CN116449569A - Ar-hud成像系统及成像显示控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及抬头显示技术领域，具体涉及一种AR‑HUD成像系统及成像显示控制方法。所述方法包括：获取导航数据，并基于导航数据确定对应的当前场景类型；根据所述当前场景类型确定第一反射镜、第二反射镜之间的目标镜面组合信息；其中，所述第一反射镜、第二反射镜为双面反射镜；根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。本方案能够在不同的场景下同步切换HUD虚像距离。

Description

AR-HUD成像系统及成像显示控制方法

技术领域

本公开涉及抬头显示技术领域，具体涉及一种AR-HUD成像系统及成像显示控制方法。

背景技术

HUD(Head Up Display，抬头显示设备)已经发展出多种设备类型，例如：风挡式车载抬头显示W-HUD，是通过挡风玻璃作为投影介质来反射成像；基于增强现实技术的抬头显示设备AR-HUD，也是通过挡风玻璃作为投影介质来反射成像，其所生成的画面具体有一定的AR效果，可以与实际物体的位置、形态相互关联，实现“虚实融合”。目前主流的HUD光学设计方案采用两片单面反射镜与风挡玻璃组合构成一个离轴三反光学系统。在此类设计方案中，图像生成单元(Picture GenerationUnit，PGU)发出的光，经过大小反射镜面的两次反射，最后经过汽车风挡玻璃反射进入人眼，并在玻璃前方形成虚像。在相关的技术方案中，虚像距离通常为定值。但是，由于人眼是变焦系统，固定的虚像距离会导致驾驶员的视线焦点在较近景物与较远的景物之间切换，如果所观察的物体距离和虚像距离相差较大，可能造成人眼不适，AR-HUD画面产生的虚实融合体验就会变差。

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

本公开提供一种AR-HUD成像显示控制方法、一种AR-HUD成像显示控制装置，一种存储介质，以及一种AR-HUD成像系统，能够在不同的场景下同步切换HUD虚像距离。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种AR-HUD成像显示控制方法，所述方法包括：

获取导航数据，并基于导航数据确定对应的当前场景类型；

根据所述当前场景类型确定第一反射镜、第二反射镜之间的目标镜面组合信息；其中，所述第一反射镜、第二反射镜为双面反射镜；

根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

在一些示例性实施方式中，所述基于导航数据确定对应的当前场景类型，包括：

根据所述导航数据结合当前位置信息确定对应的所述当前场景类型。

在一些示例性实施方式中，在所述基于导航数据确定对应的当前场景类型时，所述方法还包括：获取当前时速数据，根据所述当前时速数据对所述当前场景类型进行校验。

在一些示例性实施方式中，所述根据所述当前时速数据对所述当前场景类型进行校验，包括：

在所述当前时速数据与所述当前场景类型对应的预设速度区间匹配时，确定所述当前场景类型；或者

在所述当前时速数据与所述当前场景类型对应的预设速度区间不匹配且当前时速数据保持预设时长时，根据所述当前时速数据修正所述当前场景类型。

在一些示例性实施方式中，所述方法还包括：

预先配置场景类型对应的路况数据、速度区间。

在一些示例性实施方式中，所述根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态，包括：

识别所述第一反射镜、第二反射镜的当前姿态；

若当前姿态与目标姿态相同，则保持当前姿态不变；或者

若当前姿态与目标姿态不同，则运动至所述目标姿态。

在一些示例性实施方式中，所述根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态，包括：

控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至预设的第一标记位置，并在第一标记位置旋转目标角度；

控制旋转后的第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态对应的第二标记位置，以使所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

在一些示例性实施方式中，所述方法还包括：

在所述第一反射镜、第二反射镜运动之前，闭合遮光罩结构，并在运动至目标姿态之后，打开遮光罩结构。

在一些示例性实施方式中，所述方法还包括：根据所述当前场景类型确定对应的HUD显示内容。

根据本公开的第二方面，提供一种AR-HUD成像显示控制装置，包括：

场景类型判定模块，用于获取导航数据，并基于导航数据确定对应的当前场景类型；

镜面信息确定模块，用于根据所述当前场景类型确定第一反射镜、第二反射镜之间的目标镜面组合信息；其中，所述第一反射镜、第二反射镜为双面反射镜；

反射镜运动控制模块，用于根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

根据本公开的第三方面，提供一种存储介质，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的AR-HUD成像显示控制方法。

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时实现上述的AR-HUD成像显示控制方法。

根据本公开的第五方面，提供一种AR-HUD成像系统，所述系统包括：

图像生成单元，用于生成图像光线；

第一反射镜，用于通过第一镜面或第二镜面将所述图像光线投射至第二反射镜；

第二反射镜，用于通过第三镜面或第四镜面将第一反射镜投射的所述图像光线投射至风挡玻璃。

在一些示例性实施方式中，所述系统包括：

顶部开口的壳体，所述图像生成单元、第一反射镜、第二反射镜、第一旋转控制电机、第二旋转控制电机、第一位置控制机构、第二位置控制机构装配在所述壳体内。

在一些示例性实施方式中，所述系统包括：

第一旋转控制电机，与所述第一反射镜驱动连接，用于控制所述第一反射镜将第一镜面或第二镜面旋转至第一入光面和第一目标角度；

第二旋转控制电机，与所述第二反射镜驱动连接，用于控制所述第二反射镜将第三镜面或第四镜面旋转至第二入光面和第二目标角度。

在一些示例性实施方式中，所述系统包括：

第一位置控制机构，与所述第一反射镜配合，用于控制所述第一反射镜在壳体内运动至第一标记位置或第二标记位置；

第二位置控制机构，与所述第二反射镜配合，用于控制所述第二反射镜在壳体内运动至第一标记位置或第二标记位置。

在一些示例性实施方式中，所述壳体的开口设置有可移动的遮光罩，所述遮光罩与遮光罩控制电机驱动连接。

本公开的一种实施例所提供的AR-HUD成像显示控制方法，通过实时的获取导航信息可以根据导航信息确定当前场景类型，基于预设的对应关系可以确定当前场景类型对应的镜面组合信息，进而可以控制第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。通过姿态调节后的双面反射镜来配合对应的场景，使得虚像距离在不同的场景下可以实现同步切换，实现HUD设备的虚像距离与场景相匹配；并且能够提升用户对图像内容的观看舒适度。

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示意性示出本公开示例性实施例中一种AR-HUD成像系统的结构的主视图；

图2示意性示出本公开示例性实施例中一种AR-HUD成像系统的结构的俯视图；

图3示意性示出本公开示例性实施例中一种位置控制机构、旋转控制电机的装置结构的示意图；

图4示意性示出本公开示例性实施例中一种第一反射镜、第二反射镜的镜面结构的示意图；

图5示意性示出本公开示例性实施例中一种遮光罩的位置变化状态的示意图；

图6示意性示出本公开示例性实施例中一种AR-HUD成像显示控制方法的示意图；

图7示意性示出本公开示例性实施例中一种反射镜姿态变化的示意图；

图8示意性示出本公开示例性实施例中一种镜面组合为A-a面的光路示意图；

图9示意性示出本公开示例性实施例中一种镜面组合为B-b面的光路示意图；

图10示意性示出本公开示例性实施例中一种AR-HUD成像显示控制装置的示意图；

图11示意性示出本公开示例性实施例中一种电子设备的组成示意图。

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。

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。

在相关技术中，风挡式车载抬头显示简称风挡式HUD，它能够通过虚像的方式将显示信息投影在风挡玻璃外，实现抬头显示，增加驾驶安全，提升驾驶体验。目前主流的HUD光学设计方案采用两片单面反射镜与风挡玻璃组合构成一个离轴三反光学系统。在此类设计方案中，图像生成单元(Picture Generation Unit，PGU)发出的光，经过大小反射镜面的两次反射，最后经过汽车风挡玻璃反射进入人眼，并在玻璃前方形成虚像。ARHUD是车载HUD的发展趋势。AR-HUD的主要特性是其所生成的画面具体有一定的AR效果。所谓AR效果，是指HUD生成的画面内容可以与实际物体的位置、形态相互关联，实现“虚实融合”。例如，驾驶员可以通过HUD虚像观察到标注在前车上的UI元素(提供前车速度、危险等级等信息)；标注在地面上的AR导航引导箭头元素等。

在AR-HUD光学设计中，虚像距离(VID，即HUD产生的虚像到人眼的距离)、图像下视角(LDA，即虚像中心和人眼双眼位置中心点连线与水平方向的夹角)，以及视场角(FOV，即虚像面对人眼所呈的张角)是重要的光学性能指标。三者由风挡玻璃面型，大、小反射镜面型，风挡玻璃与大、小反射镜三者之间相对位置，和反射镜的旋转角度共同决定。HUD的光学设计要求在一定的眼盒范围(即人眼由于身高差异和坐姿变化引起的人眼位置变化范围)内，均可观测到完整的图像。因而，在实际HUD产品中，通常FOV、虚像距离为定值，但下视角可以进行适度的调节以适应不同驾驶员的身高和坐姿变化，例如通过旋转反射镜改变其角度，以保证驾驶员在一定的双眼位置变化范围内，都能够观察到完整的HUD图像。FOV主要影响HUD的总体体积，受限于车内结构设计，HUD体积不能过大。常见的AR-HUD的FOV在16°＊4.5°至9°*3°(横向*纵向)之间。AR-HUD的虚像距离通常介于4～20m之间，理论上最远的虚像距离可达到无穷远。由于人眼是变焦系统，固定的虚像距离会导致驾驶员的视线焦点在较近景物与较远的景物之间切换，如果所观察的物体距离和虚像距离相差较大，可能造成人眼不适，AR-HUD画面产生的虚实融合体验就会变差。在相关的技术方案中，虚像距离通常为定值。选择较远的虚像距离时，在驾驶员观察远处的景物时，聚焦物体和虚像距离接近，可以使得AR-HUD虚像产生更明显的纵深感和贴合感；但当物体距离较近甚至小于设计的虚像距离时，为了观察近处的物体，人眼需要在近焦距和远焦距中频繁切换，容易造成眩晕或不适。反之当选择较近的虚像距离时，在观察较远处的物体时，AR-HUD虚像产生的AR效果的纵深感变差。在高速公路等道路中驾驶时，跟车平均距离较远，需要更多的观察远处的物体。较远的虚像距离可以保证HUD有较好的AR效果。反之，在低速道路行驶时，需要较近的虚像距离。因而好的AR-HUD体验需要在能够实现在高速、低速场景切换时，虚像距离同步切换。

针对现有技术的缺点和不足，本示例实施方式中首先提供了一种AR-HUD成像系统。参考图1、图2所示，AR-HUD成像系统包括顶部设置有开口的壳体4，壳体4的开口处设置有遮光罩运动导轨5，遮光罩7可沿遮光罩运动导轨5打开/闭合。在壳体4内设置有第一反射镜1、第二反射镜2、图像生成单元PGU3；第一反射镜1、第二反射镜2相对设置，且反射镜之间的距离可调节；图像生成单元3设置在壳体4的底部，参考图2所示，具体可以是在第一反射镜1的下方。其中，第一反射镜为双面小反射镜，第二反射镜为双面大反射镜。图像生成单元3用于生成图像光线；第一反射镜1用于通过第一镜面或第二镜面将所述图像生成单元3生成的图像光线投射至第二反射镜2；第二反射镜2用于通过第三镜面或第四镜面将第一反射镜1投射的所述图像光线投射至挡风玻璃。

参考图4所示，两个反射镜的镜面的面型均为自由曲面，且每个面型均不相同。第一反射镜1为双面小反射镜，包括第一镜面101、第二镜面102(反射镜面a、反射镜面b)；除镜面外，其余面为消光面，可以通过涂装消光材料实现，如小消光面103。第一反射镜1的中部设置有第一装配孔104。第二反射镜2为双面大反射镜，包括第三镜面201、第四镜面202(反射镜面A、反射镜面B)；除镜面外，其余面为消光面，可以通过涂装消光材料实现，如大消光面203。第二反射镜2的中部设置有第二装配孔204。

其中，大反射镜的两个镜面分别为A、B面，小反射镜的两个镜面分别为a、b面。大、小反射镜镜面的两侧面型无特殊限定。对应上述的四个反射镜面，可以形成四组面型参数，因而可以产生四组虚像距离。

大、小反射镜的镜面面型组合可构成四组不同的虚像距离(VID)。在示例性实施例中，双面大、小反射镜的两组镜面面型参数如下表1所示。

A面与a面组合可形成10m的虚像距离，B面与b面可形成2.3m的虚像距离；其光路如图8、图9所示。

表1

在一些示例性实施方式中，所述系统包括：第一旋转控制电机，与所述第一反射镜驱动连接，用于控制第一反射镜将第一镜面或第二镜面旋转至第一入光面，第一入光面用于接收图像生成单元PGU投射的图像光线；第二旋转控制电机，与所述第二反射镜驱动连接，用于控制第二反射镜将第三镜面或第四镜面旋转至第二入光面，第二入光面用于接收第一反射镜投射的图像光线。

在一些示例性实施方式中，所述系统包括：第一位置控制机构，与所述第一反射镜配合，用于控制第一反射镜在壳体内的位置，例如控制第一反射镜在壳体内运动至第一标记位置或第二标记位置；第二位置控制机构，与所述第二反射镜配合，用于控制第二反射镜在壳体内的位置，例如控制第二反射镜在壳体内运动至第一标记位置或第二标记位置。

具体的，参考图1、图2、图3所示，与第一反射镜1配合的第一位置控制机构包括：水平方向设置的第一位置控制电机10、第一丝杠8、第一滑块9，竖直方向设置的第二位置控制电机11、第二丝杠13。

其中，参考图3所示，第一丝杠8与第一位置控制电机10连接，能够被第一位置控制电机10驱动转动，并带动第一滑块9运动。在第一滑块9上设置有第二位置控制电机11，第二位置控制电机11与第二丝杠13连接，能驱动第二丝杠13转动，并带动第二滑块19沿第二丝杠13在竖直方向运动。在第二滑块19上设置有第一旋转控制电机12，驱动第一连接杆20转动，进而带动第一反射镜1旋转指定的角度。其中，第一连接杆20可以插入第一反射镜1的第一装配孔104中并固定。

参考图2所示，在第一反射镜1的另一侧可以对称设置有一组丝杠、滑块机构，包括与第一丝杠8对称设置的第一对称丝杠24-1，在第一对称丝杠24-1上设置有与第一滑块9同步移动的第一对称滑块23-1；在第一对称滑块23-1上设置有竖直方向的、与第二丝杠13对称的第二对称丝杠24-2，在第二对称丝杠24-2上设置有与第二滑块19同步移动的第二对称滑块23-2，第一连接杆20的另一端与第二对称滑块23-2连接。

参考图1，与第一反射镜1的相关结构相同的，与第二反射镜2配合的第二位置控制机构包括：水平方向设置的第三位置控制电机14、第三丝杠16、第三滑块15、第四位置控制电机17、竖直方向设置的第四丝杠18；其中，第三位置控制电机14与第三丝杠16连接并驱动其转动，进而带动设置在第三丝杠16上的第三滑块15沿第三丝杠在水平方向运动。

与图3中所示的第一位置控制机构相同的，第四位置控制电机17设置在第三滑块15上，第四位置控制电机17与第四丝杠18连接并驱动其转动，进而带动设置在第四丝杠18上的第四滑块在第四丝杠18上沿竖直方向运动。第二旋转控制电机21通过第二连接杆22与第二反射镜2连接。

参考图2所示，与第一反射镜1相同的，在第二反射镜2的另一侧对称设置有一组丝杠、滑块机构，包括与第三丝杠16对称设置的第三对称丝杠24-3，在第三对称丝杠24-3上设置有第三对称滑块23-3；在第三对称滑块23-3上设置有竖直方向的第四对称丝杠24-4，在第四对称丝杠24-4上设置有第四对称滑块23-4，第二连接杆的另一端连接在第四对称滑块23-4上。

具体的，其中，大、小反射镜分别和两组垂直布置的丝杠导轨结构相连；共有四个位置控制电机和对应的四组丝杆导轨结构。两组丝杆导轨和两组电机可以使大、小反射镜分别发生水平和垂直方向的位移，从而改变两个反射镜的相对位置和距离关系。水平方向布置的位置控制电机、丝杠的位置可以是固定在HUD壳体的一侧上，位置控制电机转动时带动丝杆转动，丝杠上的滑块内有螺纹结构，丝杆转动时滑块沿着丝杆运动，可以控制反射镜的水平位置移动。垂直方向上布置的位置控制电机固定在滑块上，前述滑块在水平方向运动时该电机随之一起运动。同理，旋转电机固定在垂直滑块上，带动与连接杆相连的反射镜一起运动。HUD壳体的另一侧有对称布置的滑块及导轨结构，主要起到固定作用。

各旋转控制电机通过连接杆与反射镜相连。电机与连接杆的结构形式可以是步进电机驱动涡轮蜗杆等等，本公开对此不做特殊限定。旋转控制电机的转轴旋转时，带动反射镜旋转；当反射镜旋转角度超过90度时，双面镜的镜面发生翻转。本方案中共有两个旋转控制电机，分别控制两个反射镜的旋转姿态。对于反射镜的旋转角度的控制可以是采用开环控制(如通过标定步进电机角度，控制步进电机步数)或闭环控制(如PID控制算法，需要配合姿态传感器)来实现。对于位置控制机构的位置变化可以采用类似的控制方法。

本示例实施方式中，参考图5所示，所述壳体4的开口设置有可移动的遮光罩7，所述遮光罩7与遮光罩控制电机6驱动连接。遮光罩控制电机6通过传送带带动遮光罩7沿着遮光罩运动导轨5移动，当遮光罩7运动到不遮挡HUD光路时，遮光罩7为开启状态，反之完全遮挡HUD光路时，遮光罩7为关闭状态。开关状态的判断可以通过在导轨上安装限位传感器的方式实施。

本示例实施方式中，还提供了一种AR-HUD成像显示控制方法，可以应用于上述的AR-HUD成像系统，通过控制系统中大、小反射镜的位置和姿态，在不同的场景下同步切换HUD虚像距离。参考图6所示，AR-HUD成像显示控制方法可以包括：

步骤S11，获取导航数据，并基于导航数据确定对应的当前场景类型；

步骤S12，根据所述当前场景类型确定第一反射镜、第二反射镜之间的目标镜面组合信息；其中，所述第一反射镜、第二反射镜为双面反射镜；

步骤S13，根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

下面，将结合附图及实施例对本示例实施方式中的AR-HUD成像显示控制方法的各个步骤进行详细的说明。

在步骤S11中，所述基于导航数据确定对应的当前场景类型，包括：根据导航数据结合当前位置信息确定对应的所述当前场景类型。

具体来说，上述的方法可以由车机系统的主控单元来执行，或者是由与车机系统相连接的智能移动终端来执行，例如用户的手机。具体的，可以根据道路的限速信息、道路类型信息，以及统计的路段的平均行驶速度等参数，预先为各道路配置对应的场景类型，并将场景类型信息嵌入对应的导航信息中。例如，可以根据道路类型、道路限速信息配置对应的场景类型；其中，道路类型可以包括城市道路、国道、高速公路、省道等类型；道路的限速信息可以包括高速公路限速60-120km/h，城市道路可以是限速80km/h、40km/h等具体的限速信息。其中，场景类型可以是根据速度划分的高速场景类型、低速场景类型；其中，高速场景类型对应的行驶速度可以为速度大于60km/h，低速场景类型对应的行驶速度可以为小于或等于60km/h。

车辆在行驶过程中，可以实时获取当前的位置信息和对应的导航信息，获取当前行驶的道路名称、限速信息，以及对应的场景类型信息，从而确定当前所行驶道路对应的当前场景类型；例如为高速场景类型或者低速场景类型。

进一步的，在一些示例性实施方式中，在基于导航数据确定对应的当前场景类型时，所述方法还包括：获取当前时速数据，根据所述当前时速数据对所述当前场景类型进行校验。

本示例实施方式中，上述的根据所述当前时速数据对所述当前场景类型进行校验可以包括：在所述当前时速数据与所述当前场景类型对应的预设速度区间匹配时，确定所述当前场景类型；或者，在所述当前时速数据与所述当前场景类型对应的预设速度区间不匹配且当前时速数据保持预设时长时，根据所述当前时速数据修正所述当前场景类型。

具体来说，在车辆的实际行驶过程中，在一些道路中可能由于发生拥堵或者其他情况时，车辆的实际行驶速度与该道路预先配置的场景类型并不匹配；例如，在预先配置的场景类型为高速场景类型的高速公路上，实际行驶速度低于50km/h；此时，可以对车辆实际的行驶速度进行监控，当监控到车辆的实际行驶速度与当前道路预先配置的场景类型不一致，并保持了一定的时长时，便可以根据当前的实际行驶速度更正所述当前场景类型。

举例来说，若根据导航数据、当前位置信息确定当前道路为高速公路，对应的预配置场景类型为高速场景类型；根据实时采集的时速信息识别到实际行驶速度低于50km/h，且保持时长大于100秒，例如发生拥堵，则可以根据当前的实际行驶速度更正当前场景类型为低速场景类型。或者，若根据导航信息和当前位置信息识别的当前场景类型为低速场景类型时，而根据实时采集的时速信息识别到实际行驶速度高于60km/h，且保持时长大于15秒或者30秒等时长，则可以更正当前场景类型为高速场景类型。通过利用车辆的实际行驶速度对当前场景类型进行验证，从而可以获取准确的场景类型信息，进而可以得到匹配更准确的AR-HUD显示内容的虚像距离。

在步骤S12中，根据所述当前场景类型确定第一反射镜、第二反射镜之间的目标镜面组合信息；其中，所述第一反射镜、第二反射镜为双面反射镜。

本示例实施方式中，对于预先配置的各场景类型，可以预先配置对应的AR-HUD成像系统中第一反射镜、第二反射镜之间的镜面组合信息，以及对应的虚像距离。其中，参考图1所示的AR-HUD成像系统中，第一反射镜用于通过第一镜面或第二镜面将图像生成单元生成的图像光线投射至第二反射镜；第二反射镜用于通过第三镜面或第四镜面将第一反射镜投射的所述图像光线投射至挡风玻璃；图像生成单元用于生成图像光线。

举例来说，对应预先配置的低速场景类型、高速场景类型，大、小双镜面反射镜(即第二反射镜、第一反射镜)在工作时，构成两组面型和相对位置、姿态组合，即目标镜面组合信息。其中，相对位置包括第一标记位置和第二标记位置。如表1所示，A-a面为一组，B-b面为一组。面型参数和相对位置、姿态在光学设计时根据高速、低速场景下的虚像距离的需求分组设计。例如，A-a面的面型和相对位置按照虚像距离为15m进行设计，对应高速场景类型；B-b面的面型和位置、姿态按照虚像距离为5m进行设计，对应低速场景类型。

或者，在一些示例性实施方式中，还可以根据行驶速度划分更多的场景类型。例如，还可以将低速场景类型划分为行驶速度为0-30km/h的第一低速场景，行驶速度为30-60km/h的第二低速场景；其中，对于第一低速场景还可以划分行驶速度为0-10km/h的拥堵场景。对应的，对于每个场景类型可以配置对应的虚像距离，以及对应的镜面组合。

举例而言，在上述实施例中，可以按照两种预设的场景类型(高速、低速场景类型)配置两组不同的虚像距离，如表1中配置的虚像距离为高速场景类型对应的虚像距离为10m和低速场景类型对应的虚像距离为2.3m；对应的镜面组合为A-a面为一组，B-b面为一组。

在配置多个场景类型时，例如上述的拥堵场景类型、第一低速场景类型、第二低速场景类型、高速场景类型时，可以为该四个不同的场景类型分别配置不同的虚像距离。对于大、小双镜面反射镜(即第二反射镜、第一反射镜)，即镜面组合可以包括：A-a面、B-b面，以及A-b面及B-a面。举例来说，虚像距离2.3m，对应B-b面；4m对应A-b面；7m对应B-a面；10m对应A-a面。

通过为不同的车辆行驶速度区间定义对应的场景类型，并配置对应的虚像距离，例如在高速公路等道路中驾驶时，跟车平均距离较远，需要更多的观察远处的物体；较远的虚像距离可以保证HUD有较好的AR效果。反之，在低速道路行驶时，需要较近的虚像距离。从而能够实现在不同的速度场景下有更适配的虚像距离，保证AR-HUD虚像的AR效果，提升观看的舒适感。

在步骤S13中，根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

本示例实施方式中，在确定当前场景类型对应的目标镜面组合信息后，便可以生成对应的指令信息，并控制AR-HUD系统执行该指令信息来调节第一反射镜和第二反射镜运动至对应的目标姿态。其中，指令信息中可以包括第一反射镜、第二反射镜的镜面信息，旋转角度信息等。

本示例实施方式中，所述根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态，包括：识别所述第一反射镜、第二反射镜的当前姿态；若当前姿态与目标姿态相同，则保持当前姿态不变；或者，若当前姿态与目标姿态不同，则运动至所述目标姿态。

具体而言，在对第一反射镜、第二反射镜进行调节之前，可以首先读取两反射镜的当前姿态信息，两反射镜当前使用的镜面，从而可以根据当前姿态信息判断是否需要调节两反射镜。举例来说，若当前两反射镜在初始状态、初始位置，则可以控制两反射镜由初始位置运动至目标姿态。或者，若当前为低速场景类型的姿态，目标姿态为高速场景类型的姿态，则由B-b面的镜面组合运动至A-a面的组合。或者，当前姿态与目标姿态相同，则保持当前姿态即可，不需两反射镜移动。

本示例实施方式中，上述的所述根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态，包括：

步骤S131，控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至预设的第一标记位置，并在第一标记位置旋转目标角度；

步骤S132，控制旋转后的第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态对应的第二标记位置，以使所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

具体来说，上述的第一标记位置可以为预先设定的两反射镜翻转且不会发生干涉时所处的位置。具体的，在确定需要对两反射镜进行调节后，可以控制两反射镜首先移动至该第一标记位置，并在第一标记位置进行翻转；例如通过控制旋转控制电机来实现两反射镜翻转至指定的镜面，即将目标镜面翻转至能够接收并反射图像光线的位置，并旋转至目标姿态对应的目标角度，第一反射镜的目标姿态对应第一目标角度，第二反射镜的目标姿态对应第二目标角度；再通过位置控制机构控制两反射镜移动至目标姿态对应的第二标记位置，进而实现当前场景类型所适配的虚像距离。

举例来说，参考图7所示，在初始状态下，第一反射镜1与第二反射镜之间的距离为L₁，第一反射镜1与竖直方向之间的夹角为β，第二反射镜2与竖直方向之间的夹角为α。在根据导航数据确定当前场景类型，并根据当前场景类型确定对应的目标镜面组合后，便可以生成对应的控制信令，使第一反射镜1、第二反射镜2移动至第一标记位置；在该第一标记位置，第一反射镜1、第二反射镜2之间的距离为L₀，镜面翻转时不会发生干涉。在翻转至指定的镜面后，移动至目标姿态对应的位置，第一反射镜1、第二反射镜2之间的距离为L₂；此时，第一反射镜1与竖直方向之间的夹角为β＇，第二反射镜2与竖直方向之间的夹角为α＇。

本示例实施方式中，上述的方法还可以包括：在所述第一反射镜、第二反射镜运动之前，闭合遮光罩结构，并在运动至目标姿态之后，打开遮光罩结构。

具体来说，可以是在确定目标镜面组合信息时，生成遮光罩闭合指令，并执行该遮光罩闭合指令，控制遮光罩开关控制电机关闭遮光罩。在识别到第一反射镜、第二反射镜运动到目标姿态后，可以生成遮光罩开启指令，并执行该遮光罩开启指令，控制遮光罩开关控制电机开启遮光罩。在两反射镜进行调节时，通过控制遮光罩闭合，可以有效的避免反射镜反射阳光照射人眼，提高安全性。

本示例实施方式中，上述方法还包括：预先配置各类型场景对应的HUD显示内容。

本示例实施方式中，所述方法还包括：根据所述当前场景类型确定对应的HUD显示内容。

具体而言，对于不同的场景类型，可以配置不同的HUD显示内容。其中，显示内容可以包括显示的具体数据内容，以及数据内容的显示色彩、字体大小、布局等。举例来说，在低速场景类型下，可以配置对应的显示内容包括：时速信息、导航提示信息、路况提示信息，以及其他的自定义信息，例如当前位置周围的餐饮提示信息，等等。在高速场景类型下，可以配置对应的显示内容包括：时速信息、导航提示信息。并且，还可配置在不同的场景类型下，各显示内容使用不同的布局，色彩。

本公开提供的AR-HUD成像显示控制方法，可以实时的接收导航数据，利用导航数据结合当前车辆所处的位置，确定当前车辆所处的道路名称、道路类型等。根据导航实时提供的道路名称、道路类型信息是否发生变化，判断是否发生场景切换。若发生场景变化，则可以进行后续的反射镜翻转、位置调节等操作。在任意时刻，系统必属于其中一个预设的场景类型或者初始状态下。举例来说，车辆启动时，可以默认场景为低速场景类型，直至系统检测到导航信息为高速场景，随即发生场景切换。当判断发生场景类型切换时，首先控制遮光罩闭合。通过控制闭合遮光罩可以避免反射镜反射阳光照射人眼。通过位置控制电机将大、小反射镜移动调节到可旋转位置，即第一标记位置。在可旋转位置处，大、小反射镜可以完成镜面翻转且与其他结构件不发生结构干涉。例如，可旋转位置可位于HUD的几何中心附近，具体位置参数可根据光路设计后，镜面的大小和结构来确定。在系统工作过程中，该位置是固定的。这样做的好处是，可以减少在同样的虚像距离等性能要求下，HUD的设计所需的最小体积。在大、小反射镜移动调节到可旋转位置后，通过旋转控制电机调节反射镜旋转角度，即将大、小反射镜的镜面翻转。在到达可旋转位置后，可以同时翻转大、小反射镜的镜面，并旋转调整大、小反射镜的旋转角度。以保证大、小反射镜在对应的场景下，达到当前场景类型对应的目标姿态。根据当前所处场景，控制大、小反射镜运动至相应位置。参考图7所示，最大镜面相对距离L₁是根据虚像距离在高速和低速场景下的参数要求配置的两组光路中反射镜相对距离较大的值；反之，为最小镜面相对距离。当场景切换时，根据切换的方向，HUD内的反射镜位置和姿态切换过程可以图中从左向右或者从右向左的次序发生。例如，场景1和场景2分别对应高速或低速场景其中的一个；α、α＇(如α＝±1.4°，α＇＝±1.48°)分别表示场景1中的大反射镜与垂直方向的夹角(即姿态角)、β、β＇(如β＝±1°，β＇＝±0.5°)对应小反射镜的姿态角。大、小反射镜在高速或低速场景下的姿态角可以不同，具体数值可以由总体需求确定。在两反射镜位置和姿态调整后，根据当前所处的场景，切换对应的显示内容，最后控制遮光罩开启，驾驶员可重新观察到HUD虚像。本方案通过使用两个双面镜来实现多组不同的镜面组合，可以实现在不同的行驶速度条件下通过切换镜面组合来实现对虚像距离的同步切换，能在高速场景下提供较远的虚像距离，而在低速场景提供较近的虚像距离。进而使得HUD生成的图像在高速和低速场景下的虚像面与实际物体的位置相对接近，从而改善AR－HUD的AR效果。本方案能够实现仅使用一套PGU，同一套HUD可存在多组虚像距离。相较于其他方案，可以减少HUD体积。当场景切换时控制两反射镜调节至相对应的镜面位置和旋转控制过程，减少了镜面旋转时所需要的体积。配合遮光板控制，避免了镜面翻转过程中反射太阳光对驾驶员视线的影响。

需要注意的是，上述附图仅是根据本发明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。

进一步的，参考图10所示，本示例的实施方式中还提供一种AR-HUD成像显示控制装置90，所述装置包括：场景类型判定模块901、镜面信息确定模块902、反射镜运动控制模块903。其中，

所述场景类型判定模块901可以用于获取导航数据，并基于导航数据确定对应的当前场景类型。

所述镜面信息确定模块902可以用于根据所述当前场景类型确定第一反射镜、第二反射镜之间的目标镜面组合信息；其中，所述第一反射镜、第二反射镜为双面反射镜。

所述反射镜运动控制模块903用于根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

上述的AR-HUD成像显示控制装置90中各模块的具体细节已经在对应的AR-HUD成像显示控制方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

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11示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备的示意图。

需要说明的是，图11示出的电子设备1000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11所示，电子设备1000包括中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)1001，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)1002中的程序或者从储存部分1008加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1001、ROM1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口1005也连接至总线1004。

以下部件连接至I/O接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的储存部分1008；以及包括诸如LAN(Local AreaNetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，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1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分1008。

特别地，根据本发明的实施例，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，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在存储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1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1001执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。

具体来说，上述的电子设备可以是手机、平板电脑或者笔记本电脑等智能移动电子设备。或者，上述的电子设备也可以是台式电脑等智能电子设备。

需要说明的是，本发明实施例所示的存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——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。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read OnlyMemory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机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。而在本发明中，计算机可读的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，其中承载了计算机可读的程序代码。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。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何存储介质，该存储介质可以发送、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。存储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、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、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。

描述于本发明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。

需要说明的是，作为另一方面，本申请还提供了一种存储介质，该存储介质可以是电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个电子设备执行时，使得该电子设备实现如下述实施例中所述的方法。例如，所述的电子设备可以实现如图6所示的各个步骤。

此外，上述附图仅是根据本发明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，将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，这些变型、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。

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。

Claims (13)

1.一种AR-HUD成像显示控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取导航数据，并基于导航数据确定对应的当前场景类型；

根据所述当前场景类型确定第一反射镜、第二反射镜之间的目标镜面组合信息；其中，所述第一反射镜、第二反射镜为双面反射镜；

根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

2.根据权利要求1所述的AR-HUD成像显示控制方法，其特征在于，在所述基于导航数据确定对应的当前场景类型时，所述方法还包括：

获取当前时速数据，根据所述当前时速数据对所述当前场景类型进行校验。

3.根据权利要求2所述的AR-HUD成像显示控制方法，其特征在于，所述根据所述当前时速数据对所述当前场景类型进行校验，包括：

在所述当前时速数据与所述当前场景类型对应的预设速度区间匹配时，确定所述当前场景类型；或者

在所述当前时速数据与所述当前场景类型对应的预设速度区间不匹配且当前时速数据保持预设时长时，根据所述当前时速数据修正所述当前场景类型。

4.根据权利要求1所述的AR-HUD成像显示控制方法，其特征在于，所述根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态，包括：

识别所述第一反射镜、第二反射镜的当前姿态；

若当前姿态与目标姿态相同，则保持当前姿态不变；或者

若当前姿态与目标姿态不同，则运动至所述目标姿态。

5.根据权利要求1所述的AR-HUD成像显示控制方法，其特征在于，所述根据所述目标镜面组合信息控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态，包括：

控制所述第一反射镜、第二反射镜运动至预设的第一标记位置，并在第一标记位置旋转目标角度；

控制旋转后的第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态对应的第二标记位置，以使所述第一反射镜、第二反射镜运动至目标姿态。

6.根据权利要求1所述的AR-HUD成像显示控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一反射镜、第二反射镜运动之前，闭合遮光罩结构，并在运动至目标姿态之后，打开遮光罩结构。

7.根据权利要求1所述的AR-HUD成像显示控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述当前场景类型确定对应的HUD显示内容。

8.一种存储介质，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如权利要求1至7中任一项所述的AR-HUD成像显示控制方法。

9.一种AR-HUD成像系统，其特征在于，所述系统包括：

图像生成单元，用于生成图像光线；

第一反射镜，用于通过第一镜面或第二镜面将所述图像生成单元生成的图像光线投射至第二反射镜；

第二反射镜，用于通过第三镜面或第四镜面将第一反射镜投射的所述图像光线投射至挡风玻璃。

10.根据权利要求9所述的AR-HUD成像系统，其特征在于，所述系统包括：

第一旋转控制电机，与所述第一反射镜驱动连接，用于控制所述第一反射镜将第一镜面或第二镜面旋转至第一入光面和第一目标角度；

第二旋转控制电机，与所述第二反射镜驱动连接，用于控制所述第二反射镜将第三镜面或第四镜面旋转至第二入光面和第二目标角度。

11.根据权利要求9或10所述的AR-HUD成像系统，其特征在于，所述系统包括：

第一位置控制机构，与所述第一反射镜配合，用于控制所述第一反射镜在壳体内运动至第一标记位置或第二标记位置；

第二位置控制机构，与所述第二反射镜配合，用于控制所述第二反射镜在壳体内运动至第一标记位置或第二标记位置。

12.根据权利要求11所述的AR-HUD成像系统，其特征在于，所述系统包括：

顶部开口的壳体，所述图像生成单元、第一反射镜、第二反射镜、第一旋转控制电机、第二旋转控制电机、第一位置控制机构、第二位置控制机构装配在所述壳体内。

13.根据权利要求12所述的AR-HUD成像系统，其特征在于，所述壳体的开口设置有可移动的遮光罩，所述遮光罩与遮光罩控制电机驱动连接。