CN115493614B - 航迹线的显示方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

航迹线的显示方法、装置、存储介质及电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种航迹线的显示方法、装置、存储介质及电子设备；涉及智能汽车技术领域。所述方法包括：获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离；获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。本公开可以有效地提升航迹线显示场景中航迹线的贴地感，进而提升用户的使用体验。

Description

航迹线的显示方法、装置、存储介质及电子设备
技术领域
本公开涉及智能汽车技术领域，具体而言，涉及一种航迹线的显示方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
AR-HUD（Augmented Reality-Head Up Display，增强现实抬头显示）系统是一种由增强现实技术、抬头显示技术以及地图导航技术集成在一起的车载导航系统，该系统可以将生成的AR导航信息投影显示在驾驶者的可视区域内，如将用于路线指引的航迹线显示在车辆的挡风玻璃上。因此，通过该系统能够为驾驶者提供更直观、更准确的路线指引。
但是，当路面颠簸或车辆处于上下坡时，投影在车辆挡风玻璃上的航迹线的贴地感较差，降低了用户的使用体验。
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
本公开提供一种航迹线的显示方法、装置、存储介质及电子设备，进而至少在一定程度上克服相关技术中由于航迹线的贴地感较差从而降低用户的使用体验的问题。
根据本公开的第一方面，提供一种航迹线的显示方法，包括：
获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；
基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；
根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离；
获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。
在本公开的一种示例性实施例中，所述计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标，包括：
利用光流法确定所述目标图像帧中天际线的位置，并计算所述天际线中点的相机坐标；
对所述天际线中点的相机坐标进行坐标转换，得到所述天际线中点的世界坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，所述目标图像帧包括第一图像帧和第二图像帧，所述第一图像帧通过第一图像采集装置获取，所述第二图像帧通过第二图像采集装置获取；
所述计算所述天际线中点的相机坐标，包括：
确定所述第一图像帧中天际线中点在所述第一图像采集装置的成像平面内的第一投影点；
利用所述第一图像采集装置的光心点和所述第一投影点确定第一光线；
确定所述第二图像帧中天际线中点在所述第二图像采集装置的成像平面内的第二投影点；
利用所述第二图像采集装置的光心点和所述第二投影点确定第二光线；
根据所述第一光线和所述第二光线之间的交点确定所述天际线中点的相机坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，所述基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标，包括：
利用驾驶者眼点的世界坐标和所述天际线中点的世界坐标确定第三光线；
根据所述第三光线与所述航迹线显示场景的虚像面之间的交点确定所述天际线中点在所述虚像面上的投影像素坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离，包括：
根据所述天际线中点在所述虚像面上的投影像素坐标计算所述航迹线的远端在所述虚像面上的投影像素坐标；
计算所述航迹线的远端在所述虚像面上的投影像素坐标和所述虚像面的中心点的像素坐标沿目标坐标轴方向的像素差；
根据所述像素差、驾驶者眼点高度、虚拟相机的焦距和抬头显示目标参数计算所述航迹线的远端距离。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线，包括：
当所述波动频率小于预设波动频率阈值时，根据所述航迹线的远端距离确定第一远端距离区间；
在所述航迹线显示场景显示第一形式的航迹线，所述第一形式的航迹线的远端距离位于所述第一远端距离区间内。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线，包括：
当所述波动频率大于预设波动频率阈值时，根据所述航迹线的远端距离确定第二远端距离区间；
在所述航迹线显示场景显示第二形式的航迹线，所述第二形式的航迹线的远端距离位于所述第二远端距离区间内。
根据本公开的第二方面，提供一种航迹线的显示装置，包括：
天际线确定模块，用于获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；
投影像素计算模块，用于基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；
远端距离计算模块，用于根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离；
航迹线显示模块，用于获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。
根据本公开的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的航迹线的显示方法。
根据本公开的第四方面，提供一种电子设备，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上述任意一项所述的航迹线的显示方法。
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航迹线的显示方法中，通过获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离；获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。本公开可以有效地提升航迹线显示场景中航迹线的贴地感，进而提升用户的使用体验。
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它的附图。
图1示出了一种可以应用本公开实施例的航迹线的显示方法的系统架构示意图。
图2示出了相关技术中一种航迹线显示场景中航迹线显示异常的示意图。
图3示出了本公开实施例中一种航迹线的显示方法的流程图。
图4示出了本公开实施例中一种目标图像帧的示意图。
图5示出了本公开实施例中一种光流示意图。
图6示出了本公开实施例中一种天际线光流示意图。
图7示出了本公开实施例中一种双目视觉系统的原理示意图。
图8示出了本公开实施例中一种航迹线远端的校正示意图。
图9示出了本公开实施例中一种航迹线显示示意图。
图10示出了本公开实施例中另一种航迹线显示示意图。
图11示出了本公开实施例中又一种航迹线显示示意图。
图12示出了本公开实施例中再一种航迹线显示示意图。
图13示出了本公开实施例中再一种航迹线显示示意图。
图14示出了本公开实施例中另一种航迹线的显示方法的流程图。
图15示出了本公开实施例中一种航迹线的显示装置的框图。
图16示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。
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，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，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本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，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。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
以下对本公开实施例的技术方案进行详细阐述：
图1示出了可以应用本公开实施例的一种航迹线的显示方法的系统架构示意图。
如图1所示，系统架构100可以包括第一图像采集模块101、第二图像采集模块102、总线103、天际线检测模块104、航迹线远端距离和展示方式设计模块105、控制模块和显示模块106。其中，第一图像采集模块101和第二图像采集模块102可以用于采集目标图像帧。举例而言，可以通过第一图像采集模块101采集第一图像帧，通过第二图像采集模块102在同一时刻采集第二图像帧，并将第一图像帧和第二图像帧作为目标图像帧。对应的，以第一图像采集模块101为例，第一图像采集模块101至少包括相机等图像采集设备。总线103可以包括控制器区域网络CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线、FlexRay(一种时间触发式的总线系统)总线、MOST(Media Oriented Systems Transport，面向媒体的系统输送)总线或其它类型的总线，本公开对总线的类型不做具体限定。天际线检测模块104可以用于检测目标图像帧中的天际线以及确定天际线的位置。例如，可以将第一图像采集模块101采集的图像帧通过总线103发送至天际线检测模块104。航迹线远端距离和展示方式设计模块105又可以包括航迹线远端距离控制单元1051和航迹线展示方式控制单元1052，具体地，航迹线远端距离控制单元1051用于根据天际线的位置计算航迹线的远端距离，航迹线展示方式控制单元1052用于根据天际线的远端距离和天际线的波动频率来控制天际线的展示方式。控制模块和显示模块106用于根据航迹线远端距离和展示方式设计模块105输出的信息，即根据航迹线的远端距离和展示方式控制AR-HUD系统中航迹线的渲染，并将渲染结果投影到驾驶者的可视区域内。
以下对本公开实施例的技术方案进行详细阐述：
相关技术中，通常可以将航迹线显示在驾驶者的可视区域内，以为驾驶者提供更直观、更准确的路线指引。参考图2所示，示意性的给出了一种航迹线显示场景。航迹线显示场景可以包括具有不同道路类型的工况场景，如直行、拐弯、上坡等工况场景，对应的，航迹线显示场景可以包括至少一条道路和该条道路相匹配的航迹线。可以理解的是，航迹线显示场景中还可以包括由图像采集模块采集到的实景画面，如道路上的其他车辆、行人等。具体地，图2中的天际线201为图像中天空区域210与非天空区域220之间的分界线，如天空与山地、天空与海洋的分界线。由图2可知，图2中示出的天际线201为天空与海洋的分界线。
当路面颠簸或车辆处于上下坡时，航迹线一202会出现翘上天空的情形，主要表现为航迹线一202远端超出了天际线201，使得航迹线的贴地感较差，会给驾驶者带来不贴地的感受，降低了用户的使用体验。
基于上述问题，本示例实施方式提供了一种航迹线的显示方法，该方法可以有效地提升航迹线的贴地感，进而提升用户的使用体验。参考图3所示，该航迹线的显示方法可以包括以下步骤S310至步骤S340：
步骤S310.获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；
步骤S320.基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；
步骤S330.根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离；
步骤S340.获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。
在本公开示例实施方式所提供的航迹线的显示方法中，通过获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离；获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。本公开可以有效地提升航迹线显示场景中航迹线的贴地感，进而提升用户的使用体验。
下面，对于本示例实施方式的上述步骤进行更加详细的说明。
在步骤S310中，获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标。
本公开示例实施方式中，目标图像帧是以车辆为第一视角，通过车辆上安装的图像采集装置在车辆驾驶过程中采集到的实景画面，可以包括第一图像帧和第二图像帧。其中，第一图像帧和第二图像帧可以是由同一图像采集装置在不同时刻采集到的两帧图像，也可以是由两个图像采集装置在同一时刻采集到的两帧图像，即第一图像帧通过第一图像采集装置获取，第二图像帧通过第二图像采集装置获取。举例而言，在某一时刻，可以使用第一相机采集第一图像帧，使用第二相机采集第二图像帧。
获取目标图像帧后，可以对目标图像帧中的天际线进行检测。参考图4所示的一种目标图像帧的示意图。其中，非天空区域220为路面，非天空区域220和天空区域210之间的分界线即为天际线201。示例性的，可以利用光流法确定目标图像帧中天际线的位置。具体地，在一个图像平面上，可以通过图像序列中不同图像的灰度分布的不同来体现物体的运动，对应于空间中的运动场，在图像上可以表示为光流场。其中，光流场是一个二维矢量场，反映了图像上各像素点灰度的变化趋势，因此，光流场为带有灰度的像素点在图像平面上运动而产生的瞬时速度场，包含各像素点的瞬时运动速度的矢量信息。
参考图5所示的光流示意图，可以通过光流的方向表征物体的运动方向。以图5中的部分图像如第一图像510和第二图像520为例，第一图像510中各个像素点的瞬时速度的方向向上，第二图像520中各个像素点的瞬时速度的方向向下，可以利用图像中各像素点的运动方向区分图像中非天空区域和天空区域之间的分界线。例如，通过检测图像中各个像素点的运动方向，若第一部分像素点的瞬时速度方向向上，第二部分像素点的瞬时速度方向向下，则第一部分像素点和第二部分像素点之间的分界线为天际线。
如图6所示，给出了一种天际线光流示意图。在图6所示的图像帧中，包括正常显示的航迹线二601和天际线201，天际线201上方的像素点向上运动，天际线201下方的像素点向下运动，不同运动方向的像素点之间的分界线即为天际线201。通过光流法可以更加准确地确定天际线的位置，便于设置航迹线的远端距离，以提升航迹线的贴地感。
可以理解的是，使用世界坐标便于描述相机的位置，对应的，确定目标图像帧中天际线的位置之后，可以计算天际线中点的世界坐标。需要说明的是，当相机处于相对水平状态时，可以使用天际线中点代表天际线，因为根据天际线中点可以确定唯一的天际线。示例性的，可以计算天际线中点的相机坐标，并对天际线中点的相机坐标进行坐标转换，得到天际线中点的世界坐标。例如，世界坐标系原点O可以为车头中线(如前保险杆所在位置)的中点在地面的投影点，采用右手法则，车头正前方为X轴，车头左侧为Y轴，车辆上方为Z轴，本公开对世界坐标系中原点和坐标轴的设置不做具体限定。
一种示例实施方式中，可以利用双目视觉系统计算天际线中点的相机坐标。参考图7所示，给出了一种双目视觉系统的示意图。其中，在C 1相机下观察，对于空间中的任意点p，像素点p 1为点p在C1相机成像平面701上的投影点，但是，无法仅根据像素点p 1确定点p的位置，因为对于C 1相机光心O 1和像素点p 1的连线上的任意一点如点p’，其在C 1相机成像平面701上的投影点均是像素点p 1，因此，根据像素点p 1无法准确地计算出点p的深度信息。类似的，在C2相机下观察，对于空间中的任意点p，像素点p 2为点p在C2相机成像平面702上的投影点，根据像素点p 2也无法准确地计算出点p的深度信息。而使用C 1相机和C2相机两个相机同时观察点p时，由于C 1相机光心O 1和点p 1的连线O 1 p 1和C2相机光心O 2和点p 2的连线O 2 p 2的交点是唯一确定的。基于此，利用双目相机可以准确地计算出天际线中点的相机坐标。
具体地，确定第一图像帧中天际线的位置和第二图像帧中天际线的位置之后，可以确定第一图像帧中天际线中点在第一图像采集装置的成像平面内的第一投影点，利用第一图像采集装置的光心点和第一投影点确定第一光线，以及确定第二图像帧中天际线中点在第二图像采集装置的成像平面内的第二投影点，利用第二图像采集装置的光心点和第二投影点确定第二光线，根据第一光线和第二光线之间的交点确定天际线中点的相机坐标。
仍以图7中的双目视觉系统为例，第一图像采集装置的成像平面可以为C 1相机成像平面701，第一投影点为像素点p 1，第一图像采集装置的光心点为C 1相机光心O 1，第一光线为C 1相机光心O 1和像素点p 1的连线O 1 p 1；第二图像采集装置的成像平面为C2相机成像平面702，第二投影点为像素点p 2，第二图像采集装置的光心点为C2相机光心O 2，第二光线为C2相机光心O 2和像素点p 2的连线O 2 p 2，第一光线O 1 p 1和第二光线O 2 p 2之间的交点p即为天际线中点，交点p的相机坐标即为天际线中点的相机坐标。
得到天际线中点的相机坐标后，可以对天际线中点的相机坐标进行坐标转换，得到天际线中点的世界坐标。例如，可以对天际线中点的相机坐标进行旋转变换、平移变换，以将天际线中点的相机坐标转换为世界坐标。通过从二维图像中提取并还原三维世界中的元素和信息，如天际线等，便于精准地计算天际线的位置。
在步骤S320中，基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标。
计算得到天际线中点的世界坐标后，可以根据天际线中点的世界坐标计算航迹线的远端距离。示例性的，可以先计算天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标，以根据投影像素坐标确定航迹线的远端距离。具体地，可以利用驾驶者眼点的世界坐标和天际线中点的世界坐标确定第三光线，并根据第三光线与航迹线显示场景的虚像面之间的交点确定天际线中点在虚像面上的投影像素坐标。
参考图8所示，给出了一种航迹线远端的校正示意图。其中，眼点位置801为驾驶者眼点所在位置，虚像面802为航迹线显示场景中的虚像面，实际天际线804为根据天际线中点p的世界坐标确定的天际线，参考天际线803为系统启动前根据先验知识确定的天际线。对应的，眼点位置801与天际线中点p的连线L 1即为第三光线，第三光线与航迹线显示场景的虚像面802之间的交点为天际线中点p在虚像面802上的投影点，该投影点的像素坐标即为天际线中点p在虚像面802上的投影像素坐标，如投影像素坐标为P(u，v)。
根据天际线在虚像面上的投影像素设置航迹线的远端距离和设计航迹线的展示方式，便于精准地确定航迹线的远端距离，并灵活地展示贴地感较强的航迹线，提高了用户的使用体验。
在步骤S330中，根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离。
本公开示例实施方式中，首先，可以根据天际线中点在虚像面上的投影像素坐标计算航迹线的远端在虚像面上的投影像素坐标。例如，当确定天际线中点在虚像面上的投影像素坐标为P(u，v)时，可以设置航迹线远端(即远端中点)在虚像面上的投影像素坐标比天际线中点的投影像素坐标的v坐标值大预设像素值。因此，航迹线远端的投影像素坐标为S(u，v+a)，其中，a为预设像素值，本公开对预设像素值a的具体取值不做限定。可以理解的是，在像素坐标系中，以左上角为原点，水平向右为u 轴，垂直向下为v轴，也就是v坐标值越大，坐标点越偏于图像下方，即航迹线应位于天际线下方时才可在航迹线显示场景中正常展示航迹线。
然后，可以计算航迹线的远端在虚像面上的投影像素坐标和虚像面的中心点的像素坐标沿目标坐标轴方向的像素差。其中，目标坐标轴方向为v轴方向。举例而言，虚像面中心点的像素坐标为(u0，v0)，航迹线远端在虚像面上的投影像素坐标为(u1，v1)，则计算v0和v1之间的像素差，记为∆v。
最后，可以根据像素差∆v、驾驶者眼点高度H、相机焦距f和抬头显示目标参数如下视角lda计算航迹线的远端距离D f ，即：
D f =H/tan[lda-arctan(∆v/f)] (1)
其中，下视角lda是眼点位置与虚像面中心点的连线跟水平线之间的竖直夹角。下视角lda定义了成像的高度位置，下视角过大会导致图像偏下，驾驶者阅读成像时需要较大幅度地转动头部和眼睛，需要较长的反应时间，下视角过小会导致成像偏上，成像会进入驾驶员的核心视野区域，在行车过程中会造成干扰。
该示例中，可以根据航迹线远端的实时投影像素精准地计算出航迹线的远端距离，便于根据允许的航迹线的远端距离设置贴地感较强的航迹线，提高了用户的使用体验。
在步骤S340中，获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。
本公开示例实施方式中，可以根据航迹线的远端距离和天际线的波动频率控制航迹线的展示方式，航迹线的展示方式可以是长度不同的实线或虚线，也可以是单个或多个三角形，还可以是其他用于表示航迹线的形状或图案，本公开对此不做限定。其中，天际线的波动频率是指驾驶过程中天际线上下变化的频率，用于表征路面的起伏程度。预设时间段可以是最近5s内，也可以是最近10s内，还可以是其他任意时间段，本公开对此不做具体限定。示例性的，可以获取最近5s内的若干目标图像帧，计算各目标图像帧中天际线的世界坐标，并根据各目标图像帧中天际线的世界坐标计算天际线的波动频率。可以理解的是，天际线的波动频率更大，表征当前的路面不平，此时航迹线可以采用短实线或单个三角形的展示方式，天际线的波动频率更小，表征当前的路面较平稳，此时航迹线可以采用任意的展示方式，如长实线或多个三角形。
本公开可以以预设波动频率阈值区分当前的路面是否平稳，本公开对预设波动频率阈值的具体取值不做限定。例如，当波动频率小于预设波动频率阈值时，表示当前的路面较平稳，此时可以根据航迹线的远端距离确定第一远端距离区间，并在航迹线显示场景显示第一形式的航迹线，其中，第一形式的航迹线的远端距离位于第一远端距离区间内。例如，计算出航迹线的远端距离为lm，当前的路面较平稳时，第一远端距离区间可以为[3l/2，l]，即可以设计较长的航迹线，第一形式的航迹线可以为长实线、多三角形等展示方式。可以理解的是，第一远端距离区间内的远端距离相对第二远端距离区间内的远端距离较长即可，本公开对第一远端距离区间的具体取值不做限定。
再例如，当波动频率大于预设波动频率阈值时，表示当前的路面不稳，此时可以根据航迹线的远端距离确定第二远端距离区间，并在航迹线显示场景显示第二形式的航迹线，其中，第二形式的航迹线的远端距离位于第二远端距离区间内。例如，计算出航迹线的远端距离为lm，当前的路面不平稳时，第二远端距离区间可以为[l/2，3l/2]，即可以设计较短的航迹线，第二形式的航迹线可以为短实线、单三角形等展示方式。可以理解的是，第二远端距离区间内的远端距离相对第一远端距离区间内的远端距离较短即可，本公开对第二远端距离区间的具体取值不做限定。
参考图9至图13所示，图9-图10中实际天际线的波动幅度小于图11-图13中实际天际线的波动幅度，表示图9-图10中的路面较平稳，图11-图13中的路面不平稳。具体地，在图9中，图像帧中实际天际线804比参考天际线803在像素平面上的v坐标值更小，表征允许显示的航迹线远端距离更长，即航迹线场景中航迹线的长度更长，对应的可以采用如图9中航迹线三901所示的多三角形展示方式，也可以采用如图10中航迹线四1001所示的长实线展示方式。在图11中，实际天际线804比参考天际线803在像素平面上的v坐标值更大，表征允许显示的航迹线远端距离更短，即航迹线场景中航迹线的长度更短，对应的可以采用如图11中航迹线五1101所示的短实线展示方式，也可以采用如图12中航迹线六1201所示的单三角形(直行)展示方式，还可以采用如图13中航迹线七1301所示的单三角形(拐弯)展示方式。
本公开结合实时的路面工况控制航迹线的展示方式，可以使得航迹线的展示更稳定，而且还可以避免出现航迹线不贴地的情况。
确定航迹线的远端距离和展示方式后，可以控制AR-HUD航迹线的渲染，并将渲染结果投影到驾驶者的可视范围内。
参考图14所示，可以根据步骤S1401至步骤S1414实现航迹线的显示。
步骤S1401.开始：激活系统；
步骤S1402. 图像采集；
步骤S1403.第一相机采集第一图像帧：第一图像采集模块101启动，通过第一相机采集第一图像帧，并实时将第一图像帧通过总线103发送至天际线检测模块104；
步骤S1404.第二相机采集第二图像帧：第二图像采集模块102启动，通过第二相机采集第二图像帧，并实时将第二图像帧通过总线103发送至天际线检测模块104；
步骤S1405.计算第一天际线像素位置：通过天际线检测模块104利用光流法计算第一天际线像素位置；
步骤S1406.计算第二天际线像素位置：通过天际线检测模块104利用光流法计算第二天际线像素位置；
步骤S1407.计算天际线世界坐标：通过天际线检测模块104利用第一天际线像素位置和第二天际线像素位置计算天际线世界坐标；
步骤S1408.判断坐标是否大于阈值：通过航迹线远端距离和展示方式设计模块判断航迹线远端的投影坐标的v坐标值是否比天际线的投影坐标的v坐标值大阈值个像素，若是，执行步骤S1409，若否，表明航迹线超过天际线即航迹线显示异常，则重新执行步骤S1402以获取新的图像帧；
步骤S1409.确定航迹线远端距离；
步骤S1410.确定航迹线展示方式；
步骤S1411.航迹线画面渲染；
步骤S1412.AR-HUD虚像面投影；
步骤S1413.判断是否有结束指令，若有结束指令，执行步骤S1414结束流程，若没有结束指令，则重新执行步骤S1402至步骤S1413；
步骤S1414.结束。
在本公开示例实施方式所提供的航迹线的显示方法中，通过获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离；获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。本公开可以有效地提升航迹线显示场景中航迹线的贴地感，进而提升用户的使用体验。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
进一步的，本示例实施方式中，还提供了一种航迹线的显示装置。参考图15所示，该航迹线的显示装置1500可以包括天际线确定模块1510、投影像素计算模块1520、远端距离计算模块1530和航迹线显示模块1540，其中：
天际线确定模块1510，用于获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；
投影像素计算模块1520，用于基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；
远端距离计算模块1530，用于根据所述投影像素坐标计算所述航迹线显示场景中航迹线的远端距离；
航迹线显示模块1540，用于获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。
在一种可选的实施方式中，天际线确定模块1510包括：
原始像素计算模块，用于利用光流法确定所述目标图像帧中天际线的位置，并计算所述天际线中点的相机坐标；
坐标转换模块，用于对所述天际线中点的相机坐标进行坐标转换，得到所述天际线中点的世界坐标。
在一种可选的实施方式中，所述目标图像帧包括第一图像帧和第二图像帧，所述第一图像帧通过第一图像采集装置获取，所述第二图像帧通过第二图像采集装置获取；原始像素计算模块包括：
第一投影点确定子模块，用于确定所述第一图像帧中天际线中点在所述第一图像采集装置的成像平面内的第一投影点；
第一光线确定子模块，用于利用所述第一图像采集装置的光心点和所述第一投影点确定第一光线；
第二投影点确定子模块，用于确定所述第二图像帧中天际线中点在所述第二图像采集装置的成像平面内的第二投影点；
第二光线确定子模块，用于利用所述第二图像采集装置的光心点和所述第二投影点确定第二光线；
相机坐标确定子模块，用于根据所述第一光线和所述第二光线之间的交点确定所述天际线中点的相机坐标。
在一种可选的实施方式中，投影像素计算模块1520包括：
第三光线确定子模块，用于利用驾驶者眼点的世界坐标和所述天际线中点的世界坐标确定第三光线；
第一投影像素坐标确定子模块，用于根据所述第三光线与所述航迹线显示场景的虚像面之间的交点确定所述天际线中点在所述虚像面上的投影像素坐标。
在一种可选的实施方式中，远端距离计算模块1530包括：
第二投影像素坐标确定子模块，用于根据所述天际线中点在所述虚像面上的投影像素坐标计算所述航迹线的远端在所述虚像面上的投影像素坐标；
目标像素差确定子模块，用于计算所述航迹线的远端在所述虚像面上的投影像素坐标和所述虚像面的中心点的像素坐标沿目标坐标轴方向的像素差；
远端距离计算子模块，用于根据所述像素差、驾驶者眼点高度、虚拟相机的焦距和抬头显示目标参数计算所述航迹线的远端距离。
在一种可选的实施方式中，航迹线显示模块1540包括：
第一远端距离区间确定模块，用于当所述波动频率小于预设波动频率阈值时，根据所述航迹线的远端距离确定第一远端距离区间；
第一航迹线显示模块，用于在所述航迹线显示场景显示第一形式的航迹线，所述第一形式的航迹线的远端距离位于所述第一远端距离区间内。
在一种可选的实施方式中，航迹线显示模块1540包括：
第二远端距离区间确定模块，用于当所述波动频率大于预设波动频率阈值时，根据所述航迹线的远端距离确定第二远端距离区间；
第二航迹线显示模块，用于在所述航迹线显示场景显示第二形式的航迹线，所述第二形式的航迹线的远端距离位于所述第二远端距离区间内。
上述航迹线的显示装置中各模块的具体细节已经在对应的航迹线的显示方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
本公开的示例性实施方式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，其包括程序代码，当程序产品在电子设备上运行时，程序代码用于使电子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的步骤。该程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）并包括程序代码，并可以在电子设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，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的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储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，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（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的组合。
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采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，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。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
本公开的示例性实施方式还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。下面参照图16来描述根据本公开的这种示例性实施方式的电子设备1600。图16显示的电子设备1600仅仅是一个示例，不应对本公开实施方式的功能和使用范围带来任何限制。
如图16所示，电子设备1600可以以通用计算设备的形式表现。电子设备1600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元1610、至少一个存储单元1620、连接不同系统组件（包括存储单元1620和处理单元1610）的总线1630和显示单元1640。
存储单元1620存储有程序代码，程序代码可以被处理单元1610执行，使得处理单元1610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的步骤。例如，处理单元1610可以执行图3和图14中任意一个或多个方法步骤。
存储单元1620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元（RAM）1621和/或高速缓存存储单元1622，还可以进一步包括只读存储单元（ROM）1623。
存储单元1620还可以包括具有一组（至少一个）程序模块1625的程序/实用工具1624，这样的程序模块1625包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线1630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备1600也可以与一个或多个外部设备1700（例如键盘、指向设备、蓝牙设备等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备1600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备1600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（I/O）接口1650进行。并且，电子设备1600还可以通过网络适配器1660与一个或者多个网络（例如局域网（LAN），广域网（WAN）和/或公共网络，例如因特网）通信。如图所示，网络适配器1660通过总线1630与电子设备1600的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等）执行根据本公开示例性实施方式的方法。
此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施方式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。
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。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种航迹线的显示方法，其特征在于，包括：
获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；
基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；
根据所述天际线中点在所述虚像面上的投影像素坐标计算航迹线的远端在所述虚像面上的投影像素坐标；
计算所述航迹线的远端在所述虚像面上的投影像素坐标和所述虚像面的中心点的像素坐标沿目标坐标轴方向的像素差；
根据所述像素差、驾驶者眼点高度、虚拟相机的焦距和抬头显示目标参数计算所述航迹线的远端距离；
获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。
2.根据权利要求1所述的航迹线的显示方法，其特征在于，所述计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标，包括：
利用光流法确定所述目标图像帧中天际线的位置，并计算所述天际线中点的相机坐标；
对所述天际线中点的相机坐标进行坐标转换，得到所述天际线中点的世界坐标。
3.根据权利要求2所述的航迹线的显示方法，其特征在于，所述目标图像帧包括第一图像帧和第二图像帧，所述第一图像帧通过第一图像采集装置获取，所述第二图像帧通过第二图像采集装置获取；
所述计算所述天际线中点的相机坐标，包括：
确定所述第一图像帧中天际线中点在所述第一图像采集装置的成像平面内的第一投影点；
利用所述第一图像采集装置的光心点和所述第一投影点确定第一光线；
确定所述第二图像帧中天际线中点在所述第二图像采集装置的成像平面内的第二投影点；
利用所述第二图像采集装置的光心点和所述第二投影点确定第二光线；
根据所述第一光线和所述第二光线之间的交点确定所述天际线中点的相机坐标。
4.根据权利要求1所述的航迹线的显示方法，其特征在于，所述基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标，包括：
利用驾驶者眼点的世界坐标和所述天际线中点的世界坐标确定第三光线；
根据所述第三光线与所述航迹线显示场景的虚像面之间的交点确定所述天际线中点在所述虚像面上的投影像素坐标。
5.根据权利要求1所述的航迹线的显示方法，其特征在于，所述根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线，包括：
当所述波动频率小于预设波动频率阈值时，根据所述航迹线的远端距离确定第一远端距离区间；
在所述航迹线显示场景显示第一形式的航迹线，所述第一形式的航迹线的远端距离位于所述第一远端距离区间内。
6.根据权利要求1所述的航迹线的显示方法，其特征在于，所述根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线，包括：
当所述波动频率大于预设波动频率阈值时，根据所述航迹线的远端距离确定第二远端距离区间；
在所述航迹线显示场景显示第二形式的航迹线，所述第二形式的航迹线的远端距离位于所述第二远端距离区间内。
7.一种航迹线的显示装置，其特征在于，包括：
天际线确定模块，用于获取目标图像帧，并计算所述目标图像帧中天际线中点的世界坐标；
投影像素计算模块，用于基于所述天际线中点的世界坐标，计算所述天际线中点在航迹线显示场景的虚像面上的投影像素坐标；
远端距离计算模块，用于根据所述天际线中点在所述虚像面上的投影像素坐标计算航迹线的远端在所述虚像面上的投影像素坐标；计算所述航迹线的远端在所述虚像面上的投影像素坐标和所述虚像面的中心点的像素坐标沿目标坐标轴方向的像素差；根据所述像素差、驾驶者眼点高度、虚拟相机的焦距和抬头显示目标参数计算所述航迹线的远端距离；
航迹线显示模块，用于获取所述天际线在预设时间段内的波动频率，并根据所述波动频率和所述航迹线的远端距离在所述航迹线显示场景显示所述航迹线。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法。
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1-6任一项所述的方法。
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