CN115265466B - 虚像距离测量方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及虚像距离测量技术领域，具体提供一种虚像距离测量方法、虚像距离测量装置、电子设备及存储介质，虚像距离测量方法包括：在棱镜组位于第一位置时，获取第一参数组；其中，棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光路；在棱镜组位于第二位置时，获取第二参数组；其中，第一位置与第二位置为不同的位置；根据第一参数组与第二参数组计算虚像到镜头的距离。本公开通过提供一种虚像距离测量方法，解决虚像距离测量过程中因相机公差引起的测量精度不高的问题。

Description

虚像距离测量方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开涉及虚像距离测量技术领域，具体而言，涉及一种虚像距离测量方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着技术发展，平视显示器（Head Up Display，HUD）越发普及，被运用于各种驾驶室中，以使驾驶员可以平视到仪表盘虚像而无需频繁低头。在HUD研发过程中，通常需要测量HUD虚像到人眼的距离。

相关技术下，一种常见的虚像距离测量方法是：通过双相机在测量环境中建立三角关系，根据三角关系计算得出虚像到双相机的距离，但由于不同的相机在生产时公差不同，双相机测量虚像距离可能会存在误差。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种虚像距离测量方法、装置、电子设备及存储介质，可以降低测量误差，提高虚像距离测量的准确性。

根据本公开的一个方面，提供一种虚像距离测量方法，包括：棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组；其中，棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光线的光路，成像模组含有镜头，第一参数组包含第一夹角、第一距离，第一夹角为第一光线与成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，第一距离为棱镜组上第一位置入光口到成像模组的镜头的光轴的最短距离；在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组；其中，第一位置与第二位置为不同的位置，第二参数组包含第二夹角、第二距离，第二夹角为第二光线与成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，第二距离为棱镜组上第二位置入光口到成像模组的镜头的光轴的最短距离；根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离。

在本公开的一个示例性实施例中，获取第一光线对应的第一参数组，包括：在第一图像中确定测量点；其中，第一图像为棱镜组在第一位置时，虚像在成像模组中成的像；根据测量点获取第一参数组。

在本公开的一个示例性实施例中，根据所述测量点获取所述第一参数组，包括：根据成像模组的镜头的光轴与第一图像确定第一图像的参考点；获取测量点到参考点的距离。

在本公开的一个示例性实施例中，获取测量点到参考点的距离，包括：获取水平像素数量；其中，第一图像中包含像素，像素包括测量点对应的第一像素与参考点对应的第二像素，水平像素数量为第一像素到第二像素水平方向上像素的数量；获取垂直像素数量；其中，垂直像素数量为第一像素到第二像素垂直方向上像素的数量；根据水平像素数量与垂直像素数量与像素大小数据确定测量点到参考点的距离。

在本公开的一个示例性实施例中，根据测量点获取第一参数组，包括：确定虚像测量点；其中，虚像测量点为测量点在虚像上对应的像素；虚像测量点发出第一光线，在第一位置入光口进入棱镜组；其中，第一光线为虚像测量点发出的经过棱镜组到达测量点的光线；获取第一夹角；其中，第一夹角为锐角。

在本公开的一个示例性实施例中，获取第一光线对应的第一参数组，包括：第三光线在预设位置进入棱镜组，以使得第三光线沿着成像模组的镜头的光轴进入成像模组；其中，预设位置为第一位置入光口的中心，第三光线为沿着成像模组的镜头的光轴进入成像模组的光线；获取第一距离。

在本公开的一个示例性实施例中，根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离，包括：获取成像模组的镜头的焦距参数；获取第三光线在棱镜组内的光程参数；其中，光程参数是第三光线自预设位置至成像模组传播的距离总和；根据成像模组镜头的焦距参数、光程参数、第一参数组与第二参数组计算获取虚像到成像模组的镜头的距离。

根据本公开的一个方面，提供一种虚像距离测量装置，包括：第一获取模块，用于在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组；其中，棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光线的光路，成像模组含有镜头，第一参数组包含第一夹角、第一距离，第一夹角为第一光线与成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，第一距离为棱镜组上第一位置入光口到成像模组的镜头的光轴的最短距离；第二获取模块，用于在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组；其中，第一位置与第二位置为不同的位置，第二参数组包含第二夹角、第二距离，第二夹角为第二光线与成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，第二距离为棱镜组上第二位置入光口到成像模组的镜头的光轴的最短距离；计算模块，用于根据第一参数组与第二参数组计算虚像到镜头的距离。

根据本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：

处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行以上任意一项实施例的虚像距离测量方法。

根据本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行以上任意一项实施例的虚像距离测量方法。

本公开示例性实施例可以具有以下部分或全部有益效果：

在本公开示例实施方式所提供的虚像距离测量方法中，在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组，在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组，根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离。一方面，使用单一的成像模组，降低了测量虚像距离的成本；另一方面，使用单一的成像模组，避免了多个成像模组之间因公差而引起测量误差，提升了虚像测量的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出了根据本公开一个实施例中虚像距离测量方法的系统架构的示意图。

图2示意性示出了根据本公开一个实施例中虚像距离测量的流程图。

图3示意性示出了根据本公开一个实施例中的棱镜组位于第一位置时的虚像光路图。

图4示意性示出了根据本公开一个实施例中的棱镜组位于第二位置时的虚像光路图。

图5示意性示出了根据本公开一个实施例中获取第一光线对应的第一参数组的流程图。

图6示意性示出了根据本公开一个实施例中获取测量点参数的流程图。

图7示意性示出了根据本公开一个实施例中获取测量点到参考点的距离的流程图。

图8示意性示出了根据本公开一个实施例中根据测量点获取第一参数组的流程图。

图9示意性示出了根据本公开一个实施例中计算夹角参数的示意图。

图10示意性示出了根据本公开一个实施例中获取第一光线对应的第一参数组的流程图。

图11示意性示出了根据本公开一个实施例中根据第一参数组与第二参数组计算虚像到镜头距离的流程图。

图12示意性示出了根据本公开一个实施例中获取相机等效位置的示意图。

图13示意性示出了根据本公开一个实施例中计算虚像距离的示意图。

图14示意性示出了根据本公开的一个实施例的虚像距离测量装置的框图。

图15示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应该被理解为先于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面与完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对于本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域的技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略特定细节中的一个或更多，或者可以采用其他方法、组元、装置、步骤等。在其他情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

图1示出了可以应用本公开实施例的一种虚像距离测量方法及装置的示例性应用环境的系统架构的示意图。

如图1所示，系统架构100可以包括终端设备101、102、103中的一个或多个，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。终端设备101、102、103可以是具有显示屏的各种电子设备，包括但不限于台式计算机、便携式计算机、智能手机和平板电脑等等。应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。比如服务器105可以是多个服务器组成的服务器集群等。

本公开实施例提供的虚像距离测量方法可以在服务器105执行，具体的，在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组；其中，棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光线的光路，成像模组含有镜头；在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组；其中，第一位置与第二位置为不同的位置；根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离。本公开实施例所提供的虚像距离测量方法也可以由终端设备101、102、103执行，本公开实施例所提供的虚像距离测量方法还可以由终端设备101、102、103与服务器105共同执行，本示例性实施例中对此不做特殊限定。

HUD最开始是一种机载光学显示系统，运用在飞机上的飞行辅助仪器，可以把飞机飞行信息（如飞行参数、姿态信息、导航信息等）投射到飞行员视野正前方的透视镜上，使飞行员保持平视状态时，在同一视野中兼顾仪表参数和外界目视参照物。随着技术发展，HUD越发普及，被运用于各种驾驶室中，以使驾驶员可以平视到仪表盘虚像而无需频繁低头。在HUD研发过程中，通常需要测量HUD虚像到人眼的距离。相关技术下，一种常见的虚像距离测量方法是：通过双相机在测量环境中建立三角关系，根据三角关系计算得出虚像到双相机的距离，但由于不同的相机在生产时公差不同，双相机测量虚像距离可能会存在误差。

因此，需要提出一种新的虚像距离测量方法。

在本公开的一种示例实施例中提供了一种虚像距离测量方法，参考图2所示，该虚像距离测量方法可以包括以下步骤：

步骤S210，在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组；其中，棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光线的光路，成像模组含有镜头，第一参数组包含第一夹角、第一距离，第一夹角为第一光线与成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，第一距离为棱镜组上第一位置入光口到成像模组的镜头的光轴的最短距离；

步骤S220，在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组；其中，第一位置与第二位置为不同的位置，第二参数组包含第二夹角、第二距离，第二夹角为第二光线与成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，第二距离为棱镜组上第二位置入光口到成像模组的镜头的光轴的最短距离；

步骤S230，根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离。

在本公开示例实施方式所提供的虚像距离测量方法中，在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组，在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组，根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离。一方面，使用单一的成像模组，降低了测量虚像距离的成本；另一方面，使用棱镜组和单一的成像模组，避免了多个成像模组之间因公差而引起测量误差，提升了虚像测量的准确性。

下面，在对上述步骤进行更加详细的说明。

在本公开的一种示例实施例中，提供一种虚像距离测量方法，参考图2所示，虚像距离测量方法包括以下步骤S210~S230：

在步骤S210中，在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组。

在本公开的一种示例实施例中，在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组。其中，棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光路，使得第一光线在射入棱镜组之前和射出棱镜组之后光路平行，成像模组可以为由镜头、传感器和/或其他外设组成的装置，第一参数组为棱镜组在第一位置时可获取的一个或多个用于测量虚像距离的参数。

举例而言，棱镜组可以是两个五棱镜的组合，也可以是其他数量的其他棱镜的组合，虚像可以是HUD在汽车前挡风玻璃形成的虚像，第一光线可以是虚像上某一点发出的光线，第一参数组可以是当棱镜组在第一位置时，第一位置对应的棱镜组入光口位置、第一光线与镜头光轴的角度、第一光线在棱镜组内的光程等其他可以用于测量虚像到成像模组距离的参数中的一个或多个。

具体而言，在棱镜组位于第一位置时，虚像上的某个点发出第一光线，射入棱镜组，在棱镜组内经过数次反射后射出棱镜组并射入成像模组的镜头，此时可以获取测量虚像距离的第一参数组。

举例而言，棱镜组为两个五棱镜呈中心对称放置的组合，以使得棱镜组的入射光线与出射光线平行，虚像为HUD在汽车前挡风玻璃形成的虚像，第一光线为虚像上某一点发出的光线，成像模组为照相机，具体的，如图3所示，棱镜组310包括两个相同的五棱镜311与312，虚像330发出的第一光线331经过棱镜组310进入照相机320的镜头，此时可以通过测量或者计算等方式得到成像模组镜头光轴的位置、第一位置对应的棱镜组入光口位置、第一光线与镜头光轴的角度、第一光线在棱镜组内的光程等其他可以用于测量虚像到成像模组距离的参数。

在步骤S220中，在棱镜组位于第二位置时，有虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组。

在本公开的一种示例实施例中，在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组。其中，第二位置与第一位置是不同的位置，第二位置的棱镜组的出光方向与第一位置的棱镜组出光方向保持一致，棱镜组在第一位置时，棱镜组可以通过绕镜头的光轴旋转任意角度到达第二位置，也可以在不改变棱镜组出光方向的前提下，将棱镜组移动任意距离使棱镜组到达第二位置，第二参数组为棱镜组在第二位置时可获取的一个或多个用于测量虚像距离的参数。

举例而言，棱镜组可以是两个五棱镜的组合，也可以是其他数量的其他棱镜的组合，虚像可以是HUD在汽车前挡风玻璃形成的仪表盘虚像，第二光线可以是虚像上某一点发出的光线，第二参数组可以是当棱镜组在第二位置时，第二位置对应的棱镜组入光口位置、第二光线与镜头光轴的角度、第二光线在棱镜组内的光程等其他可以用于测量虚像到成像模组距离的参数中的一个或多个。

具体而言，在棱镜组位于第二位置时，虚像上的某个点发出第二光线，射入棱镜组，在棱镜组内经过数次反射后射出棱镜组并射入成像模组的镜头，此时可以获取测量虚像距离的第二参数组。

举例而言，棱镜组为两个五棱镜呈中心对称放置的组合，将第一位置的棱镜组沿镜头光轴旋转180°，得到位于第二位置的棱镜组，虚像为HUD在汽车前挡风玻璃形成的仪表盘虚像，第二光线为仪表盘虚像上某一点发出的光线，成像模组为照相机，具体的，如图4所示，棱镜组410包括两个相同的五棱镜411与412，仪表盘虚像430发出的第二光线431经过棱镜组410进入照相机420的镜头，此时可以通过测量或者计算等方式得到成像模组镜头光轴的位置、第二位置对应的棱镜组入光口位置、第二光线与镜头光轴的角度、第二光线在棱镜组内的光程等其他可以用于测量虚像到成像模组距离的参数。

在步骤S230中，根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离。

在本公开的一种示例实施例中，根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离。其中，第一参数组为棱镜组在第一位置时获取的用于测量虚像距离的一个或多个参数，第二参数组为棱镜组在第二位置时获取的用于测量虚像距离的一个或多个参数。举例而言，第一参数组与第二参数组可以是成像模组镜头光轴的位置、光线与镜头光轴的角度、光线在棱镜组内的光程等其他可以用于测量虚像到成像模组距离的参数中的一个或多个。

具体而言，根据第一参数组与第二参数组，通过三角关系或其他数学方式建立参数组与虚像距离之间的方程组，计算得出虚像距离的具体数值。

具体的，根据第一参数组与第二参数组，计算得出虚像距离Z，公式如下：

其中，α为第一光线与镜头光轴的夹角，s ₁为第一位置的棱镜组入光口（即第一位置入光口）与镜头光轴的距离，β为第二光线与镜头光轴的夹角，s ₂为第二位置的棱镜组入光口（即第二位置入光口）与镜头光轴的距离。α、s ₁为第一参数组中的参数，β、s ₂为第二参数组中的参数。

在本公开的一种示例实施例中，在第一图像中确定测量点，根据测量点获取第一参数组。具体的，参考图5所示，获取第一光线对应的第一参数组，可以包括以下步骤S510~S520：

在步骤S510中，在第一图像中确定测量点。

在本公开的一种示例实施例中，在第一图像中确定测量点。其中，第一图像为棱镜组在第一位置时，虚像在成像模组中成的像，测量点可以为像素。举例而言，第一图像可以是HUD仪表盘虚像在相机传感器上成的图像。

具体而言，在棱镜组位于第一位置时，将此时虚像在成像模组中成的图像作为第一图像，在第一图像上确定某个像素为测量点。

举例而言，棱镜组为两个五棱镜呈中心对称放置的组合，成像模组为相机，第一图像为棱镜组在第一位置时，HUD仪表盘虚像通过棱镜组在相机传感器上成的图像，具体的，在HUD仪表盘虚像通过棱镜组在相机传感器上成的图像中，选取一个像素作为测量点。

在步骤S520中，根据测量点获取第一参数组。

在本公开的一种示例实施例中，根据测量点获取第一参数组。其中，第一参数组为棱镜组在第一位置时可获取的一个或多个用于测量虚像距离的参数。举例而言，第一参数组可以包括第一光线与镜头光轴夹角的角度参数。

具体而言，根据在第一图像上确定的测量点，获取以测量点为基础的可用于测量虚像距离的参数，作为第一参数组的一部分参数。

举例而言，棱镜组为两个五棱镜呈中心对称放置的组合，成像模组为相机，第一图像为棱镜组在第一位置时，HUD虚像通过棱镜组在相机传感器上成的图像，具体的，通过测量点确定第一光线的方向，进一步确定第一光线与镜头光轴的夹角，获取第一光线与镜头光轴夹角的角度参数，作为第一参数组中的一部分。

通过上述步骤S510~S520，在第一图像中确定测量点，根据测量点获取第一参数组。

在本公开的一种示例实施例中，根据镜头的光轴与第一图像确定第一图像的参考点，获取测量点到参考点的距离。具体的，参考图6所示，获取测量点参数，可以包括以下步骤S610~S620：

在步骤S610中，根据成像模组的镜头的光轴与第一图像确定第一图像的参考点。

在本公开的一种示例实施例中，根据镜头的光轴与第一图像确定第一图像的参考点。其中，镜头的光轴为垂直通过镜头中心的直线，参考点为第一图像上的像素。举例而言，镜头光轴可以是相机镜头的光轴，参考点可以是镜头光轴与第一图像的交点所在的像素。

具体而言，在棱镜组位于第一位置时，虚像在成像模组内成第一图像，成像模组镜头的光轴与第一图像存在一个交点，将上述交点所在的像素作为参考点。

举例而言，成像模组为相机，虚像为HUD仪表盘虚像，镜头光轴为垂直通过镜头中心的直线，具体的，在棱镜组位于第一位置时，HUD仪表盘虚像在相机传感器上成第一图像，将相机镜头的光轴与第一图像的交点所在的像素作为参考点。

在步骤S620中，获取测量点到参考点的距离。

在本公开的一种示例实施例中，获取测量点到参考点的距离。其中，测量点为第一图像上的像素，参考点为第一图像上的另一像素。举例而言，参考点可以为镜头光轴与第一图像交点所在的像素。

具体而言，确定测量点与参考点之后，可以通过图像处理的方式获取测量点与参考点之间的距离。

举例而言，参考点为相机镜头光轴与第一图像交点所在的像素，测量点为第一图像上除参考点以外的另一像素，具体的，通过图像处理的方法，获取测量点与参考点之间的距离。

通过上述步骤S610~S620，根据镜头的光轴与第一图像确定第一图像的参考点，获取测量点到参考点的距离。

在本公开的一种示例实施例中，获取水平像素数量，获取垂直像素数量，根据水平像素数量与垂直像素数量与像素大小数据确定测量点到参考点的距离。具体的，参考图7所示，获取测量点到参考点的距离，可以包括以下步骤S710~S730：

在步骤S710中，获取水平像素数量。

在本公开的一种示例实施例中，获取水平像素数量。其中，第一图像中包含像素，像素包括测量点对应的第一像素与参考点对应的第二像素，水平像素数量为第一像素到第二像素水平方向上像素的数量。

具体而言，利用图像处理的方法，扫描获取第一图像的水平特征，水平特征为第一图像水平方向上的像素分布特征，根据各像素灰度值特征，确定第一像素所在位置的水平序号，计算得出水平方向上第一像素与第二像素之间像素的数量。其中，水平序号为第一像素与第二像素之间水平方向上的像素数量。

举例而言，参考点对应的第二像素为相机镜头光轴与第一图像交点所在的像素，测量点对应的第一像素为第一图像上除参考点以外的另一像素，获取水平方向上第一像素到第二像素的像素数量，具体的，首先通过图像处理的方法，扫描获取第一图像水平方向上总像素的数量为1920，其次获取第一像素对应位置的水平序号，最后计算得出水平像素数量。

在步骤S720中，获取垂直像素数量。

在本公开的一种示例实施例中，获取垂直像素数量。其中，第一图像中包含像素，像素包括测量点对应的第一像素与参考点对应的第二像素，垂直像素数量为第一像素到第二像素垂直方向上像素的数量。

具体而言，利用图像处理的方法，扫描获取第一图像的垂直特征，垂直特征为第一图像垂直方向上的像素分布特征，根据各像素灰度值特征，确定第一像素所在位置垂直序号，计算得出垂直方向上第一像素与第二像素之间像素的数量。其中，垂直序号为第一像素与第二像素之间垂直方向上的像素数量。

举例而言，参考点对应的第二像素为相机镜头光轴与第一图像交点所在的像素，测量点对应的第一像素为第一图像上除参考点以外的另一像素，获取垂直方向上第一像素到第二像素的像素数量，具体的，首先通过图像处理的方法，扫描获取第一图像垂直方向上总像素的数量为1080，其次获取第一像素对应位置的垂直序号，最后计算得出垂直像素数量。

在步骤S730中，根据水平像素数量与垂直像素数量与像素大小数据确定测量点到参考点的距离。

在本公开的一种示例实施例中，根据水平像素数量与垂直像素数量与像素大小数据确定测量点到参考点的距离。其中，水平像素数量为水平方向上第一像素到第二像素的像素数量，垂直像素数量为垂直方向上第一像素到第二像素的像素数量。

具体而言，在获取水平像素数量与垂直像素数量后，结合像素的大小，计算获取测量点到参考点的水平距离和垂直距离，并根据水平距离和垂直距离计算获取测量点到参考点的距离。其中，第一图像为二维图像，水平距离所在的直线、垂直距离所在的直线为第一图像所在二维平面上的两个正交直线。

举例而言，参考点为相机镜头光轴与第一图像交点所在的像素，测量点为第一图像上除参考点以外的另一像素，具体的，获取水平像素的数量为400，垂直像素的数量为300，结合单个像素大小例如3.75μm×3.75μm，就可以算出测量点到参考点的距离为：

。

通过上述步骤S710~S730，获取水平像素数量，获取垂直像素数量，根据水平像素数量与垂直像素数量与像素大小数据确定测量点到参考点的距离。

在本公开的一种示例实施例中，确定虚像测量点，虚像测量点发出第一光线，在入光口进入棱镜组，获取第一光线与镜头的光轴形成的夹角角度。具体的，参考图8所示，根据测量点获取第一参数组，可以包括以下步骤S810~S830：

在步骤S810中，确定虚像测量点。

在本公开的一种示例实施例中，确定虚像测量点。其中，虚像测量点为测量点在虚像上对应的像素。举例而言，由于第一图像是虚像在成像模组中成的像，因此在第一图像上确定测量点后，虚像上有一与测量点对应的像素，作为虚像测量点。

具体而言，在棱镜组位于第一位置时，将此时虚像在成像模组中成的图像作为第一图像，在第一图像上确定某个像素为测量点，将测量点对应在虚像上的像素作为虚像测量点。

举例而言，棱镜组为两个五棱镜呈中心对称放置的组合，成像模组为相机，第一图像为棱镜组在第一位置时，HUD仪表盘虚像通过棱镜组在相机传感器上成的图像，具体的，在HUD仪表盘虚像通过棱镜组在相机传感器上成的图像中，选取一个像素作为测量点，同时将测量点对应在HUD仪表盘虚像上的像素作为虚像测量点。

在步骤S820中，虚像测量点发出第一光线，在第一位置入光口进入棱镜组。

在本公开的一种示例实施例中，虚像测量点发出第一光线，在第一位置入光口进入棱镜组。其中，第一光线为虚像测量点发出的经过棱镜组到达测量点的光线，第一位置入光口为第一光线进入棱镜组的位置。第一位置入光口在棱镜组上靠近虚像一侧。

举例而言，棱镜组为两个五棱镜呈中心对称放置的组合，第一光线为HUD仪表盘虚像的虚像测量点发出的光线，具体的，在棱镜组位于第一位置时，HUD仪表盘虚像的虚像测量点发出第一光线，在入光口射入棱镜组。

在步骤S830中，获取第一夹角。

在本公开的一种示例实施例中，获取第一夹角。其中，第一夹角为第一光线与镜头光轴形成的夹角，第一光线为虚像测量点发出的经过棱镜组到达测量点的光线，镜头的光轴为垂直通过镜头中心的直线，第一光线与镜头光轴的夹角为锐角。

具体而言，可以在成像模组内部，获取与第一光线和镜头光轴夹角相等的夹角，再计算得出夹角角度。

具体的，参考图9所示，ab为虚像，a`b`为第一图像，在成像模组内部，夹角α等于第一光线与相机镜头光轴的夹角，α可以通过以下公式获取：

其中，n为垂直方向上测量点到参考点的像素数量，d为像素的边长。Y为垂直方向上测量点到参考点的距离，f为成像模组的镜头的焦距。

通过上述步骤S810~S830，确定虚像测量点，虚像测量点发出第一光线，在入光口进入棱镜组，获取第一夹角。

同理，第二夹角β也可以通过上述公式获取，此处不再赘述。

在本公开的一种示例实施例中，第三光线在入光口进入棱镜组，获取第一距离。具体的，参考图10所示，获取第一光线对应的第一参数组，可以包括以下步骤S1010~S1020：

在步骤S1010中，第三光线在预设位置进入棱镜组，以使得第三光线沿着成像模组的镜头的光轴进入成像模组。

在本公开的一种示例实施例中，第三光线在预设位置进入棱镜组，以使得第三光线沿着成像模组的镜头的光轴进入成像模组。其中，第三光线为虚像参考点发出的经过棱镜组到达参考点的光线，虚像参考点为参考点在虚像上对应的像素，预设位置为棱镜组上第一位置入光口的中心，第三光线从该预设位置进入棱镜组后进行一系列反射，最终沿着成像模组的镜头的光轴进入成像模组。具体而言，第三光线经第一位置入光口的中心进入棱镜组，经过棱镜组内部传输，沿着成像模组镜头光轴进入相机，最终落在参考点上。

在步骤S1020中，获取第一距离。

在本公开的一种示例实施例中，获取第一距离。其中，第一距离为棱镜组上第一位置入光口到镜头光轴的最短距离。举例而言，棱镜组入光口中心为第三光线在第一位置入光口的位置，第一距离可以是棱镜组上第一位置入光口的中心到成像模组镜头光轴的最短距离，即为第一位置入光口中心点到光轴所在直线的最短距离。第一距离可以根据棱镜组参数在设计阶段得到，或者实际测量得到精确值。

通过上述步骤S1010~S1020，第三光线在预设位置进入棱镜组，以使得第三光线沿着成像模组的镜头的光轴进入成像模组，获取第一距离。

在本公开的一种示例实施例中，可以采用上述各实施例中获取第一光线对应的第一参数组的方法，确定第二光线对应的第二参数组。例如，根据第二光线确定第二光线对应的测量点，并根据第二光线对应的测量点获取第二夹角；第二光线在棱镜组上第二位置入光口进入棱镜组，根据棱镜组上第二位置入光口与成像模组镜头的光轴确定第二距离。

在本公开的一种示例实施例中，获取镜头的焦距参数，获取第一光线在棱镜组内的光程参数与第二光线在棱镜组内的光程参数，根据镜头的焦距参数、光程参数、第一参数组与第二参数组计算获取虚像到镜头的距离。具体的，参考图11所示，根据第一参数组与第二参数组计算虚像到镜头的距离，可以包括以下步骤S1110~S1130：

在步骤S1110中，获取成像模组的镜头的焦距参数。

在本公开的一种示例实施例中，获取成像模组的镜头的焦距参数。举例而言，成像模组可以是相机，具体的，可以获取相机镜头的焦距参数。

在步骤S1120中，获取第三光线在棱镜组内的光程参数。

在本公开的一种示例实施例中，获取第三光线在棱镜组内的光程参数，其中，光程参数是第三光线自棱镜组预设位置至成像模组传播的距离总和。

举例而言，棱镜组为两个五棱镜呈中心对称放置的组合，第三光线在预设位置进入棱镜组，经过棱镜组内部传输，沿着成像模组镜头光轴进入相机，最终落在参考点上。具体的，参考图12所示，根据棱镜组的性质，获取第三光线在棱镜组内的光程参数L₁后，相机通过棱镜组成像后的等效位置为1201，1201距离入光口空间距离等于光线自入光口沿光轴传输至相机的光程参数L₁。光程参数L₁可以通过棱镜组的尺寸参数、位置、折射率，将棱镜等效展开计算或测量得到。

在步骤S1130中，根据成像模组的镜头的焦距参数、光程参数、第一参数组与第二参数组计算获取虚像到成像模组的镜头的距离。

在本公开的一种示例实施例中，根据成像模组的镜头的焦距参数、光程参数、第一参数组与第二参数组计算获取虚像到成像模组的镜头的距离。

举例而言，参考图13所示，第一光线与镜头光轴的夹角α，棱镜组上第一位置入光口与镜头光轴的距离s ₁，第二参数组包括棱镜组在第二位置时，第二光线与镜头光轴的夹角β，第二位置入光口与镜头光轴的距离s ₂，具体的，计算获取虚像距离Z的公式如下，其中，虚像距离Z为虚像到棱镜组入光口的距离与L ₁之和，即虚像面与相机入瞳的等效距离。

进一步的，在本公开的一种示例实施例中，可以获取棱镜组入光口至虚像距离L ₀，公式如下，其中，Z为虚像距离，L ₁为光程参数。

通过上述步骤S1110~S1130，获取成像模组的镜头的焦距参数，棱镜组的光程参数，根据镜头的焦距参数、光程参数、第一参数组与第二参数组计算获取虚像到成像模组的镜头的距离。

图14是根据一示例性实施例示出的一种虚像距离测量装置框图。参照图14，该虚像距离测量装置1400包括第一获取模块1410，第二获取模块1420，计算模块1430。其中：

第一获取模块1410用于棱镜组位于第一位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第一光线，获取第一光线对应的第一参数组；其中，棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光线的光路，成像模组含有镜头，第一参数组包含第一夹角、第一距离，第一夹角为第一光线与成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，第一距离为棱镜组上第一位置入光口到成像模组的镜头的光轴的最短距离；第二获取模块1420用于在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过棱镜组向成像模组发射第二光线，获取第二光线对应的第二参数组；其中，第一位置与第二位置为不同的位置，第二参数组包含第二夹角、第二距离，第二夹角为第二光线与成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，第二距离为棱镜组上第二位置入光口到成像模组的镜头的光轴的最短距离；计算模块1430用于根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的距离。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，获取第一光线对应的第一参数组，装置还包括：测量点确定单元，用于在第一图像中确定测量点；其中，第一图像为棱镜组在第一位置时，虚像在成像模组中成的像；参数组获取单元，用于根据测量点获取第一参数组。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，根据所述测量点获取所述第一参数组，装置还包括：参考点确定单元，用于根据成像模组的镜头的光轴与第一图像确定第一图像的参考点；距离测量单元，用于获取测量点到参考点的距离。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，获取测量点到参考点的距离，装置还包括：水平像素获取单元，用于获取水平像素数量；其中，第一图像中包含像素，像素包括测量点对应的第一像素与参考点对应的第二像素，水平像素数量为第一像素到第二像素水平方向上像素的数量；垂直像素获取单元，用于获取垂直像素数量；其中，垂直像素数量为第一像素到第二像素垂直方向上像素的数量；距离计算单元，用于根据水平像素数量与垂直像素数量与像素大小数据确定测量点到参考点的距离。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，根据测量点获取第一参数组，装置还包括：虚像测量点确定单元，用于；第一光线单元，用于虚像测量点发出第一光线，在第一位置入光口进入棱镜组；其中，第一光线为虚像测量点发出的经过棱镜组到达测量点的光线，第一位置入光口为第一光线进入棱镜组的位置；夹角获取单元，用于获取第一夹角；其中，第一夹角为锐角。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，获取第一光线对应的第一参数组，装置还包括：预设位置确定单元，用于第三光线在预设位置进入棱镜组，以使得第三光线沿着成像模组的镜头的光轴进入成像模组；其中，预设位置为第一位置入光口的中心，第三光线为沿着成像模组的镜头的光轴进入成像模组的镜头的光线；距离获取单元，用于获取第一距离。

在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，根据第一参数组与第二参数组计算虚像到成像模组的镜头的距离，装置还包括：焦距获取单元，用于获取成像模组的镜头的焦距参数；光程获取单元，获取第三光线在棱镜组内的光程参数；其中，光程参数是第三光线自预设位置至成像模组传播的距离总和；计算单元，用于根据成像模组的镜头的焦距参数、光程参数、第一参数组与第二参数组计算获取虚像到成像模组的镜头的距离。

由于本公开的示例实施例的面片生成装置的各个功能模块与上述面片生成方法的示例实施例的步骤对应，因此对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开上述的面片生成方法的实施例。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

图15示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

需要说明的是，图15示出的电子设备的计算机系统1500仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图15所示，计算机系统1500包括中央处理单元(CPU)1501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1502中的程序或者从存储部分1508加载到随机访问存储器(RAM)1503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM1503中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU1501、ROM1502以及RAM1503通过总线1504彼此相连。输入/输出(I/O)接口1505也连接至总线1504。

以下部件连接至I/O接口1505：包括键盘、鼠标等的输入部分1506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1507；包括硬盘等的存储部分1508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1509。通信部分1509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1510也根据需要连接至I/O接口1505。可拆卸介质1511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1508。

特别地，根据本公开的实施例，下文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1501执行时，执行本申请的方法和装置中限定的各种功能。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其中包括程序代码，当程序产品在终端上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式和步骤。

根据本公开的实施方式的用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有型介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

程序产品可以采用一个或多个可读介质任一组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上组合。可读存储介质的更具体例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波的一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以此采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述任意的合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质包含的程序代码可以用于任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等待，或者上述任意合适的组合。

此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，很容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变形、用途、或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或者惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (10)

1.一种虚像距离测量方法，其特征在于，所述方法包括：

在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过所述棱镜组向成像模组发射第一光线，获取所述第一光线对应的第一参数组；其中，所述棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光线的光路，所述成像模组含有镜头，所述第一参数组包含第一夹角、第一距离，所述第一夹角为所述第一光线与所述成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，所述第一距离为所述棱镜组上第一位置入光口到所述成像模组的镜头的光轴的最短距离；

在所述棱镜组位于第二位置时，由所述虚像经过所述棱镜组向所述成像模组发射第二光线，获取所述第二光线对应的第二参数组；其中，所述第一位置与所述第二位置为不同的位置，所述第二参数组包含第二夹角、第二距离，所述第二夹角为所述第二光线与所述成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，所述第二距离为所述棱镜组上第二位置入光口到所述成像模组的镜头的光轴的最短距离；

根据所述第一参数组与所述第二参数组计算所述虚像到成像模组的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一光线对应的第一参数组，包括：

在第一图像中确定测量点；其中，所述第一图像为所述棱镜组在所述第一位置时，所述虚像在所述成像模组中成的像；

根据所述测量点获取所述第一参数组。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述测量点获取所述第一参数组，包括：

根据所述成像模组的镜头的光轴与所述第一图像确定所述第一图像的参考点；

获取所述测量点到所述参考点的距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述测量点到所述参考点的距离，包括：

获取水平像素数量；其中，所述第一图像中包含像素，所述像素包括所述测量点对应的第一像素与所述参考点对应的第二像素，所述水平像素数量为所述第一像素到所述第二像素水平方向上像素的数量；

获取垂直像素数量；其中，所述垂直像素数量为所述第一像素到所述第二像素垂直方向上像素的数量；

根据所述水平像素数量与所述垂直像素数量与像素大小数据确定所述测量点到所述参考点的距离。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述测量点获取所述第一参数组，包括：

确定虚像测量点；其中，所述虚像测量点为所述测量点在所述虚像上对应的像素；

所述虚像测量点发出所述第一光线，在所述第一位置入光口进入所述棱镜组；其中，所述第一光线为所述虚像测量点发出的经过所述棱镜组到达所述测量点的光线；

获取所述第一夹角；其中，所述第一夹角为锐角。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一光线对应的第一参数组，包括：

第三光线在预设位置进入所述棱镜组，以使得所述第三光线沿着所述成像模组的镜头的光轴进入所述成像模组；其中，所述预设位置为所述第一位置入光口的中心，所述第三光线为沿着所述成像模组的镜头的光轴进入所述成像模组的光线；

获取所述第一距离。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一参数组与所述第二参数组计算所述虚像到所述成像模组的距离，包括：

获取所述成像模组的镜头的焦距参数；

获取所述第三光线在所述棱镜组内的光程参数；其中，所述光程参数是所述第三光线自所述预设位置至所述成像模组传播的距离总和；

根据所述成像模组的镜头的焦距参数、所述光程参数、所述第一参数组与所述第二参数组计算获取所述虚像到所述成像模组的距离。

8.一种虚像距离测量装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于在棱镜组位于第一位置时，由虚像经过所述棱镜组向成像模组发射第一光线，获取所述第一光线对应的第一参数组；其中，所述棱镜组为一个或多个棱镜的组合，用于改变光线的光路，所述成像模组含有镜头，所述第一参数组包含第一夹角、第一距离，所述第一夹角为所述第一光线与所述成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，所述第一距离为所述棱镜组上第一位置入光口到所述成像模组的镜头的光轴的最短距离；

第二获取模块，用于在棱镜组位于第二位置时，由虚像经过所述棱镜组向成像模组发射第二光线，获取所述第二光线对应的第二参数组；其中，所述第一位置与所述第二位置为不同的位置，所述第二参数组包含第二夹角、第二距离，所述第二夹角为所述第二光线与所述成像模组的镜头的光轴形成的夹角角度，所述第二距离为所述棱镜组上第二位置入光口到所述成像模组的镜头的光轴的最短距离；

计算模块，用于根据所述第一参数组与所述第二参数组计算所述虚像到镜头的距离。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-7任一项所述的虚像距离测量方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行权利要求1-7任一项所述的虚像距离测量方法。

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