CN117073988B - 抬头显示虚像距离测量系统及方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了抬头显示虚像距离测量系统及方法、电子设备、计算机可读存储介质，可实现快速测量虚像距离，且不需要频繁移动参考物体，测量结果误差小，包括：光学成像子系统，被配置为能够捕获图像，且为测量提供所需的变焦镜头；图像处理与分析子系统，被配置为对捕获的图像进行处理与分析，识别该图像并提取相关参数；虚像距离计算子系统，被配置为通过构建焦面与参数的数学模型，测量每个焦平面所在的虚像距离；校准判断子系统，被配置为将所得虚像距离与校准目标实际预定义虚像距离进行比对后，判断是否对所述模型进行校准；校准程序子系统，被配置为进行校正模型的建模，修改所述虚像距离计算系统中的模型，存储校准后模型。
Description
技术领域
本公开涉及抬头显示虚像测量技术领域，尤其涉及一种抬头显示虚像距离测量系统及方法、电子设备、计算机可读存储介质。
背景技术
汽车抬头显示技术(HUD，Head Up Display)的作用在于将行车过程中的驾驶信息投影在驾驶员视野范围内，通过专门的反射屏或挡风玻璃，将从像源发出的图像光线反射到人眼，在驾驶员视野前方形成虚像，图像与外界环境虚实结合的效果。抬头显示器作为一种显示虚像的显示设备，虚像距离的测量至关重要。虚像距离是指虚像面到驾驶员眼动范围平面的距离，它直接反应了虚像的空间位置，直接影响到抬头显示器的显示效果和使用者的感受。
现有的虚像距离测量方法受到环境的影响较大，测量过程中需要反复移动参考物体，操作繁琐，参考物体的移动精度和范围会限制虚像距离的测量精度和范围，造成测量的误差。
另外，现有技术中，产生多焦面虚拟图像的多焦面显示技术已经逐渐成熟，这种显示设备通过结合多个焦平面来呈现不同虚像距离的虚拟图像，为用户提供逼真的观看体验，在汽车抬头显示中则会通过在不同焦面提供驾驶信息，带给驾驶员沉浸式的驾驶体验。然而，现有虚像距离测量设备与测量方法多关注于单一焦面，即单一虚像距离的抬头显示设备，准确测量多焦面显示设备产生的虚拟图像距离具有一定挑战性，需要新的解决方案来有效地测试多焦面汽车抬头显示虚像距离。
发明内容
针对上述现有技术中的现状，本公开的实施例提供一种多焦面抬头显示虚像距离测量系统，该测量系统可实现快速测量多焦面抬头显示的虚像距离，且该测量系统及方法不需要频繁移动参考物体，测量结果误差小。
为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本公开实施例提供了一种抬头显示虚像距离测量系统，所述测量系统包括：
光学成像子系统，被配置为能够捕获在多焦点显示设备上显示的高分辨率和实时图像，且为虚像距离测量提供所需的变焦镜头；
图像处理与分析子系统，被配置为对所述光学成像子系统捕获的图像进行处理与分析，识别该图像并提取相关测量参数；
虚像距离计算子系统，被配置为采用算法通过精确构建焦面与测量参数的数学关系模型，精确测量每个焦平面所在的虚像距离；
校准判断子系统，被配置为将所述虚像距离计算子系统所得虚像距离与校准目标实际预定义虚像距离进行比对后，判断是否对所述模型进行校准；
校准程序子系统，被配置为进行校正模型的建模，修改所述虚像距离计算系统中的模型，存储校准后模型。
在一些实施例中，所述光学成像子系统包括一个或多个摄像机、传感器或能够捕获在多焦点显示设备上显示的高分辨率和实时图像的设备。
在一些实施例中，所述图像处理与分析子系统内置图像识别及处理算法，用于识别图像并提取相关测量参数。
本公开提供的抬头显示虚像距离测量系统包括光学成像子系统、图像处理与分析子系统、虚像距离计算子系统、校准判断子系统和校准程序子系统。该测量系统通过光学成像子系统捕获多焦点显示设备上显示的高分辨率和实时图像，通过图像处理与分析子系统对捕获的图像进行处理与分析得到相关测量参数，通过虚像距离计算子系统构建焦面与测量参数的数学关系模型，通过校准判断子系统判断是否对该模型进行校准，通过校准程序子系统进行校正模型的建模，基于上述各子系统，该测量系统相对于现有方法，在不需要频繁移动参考物体的情况下就可实现快速测量多焦面抬头显示的虚像距离，且该测量系统的测量结果误差小。
正如背景技术所述，当前需要新的解决方案来有效地测量多焦面汽车抬头显示虚像距离。
为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：
第二方面，本公开提供了一种抬头显示虚像距离测量方法，使用如第一方面任一实施例所述的抬头显示虚像距离测量系统对多焦面抬头显示虚像距离进行测量；所述测量方法包括：
S1：校准所述抬头显示虚像距离测量系统；
S2：预估焦面个数，确定各个焦平面所对应的焦距的大致范围；
S3：精确测量各个焦平面的虚像距离。
在一些实施例中，所述S1：校准所述抬头显示虚像距离测量系统包括：
S11：运行所述光学成像子系统拍摄校准目标；
S12：运行所述图像处理和分析子系统和所述虚像距离计算子系统，计算校准目标的虚像距离，提取预设校准目标虚像距离；
S13：运行校准判断子系统，判断是否需要运行校准程序子系统，若不需要则直接进行S2；
S14：若S13的判断结果为需要，则运行所述校准程序子系统。
在一些实施例中，所述S2：预估焦面个数，确定各个焦平面所对应的焦距的大致范围包括：
S21：被测试的多焦面抬头显示设备显示每个焦平面下特定的测试图像；
S22：运行所述光学成像子系统调整焦距拍摄所显示的所述测试图像；
S23：运行所述图像处理与分析子系统利用聚类算法分析图像，预估焦面个数，提取各类别图像拍摄参数，确定所述被测试的多焦面抬头显示设备的各个焦平面所对应的抬头显示虚像距离测量系统中焦距的大致区间范围。
在一些实施例中，所述S3：精确测量各个焦平面的虚像距离包括：
S31：被测试的多焦面抬头显示设备显示每个焦平面区间下特定的测试图像，所述焦平面区间由S2中结果产生；
S32：运行所述图像处理与分析子系统，选取最接近真实虚像距离的图像；
S33：运行所述虚像距离计算子系统，精确测量各焦面所在虚像距离；
S34：重复S31-S33，直至各焦面区间测量完毕。
第三方面，本公开提供了一种电子设备，其特征在于，包括：包括如第一方面任一实施例所述的抬头显示虚像距离测量系统。
上述电子设备所能产生的有益效果与第一方面所提供的抬头显示虚像距离测量系统的有益效果相同，此处不再赘述。
第四方面，本公开提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行第二方面所提供的抬头显示虚像距离测量方法中的任一方法。
上述存储一个或多个程序的计算机可读存储介质所能产生的有益效果与第二方面所提供的抬头显示虚像距离测量方法的有益效果相同，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本公开实施例的抬头显示虚像距离测量系统的结构示意图
图2为本公开实施例的抬头显示虚像距离测量方法流程图。
图3为本公开实施例的抬头显示虚像距离测量方法S1的流程图。
图4为本公开实施例的抬头显示虚像距离测量方法S2的流程图。
图5为本公开实施例的抬头显示虚像距离测量方法S3的流程图。
图6为本公开实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
现有的抬头显示虚像距离主要通过成像方式实现测量，即通过相机等成像设备对抬头显示设备投影图像进行拍摄，根据成像系统的物像关系实现测距。具体可分为调焦原理法和视差原理法。
调焦测距法使用单目相机镜头，通过调焦的方式拍摄固定位置的图像，找到清晰度最高的图片后，根据清晰度最高图片对应的调焦值，依据高斯光学公式计算虚像像距。除调整焦距外，还可以通过固定焦距，拍摄移动的参考物体进行测距。通过调焦拍摄清晰的显示设备的图像后，固定焦距，拍摄多张移动的参考物体，当找到最清晰的参考物体的图片后，参考物体与眼盒之间的距离即可被认为是虚像距离。
视差测距方法利用了人眼的视差效应，基于双目立体视觉所形成的三角形关系，通过双目间距和角度计算出虚像距离。为了实现双目视差测距，通常需要使用两个摄像头来模拟人眼的双目感知。
现有的测量方法受到环境的影响较大。测量过程中需要反复移动参考物体，操作繁琐，参考物体的移动精度和范围会限制虚像距离的测量精度和范围，造成测量的误差。
基于上述相关技术的研究现状，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本公开保护的范围。
本公开实施例以汽车抬头显示装置作为应用场景，下面首先对常规汽车抬头显示装置进行简单介绍。需要指出的是，本实施例所基于的应用场景仅仅是示例，本领域技术人员有能力将本实施例的发明思想应用于其他场景中。
汽车抬头显示装置是一种由电子组件、显示组件、控制器、高压电源等组成的综合电子显示设备，它能以图像、字符的形式将驾驶员所需的信息通过光学部件投射到汽车前挡风玻璃上。驾驶员通过前挡风玻璃观察路况时，可以同时看到叠加在外景上的字符、图像等信息，同时投射焦距位于前挡风玻璃的前方，使得驾驶员几乎不用改变眼睛焦距，即可方便的随时查看汽车的信息，减少了驾驶员视线离开前方道路的次数，提高了汽车驾驶的安全性。
实施例一：如图1所示，本公开实施例提供了一种抬头显示虚像距离测量系统。该系统可以通过软件、硬件或软硬结合的方式来实现。为了描述的方便，描述本实施例时以功能分为各种子系统分别描述。当然，在实施时可以把各子系统的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
所述测量系统包括：光学成像子系统、图像处理与分析子系统、虚像距离计算子系统、校准判断子系统和校准程序子系统。
其中，光学成像子系统，被配置为能够捕获在多焦点显示设备上显示的高分辨率和实时图像，且为虚像距离测量提供所需的变焦镜头；
可选的，所述光学成像子系统包括一个或多个摄像机、传感器或能够捕获在多焦点显示设备上显示的高分辨率和实时图像的设备。
具体的，本实施例中的一个或多个摄像机可以是摄像机形式的图像捕获设备，例如监视摄像机或监控摄像机，例如平移倾斜变焦摄像机。因此，在本公开的一些实施例中，所述光学成像子系统中的图像捕获设备是摄像机。
具体的，本实施例中的一个或多个传感器可以是图像传感器，摄像机的镜头基于光学成像原理将场景成像到图像传感器上。
具体的，摄像机的镜头是变焦镜头。也就是说，摄像机的镜头的焦距可以是可调的。使用变焦镜头不仅更容易捕获高分辨率和实时图像，而且为虚像距离测量提供所需的设备基础。
其中，图像处理与分析子系统，被配置为对所述光学成像子系统捕获的图像进行处理与分析，识别该图像并提取但不限于图像分辨率、焦距、曝光参数、相机位置和相机姿态等相关参数。
可选的，所述图像处理与分析子系统内置图像识别及处理算法，用于识别图像并提取相关测量参数。
具体的，首先，对图像进行预处理并进行滤波算法处理，以排除干扰，提高图像识别的准确性，例如，对图像进行分割裁剪、灰度处理等。其次，对处理后图像进行识别，识别得到相关测量参数，包括图像分辨率、焦距、曝光参数、相机位置和相机姿态等相关参数。
具体的，对图像进行处理与分析包括：
图片参数提取：提取图像分辨率、焦距、曝光参数、相机位置和相机姿态等相关参数。
图像预处理：包括去噪、图像增强、颜色校正等操作，可使用滤波算法以提高图像质量和准确性。
图像特征提取：提取图像中的边缘特征及纹理特征。
目标检测：定位和检测与虚像距离相关的目标或标志物。
其中，虚像距离计算子系统，被配置为采用算法通过精确构建焦面与测量参数的数学关系模型，精确测量每个焦平面所在的虚像距离；
具体的，所述数学关系模型的公式表达式为：
其中，d表示虚像距离，a和b是模型中的常量，F表示焦距(单位：米)，Δx表示测量参数(单位：米)，具体的常量值需要根据校准模型来确定。
其中，校准判断子系统，被配置为将所述虚像距离计算子系统所得虚像距离与校准目标实际预定义虚像距离进行比对后，判断是否对所述模型进行校准。
需要解释的是，校准目标包括标记或图案，专门为方便测量过程而设计，定位在光学成像子系统的视场内。校准目标具有已知的物理尺寸和预定义的虚像距离，以精确校准显示系统。
具体的，判断逻辑与流程如下：
获取虚像距离计算子系统所得的虚像距离值；
获取校准目标实际预定义的虚像距离值；
比对两者的数值，计算它们的差值相对值；
判断差值是否超出预设的允许误差范围；
如果差值小于等于允许误差范围，则判断模型已经校准，并结束判断流程；
如果差值大于允许误差范围，则判断模型未校准，需要进一步调整，进入校准程序子系统。
其中，校准程序子系统，被配置为进行校正模型的建模，修改所述虚像距离计算系统中的模型参数，存储校准后模型。
具体的，校正流程如下：
根据差值的正负来确定校准方向：a.如果差值大于0，表示计算子系统所得虚像距离值过大，需要减小虚像距离。b.如果差值小于0，表示计算子系统所得虚像距离值过小，需要增大虚像距离；
进行相应的校准操作，可以通过调整模型参数来实现；
重新计算虚像距离值；
将结果反馈给校准判断子系统的步骤3。
本公开实施例提供的抬头显示虚像距离测量系统包括光学成像子系统、图像处理与分析子系统、虚像距离计算子系统、校准判断子系统和校准程序子系统。该测量系统通过光学成像子系统捕获多焦点显示设备上显示的高分辨率和实时图像，通过图像处理与分析子系统对捕获的图像进行处理与分析得到相关测量参数，通过虚像距离计算子系统构建焦面与测量参数的数学关系模型，通过校准判断子系统判断是否对该模型进行校准，通过校准程序子系统进行校正模型的建模，基于上述各子系统，该测量系统相对于现有方法，在不需要频繁移动参考物体的情况下就可实现快速测量多焦面抬头显示的虚像距离，且该测量系统的测量结果误差小。
实施例二：上述实施例一提供了抬头显示虚像距离测量系统，与之相对应地，本实施例提供一种抬头显示虚像距离测量方法。本实施例提供的测量方法可以使用实施例一的抬头显示虚像距离测量系统实现。例如，该测量方法可以通过该测量系统所包括的集成的或分开的功能模块或功能单元来执行各个步骤。
本实施例提供的抬头显示虚像距离测量方法，使用如第一方面任一实施例所述的抬头显示虚像距离测量系统对多焦面抬头显示虚像距离进行测量。如图2所示，所述测量方法包括：
S1：校准所述抬头显示虚像距离测量系统；
S2：预估焦面个数，确定各个焦平面所对应的焦距的大致范围；
S3：精确测量各个焦平面的虚像距离。
需要说明的是，由于存在一些不可避免的因素会影响抬头显示虚像距离测量系统的测量精度，进而影响虚像距离测量结果的误差大小，例如，由于光学镜头的光心位置不确定，使得镜头的光心到虚像的距离未能准确确定，再例如，光学镜头的焦距长度由于制作工艺存在不可避免的误差。本公开实施例提供的抬头显示虚像距离测量方法，在精确测量虚像距离之前先对所述抬头显示虚像距离测量系统进行校准，可以有效减小虚像距离测量结果的误差，使得测量结果更加准确。进一步的，在精确测量虚像距离之前先确定出了各个焦平面所对应的焦距的大致范围，使得在精确测量时不用盲目对应于各个焦平面调焦，进而可以提高测量速度。此外，由于本实施例提供的测量方法使用实施例一的抬头显示虚像距离测量系统实现，该测量系统的优点包括：可实现快速测量多焦面抬头显示的虚像距离，且该测量系统及方法不需要频繁移动参考物体，测量结果误差小，因此，本实施例提供的测量方法也具有这些优点。基于此，本实施例提供的测量方法可以用于测量多焦面汽车抬头显示虚像距离，该测量方法不需要频繁移动参考物体，测量结果误差小。
如图3所示，在一些实施例中，所述S1：校准所述抬头显示虚像距离测量系统包括：
S11：运行所述光学成像子系统拍摄校准目标；
S12：运行所述图像处理和分析子系统和所述虚像距离计算子系统，计算校准目标的虚像距离，提取预设校准目标虚像距离；
计算校准目标的虚像距离的具体过程包括：采用算法通过精确构建校准目标与测量参数的数学关系模型，精确测量每个校准目标所在的虚像距离；
具体的，所述数学关系模型的公式表达式为：
其中，d表示虚像距离，a和b是模型中的常量，F表示焦距(单位：米)，Δx表示测量参数(单位：米)，具体的常量值需要根据校准模型来确定。
S13：运行校准判断子系统，判断是否需要运行校准程序子系统，若不需要则直接进行S2；
具体的，判断逻辑与流程如下：
获取虚像距离计算子系统所得的虚像距离值；
获取校准目标实际预定义的虚像距离值；
比对两者的数值，计算它们的差值相对值；
判断差值是否超出预设的允许误差范围；
如果差值小于等于允许误差范围，则判断模型已经校准，并结束判断流程；
如果差值大于允许误差范围，则判断模型未校准，需要进一步调整，进入校准程序子系统。
S14：若S13的判断结果为需要，则运行所述校准程序子系统。
具体的，校正流程如下：
根据差值的正负来确定校准方向：a.如果差值大于0，表示计算子系统所得虚像距离值过大，需要减小虚像距离。b.如果差值小于0，表示计算子系统所得虚像距离值过小，需要增大虚像距离；
进行相应的校准操作，可以通过调整模型参数来实现；
重新计算虚像距离值；
将结果反馈给校准判断子系统的步骤3。
如图4所示，在一些实施例中，所述S2：预估焦面个数，确定各个焦平面所对应的焦距的大致范围包括：
S21：被测试的多焦面抬头显示设备显示每个焦平面下特定的测试图像；
S22：运行所述光学成像子系统调整焦距拍摄所显示的所述测试图像；
S23：运行所述图像处理与分析子系统利用聚类算法分析图像，预估焦面个数，提取各类别图像拍摄参数，确定所述被测试的多焦面抬头显示设备的各个焦平面所对应的抬头显示虚像距离测量系统中焦距的大致区间范围。
如图5所示，在一些实施例中，所述S3：精确测量各个焦平面的虚像距离包括：
S31：被测试的多焦面抬头显示设备显示每个焦平面区间下特定的测试图像，所述焦平面区间由S2中结果产生；
S32：运行所述图像处理与分析子系统，选取最接近真实虚像距离的图像；
S33：运行所述虚像距离计算子系统，精确测量各焦面所在虚像距离；
S34：重复S31-S33，直至各焦面区间测量完毕。
实施例三：如图6所示，本实施例提供一种与本实施例一所提供的抬头显示虚像距离测量系统对应的电子设备，该电子设备包括如实施例一所提供的抬头显示虚像距离测量系统。该电子设备可以是用于客户端的电子设备，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机电脑等，以执行实施例二的测量方法。
电子设备包括处理器、存储器、通信接口和总线，处理器、存储器和通信接口通过总线连接，以完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry StandardArchitecture)总线，外部设备互连(PCI，Peripheral Component)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended Industry Standard Component)总线等等。存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行实施例二的测量方法。
其实现原理和技术效果与实施例一类似，在此不再赘述。本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算设备的限定，具体的计算设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
可选的，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选的，处理器可以为中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)等各种类型通用处理器，在此不做限定。
实施例四：本实施例提供一种计算机程序产品，计算机程序产品可以是包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述实施例二所提供的测量方法，其实现原理和技术效果与实施例二类似，在此不再赘述。
可选的，计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备，例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意组合。计算机可读存储介质存储计算机程序指令，该计算机程序指令使计算机执行上述实施例一提供的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“可选的”、“本实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种抬头显示虚像距离测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：
光学成像子系统，被配置为能够捕获在多焦点显示设备上显示的高分辨率和实时图像，且为虚像距离测量提供所需的变焦镜头；
图像处理与分析子系统，被配置为对所述光学成像子系统捕获的图像进行处理与分析，识别该图像并提取相关测量参数，所述相关测量参数包括图像分辨率、焦距、曝光参数、相机位置和相机姿态，所述图像处理与分析子系统利用聚类算法分析图像，预估焦面个数，提取各类别图像拍摄参数，确定被测试的多焦点显示设备的各个焦平面所对应的抬头显示虚像距离测量系统中焦距的大致区间范围；
虚像距离计算子系统，被配置为采用算法通过精确构建焦面与测量参数的数学关系模型，精确测量每个焦平面所在的虚像距离；
校准判断子系统，被配置为将所述虚像距离计算子系统所得虚像距离与校准目标实际预定义虚像距离进行比对后，判断是否对所述模型进行校准；
校准程序子系统，被配置为进行校正模型的建模，修改所述虚像距离计算子系统中的模型，存储校准后模型；
所述数学关系模型的公式表达式为：;
其中，表示虚像距离，a和b是模型中的常量，F表示焦距，单位为米，/>表示测量参数，单位为米；
校准目标包括标记或图案，定位在光学成像子系统的视场内，校准目标具有已知的物理尺寸和预定义的虚像距离；
校准判断子系统判断逻辑与流程如下：
获取虚像距离计算子系统所得的虚像距离值；
获取校准目标实际预定义的虚像距离值；
比对两者的数值，计算它们的差值相对值；
判断差值是否超出预设的允许误差范围；
如果差值小于等于允许误差范围，则判断模型已经校准，并结束判断流程；
如果差值大于允许误差范围，则判断模型未校准，需要进一步调整，进入校准程序子系统；
校准程序子系统的校正流程如下：
根据差值的正负来确定校准方向：
a. 如果差值大于0，表示计算子系统所得虚像距离值过大，需要减小虚像距离；
b. 如果差值小于0，表示计算子系统所得虚像距离值过小，需要增大虚像距离。
2.权利要求1所述的抬头显示虚像距离测量系统，其特征在于，
所述光学成像子系统包括一个或多个摄像机、传感器或能够捕获在多焦点显示设备上显示的高分辨率和实时图像的设备。
3.一种抬头显示虚像距离测量方法，其特征在于，使用如权利要求1－2任一项所述的抬头显示虚像距离测量系统对多焦面抬头显示虚像距离进行测量；所述测量方法包括：
S1：校准所述抬头显示虚像距离测量系统；
S2：预估焦面个数，确定各个焦平面所对应的焦距的大致范围；
S3：精确测量各个焦平面的虚像距离。
4.根据权利要求3所述的抬头显示虚像距离测量方法，其特征在于，所述S1：校准所述抬头显示虚像距离测量系统包括：
S11：运行所述光学成像子系统拍摄校准目标；
S12：运行所述图像处理和分析子系统和所述虚像距离计算子系统，计算校准目标的虚像距离，提取预设校准目标虚像距离；
S13：运行校准判断子系统，判断是否需要运行校准程序子系统，若不需要则直接进行S2；
S14：若S13的判断结果为需要，则运行所述校准程序子系统。
5.根据权利要求4所述的抬头显示虚像距离测量方法，其特征在于，所述S2：预估焦面个数，确定各个焦平面所对应的焦距的大致范围包括：
S21：被测试的多焦面抬头显示设备显示每个焦平面下特定的测试图像；
S22：运行所述光学成像子系统调整焦距拍摄所显示的所述测试图像；
S23：运行所述图像处理与分析子系统利用聚类算法分析图像，预估焦面个数，提取各类别图像拍摄参数，确定所述被测试的多焦面抬头显示设备的各个焦平面所对应的抬头显示虚像距离测量系统中焦距的大致区间范围。
6.根据权利要求5所述的抬头显示虚像距离测量方法，其特征在于，所述S3：精确测量各个焦平面的虚像距离包括：
S31：被测试的多焦面抬头显示设备显示每个焦平面区间下特定的测试图像，所述焦平面区间由S2中结果产生；
S32：运行所述图像处理与分析子系统，选取最接近真实虚像距离的图像；
S33：运行所述虚像距离计算子系统，精确测量各焦面所在虚像距离；
S34：重复S31- S33，直至各焦面区间测量完毕。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：包括如权利要求1-2任一项所述的抬头显示虚像距离测量系统。
8.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求3至6所述方法中的任一方法。
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