CN113552905A - 车载hud的位置调整方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载HUD的位置调整方法及系统，其中的方法包括：通过基准位置的HUD进行投影，并使样本人眼获取HUD的全部投影信息，记录当前位置下信息采集模组采集的样本人眼信息；调整样本人眼的位置以及HUD的角度，并使调整后的样本人眼获取HUD的全部投影信息，记录HUD相对基准位置的偏移角度和信息采集模组采集的调整后的样本人眼信息；对HUD的偏移角度和调整后的样本人眼信息进行曲线拟合，确定样本人眼信息与偏转角度之间的关系函数；基于关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置。利用上述发明能够根据用户人眼的位置调整，对应调整HUD的投影角度，确保用户实时获取全部的投影信息。

Description

车载HUD的位置调整方法及系统

技术领域

本发明涉及HUD系统成像技术领域，更为具体地，涉及一种车载HUD的位置调整方法及系统。

背景技术

目前，AR-HUD主要是通过内部特殊设计的光学系统将图像信息精确地结合于实际交通路况中，将胎压、速度、转速等信息投射到前挡风玻璃上，使车主在行车中，无需低头就能查看汽车相关信息。换言之，AR-HUD可将其投影机的影像经过光学反应反射到车辆的前挡玻璃上，在前方“投影”处形成一个虚像，但实际的成像光线并没有传播到前方去，在眼盒(eye box)范围内眼睛可以看到HUD投影出的全部图像。而当眼睛超出这个范围后，就只能看到部分投影图像，甚至完全看不到图像。

但是，驾驶员在车辆驾驶过程中可能会发生视线移动的情况，当人眼的视线发生偏离时，若投影图像不能主动进行位置调整，会导致用户不能完全获取图像信息，影响用户体验，严重时可能会使得用户遗漏关键信息，造成其他不良后果。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种车载HUD的位置调整方法及系统，以解决目前投影图像不能主动进行位置调整，导致用户不能完全获取图像信息，影响用户体验以及造成不良后果等问题。

本发明提供的车载HUD的位置调整方法，包括：通过基准位置的HUD进行投影，并使样本人眼获取HUD的全部投影信息，记录当前位置下信息采集模组采集的样本人眼信息；调整样本人眼的位置以及HUD的角度，并使调整后的样本人眼获取HUD的全部投影信息，记录HUD相对基准位置的偏移角度和信息采集模组采集的调整后的样本人眼信息；对HUD的偏移角度和调整后的样本人眼信息进行曲线拟合，确定样本人眼信息与偏转角度之间的关系函数；基于关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置。

此外，可选的方案是，信息采集模组包括TOF模组、超声波测距传感器、激光测距传感器或红外线测距传感器。

此外，可选的方案是，当信息采集模组为TOF模组时，TOF模组包括RGB镜头和IR镜头；并且，RGB镜头用于获取样本人眼的图像信息，IR镜头用于获取图像信息上的预设点与TOF模组之间的距离；预设点包括样本人眼的眼球位置、眼角位置以及中心位置。

此外，可选的方案是，样本人眼信息包括样本人眼与信息采集模组之间的距离信息；或者，样本人眼信息包括样本人眼的图像信息以及样本人眼与信息采集模组之间的距离信息。

此外，可选的方案是，基于关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置的过程包括：获取与待检测车载HUD相适配的真实人眼信息；基于真实人眼信息以及关系函数，确定待检测车载HUD的调整角度；基于调整角度实时调整待检测车载HUD的位置。

此外，可选的方案是，HUD包括成像系统和眼盒；成像系统包括PGU和波导片，PGU用于生成待投影的投影信息，波导片用于将投影信息反射至安装有HUD的车辆的前挡玻璃上；眼盒包括样本人眼拾取到前挡玻璃上的投影信息的区域。

此外，可选的方案是，在确定关系函数之后，还包括将关系函数存储至控制系统，通过控制系统调用关系函数，并基于关系函数确定检测车载HUD的调整角度。

此外，可选的方案是，HUD还包括与PGU连接的驱动马达，驱动马达用于根据控制系统给出的调整角度，实时控制HUD进行位置调整。

根据本发明的另一方面，提供一种车载HUD的位置调整系统，利用上述车载HUD的位置调整方法对车载HUD进行位置调整，系统包括控制系统、与控制系统连接的HUD和信息采集模组；其中，信息采集模组用于实时采集真实人眼信息，并发送至控制系统；控制系统用于根据真实人眼信息以及预存的关系函数，确定HUD的调整角度，并控制HUD进行角度调整，以使HUD的全部投影信息被真实人眼所拾取。

此外，可选的方案是，关系函数包括真实人眼与信息采集模组之间的距离和HUD的偏移角度之间的对应关系。

利用上述车载HUD的位置调整方法及系统，通过基准位置的HUD进行投影，并使样本人眼获取HUD的全部投影信息，记录当前位置下信息采集模组采集的样本人眼信息；然后多次调整样本人眼的位置以及HUD的角度，并使调整后的样本人眼获取HUD的全部投影信息，记录HUD相对基准位置的偏移角度和信息采集模组采集的调整后的样本人眼信息；然后，对HUD的偏移角度和调整后的样本人眼信息进行曲线拟合，确定样本人眼信息与偏转角度之间的关系函数；最终可基于关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置，当用户进行视线移动时，能够对应的调整HUD的位置，确保投影信息能够实时被用户所拾取，提高用户的驾车体验。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的车载HUD的位置调整方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的车载HUD的位置调整方法的原理图。

其中的附图标记包括：真实人眼1、波导片2、信息采集模组3、前挡玻璃4。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，在本发明的描述中，HUD(Head-up display，抬头显示或平视显示)，通过HUD可以把当前行车信息，比如车速、转速、续航、胎压等，以及导航、多媒体等交互信息，通过风挡玻璃投影在前方一定距离上，形成一个虚拟的显示屏。TOF(Time of flight，飞行时间)，通过TOF进行测距的方法属于双向测距技术，它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)(或被反射面)之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。

为解决目前驾驶员在车辆驾驶过程中可能会发生视线移动的情况，当人眼的视线发生偏离时，若投影图像不能主动进行位置调整，会导致用户不能完全获取图像信息，影响用户体验，严重时可能会使得用户遗漏关键信息，造成其他不良后果等问题，本发明提供一种车载HUD的位置调整方法及系统，通过多次调整样本人眼的位置以及HUD的角度，并使调整后的样本人眼获取HUD的全部投影信息，然后记录HUD相对基准位置的偏移角度和信息采集模组采集的调整后的样本人眼信息；其次，对HUD的偏移角度和调整后的样本人眼信息进行曲线拟合，确定样本人眼信息与偏转角度之间的关系函数；最终可基于关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明实施例的车载HUD的位置调整方法的流程。

如图1所示，本发明实施例的车载HUD的位置调整方法，包括：

S110：通过基准位置的HUD进行投影，并使样本人眼获取HUD的全部投影信息，记录当前位置下信息采集模组采集的样本人眼信息。

其中，基准位置的HUD主要是指HUD的初始位置，或者将HUD固定在车辆的前挡玻璃后，进行正常投影时，样本人眼在自然状态下能够看到完整的HUD的投影信息，该基准位置也可根据用户需求或测试需求进行设定，并不限于具体的位置。

进而，当HUD在基准位置进行投影且样本人眼能够获取全部投影信息时，记录当前位置下信息采集模组采集到的样本人眼信息，该样本人眼信息可包括样本人眼的图像信息，以及其与信息采集模组之间的距离信息。

S120：调整样本人眼的位置以及HUD的角度，并使调整后的样本人眼获取HUD的全部投影信息，记录HUD相对基准位置的偏移角度和信息采集模组采集的调整后的样本人眼信息。

在该步骤S120中，调整样本人眼的位置以及HUD的角度可进一步包括：首先调整样本人眼的位置，然后针对调整位置后的样本人眼，对应调整HUD的角度，以使得调整角度后的HUD的投影信息能够被调整位置后的样本人眼完全拾取，即调整位置后的样本人眼仍能够获取完整的投影信息，此时，可通过信息采集模组，再次采集当前位置下的样本人眼信息，并确定调整角度后的HUD相对基准位置的偏移角度。

在本发明的一个具体实施方式中，HUD主要指AR-HUD，该AR-HUD包括成像系统和眼盒；成像系统包括PGU和波导片，PGU用于生成待投影的投影信息，波导片则用于将该投影信息反射至安装有HUD的车辆的前挡玻璃上，眼盒作为和成像系统对应的接收系统，其包括样本人眼拾取到前挡玻璃上的投影信息的区域，即投影信息在前挡玻璃上投影的可视区域。

其中，在根据人眼的位置调整HUD的角度的过程，其实就是确保HUD的投影信息能够全部落在眼盒范围内，从而不管驾驶员如何调整位置，都能够随时获得全部的投影信息。

此外，HUD还包括与PGU连接的驱动马达，驱动马达用于根据控制系统给出的调整角度，实时控制HUD进行位置调整。

其中，HUD的偏移角度可通过对应的驱动装置，其包括驱动马达或控制系统等进行获取，例如，可通过驱动HUD转动(位置调整)的驱动装置确定驱动量，进而根据驱动量确定HUD的偏移角度，或者通过位移传感器等获取HUD的偏移角度等，在本发明中并不具体进行限制。

S130：对HUD的偏移角度和调整后的样本人眼信息进行曲线拟合，确定样本人眼信息与偏转角度之间的关系函数。

其中，在上述步骤S120中，在样本人眼的位置进行一次调整后，能够获取对应的一组样本人眼信息和偏移角度的数据，在样本人眼进行多次位置调整后，能够获取对应的多组样本人眼信息和偏移角度的数据，进而可根据多组数据进行曲线拟合处理，确定最终的样本人眼信息和偏移角度之间的函数关系，通过该函数关系能够给处于一定位置的人眼匹配对应的HUD位置，确保在人眼移动过程中，始终能够获取完整的HUD的投影信息。

S140：基于关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置。

具体地，当关系函数确定后，可将其存储至本地的控制系统中，在具体应用过程中，当用户的人眼出现移动时，可根据人眼信息以及关系函数，确定HUD需要调整的偏移角度信息，进而根据该偏移角度信息对HUD进行位置调整，使得用户能够实时获取完整的HUD的投影信息。

在本发明的一个具体实施方式中，信息采集模组可采用TOF模组、超声波测距传感器、激光测距传感器或红外线测距传感器等多种形式，当信息采集模组采用各距离传感器时，对应的样本人眼信息包括样本人眼与信息采集模组之间的距离信息，对应的关系函数为人眼与信息采集模组之间的距离信息和HUD的偏移角度之间的函数信息。

进一步地，当信息采集模组为TOF模组时，TOF模组包括RGB镜头和IR镜头；并且，RGB镜头用于正常拍摄获取样本人眼的图像信息，IR镜头用于获取图像信息上的预设点与TOF模组之间的距离；该预设点可包括样本人眼的眼球位置、眼角位置以及中心位置等，在对不同位置的样本人眼进行距离获取时，确保每次获取的距离为预设点与TOF模组之间的距离，可知通过设置预设点能够提高样本人眼与TOF模组之间的距离的采集精度。

可知，在具体应用过程中，可根据应用场景或用户需求，灵活设置预设点的位置，甚至可以不设置预设点，在获取样本人眼与TOF模组之间的距离时，可随机确定样本人眼上的点进行距离测量，当然该方案会影响距离的测量精度，但是可降低对信息采集模组的要求。

在上述信息采集模组为TOF模组的情况下，样本人眼信息包括样本人眼的图像信息以及基于图像信息确定的样本人眼与信息采集模组之间的距离信息，但是对应的关系函数仍为人眼与信息采集模组之间的距离信息和HUD的偏移角度之间的函数信息，此处的图像信息仅用于提高距离信息的准确度，并不直接影响函数信息。

最后，基于关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置的过程包括：获取与待检测车载HUD相适配的真实人眼信息；基于真实人眼信息以及预存的关系函数，实时确定待检测车载HUD的调整角度；进而基于调整角度实时调整待检测车载HUD的位置，保证用户在视线移动或头部转动时，仍能够获取完整有效地投影信息，提高用户的驾车体验。

与上述车载HUD的位置调整方法相对应，本发明还提供一种车载HUD的位置调整系统。

具体地，图2示出了根据本发明实施例的车载HUD的位置调整系统的原理。

如图2所示，本发明实施例的车载HUD的位置调整系统，利用上述车载HUD的位置调整方法对车载HUD进行位置调整，该系统包括控制系统、与控制系统连接的HUD和信息采集模组3；其中，信息采集模组3可设置在车辆的前挡玻璃4上，通过信息采集模组3实时采集真实人眼信息，并发送至控制系统；控制系统用于根据真实人眼信息以及预存的关系函数，确定HUD的调整角度，并控制HUD进行角度调整，以使HUD的全部投影信息被真实人眼1所拾取。

其中，关系函数包括真实人眼1与信息采集模组3之间的距离和HUD的偏移角度之间的对应关系。

具体地，AR-HUD包括成像系统和眼盒；成像系统包括PGU和波导片2，PGU用于生成待投影的投影信息，波导片2则用于将该投影信息反射至安装有HUD的车辆的前挡玻璃4上，眼盒作为和成型系统对应的接收系统，其包括样本人眼拾取到前挡玻璃4上的投影信息的区域，即投影信息在前挡玻璃4上投影的可视区域。

其中，在根据人眼的位置调整HUD的角度的过程，其实就是确保HUD的投影信息能够全部落在眼盒范围内，从而不管驾驶员如何调整位置，够能够随时获得全部的投影信息。

此外，HUD还包括与PGU连接的驱动马达(图中未示出)，驱动马达用于根据控制系统给出的调整角度，实时控制HUD进行位置调整。

需要说明的是，车载HUD的位置调整系统的实施例可参考车载HUD的位置调整方法的实施例描述，此处不再一一赘述。

利用上述根据本发明的车载HUD的位置调整方法及系统，能够根据信息采集模组实时获取人眼的位置信息，从而根据人眼的位置对对应调整HUD投影的范围，使得人眼的位置始终在眼盒范围内，确保人眼在移动情况下，仍可获取完整的投影信息，提高用户的驾驶体验。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的车载HUD的位置调整方法及系统。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的车载HUD的位置调整方法及系统，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种车载HUD的位置调整方法，其特征在于，包括：

通过基准位置的HUD进行投影，并使样本人眼获取所述HUD的全部投影信息，记录当前位置下信息采集模组采集的样本人眼信息；

调整所述样本人眼的位置以及所述HUD的角度，并使调整后的样本人眼获取所述HUD的全部投影信息，记录所述HUD相对所述基准位置的偏移角度和所述信息采集模组采集的所述调整后的样本人眼信息；

对所述HUD的偏移角度和所述调整后的样本人眼信息进行曲线拟合，确定所述样本人眼信息与所述偏转角度之间的关系函数；

基于所述关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置。

2.如权利要求1所述的车载HUD的位置调整方法，其特征在于，

所述信息采集模组包括TOF模组、超声波测距传感器、激光测距传感器或红外线测距传感器。

3.如权利要求2所述的车载HUD的位置调整方法，其特征在于，

当所述信息采集模组为TOF模组时，所述TOF模组包括RGB镜头和IR镜头；并且，

所述RGB镜头用于获取所述样本人眼的图像信息，所述IR镜头用于获取所述图像信息上的预设点与所述TOF模组之间的距离；所述预设点包括所述样本人眼的眼球位置、眼角位置以及中心位置。

4.如权利要求3所述的车载HUD的位置调整方法，其特征在于，

所述样本人眼信息包括所述样本人眼与所述信息采集模组之间的距离信息；或者，

所述样本人眼信息包括所述样本人眼的图像信息以及所述样本人眼与所述信息采集模组之间的距离信息。

5.如权利要求1所述的车载HUD的位置调整方法，其特征在于，基于所述关系函数，实时调整待检测车载HUD的位置的过程包括：

获取与所述待检测车载HUD相适配的真实人眼信息；

基于所述真实人眼信息以及所述关系函数，确定所述待检测车载HUD的调整角度；

基于所述调整角度实时调整所述待检测车载HUD的位置。

6.如权利要求1所述的车载HUD的位置调整方法，其特征在于，

所述HUD包括成像系统和眼盒；

所述成像系统包括PGU和波导片，所述PGU用于生成待投影的投影信息，所述波导片用于将所述投影信息反射至安装有所述HUD的车辆的前挡玻璃上；

所述眼盒包括所述样本人眼拾取到所述前挡玻璃上的投影信息的区域。

7.如权利要求6所述的车载HUD的位置调整方法，其特征在于，在确定所述关系函数之后，还包括：

将所述关系函数存储至控制系统，通过所述控制系统调用所述关系函数，并基于所述关系函数确定所述检测车载HUD的调整角度。

8.如权利要求6所述的车载HUD的位置调整方法，其特征在于，

所述HUD还包括与所述PGU连接的驱动马达，所述驱动马达用于根据所述控制系统给出的调整角度，实时控制所述HUD进行位置调整。

9.一种车载HUD的位置调整系统，其特征在于，利用如权利要求1至8任一项所述的车载HUD的位置调整方法对所述车载HUD进行位置调整，所述系统包括控制系统、与所述控制系统连接的HUD和信息采集模组；其中，

所述信息采集模组用于实时采集真实人眼信息，并发送至所述控制系统；

所述控制系统用于根据所述真实人眼信息以及预存的关系函数，确定所述HUD的调整角度，并控制所述HUD进行角度调整，以使所述HUD的全部投影信息被所述真实人眼所拾取。

10.如权利要求9所述的车载HUD的位置调整系统，其特征在于，

所述关系函数包括所述真实人眼与所述信息采集模组之间的距离和所述HUD的偏移角度之间的对应关系。

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