS系统本身存在存在精度不高、受使用环境影响大的问题，由于这些波动性，AR-HUD在实车调试时很难找到合适的成像调节中值，造成ARHUD成像与路面元素匹配性不好的问题，降低客户体验感受。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统及方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统，包括

ADAS系统，用于向高精度地图标定设备输出车辆相对于P点的第一坐标信息，所述P点为标定的路面元素上的任意一点；

高精度地图标定设备，用于获取车辆相对于P点的第二坐标信息，根据第一坐标信息和第二坐标信息计算ADAS系统的误差，将计算的误差发送至增强现实抬头显示器；

增强现实抬头显示器，用于根据接收的误差对标定的路面元素进行补偿，并显示补偿后的路面元素的图像。

进一步地，所述高精度地图标定设备包括

通讯模块，用于将ADAS系统输出的第一坐标信息发送至第二算法匹配模块；

高精度地图模块，用于向第一算法匹配模块输出P点的实际坐标信息；

惯导定位模块，用于发送车辆的定位信息至第一算法匹配模块；

第一算法匹配模块，用于根据P点的实际坐标信息和车辆的定位信息确定车辆相对于P点的第二坐标信息，发送至第二算法匹配模块

第二算法匹配模块，用于根据第一坐标信息和第二坐标信息计算ADAS系统的误差。

进一步地，所述高精度地图标定设备对每一个选取的P点，均计算第一坐标信息相对于第二坐标信息的偏差，则所有P点对应的偏差的均值即为ADAS系统的误差。

进一步地，所述路面元素为车道线。

进一步地，所述P点的选取原则为在X方向上根据下视野角度均分选取。

一种基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整方法，获取ADAS系统中车辆相对于P点的第一坐标信息，所述P点为标定的路面元素上的任意一点；从高精度地图标定设备中获取车辆相对于P点的第二坐标信息，根据第一坐标信息和第二坐标信息计算ADAS系统的误差，增强现实抬头显示器根据ADAS系统的误差对标定的路面元素进行补偿，并显示补偿后的路面元素的图像。

进一步地，所述高精度地图标定设备包括

通讯模块，用于接收第一坐标信息发送至第二算法匹配模块；

高精度地图模块，用于输出P点的实际坐标信息至第一算法匹配模块；

进一步地，对每一个选取的P点，均计算第一坐标信息相对于第二坐标信息的偏差，则所有P点对应的偏差的均值即为ADAS系统的误差。

进一步地，所述路面元素为车道线。

更进一步地，所述P点的选取原则为在X方向上根据下视野角度均分选取。

本发明将高精度地图标定设备与ADAS系统、AR-HUD相结合，通过高精度地图标定设备系统计算ADAS系统的定位误差，高精度地图具有较高的精度，计算的误差准确度较高，AR-HUD根据ADAS系统的误差对标定的路面元素进行补偿，从而提高AR-HUD的成像精度，并能生成具体调整参数指导AR-HUD在实车测试时的显示调节。

本发明通过便携式高精度地图标定系统，可以对不同车型ADAS进行标定，从而找到该车型ADAS系统识别精度的平衡点，进而改善AR-HUD最终成像精度，保证AR-HUD成像能够与路面元素良好匹配，提升客户的体验感受。

附图说明

图1为本发明AR-HUD影像标定调整系统的原理框图。

图2为本发明车辆相对于P点的各坐标示意图。

图3为本发明P点的选取原则示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

如图1所示，本发明提供一种基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统，包括ADAS系统、高精度地图标定设备、增强现实抬头显示器，其中高精度地图标定设备包含通讯模块、高精度地图模块、惯导定位模块、第一算法匹配模块和第二算法匹配模块，各模块实现的功能分别如下：

ADAS系统，用于向高精度地图标定设备输出车辆相对于P点的第一坐标信息，所述P点为标定的路面元素上的任意一点。

基于上述调整系统实现调整AR-HUD标定的影像的过程如下：

1、高精度地图标定设备通过车辆的OBD接口获取ADAS系统输出的车辆相对于P点的第一坐标信息；P点为车道线上的任意一点；第一坐标信息包括横向坐标和纵向坐标。

其中，ADAS系统会拾取车道线信息，并且提供车道线相对于车辆的横纵向位置/曲率半径信息。

2、高精度地图标定设备获取高精度地图设备输出的车辆相对于P点的第二坐标信息。

高精度地图设备通过惯性导航定位模块获取车辆的定位信息，根据车辆的定位信息确定出车辆在高精度地图中的位置信息，并根据高精度地图包含的地图要素，以及车辆在高精度地图中的位置信息，确定出车辆相对于路面要素的相对位置，得到车辆相对于P点的第二坐标信息。例如：车辆相对于车辆左侧车道线和右侧车道线上各个点的横向/纵向距离，车辆相对于路边路灯的横向/纵向距离等。

其中，高精度地图提供了所有路面的要素信息的绝对坐标，例如，路边的路灯的经纬度坐标，路面上车道线每个点的经纬度坐标。

3、高精度地图标定设备基于第二坐标信息以及第一坐标信息，计算出ADAS系统的误差：

由于高精度地图设备输出的车辆相对于P点的第二坐标信息的精度比较高，因此，将高精度地图设备输出的车辆相对于P点的第二坐标信息作为基准值，计算ADAS系统的误差。计算ADAS系统的误差是指：针对每一个P点，计算第一坐标信息相对于第二坐标信息的偏差，根据所有P点对应的偏差计算得到均值，也就是偏差中值。

下面结合附图说明具体计算过程：

1)由于高精度地图定位精度极高，因此，针对P点而言，Ax＝Bx、Ay＝By，如图2所示，图中各参数的含义如下：

2)通过以下公式计算出ADAS系统测量的P点位置与其实际位置的横向偏差：

X向(横向)：Ax-Cx＝Bx-Cx

Y向(纵向)：By＝Cy(用于定义比较P点位置)

3)在相同类型工况(直道/小转弯半径弯道/大转弯半径弯道/十字路口/高架闸道)车辆行驶过程中，对每一个P点分别进行多次(例如至少10000次)测量，得到初始数据；基于正态分布3σ原则过滤掉误差较大的初始数据，得到测量数据，并记录测量数据。

ADAS系统针对每一个P点对应的第一测量数据为(Cx1，Cy1)、……(Cxn，Cyn)。高精度地图设备针对每一个P点对应的第二测量数据为(Bx1，By1)、……(Bxn，Byn)。

4)根据正态分布，使用3σ原则，可以得到ADAS系统对于每个P点与本车x/y向距离差值的均值分别为：

Dx＝(Bx1-Cx1)+(Bx2-Cx2)+…+(Bxn-Cxn)/n

Dy＝(By1-Cy1)+(By2-Cy2)+…+(Byn-Cyn)/n

4、高精度地图标定设备将计算得到的ADAS系统的误差向AR-HUD发送，以便AR-HUD基于ADAS系统的误差对标定的路面元素进行补偿，显示补偿后的路面元素的图像。

AR-HUD将计算得到的Dx和Dy作为AR-HUD显示调节的补偿值；根据Dx和Dy的值，对AR-HUD标定的路面元素(例如，车道线)进行补偿，并显示补偿后的路面元素，从而保证AR-HUD投影显示的车道线能够匹配实际车道线。

由于对于AR-HUD来说最重要的路面元素就是车道线，这里展示的是对左右车道线的标定过程：

关于车道线标定点P位置选取，确定测量点数量与位置(AR-HUD一般投影覆盖距离为8m到∞远，覆盖区域下视野角度α，人体坐姿高度设定为H，

标定点P选取的原则为在X向上，根据下视野角度均分选取，Y向只要保证在车道线上即可，如图3所示，P点对应的Y向坐标是基于ADAS系统输出的车辆相对于P点的Y向坐标进行标定。

Ax＝H/sin(α)这里α的范围为[4°,0°)，每0.01°取一个P点，单边车道线共计400个测量点(P、P’、P”…)

以下对本发明中出现的英文缩略语进行解释说明：

1、增强现实(Augmented Reality，AR)

2、抬头显示(Head Up Display，HUD)，又被叫做平行显示系统，是指以驾驶员为中心、盲操作、多功能仪表盘。它的作用，就是把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的挡风玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。

3、增强现实抬头显示器(AR-HUD)

4、高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)是利用安装在车上的各式各样传感器(毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航)，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统，其特征在于：所述高精度地图标定设备包括

3.根据权利要求1所述的基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统，其特征在于：所述高精度地图标定设备对每一个选取的P点，均计算第一坐标信息相对于第二坐标信息的偏差，则所有P点对应的偏差的均值即为ADAS系统的误差。

4.根据权利要求1所述的基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统，其特征在于：所述路面元素为车道线。

5.根据权利要求4所述的基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整系统，其特征在于：所述P点的选取原则为在车辆纵轴方向上根据下视野角度均分选取。

6.一种基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整方法，其特征在于：获取ADAS系统中车辆相对于P点的第一坐标信息，所述P点为标定的路面元素上的任意一点；从高精度地图标定设备中获取车辆相对于P点的第二坐标信息，根据第一坐标信息和第二坐标信息计算ADAS系统的误差，增强现实抬头显示器根据ADAS系统的误差对标定的路面元素进行补偿，并显示补偿后的路面元素的图像。

7.根据权利要求6所述的基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整方法，其特征在于：所述高精度地图标定设备包括

8.根据权利要求6所述的基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整方法，其特征在于：对每一个选取的P点，均计算第一坐标信息相对于第二坐标信息的偏差，则所有P点对应的偏差的均值即为ADAS系统的误差。

9.根据权利要求6所述的基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整方法，其特征在于：所述路面元素为车道线。

10.根据权利要求6所述的基于高精度地图系统的AR-HUD影像标定调整方法，其特征在于：所述P点的选取原则为在车辆纵轴方向上根据下视野角度均分选取。