CN115268086B - 一种挡位标定方法及系统、控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种挡位标定方法及系统、控制装置，该挡位标定方法应用于挡位标定系统，挡位标定系统包括抬头显示器，挡位标定方法包括：控制抬头显示器按照标准挡位对输入图像进行投射；获取抬头显示器在第一位置处的第一图像、以及获取抬头显示器当前的第一挡位，其中，第一位置位于驾驶员眼盒区域内；判断第一图像是否满足第一预设条件；若是，则控制抬头显示器以第一挡位作为标准挡位，完成标定；若否，则根据第一图像得到第二挡位，并控制抬头显示器按照第二挡位对输入图像进行投射，以及重新获取第一图像和第一挡位，直至第一图像满足第一预设条件。通过上述方式可对AR‑HUD的图形高度挡位进行标定。

Description

一种挡位标定方法及系统、控制装置

技术领域

本发明实施例涉及抬头显示器技术领域，特别涉及一种挡位标定方法及系统、控制装置。

背景技术

增强现实抬头显示器(Augmented Reality-Head Up Display，AR-HUD)是目前经常使用的驾驶辅助设备，其生成的图像通过反射镜最终射向挡风玻璃，经挡风玻璃反射至人眼后，人眼可观察到虚拟图像与现实环境结合的图像信息。

为了适配不同身高的驾驶员，通常，AR-HUD中设置有多个挡位对应不同的成像画面高度，从而可满足不同身高的驾驶员。由于装配的公差，导致出场时、已进行挡位标定的AR-HUD在实际装车后画面的高度仍然有一定的差异，为了将装车后的AR-HUD图像高度标准化，需要对装车后的AR-HUD的挡位进行标定。然而，目前，并未有针对装车后的AR-HUD显示的图像高度进行标定的方式。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种挡位标定方法及系统、控制装置，能对装车后的AR-HUD显示的图像高度进行标定。

第一方面，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种挡位标定方法，应用于挡位标定系统，所述挡位标定系统包括抬头显示器，所述挡位标定方法包括：控制所述抬头显示器按照标准挡位对输入图像进行投射；获取所述抬头显示器在第一位置处的第一图像、以及获取所述抬头显示器当前的第一挡位，其中，所述第一位置位于驾驶员眼盒区域内；判断所述第一图像是否满足第一预设条件；若是，则控制所述抬头显示器以所述第一挡位作为所述标准挡位，完成标定；若否，则根据所述第一图像得到第二挡位，并控制所述抬头显示器按照所述第二挡位对所述输入图像进行投射，以及重新获取所述第一图像和所述第一挡位，直至所述第一图像满足所述第一预设条件。

在一些实施例中，所述第一预设条件为第一特征图案中心的像素坐标纵向值与第一图像中心的像素坐标纵向值之间的差值大于等于第一阈值、且所述差值小于等于第二阈值，其中，所述第一图像中心为所述第一图像的中心位置，当所述第一图像包括至少两个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为各所述至少两个第一特征图案的中心位置，当所述第一图像包括一个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为所述一个第一特征图案所在的位置；在所述判断所述第一图像是否满足第一预设条件之前，所述挡位标定方法还包括：若所述第一图像包括至少一个第一特征图案，则根据所述第一图像，得到所述差值；所述根据所述第一图像得到第二挡位，包括：若所述差值小于所述第一阈值，则将所述第一挡位减去预设挡位值得到所述第二挡位；若所述差值大于所述第二阈值，则将所述第一挡位加上所述预设挡位值得到所述第二挡位。

在一些实施例中，所述输入图像包括至少一个第二特征图案；其中，所述第二特征图案位于所述输入图像的极限位置，或者，所述第二特征图案位于所述输入图像的中间位置。

在一些实施例中，所述第一预设条件为第一特征图案中心对应的倾角处于预设角度范围，其中，当所述第一图像包括至少两个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为各所述至少两个第一特征图案的中心位置，当所述第一图像包括一个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为所述一个第一特征图案所在的位置；在所述判断所述第一图像是否满足第一预设条件之前，所述挡位标定方法还包括：若所述第一图像包括至少一个第一特征图案，则根据所述第一图像，得到所述倾角；所述根据所述第一图像得到第二挡位，包括：根据所述倾角，得到所述第二挡位。

在一些实施例中，所述根据所述倾角，得到所述第二挡位，包括：获取所述抬头显示器的挡位间隔度数；根据所述倾角和所述挡位间隔度数，得到所述挡位步进值；根据所述挡位步进值和所述第一挡位，得到所述第二挡位。

在一些实施例中，当所述输入图像包括至少两个第二特征图案时，各所述至少两个第二特征图案关于所述输入图像的中心对称；当所述输入图像包括一个第二特征图案时，所述一个第二特征图案位于所述输入图像的中心。

在一些实施例中，所述挡位标定方法还包括：若所述第一图像不包括至少一个第一特征图案，则按照预设规则得到第三挡位，并控制所述抬头显示器按照所述第三挡位对所述输入图像进行投射，以及重新获取所述第一图像，直至所述第一图像包括至少一个第一特征图案。

在一些实施例中，所述挡位标定系统还包括图像采集装置；在所述控制所述抬头显示器按照标准挡位对输入图像进行投射之前，所述挡位标定方法还包括：校准所述图像采集装置；所述获取所述抬头显示器在第一位置处的第一图像，包括：通过所述图像采集装置获取所述第一图像。

在一些实施例中，所述挡位标定系统还包括车辆，所述抬头显示器设于所述车辆内；所述校准所述图像采集装置，包括：获取所述车辆的车身姿态信息，根据所述车身姿态信息对所述图像采集装置进行校准。

第二方面，本发明实施例提供了一种控制装置，该控制装置包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面任意一项所述的挡位标定方法。

第三方面，本发明实施例提供了一种挡位标定系统，该挡位标定系统包括：抬头显示器、车辆、图像采集装置、以及如第二方面所述的控制装置；所述控制装置分别连接所述抬头显示器和所述图像采集装置；所述抬头显示器设于所述车辆内。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面任意一项所述的挡位标定方法。

第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上第一方面所述的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供一种挡位标定方法及系统、控制装置，该挡位标定方法应用于挡位标定系统，挡位标定系统包括抬头显示器，挡位标定方法包括：控制抬头显示器按照标准挡位对输入图像进行投射；获取抬头显示器在第一位置处的第一图像、以及获取抬头显示器当前的第一挡位，其中，第一位置位于驾驶员眼盒区域内；判断第一图像是否满足第一预设条件；若是，则控制抬头显示器以第一挡位作为标准挡位，完成标定；若否，则根据第一图像得到第二挡位，并控制抬头显示器按照第二挡位对输入图像进行投射，以及重新获取第一图像和第一挡位，直至第一图像满足第一预设条件。通过上述方式可对AR-HUD的图形高度挡位进行标定。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种挡位标定系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种挡位标定系统的部分结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种控制装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种挡位标定方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种输入图像的示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种输入图像的示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种输入图像的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种图4中步骤S3的流程示意图；

图9是本发明实施例提供的一种挡位标定方法的部分流程示意图；

图10是本发明实施例提供的一种第一图像的示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种第一图像的示意图；

图12是本发明实施例提供的另一种图4中步骤S3的流程示意图；

图13是本发明实施例提供的另一种挡位标定方法的部分流程示意图；

图14是本发明实施例提供的再一种挡位标定方法的部分流程示意图；

图15是本发明实施例提供的又一种挡位标定方法的部分流程示意图；

图16是本发明实施例提供的第五种挡位标定方法的部分流程示意图；

图17是本发明实施例提供的一种车辆的俯视图；

图18是本发明实施例提供的一种车辆的正视图；

图19是本发明实施例提供的一种车辆的左视图；

图20是本发明实施例提供的一种图15中步骤S10的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

目前，车载HUD主要分为C型HUD、W型HUD和AR-HUD。其中，C型HUD通过放置于组合仪表上方的一个半透明的树脂板作为投影介质反射出虚像，无需通过挡风玻璃进行反射成像，因此不需要对C型HUD的显示高度进行高度校准。W型HUD和AR-HUD主要通过挡风玻璃作为投影介质反射成像，二者均需要对显示高度进行高度标定，即对二者投射在挡风玻璃上的图像高度进行标定。由于W型HUD的虚像距离较近、视场角较小、眼盒区域（可视区域）较大，因此对W型HUD进行高度标定较为容易，而AR-HUD由于视场角较大、虚像距离较远、眼盒区域较小，其对高度进行标定的难度较高。另外，由于W型HUD的眼盒区域比AR-HUD的眼盒区域小，因此，当直接将针对W型HUD的标定方式对AR-HUD进行标定时，很可能无法采集到抬头显示器的图像，这样也就无法对AR-HUD的高度进行标定。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种挡位标定方法及系统、控制装置，能对AR-HUD的图像显示高度进行标定。

第一方面，本发明实施例提供的一种挡位标定系统，请参阅图1，该挡位标定系统100包括：抬头显示器10、车辆20、图像采集装置30、以及控制装置40。所述控制装置40分别连接所述抬头显示器10和所述图像采集装置30；所述抬头显示器10设于所述车辆20内。

控制装置40可采用STM8、STM16或STM32系列的微控制器、或者是其他一切合适的可用于接收、处理、存储和输出数据的微控制处理器。该控制装置40用于执行本发明提供的任意一项实施例所述的挡位标定方法，该方法具体请参见下面的描述，在此不再赘述。

车辆20可以是两轮车、四轮车、八轮车等合适的交通工具，其内部可设置抬头显示器10。

图像采集装置30可包括CCD、或CMOS、或其他合适的可用于采集图像的设置，图像采集装置30还可包括用于矫正光线的镜头，其具体设置可参照现有技术，在此不做限定。

抬头显示器10为AR-HUD，其包括显示芯片、镜片组和调节单元。其中，显示芯片可以是LCD、LCOS、DMD等显示芯片，可对输入图像进行投射，产生带有图像信息的光线L1。镜片组可对光线L1进行折叠反射，将光线输出至挡风玻璃21，如图2所示。同时，镜片组包括至少一片可旋转的反射镜，调节单元分别连接该反射镜和控制装置40，控制装置40可控制调节单元带动反射镜进行旋转，从而调整光线输出至挡风玻璃21的位置，以调整图像高度。具体的，调节单元可包括马达、云台或多维运动台，其可带动可旋转反射镜沿不同方向进行旋转。调节单元具有不同的挡位，在每个挡位下对应不同的图像高度，如在不同挡位下，对应旋转方向及旋转角度，这样，调节单元接收到不同的挡位指令后，可控制反射镜沿不同方向进行旋转，从而对应不同的图像高度。

在本发明实施例提供的挡位标定系统中，控制装置40可通过图像采集装置30获取的图像对抬头显示器的图像高度挡位进行标定，可实现对AR-HUD的高度挡位标定。

在其中一些实施例中，该挡位标定系统还包括遮光装置，该遮光装置可用于遮挡外界光线，降低标定过程中环境光光照强度。

在其中一些实施例中，请参阅图2，该挡位标定系统100还包括固定装置50，该固定装置50用于将图像采集装置30移动到第一位置，并将图像采集装置30固定在第一位置。该固定装置50可以包括机械臂，其可以将图像采集装置30沿不同方向进行移动。

在其中一些实施例中，控制装置可通过车辆OBD接口与抬头显示器连接，从而可以控制车辆和抬头显示器，运行标定流程，并将标定参数发送至抬头显示器。

在其中一些实施例中，该挡位标定系统还包括定位装置，该定位装置用于获取车辆姿态参数，后续控制装置可利用该车辆姿态参数对图像采集装置的位置进行校准。该定位装置可包括激光测距仪，该激光测距仪可测量得到车辆的各车轮的轮眉高度。

在其中一些实施例中，该挡位标定系统还包括摆正器，该摆正器可用于调整车辆姿态。例如，该摆正器可包括导轨，在进行标定前，可将车辆行驶至导轨上，利用导轨保证车辆纵向轴线与导轨垂直。

第二方面，本发明实施例提供了一种控制装置40，请参阅图3，其示出了能够执行本发明实施例所述的挡位标定方法的控制装置40的硬件结构。所述控制装置可以是图1所示的控制装置40。

所述控制装置40包括：至少一个处理器41；以及，与所述至少一个处理器41通信连接的存储器42，图3中以一个处理器41为例。所述存储器42存储有可被所述至少一个处理器41执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器41执行，以使所述至少一个处理器41能够执行下述的挡位标定方法。所述处理器41和所述存储器42可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器42作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的挡位标定方法对应的程序指令/模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行控制装置的各种功能应用以及数据处理，即实现下述方法实施例中所述的挡位标定方法。

存储器42可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据挡位标定系统的使用所创建的数据等。此外，存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在其中一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至挡位标定系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器42中，当被所述一个或者多个处理器41执行时，执行下述任意方法实施例中的挡位标定方法，例如，执行以下描述的挡位标定方法的方法步骤，实现各模块和各单元的功能。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

下面结合附图详细阐述本发明实施例提供的一种挡位标定方法，该方法应用于如前所述的挡位标定系统，该方法可由图1和图3中的控制装置执行，请参阅图4，所述挡位标定方法包括：

步骤S1：控制所述抬头显示器按照标准挡位对输入图像进行投射。

具体的，抬头显示器中的显示芯片接收到输入图像后，显示芯片可产生对应带有图像信息的光线，该光线经过镜片组、挡风玻璃传播后，可入射至人眼，人眼可观察到对应的图像。

其中，输入图像包括至少一个第二特征图案，该第二特征图案可在输入图像的极限位置上，如可以在四角或邻近四边的中间位置，或者，在输入图像的中心位置。第二特征图案可以是如图5所示的白色圆点、也可以是白色方点、或其他一切可被识别的第二特征图案。关于第二特征图案的个数、形状和颜色不做限制，当第二特征图案个数为一个时，该第二特征图案应处于输入图像的中心位置，当第二特征图案个数为至少两个时，各第二特征图案关于输入图像的中心对称即可。

具体的，输入图像可以是25点图、九点图、八点图、七点图、六点图、五点图、四点图、三点图或一点图。例如，若输入图像为九点图，即具有九个可被识别的特征图案。各特征图案可呈现N1*N2点阵式排列，其中，N1和N2均为大于等于0的整数。具体的，可在每个极限位置设置一个可被识别的特征图案。极限位置可以是整个图像的四角位置、四边的中间位置、整个图像的中间位置、邻近整个图像的四角位置、邻近四边的中间位置。其中，四角位置为左上角位置、右上角位置、左下角位置和右下角位置；四边的中间位置的最上侧的边的中间位置、最下侧的边的中间位置、最左侧的边的中间位置和最右侧的边的中间位置；邻近整个图像的四角位置为四个分别与左上角位置、右上角位置、左下角位置和右下角位置之间的距离为第一预设距离值的位置；邻近四边的中间位置为四个分别与最上侧的边的中间位置、最下侧的边的中间位置、最左侧的边的中间位置和最右侧的边的中间位置之间的距离为第二预设距离值的位置。实际应用中，第一预设距离值和第二预设距离值可根据实际需要进行设置。如图5所示，在整个图像的四角、整个图像的四边的中间位置、以及整个图像的中间位置都设有可被识别的特征图案，或者如图6所示，在邻近整个图像的四角、邻近整个图像的四边的中间位置、以及整个图像的中间位置都设有可识别的特征图案，或者如图7所示，可在某一输入图像的某一区域上规则分布九个特征图案。若输入图像为八点图，即具有八个可被识别的特征图案，具体的，可在输入图像的四角、邻近四边的中间位置均设置一个可被识别的特征图案。若输入图像为四点图，即具有四个可被识别的特征图案，具体的，可在输入图像的四角或邻近四角的位置均设置一个可被识别的特征图案。若输入图像为三点图，即具有三个可被识别的特征图案。具体的，可在第一边的中间位置、第二边的中间位置、以及整个图像的中间位置都设有可被识别的特征图案，第一边可以是沿竖直方向上最上侧的边，第二边可以是沿竖直方向上最下侧的边，或者，第一边可以是沿水平方向上最左侧的边、第二边可以是沿水平方向上最右侧的边。若输入图像为一点图，则在整个图像的中间位置上具有一个可被识别的特征图案。另实际应用中，特征图案的颜色可根据实际需要进行设置，在此处选用白色是为了能提高图像对比度，从而能提高特征图案的识别准确性，提高后续标定的准确性。

标准挡位为对应大多数驾驶员的眼盒的图像高度挡位，假设该标准挡位为P挡挡位，那么，P挡挡位下移p1个挡位为（P-p1）挡挡位，（P-p1）挡挡位对应的图像高度低于P挡挡位对应的图像高度；P挡挡位上移p1个挡位为（P+p1）挡挡位，（P+p1）挡挡位对应的图像高度高于P挡挡位对应的图像高度下降。通常，P为整数，p1为正整数。

步骤S2：获取所述抬头显示器在第一位置处的第一图像、以及获取所述抬头显示器当前的第一挡位，其中，所述第一位置位于驾驶员眼盒区域内。

步骤S3：判断所述第一图像是否满足第一预设条件。

步骤S4：若是，则控制所述抬头显示器以所述第一挡位作为所述标准挡位，完成标定。

步骤S5：若否，则根据所述第一图像得到第二挡位，并控制所述抬头显示器按照所述第二挡位对所述输入图像进行投射，以及重新获取所述第一图像和所述第一挡位，直至所述第一图像满足所述第一预设条件。

其中，眼盒通常是指驾驶员的眼睛能够看到全部显示图像的范围。当人眼处于眼盒区域内时，能观察到正常的图像，而当人眼超出眼盒范围时，图像会发生扭曲、甚至不显示等问题。那么，在图2中，图像采集装置30应位于眼盒区域内，这样，才能采集到所需图像。

具体的，若标准挡位为5挡挡位，可先控制抬头显示器在5挡挡位下对输入图像进行投射，并获取抬头显示器在5挡挡位下的第一图像。

当第一图像满足第一预设条件时，则说明此时抬头显示器的图像高度处于所需高度，那么将此时的第一挡位作为标准挡位，即将5挡挡位作为标准挡位，从而完成标定。

当第一图像未满足第一预设条件时，则根据第一图像得到第二挡位，例如为4挡挡位，并控制抬头显示器按照第二挡位（4挡挡位）对输入图像进行投射，并重新获取抬头显示器在4挡挡位下的第一图像以及第一挡位，此时第一挡位为4挡挡位，并重新判断第一图像是否满足第一预设条件，若此时满足第一预设条件，则以4挡挡位作为标准挡位，从而完成标定。若此时仍然不满足第一预设条件，则继续根据此时的第一图像得到新的第二挡位，并重复上述步骤，直至第一图像满足第一预设条件。

可见，通过上述方式，可对AR-HUD的图像高度进行标定，并且标定方式简单，能保证整车或者设备出厂的图像高度具有一致性。

在其中一些实施例中，在得到第二挡位后，获取第一重复次数，并判断第一重复次数是否大于或等于第一重复次数阈值，若是，则进行报警，若否，则控制抬头显示器按照第二挡位对输入图像进行投射，并继续进行相应流程。在本实施例中，第一重复次数初始值可为0，每计算一次第二挡位，令第一重复次数加1得到新的第一重复次数，当第一重复次数超出阈值，则结束标定，并可通过显示屏提醒用户无法进行标定、或提醒用户调整标定系统以重新进行标定等。可见，在本实施例，通过上述方式，可减少标定系统进入死循环，提高标定过程的可靠性。

在其中一些实施例中，所述第一预设条件为第一特征图案中心的像素坐标纵向值与第一图像中心的像素坐标纵向值之间的差值大于等于第一阈值、且所述差值小于等于第二阈值，其中，所述第一图像中心为所述第一图像的中心位置，当所述第一图像包括至少两个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为各所述至少两个第一特征图案的中心位置，当所述第一图像包括一个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为所述一个第一特征图案所在的位置；请参阅图8和图9，在所述步骤S3之前，所述挡位标定方法还包括：

步骤S31：若所述第一图像包括至少一个第一特征图案，则根据所述第一图像，得到所述差值。

所述根据所述第一图像得到第二挡位，包括：

步骤S51：若所述差值小于所述第一阈值，则将所述第一挡位减去预设挡位值得到所述第二挡位；

步骤S52：若所述差值大于所述第二阈值，则将所述第一挡位加上所述预设挡位值得到所述第二挡位。

可以理解的是，请参阅图10，在得到第一图像S1后，可建立像素坐标系，令第一图像的左上角点M为原点，点M水平向右的方向为横坐标的正方向，点M竖直向下的方向为纵坐标的正方向。具体的，当输入图像为九点图、八点图、四点图或三点图时，在获取到第一图像后，可对第一图像进行图像处理后确定第一特征图案中心，并得到第一图像各第一特征图案中心的像素坐标（u1,v1）和第一图像中心的像素坐标（u2，v2），那么，第一特征图案中心的像素坐标纵向值为v1，第一图像中心的像素坐标纵向值为v2；接着，可将第一特征图案中心的像素坐标纵向值v1与第一图像中心的像素坐标纵向值v2作差得到差值（v1-v2），若第一阈值≤差值（v1-v2）≤第二阈值，则以第一挡位作为标准挡位，完成标定。若差值（v1-v2）大于第二阈值，则将第一挡位加上预设挡位值得到第二挡位，调高图像高度。若差值（v1-v2）小于第一阈值，则将第一挡位减去预设挡位值得到第二挡位，调低图像高度。第一阈值为标定后的标准挡位对应的第一特征图案中心像素坐标纵向值与第一图像中心的像素坐标纵向值差值的最小值，第二阈值为标定后的标准挡位对应的第一特征图案中心像素坐标纵向值与第一图像中心的像素坐标纵向值差值的最大值。

具体的，当第一阈值和第二阈值均为0、预设挡位值为1、标定前标准挡位为5挡挡位时，可先控制抬头显示器在5挡挡位下对输入图像进行投射，并获取抬头显示器在5挡挡位下的第一图像。若根据第一图像计算得到的差值（v1-v2）等于0，则以5挡挡位作为标准挡位，从而完成标定。

若差值（v1-v2）大于0，如图11所示，第一特征图案中心的像素坐标纵向值大于第一图像中心M1的纵向值，将5挡挡位加上一挡挡位得到6挡挡位，调高图像高度，即第二挡位为6挡挡位时，那么控制抬头显示器按照第二挡位（6挡挡位）对输入图像进行投射，并重新获取抬头显示器在6挡挡位下的第一图像以及第一挡位，重新判断第一图像是否满足第一预设条件，同样的，根据6挡挡位下的第一图像计算出差值（v1-v2），若差值（v1-v2）等于0，则以6挡挡位作为标准挡位，从而完成标定，若差值（v1-v2）大于0，则将6挡挡位加上一挡挡位得到7挡挡位，即第二挡位为7挡挡位，并控制抬头显示器按照第二挡位（7挡挡位）对输入图像进行投射，并重新获取第一图像以及第一挡位，并重新判断第一图像是否满足第一预设条件，若差值（v1-v2）小于0，则将6挡挡位减去一挡挡位得到5挡挡位，即第二挡位为5挡挡位，并控制抬头显示器按照第二挡位（5挡挡位）对输入图像进行投射，并重新获取第一图像以及第一挡位，并重新判断第一图像是否满足第一预设条件。

若差值（v1-v2）小于0，第一特征图案中心的像素坐标纵向值低于第一图像中心M1的像素坐标纵向值，则将5挡挡位减去一挡挡位得到4挡挡位，调低图像高度，即第二挡位为4挡挡位时，那么控制抬头显示器按照第二挡位（4挡挡位）对输入图像进行投射，并重新获取抬头显示器在4挡挡位下的第一图像以及第一挡位，重新判断第一图像是否满足第一预设条件，同样的，根据4挡挡位下的第一图像计算出差值（v1-v2），若差值（v1-v2）等于0，则以4挡挡位作为标准挡位，从而完成标定，若差值（v1-v2）大于0，则将4挡挡位加上一挡挡位得到5挡挡位，即第二挡位为5挡挡位，并控制抬头显示器按照第二挡位（5挡挡位）对输入图像进行投射，并重新获取第一图像以及第一挡位，并重新判断第一图像是否满足第一预设条件，若差值（v1-v2）小于0，则将4挡挡位减去一挡挡位得到3挡挡位，即第二挡位为3挡挡位，并控制抬头显示器按照第二挡位（3挡挡位）对输入图像进行投射，并重新获取第一图像以及第一挡位，并重新判断第一图像是否满足第一预设条件。实际应用中，预设挡位值、第一阈值和第二阈值可根据实际需要进行设置，在此不需拘泥于本实施例中的限定。应注意的是，在图10和图11中，虚线及点M1处的黑点在第一图像S1并不存在，在此处仅仅是为了示意。

综上，本发明实施例提供的挡位标定方式中只要第一图像包括至少一个第一特征图案即可对进行判断，并对图像高度进行标定，降低了标定难度。具体的，以九点图为例，当第一图像未包括完整的九个第一特征图案也可确定第一特征图案中心，例如图10所示第一图像S1只包括六个第一特征图案，则根据该六个第一特征图案确定第一特征图案中心，从而对图像高度进行判断。可见，相比于传统的必须采集到完整的九个第一特征图案才可进行标定的方式，本发明实施例提供的标定方法下，能在第一特征图案不齐全的时候仍然可以进行挡位标定，降低了对挡位的偏差要求以及相机的摆位精度，从而能提高标定速率和稳定性、扩展了适用场景。

在其中一些实施例中，当所述输入图像包括至少两个第二特征图案时，各所述至少两个第二特征图案关于所述输入图像的中心对称；当所述输入图像包括一个第二特征图案时，所述一个第二特征图案位于所述输入图像的中心。具体的，输入图像为三点图时，包括关于输入图像中心对称的三个第二特征图案，且三个第二特征图案可以沿竖直方向排列或沿水平方向排列，当输入图像为一点图时，即包括一个第二特征图案，该第二特征图案位于输入图像的中心位置。

在其中一些实施例中，所述第一预设条件为第一特征图案中心对应的倾角处于预设角度范围，其中，当所述第一图像包括至少两个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为各所述至少两个第一特征图案的中心位置，当所述第一图像包括一个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为所述一个第一特征图案所在的位置；请参阅图12和图13，在所述步骤S3之前，所述挡位标定方法还包括：

步骤S32：若所述第一图像包括至少一个第一特征图案，则根据所述第一图像，得到所述倾角。

所述根据所述第一图像得到第二挡位，包括：

步骤S53：根据所述倾角，得到所述第二挡位。

具体的，当输入图像为三点图或一点图时，在获取到第一图像后，可对第一图像进行图像处理后得到第一特征图案中心。接着，可通过几何关系得到第一特征图案中心对应的倾角θ，其中，倾角θ为图像采集装置与第一特征图案中心的连线和水平线之间的夹角度数。如可通过图像采集装置距地高度、抬头显示器在挡风玻璃上的图像的距地高度、以及图像采集装置与挡风玻璃上的图像之间沿车体前进方向上的距离计算得到对应的倾角θ。或者，在对图像高度进行标定前，可对图像采集装置的参数进行预先标定，即预先建立图像采集装置获取的图像上的每个像素坐标与倾角的对应关系，那么，在得到第一特征图案中心后，即可根据第一特征图案中心的像素坐标得到对应的倾角θ。后续可根据倾角θ与预设角度范围确定是否需要对抬头显示器进行调整，以对抬头显示器进行标定。

具体的，在其中一些实施例中，所述步骤S53包括：

步骤S531：获取所述抬头显示器的挡位间隔度数；

步骤S532：根据所述倾角和所述挡位间隔度数，得到所述挡位步进值；

步骤S533：根据所述挡位步进值和所述第一挡位，得到所述第二挡位。

假定预设角度范围为大于等于第一角度、且小于等于第二角度，那么，在得到倾角θ后，若第一角度≤倾角θ≤第二角度，则以第一挡位作为标准挡位；若倾角θ小于第一角度或倾角θ大于第二角度，则根据挡位间隔度数和第一挡位，计算得到挡位步进值，再根据第一挡位和挡位步进值得到第二挡位。其中，第一角度为标定后的标准挡位对应的第一特征图案中心倾角的最小值，第一角度为标定后的标准挡位对应的第一特征图案中心倾角的最大值，挡位间隔度数为抬头显示器每个挡位对应的第一特征图案中心的倾角之间的差值。

具体的，当第一角度为-2.85°、第二角度为-2.25°、挡位间隔度数为0.44时，可先控制抬头显示器在5挡挡位下对输入图像进行投射，并获取抬头显示器在5挡挡位下对输入图像进行投射，并获取第一图像和第一挡位，以及根据第一图像确定特征中心点对应的倾角θ。若-2.85°≤倾角θ≤-2.25°，则以5挡挡位作为标准挡位，从而完成标定。若倾角θ＜-2.85°或倾角θ＞-2.25°，则挡位步进值为d=(2.55+θ)/0.44，接着，第二挡位D=5-d，接着，控制抬头显示器按照第二挡位D=5-d对输入图像进行投射，并重复上述步骤。其中，对于挡位步进值d，若d为正数则向下取整，若d为负数则向上取整，并保留正负号。如d为2.68时，则d取2，d为-2.68时，则d取-2。实际应用中，预设挡位值可根据实际需要进行设置，在此不需拘泥于本实施例中的限定。

可见，在本发明实施例提供的挡位标定方式中，只要第一图像包括至少一个第一特征图案即可对进行判断，并对图像高度进行标定，降低了挡位标定难度，提高了标定速率。

在其中一些实施例中，请参阅图14，所述挡位标定方法还包括：

步骤S301：若所述第一图像不包括至少一个第一特征图案，则按照预设规则得到第三挡位，并控制所述抬头显示器按照所述第三挡位对所述输入图像进行投射，以及重新获取所述第一图像，直至所述第一图像包括至少一个第一特征图案。

具体的，若标定前标准挡位为5挡挡位、抬头显示器具有10个挡位时，则先控制抬头显示器在5挡挡位下对输入图像进行投射，并获取抬头显示器在5挡挡位下的第一图像。若此时第一图像不存在任何第一特征图案，那么可能存在图像采集装置校准错误或抬头显示器挡位偏差较大等的情况。如果确认图像采集装置已校准正确，那么此时应该对抬头显示器的挡位进行大幅度调整，才有可能获取到包含一个第一特征图案的第一图像。

预设规则可以是将第一挡位加上预设挡位值得到第三挡位、或者将第一挡位减去预设挡位值得到第三挡位、或者直接将第三挡位设置成最大挡位、又或者直接将第三挡位设置成最小挡位、又或者是上述方式中的任意结合。其中，预设挡位值为1、2、3等整数。如在上述情况下，可将第三挡位设置成1挡挡位或是10挡挡位等。

在本发明实施例中，可在第一图像不存在任何第一特征图案时，对抬头显示器的挡位进行调整，使第一图像出现至少一个第一特征图案，从而可进行挡位标定流程，保证挡位标定工作的可靠性。

在其中一些实施例中，在得到第三挡位后，获取第二重复次数，并判断第二重复次数是否大于或等于第二重复次数阈值，若是，则进行报警，若否，则控制抬头显示器按照第三挡位对输入图像进行投射，并继续进行相应流程。在本实施例中，第二重复次数初始值可为0，每计算一次第二挡位，令第二重复次数加1得到新的第二重复次数，当第二重复次数超出阈值，则结束标定，并可通过显示屏提醒用户无法进行标定、或提醒用户调整标定系统以重新进行标定等。可见，在本实施例，通过上述方式，可减少标定系统进入死循环，提高标定过程的可靠性。

为了保证标定的准确性，在其中一些实施例中，在标定完成后，所述抬头显示器按照标定后的所述标准挡位对所述输入图像进行投射时，所述抬头显示器在所述第一位置处的第二图像关于所述第二图像的中心水平线对称。

在其中一些实施例中，所述挡位标定系统还包括图像采集装置；在所述控制所述抬头显示器按照标准挡位对输入图像进行投射之前，请参阅图15，所述挡位标定方法还包括：

步骤S10：校准所述图像采集装置。

请参阅图16，所述获取所述抬头显示器在第一位置处的第一图像，包括：

步骤S21：通过所述图像采集装置获取所述第一图像。

在标定系统设计方案中，都是基于预先设定的车体坐标原点进行设计。即挡风玻璃、HUD和图像采集装置在装配时都是基于车体坐标原点的相对位置进行装配。另外，在标定过程中，车辆最好放置在水平地面，车辆车身姿态的水平度小于3°。然而，在实际装配时，由于存在公差，车体自身姿态和高度参数与预先设计的姿态和参数并不一致，因此，需要对实际车辆进行测量，如可利用图像采集装置的实际高度、挡风玻璃的实际高度、和抬头显示器的实际高度等参数补偿实际的车体自身高度和姿态参数，从而对图像采集装置进行校准，这样后续通过利用图像采集装置获取第一图像进行标定时，能提高标定的准确性。

具体的，请参阅图17-图19，以车辆左右前轮连线的物理中点为坐标原点O，并以车辆方向盘转动0°时，沿车辆前进和后退的方向为坐标X轴向、沿车辆左右前轮连线方向为坐标Y轴向、车辆正常停放于地平面时上下方向为坐标Z轴向。其中，车辆后退方向为X正方向X+，车辆前进方向为X负方向X-，驾驶位指向右手侧方向为Y轴正方向Y+，定义从驾驶位指向左手侧方向为Y轴负方向Y-，由地平面指向车辆质心的法线方向为Z轴正方向Z+，由车辆质心指向地平面的法线方向为Z轴负方向Z-。其中，可根据车体原点0距地高度、车体平面在前进方向与地面的夹角、车体平面在左右车轮方向与地面的夹角对图像采集装置进行校准。车体平面在前进方向与地面的夹角为车辆绕Y轴沿Z方向的角度、也就是车辆前后俯仰角，车体平面在左右车轮方向与地面的夹角为车辆绕X轴沿Z方向的倾角、也是车辆左右倾角。

在其中一些实施例中，所述挡位标定系统还包括车辆，所述抬头显示器设于所述车辆内；请参阅图20，所述步骤S10包括：

步骤S11：获取所述车辆的车身姿态信息，根据所述车身姿态信息对所述图像采集装置进行校准。

具体的，车身姿态信息可以包括车身的距地高度和车身的俯仰角，实际应用中，可根据各车轮的轮眉高度得到车身的距地高度和车身的俯仰角。如，当车辆包括四个车轮时，可通过激光测距仪测量四个车轮上方车身轮眉的高度，将左右前轮轮眉高度平均值作为第一车体原点距地高度a，左右后轮轮眉高度平均值作为第二车体原点距地高度b，在X方向上前轮距离人眼位置的距离A，在X方向上后轮距离人眼位置的距离B，则图像采集装置在Z方向的补偿量为A(b-a)/(A+B)+a，即利用左右后轮轮轮眉高度与左右前轮轮眉高度的差值/前后轮距的反正切值作为车身姿态倾角进行整体的车底平面补偿。为了保证车辆的X方向与图像采集装置的X方向一致，通常可使导轨和摆正器对车辆以Z方向为旋转轴将车体摆正，因此该方向并不需要补偿。

通过上述方式，可对图像采集装置进行校准补偿，从而保证后续标定的准确性。

第四方面，本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的挡位标定方法的方法步骤。

第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的方法，例如，执行以上描述的挡位标定方法的方法步骤。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用至少一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种挡位标定方法，其特征在于，应用于挡位标定系统，所述挡位标定系统包括抬头显示器，所述挡位标定方法包括：

控制所述抬头显示器按照标准挡位对输入图像进行投射；

获取所述抬头显示器在第一位置处的第一图像、以及获取所述抬头显示器当前的第一挡位，其中，所述第一位置位于驾驶员眼盒区域内；

判断所述第一图像是否满足第一预设条件，其中，所述第一预设条件为第一特征图案中心的像素坐标纵向值与第一图像中心的像素坐标纵向值之间的差值大于等于第一阈值、且所述差值小于等于第二阈值，或者，所述第一预设条件为第一特征图案中心对应的倾角处于预设角度范围，所述第一图像上的第一特征图案的个数小于或等于所述输入图像上的第二特征图案的个数；

若是，则控制所述抬头显示器以所述第一挡位作为所述标准挡位，完成标定；

若否，则根据所述第一图像得到第二挡位，并控制所述抬头显示器按照所述第二挡位对所述输入图像进行投射，以及重新获取所述第一图像和所述第一挡位，直至所述第一图像满足所述第一预设条件。

2.根据权利要求1所述的挡位标定方法，其特征在于，所述第一预设条件为第一特征图案中心的像素坐标纵向值与第一图像中心的像素坐标纵向值之间的差值大于等于第一阈值、且所述差值小于等于第二阈值，其中，所述第一图像中心为所述第一图像的中心位置，当所述第一图像包括至少两个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为各所述至少两个第一特征图案的中心位置；

在所述判断所述第一图像是否满足第一预设条件之前，所述挡位标定方法还包括：

若所述第一图像包括至少一个第一特征图案，则根据所述第一图像，得到所述差值；

所述根据所述第一图像得到第二挡位，包括：

若所述差值小于所述第一阈值，则将所述第一挡位减去预设挡位值得到所述第二挡位；

若所述差值大于所述第二阈值，则将所述第一挡位加上所述预设挡位值得到所述第二挡位。

3.根据权利要求2所述的挡位标定方法，其特征在于，所述输入图像包括至少一个第二特征图案；

其中，所述第二特征图案位于所述输入图像的极限位置，或者，所述第二特征图案位于所述输入图像的中间位置。

4.根据权利要求1所述的挡位标定方法，其特征在于，所述第一预设条件为第一特征图案中心对应的倾角处于预设角度范围，其中，当所述第一图像包括至少两个第一特征图案时、所述第一特征图案中心为各所述至少两个第一特征图案的中心位置；

在所述判断所述第一图像是否满足第一预设条件之前，所述挡位标定方法还包括：

若所述第一图像包括至少一个第一特征图案，则根据所述第一图像，得到所述倾角；

所述根据所述第一图像得到第二挡位，包括：

根据所述倾角，得到所述第二挡位。

5.根据权利要求4所述的挡位标定方法，其特征在于，所述根据所述倾角，得到所述第二挡位，包括：

获取所述抬头显示器的挡位间隔度数；

根据所述倾角和所述挡位间隔度数，得到挡位步进值；

根据所述挡位步进值和所述第一挡位，得到所述第二挡位。

6.根据权利要求4所述的挡位标定方法，其特征在于，

当所述输入图像包括至少两个第二特征图案时，各所述至少两个第二特征图案关于所述输入图像的中心对称；

当所述输入图像包括一个第二特征图案时，所述一个第二特征图案位于所述输入图像的中心。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的挡位标定方法，其特征在于，所述挡位标定方法还包括：

若所述第一图像不包括至少一个第一特征图案，则按照预设规则得到第三挡位，并控制所述抬头显示器按照所述第三挡位对所述输入图像进行投射，以及重新获取所述第一图像，直至所述第一图像包括至少一个第一特征图案。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的挡位标定方法，其特征在于，所述挡位标定系统还包括图像采集装置；

在所述控制所述抬头显示器按照标准挡位对输入图像进行投射之前，所述挡位标定方法还包括：

校准所述图像采集装置；

所述获取所述抬头显示器在第一位置处的第一图像，包括：

通过所述图像采集装置获取所述第一图像。

9.根据权利要求8所述的挡位标定方法，其特征在于，所述挡位标定系统还包括车辆，所述抬头显示器设于所述车辆内；

所述校准所述图像采集装置，包括：

获取所述车辆的车身姿态信息，根据所述车身姿态信息对所述图像采集装置进行校准。

10.一种控制装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-9任意一项所述的挡位标定方法。

11.一种挡位标定系统，其特征在于，包括：抬头显示器、车辆、图像采集装置、以及如权利要求10所述的控制装置；

所述控制装置分别连接所述抬头显示器和所述图像采集装置；所述抬头显示器设于所述车辆内。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-9任意一项所述的挡位标定方法。

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