CN117518503A - 一种挡位标定方法及系统、控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种挡位标定方法及系统、控制装置，该挡位标定方法包括控制处于非实际眼盒位置的第一出光装置发出第一光束至投射面形成第一光斑；控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑，其中，第一方向为实际眼盒位置的中心朝向抬头显示器处于目标挡位时的预设虚像的预设中心的方向；调整第一出光装置的出光方向直至第一光斑与第二光斑重合；控制第二出光装置移出实际眼盒位置，并控制图像采集装置移至实际眼盒位置；控制抬头显示器工作，并通过图像采集装置获取图像；基于图像对抬头显示器进行挡位标定。该方法无需使用挡位板进行挡位标定，可避免采用挡位板标定的缺陷。

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，目前通常采用标定板对装车后的AR-HUD显示的图像高度进行标定的方式，在这种标定方式下，将标定板放置于AR-HUD显示的虚像成像处，接着，再根据标定板的位置确定AR-HUD所处的挡位是否准确，然而，在这种方式下存在诸多缺点，例如，标定板大小和样式随不同显示图像显示而变化，制作不便。

发明内容

本发明实施例提供一种挡位标定方法及系统、控制装置，无需使用标定板进行挡位标定，避免采用标定板标定的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种挡位标定方法，该挡位标定方法包括：控制处于非实际眼盒位置的第一出光装置发出第一光束至所述投射面形成第一光斑；控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑，其中，所述第一方向为所述实际眼盒位置的中心朝向所述抬头显示器处于目标挡位时的预设虚像的预设中心的方向；调整所述第一出光装置的出光方向直至所述第一光斑与所述第二光斑重合；控制所述第二出光装置移出所述实际眼盒位置，并控制图像采集装置移至所述实际眼盒位置；控制抬头显示器工作，并通过所述图像采集装置获取图像，其中，所述图像包含所述第一光斑和所述抬头显示器处于待标定挡位时的实际虚像；基于所述图像对所述抬头显示器进行挡位标定。

在一些实施例中，在所述控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑之前，所述挡位标定方法还包括：获取预设眼盒位置、预设方向和实际车身姿态；基于所述实际车身姿态，得到补偿关系；基于所述补偿关系，对所述预设眼盒位置和所述预设方向进行补偿，得到补偿后的预设眼盒位置、补偿后的预设方向，其中，所述补偿后的预设眼盒位置为所述实际眼盒位置，所述补偿后的预设方向为所述第一方向。

在一些实施例中，所述实际车身姿态包括四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离，所述基于所述实际车身姿态，得到补偿关系，包括：基于所述四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离，得到所述补偿关系。

在一些实施例中，在所述控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑之前，所述挡位标定方法还包括：获取实际车身姿态和预设车身姿态；基于所述实际车身姿态和所述预设车身姿态，调整车辆的车身姿态。

在一些实施例中，在所述控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑之前，所述挡位标定方法还包括：控制所述第二出光装置沿第二方向发出第二光束至所述投射面形成第三光斑，调整所述第一出光装置的出光方向直至所述第一光斑与所述第三光斑重合，其中，所述第二方向平行于车辆中轴面，且所述第二方向平行于地平面；在所述调整所述第一出光装置的出光方向直至所述第一光斑与所述第二光斑重合之前，所述方法还包括：基于所述第一光斑和所述第二光斑，确定所述第二出光装置的出光方向是否为所述第一方向。

在一些实施例中，所述基于所述图像对所述抬头显示器进行挡位标定，包括：基于所述图像，确定所述第一光斑的中心和所述实际虚像的实际中心；若所述第一光斑的中心与所述实际中心之间的距离满足预设条件，则以所述抬头显示器的当前工作挡位作为目标挡位，完成标定；若所述第一光斑的中心与所述实际中心之间的距离不满足预设条件，则调整所述抬头显示器的工作挡位，并控制所述抬头显示器按照调整后的工作挡位进行工作，以及重新获取所述图像，直至所述第一光斑的中心与所述实际中心之间的距离满足预设条件。

第二方面，本发明实施例提供一种控制装置，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方法。

第三方面，本发明实施例提供一种挡位标定系统，该挡位标定系统包括：第一出光装置、第二出光装置、图像采集装置、以及如第二方面所述的控制装置；所述控制装置分别电连接所述第一出光装置、所述第二出光装置和所述图像采集装置。

在一些实施例中，所述第二出光装置与所述图像采集装置在同一水平高度相连接。

在一些实施例中，所述挡位标定系统还包括车辆和抬头显示器；所述控制装置电连接所述抬头显示器，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实施例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任意一项实施例所述的方法。

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，本发明提供一种挡位标定方法及系统、控制装置，该挡位标定方法包括控制处于非实际眼盒位置的第一出光装置发出第一光束至投射面形成第一光斑；控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑，其中，第一方向为实际眼盒位置的中心朝向抬头显示器处于目标挡位时的预设虚像的预设中心的方向；调整第一出光装置的出光方向直至第一光斑与第二光斑重合；控制第二出光装置移出实际眼盒位置，并控制图像采集装置移至实际眼盒位置；控制抬头显示器工作，并通过图像采集装置获取图像，其中，图像包含第一光斑和抬头显示器处于待标定挡位时的实际虚像；基于图像对抬头显示器进行挡位标定。在该方法中，通过第一光斑指示抬头显示器处于目标挡位时输出图像在投射面形成的预设虚像位置，并结合实际虚像位置可确定当前挡位是否在目标挡位，从而实现对挡位标定，该挡位标定方法无需使用挡位板进行标定，可避免采用挡位板标定的缺陷。

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另一种挡位标定系统的结构框图；

图3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4是本发明实施例提供的一种控制装置的结构框图；

图5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6是本发明实施例提供的一种车辆的左视图；

图7是本发明实施例提供的一种车辆的俯视图；

图8是本发明实施例提供的一种车辆的正视图。

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。

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请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，不是用于限制本申请。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，均在本申请的保护范围之内。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，通常采用标定板对装车后的AR-HUD显示的图像高度进行标定，然而，在这种方式下存在诸多缺点，例如，标定板大小和样式随不同显示图像显示而变化，制作不便；标定板摆放位置固定、需要提前设计，标定板对比效果死板，不能够对实际车辆状况进行补偿，导致使用标定板进行挡位标定的效果较差。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种挡位标定方法及系统、控制装置，无需使用标定板进行挡位标定，避免采用标定板标定的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种挡位标定系统，请参阅图1，该挡位标定系统包括：第一出光装置10、第二出光装置20、图像采集装置30、以及控制装置40。控制装置40分别电连接第一出光装置10、第二出光装置20和图像采集装置30。

第一出光装置10是能够产生光的装置，其可包括各种类型的光源，如发光二极管、荧光灯、激光发射器、激光笔等。在本实施例中，第一出光装置10可包括激光发射器，使第一光束具有高度聚焦、高能量、准直性高、导向性高等特点，方便后续图像处理，如方便后续进行定位光斑位置，使第一光斑更加贴近所需位置，提高后续标定的准确性，同时采用激光发射器也方便调整光斑亮度。同第一出光装置10，第二出光装置20也优选激光发射器。关于激光发射器的具体结构可参照现有技术，在此不做限定，其中，激光发射器发射的光束可以是单色光。第一光束和第二光束的颜色可以相同也可也不相同。

另外，第一出光装置10还包括第一驱动装置，其可使第一光束沿所需方向出射，如第一驱动装置可以包括马达、云台或者多维运动台中的一种或多种，可带动激光发射器在原地转动360°，以改变第一光束的出光方向。关于第一驱动装置的具体结构可参照现有技术，在此不做限定。

第二出光装置10还包括第二驱动装置，其可使第二光束沿所需方向出射，如第二驱动装置可以包括马达、云台或者多维运动台中的一种或多种，可带动激光发射器在原地转动360°，以改变第二光束的出光方向。关于第二驱动装置的具体结构可参照现有技术，在此不做限定。

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。

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装置，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。

在本实施例中，控制装置40可用于执行本发明实施例提供的挡位标定方法，后续在抬头显示器50实际装车后，可对其进行挡位标定，且无需使用标定板进行标定，可避免采用标定板标定的缺陷。

在其中一些实施例中，第二出光装置20与图像采集装置30在同一水平高度相连接。

具体的，第一出光装置10、第二出光装置20和图像采集装置30均连接至机械臂，机械臂可分别控制三者运动，使三者处于不同的位置。另外，第二出光装置20和图像采集装置30通过伸缩结构连接，该伸缩结构只能在水平方向上进行移动，也即机械臂控制第二出光装置20或图像采集装置30上升或下降时，另一装置也将上升或下降，且上升或下降的高度一致。关于伸缩结构的具体结构可参照现有技术，在此不做限定。

在本实施例中，通过上述设置，可方便后续机械臂控制第二出光装置20与图像采集装置30运动。

在其中一些实施例中，请参阅图2，挡位标定系统还包括车辆60和抬头显示器50。控制装置40电连接抬头显示器50，抬头显示器50设于车辆60内。

车辆60可以是两轮车、四轮车、八轮车等合适的交通工具，在本文中，以四轮车为实施例进行阐述。

抬头显示器50为增强现实抬头显示器，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61，如图3所示。同时，镜片组包括至少一片可旋转的反射镜，控制装置40连接该反射镜的调节单元，控制装置40可控制调节单元以带动反射镜进行旋转，从而调整光线输出至挡风玻璃61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，每个挡位对应不同的图像高度，不同挡位包含反射镜的旋转方向和旋转角度，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。关于车辆60和抬头显示器50的具体结构可参照现有技术，在此不做限定。

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，降低后续图像处理的难度。

第二方面，本发明实施例提供了一种控制装置40，请参阅图4，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40可以是图1或图2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4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4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40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处理器41。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。

第三方面，本发明实施例提供一种挡位标定方法，该方法的执行主体为如前所述的控制装置40，请参阅图5，方法包括：

步骤S10：控制处于非实际眼盒位置的第一出光装置10发出第一光束至投射面形成第一光斑。

非实际眼盒位置为除实际眼盒位置外的其他地方。实际眼盒位置为在车辆60中使用抬头显示器50时，抬头显示器50正常工作下，驾驶员眼睛能观察到正常、全部的虚像所在的区域。非实际眼盒位置为在车辆60中使用抬头显示器50时，抬头显示器50正常工作下，驾驶员眼睛不能观察到正常的虚像所在的区域，也即眼睛观察到不正常的虚像所在的区域，不正常的虚像可以是扭曲像、虚像不显示等。

投射面处于车外一侧，可以是车位的墙面、投影幕布等可以接收第一光束后形成第一光斑的面。通常该投射面垂直于地平面，以方便后续计算。

具体的，控制装置40可先控制第一出光装置10移动至非实际眼盒位置，并控制第一出光装置10发出第一光束，该第一光束将经过挡风玻璃61后到达投射面，并在投射面形成第一光斑。通常，第一光斑的形状是圆形、椭圆形、矩形、多边形等规则形状，以方便后续图像处理。

步骤S20：控制处于实际眼盒位置的第二出光装置20沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑，其中，第一方向为实际眼盒位置的中心朝向抬头显示器50处于目标挡位时的预设虚像的预设中心的方向。

第一方向也即与抬头显示器50处于目标挡位时输出光线经挡风玻璃61反射后的方向相反。抬头显示器50处于目标挡位时的预设虚像即为抬头显示器50处于目标挡位时，抬头显示器50输出的光线经挡风玻璃反射后在预设眼盒位置所能观察到的虚像。

具体的，控制装置40可先控制第二出光装置20移动到实际眼盒位置，接着控制第二出光装置20发出第二光束，该第二光束将经过挡风玻璃61后到达投射面，并在投射面形成第二光斑。通常，第二光斑的形状是圆形、椭圆形、矩形、多边形等规则形状，以方便后续图像处理。

步骤S30：调整第一出光装置10的出光方向直至第一光斑与第二光斑重合。

接着，控制装置40可控制第一出光装置10的出光方向，如通过第一出光装置10内部的光束方向调节结构(如反射镜)，以调整第一光束的出光方向，和/或，控制第一出光装置10的位置，从而可改变第一光斑的位置，直至第一光斑与第二光斑重合为止。

若第一光斑与第二光斑的形状与大小相同，则第一光斑与第二光斑重合可以是第一光斑与第二光斑完全重合；若第一光斑与第二光斑的形状相同但大小不同、或者形状和大小均不同，则第一光斑与第二光斑重合可以是第一光斑的特征点与第二光斑的特征点重合。特征点可以是光斑的中心、顶点、边界中心点等特殊点。

例如，第一光斑和第二光斑的形状均为圆形时，第一光斑的特征点可以是第一光斑的圆心，第二光斑的特征点可以是第二光斑的圆心；第一光斑为圆形、第二光斑为矩形时，第一光斑的特征点可以是第一光斑的圆心、第二光斑的特征点可以是第二光斑的中心；第一光斑和第二光斑均为矩形时，第一光斑的特征点和第二光斑的特征点可以是矩形的中心点、或者是矩形的顶点。为方便描述，在下文中，以第一光斑和第二光斑的形状为圆形、且二者大小相同为实施例进行阐述，实际应用中不作限定。其中，若投射面不垂直于地平面或不垂直于车中轴面导致光斑不呈圆形，则可以使用椭圆拟合法精准找圆心，其具体确定方式可参照现有技术，在此不做限定。

步骤S40：控制第二出光装置20移出实际眼盒位置，并控制图像采集装置30移至实际眼盒位置。

接着，控制装置40可通过控制机械臂将第二出光装置20移出实际眼盒位置，并通过控制机械臂将图像采集装置30移至实际眼盒位置。具体的，可通过控制第二出光装置20与图像采集装置30连接的伸缩结构伸缩，实现上述过程。

步骤S50：控制抬头显示器50工作，并通过图像采集装置30获取图像，其中，图像包含第一光斑和抬头显示器50处于待标定挡位时的实际虚像。

抬头显示器50处于待标定挡位时的实际虚像为抬头显示器50处于待标定挡位时，抬头显示器50输出的光线经挡风玻璃反射后在实际眼盒位置所能观察到的虚像。可以理解的是，即使车外未设置投射面，实际虚像也能被处于实际眼盒位置的图像采集装置30拍摄。

控制装置40控制处于待标定挡位的抬头显示器50工作，抬头显示器50将输出带有图像信息的光线。具体的，控制装置40基于输入图像控制抬头显示器50显示，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，以九点图为例，其包括九个可被识别的特征点。各特征点可呈现N1*N2点阵式排列，其中，N1和N2均为大于等于0的整数。关于特征点的形状和排列方式可依据实际需要进行设置，在此不做限定。

抬头显示器50输出的光线经过挡风玻璃61反射后将反射至实际眼盒位置，那么，图像采集装置30采集到的图像则为在抬头显示器50在待标定挡位下，眼睛处于实际眼盒位置时所能观察到的实际图像。可以理解的是，实际图像中的特征点个数小于或等于输入图像中的特征点个数，以输入图像为九点图为例，实际图像可能只包含6个特征点。

步骤S60：基于图像对抬头显示器50进行挡位标定。

由于第一光斑所在位置为抬头显示器50处于目标挡位时的预设虚像所在位置，实际虚像所在位置为抬头显示器50处于待标定挡位时的实际虚像所在位置，那么，可对图像进行处理，确定第一光斑和实际虚像之间的关系，从而确定待标定挡位是否处于目标挡位，以对抬头显示器50实现挡位标定。

可见，在本实施例中，通过上述方式可对AR-HUD的图像高度进行标定，无需使用标定板进行标定，标定方式简单，可以方便快捷得寻找档位位置，能保证整车或者设备出厂的图像高度具有一致性，且对于没有专业设备的4s店可以依靠简单的测量工具和支架实现对车体的高精度售后标。而且，投射面的位置可以不用在设计虚像距离(如8m)处，只要能接收到出光装置发出的光束即可，其可以灵活随环境改变画面投射位置、对场地要求比较小。

在其中一种具体的实施例中，在步骤S20之前，挡位标定方法还包括：

步骤S101A：获取预设眼盒位置、预设方向和实际车身姿态。

预设眼盒位置为在车辆60处于预设车身姿态下的眼盒位置。预设方向为在车辆60处于预设车身姿态下，预设眼盒位置的中心朝向抬头显示器50处于目标挡位时的预设虚像的预设中心的方向，该方向也与抬头显示器处于目标挡位时输出光线经挡风玻璃61反射后的方向相反。可以理解的是，抬头显示器50具有不同的目标挡位，那么，不同目标挡位对应于不同的预设方向。

预设车身姿态可以是在设计抬头显示器装车位置时的车身姿态，其可包括四个车轮轮拱罩前角点预设距地距离。

为方便描述预设眼盒位置和预设方向，可基于预设三维直角坐标系进行描述。请结合参阅图6至图8，该预设三维直角坐标系包括预设车体坐标原点A、相互垂直的x轴、y轴和z轴，其中，y轴所在直线为车中轴面与预设基准平面的交线，且指向车辆60前方的方向为y轴正方向，车体最前方与y轴的交点为预设车体坐标原点A，车中轴面为左前反射镜与右后反射镜连线的中垂面、预设基准平面为车内地平面，z轴正方向为沿O点垂直预设基准平面向上的方向。车辆60放置的地平面为水平面，预设眼盒的中心点坐标为(xe,ye,ze)、如可以是(1,2,1)，四个车轮的轮拱罩距地平面的预设距离均为1m、即预设基准平面平行于地平面、且预设基准平面距地平面的预设距离为1m，车最前端的点距前车轮轮拱罩前角点的预设距离为1m、前左(前右)车轮轮轮拱罩前角点与后左(后右)车轮轮拱罩前角点之间的预设距离为2m、前左(后左)车轮轮轮拱罩前角点与前右(后右)车轮轮拱罩前角点之间的预设距离也为2m。应注意的是，本文以驾驶车辆60的用户为视角定义上下左右前后方向，下面便不再赘述。

另外，在该设计方案中，预设方向与预设下倾角、预设左倾角之间具有一一对应关系，即一个预设方向对应于一个预设下倾角、且对应于一个预设左倾角。预设下倾角为预设方向在z轴的分量方向与y轴的夹角，预设左倾角为预设方向在x轴的分量方向与y轴的夹角，那么，可以根据预设下倾角和预设左倾角确定预设方向。例如，抬头显示器在5挡挡位对应的预设下倾角为2°、预设左倾角为3°，其对应的预设方向向量为(1/sin3°，-1，-1/sin2°)。

在设计方案完成后，可将预设眼盒位置、预设方向(或者预设下倾角和预设左倾角)存储至存储装置，后续控制装置可通过存储装置获取预设眼盒位置、预设方向(或者预设下倾角和预设左倾角)。

在预设三维直角坐标系下，预设基准平面平行于地平面，但在实际装车过程中，由于各个车轮胎压不同，导致实际基准平面(实际车内地平面)不平行于地平面，故需要根据实际车身姿态对这个偏差进行校准，才能根据预设眼盒位置确定实际眼盒位置、且根据预设方向确定第一方向等。应注意的是，在本文所示的实施例中，在预设三维直角坐标系中，地平面为水平面，若实际地平面不为水平面，则也需要对地平面导致的偏差进行校准。其中，实际车身姿态包括四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离，即包括前左轮、前后轮、后左轮和后右轮的轮拱罩前角点实际距离地平面的距离。

步骤S102A：基于实际车身姿态，得到补偿关系；

在得到实际车身姿态后，可通过实际车身姿态计算得到预设三维直角坐标系对应的实际三维直角坐标系的偏差，并基于该偏差得到补偿关系。

具体的，该步骤可包括基于四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离，得到补偿关系。

为方便计算这个偏差，可先在预设三维直角坐标系中，过预设车体坐标原点A做地平面的垂线，垂足为点S，并基于点S为原点建立三维预设坐标系，该三维预设坐标系包括互相垂直的kx轴、ky轴和kz轴，且kx轴平行于x轴、ky轴平行于y轴、kz轴平行于z轴，那么，结合预设车身姿态(四个车轮轮拱罩前角点预设距地距离)，可得到点A的坐标，例如，四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离(四个车轮的轮拱罩距地平面的预设距离)均为1m时，在以点S为原点的三维预设坐标系中，点A的预设坐标为(0,0,1)。

另经测量发现，前右轮轮拱罩前角点实际距地距离和后右轮轮拱罩前角点实际距地距离均为0.98m,前左轮轮拱罩前角点实际距地距离和后左轮轮拱罩前角点实际距地距离均为0.96m。那么，在以点S为原点的三维实际坐标系中，点A的坐标和预设三维直角坐标系将发生变化。通过计算可知，在以点S为原点的三维实际坐标系中，点A的实际坐标为点A’(0，0，(0.98+0.96)/2)、即为点A’(0,0,0.97)，那么，实际三维直角坐标系为预设三维直角坐标系沿z轴下降0.03m后绕y轴旋转得到，旋转角度为arcsin((0.98-0.96)/2)。

步骤S103A：基于补偿关系，对预设眼盒位置和预设方向进行补偿，得到补偿后的预设眼盒位置、补偿后的预设方向，其中，补偿后的预设眼盒位置为实际眼盒位置，补偿后的预设方向为第一方向。

具体的，在得到补偿关系后，可根据补偿关系与预设眼盒位置进行计算，得到实际眼盒位置，以及根据补偿关系与预设方向进行计算，得到第一方向。

在一些实施例中，补偿关系包括补偿矩阵T，该补偿矩阵T具有如下关系：

其中，

Z1为两个前轮轮拱罩前角点的实际距地距离的差的绝对值，L1为两个前轮轮拱罩前角点的距离，Z2为前左轮轮拱罩前角点的实际距地距离与后左轮轮拱罩前角点的实际距地距离的差的绝对值，L2为两个左轮轮拱罩前角点的距离。

接着，在得到补偿矩阵T后，可通过以下公式计算得到实际眼盒的中心位置的坐标

通过以下公式计算得到第一方向对应的方向向量：

其中，(xe,ye,ze)为在以点A为原点的预设三维直角坐标系中的预设眼盒中心的坐标，[α1，α2，α3]为在以点A为原点的预设三维直角坐标系中的预设方向向量，a为在以点S为原点的三维预设坐标系中点A的预设坐标，a’为在以点S为原点的实际三维坐标系中点A的实际坐标、也即点A’的坐标。

可见，在本实施例中，可以通过实际车身姿态计算得到补偿关系，并基于补偿关系计算得到实际眼盒位置和第一方向，校准实际三维直角坐标系与预设三维直角坐标系存在的偏差，后续通过利用图像采集装置30获取第一图像进行标定时，能提高标定的准确性，且这种校准方式无需对实际车身进行调整，可降低标定的硬件成本。

在其中另一种具体的实施例中，在步骤S20之前，挡位标定方法还包括：

步骤S101B：获取实际车身姿态和预设车身姿态。

预设车身姿态可包括四个车轮轮拱罩前角点预设距地距离，实际车身姿态可包括四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离。

步骤S102B：基于实际车身姿态和预设车身姿态，调整车辆60的车身姿态。

在得到四个车轮轮拱罩前角点预设距地距离后，可计算得到预设基准平面与实际地平面之间的预设倾斜度、预设车体坐标原点A的预设距地距离。预设倾斜度包括预设基准平面与地平面之间的预设倾斜夹角和预设倾斜方向。若预设倾斜夹角为0°，则预设倾斜度只包括该预设倾斜夹角，此时预设基准平面平行于地平面。

同样的，在得到四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离后，可计算得到实际基准平面与实际地平面之间的实际倾斜度、实际车体坐标原点A的实际距地距离。实际倾斜度包括实际基准平面与地平面之间的实际倾斜夹角和实际倾斜方向。若实际倾斜夹角为0°，则预设倾斜度只包括该实际倾斜夹角，此时实际基准平面平行于地平面。

通过对比预设车体坐标原点A的预设距地距离和实际车体坐标原点A的实际距地距离，确定原点补偿方向和补偿距离，以及通过对比预设倾斜度和实际倾斜度，确定补偿基准平面的补偿角度和基准平面补偿方向。

最后，基于原点补偿方向，控制车辆60沿原点补偿方向移动原点补偿距离，并沿基准平面补偿方向旋转补偿角度，使实际三维直角坐标系即为预设三维直角坐标系，这样，此时的实际眼盒位置即为预设眼盒位置，第一方向即为预设方向。

例如，四个车轮轮拱罩前角点预设距地距离均为1m，前右轮轮拱罩前角点实际距地距离和后右轮轮拱罩前角点实际距地距离均为0.98m,前左轮轮拱罩前角点实际距地距离和后左轮轮拱罩前角点实际距地距离均为0.96m，那么有：预设车体坐标原点A的预设距地距离为1m，实际车体坐标原点A’的预设距地距离为0.97m，则原点补偿为向上补偿0.03m；实际基准平面绕y轴旋转夹角Y，且旋转方向为向左旋转，其中，sinY为0.02/2。最后，控制车辆60向上补偿0.03m，且绕y轴旋转夹角Y即可。

在本实施例中，通过对车辆60进行补偿，以校准实际三维直角坐标系与预设三维直角坐标系存在的偏差，以提高后续标定的准确性，相比于通过计算进行补偿的方式，可以降低计算的复杂难度。

在其中一些实施例中，在步骤S20之前，挡位标定方法还包括步骤S11：控制处于实际眼盒位置的第二出光装置20沿第二方向发出第二光束至投射面形成第三光斑，调整第一出光装置10的出光方向直至第一光斑与第三光斑重合，其中，第二方向平行于车辆60的中轴面，且第二方向平行于地平面。

第二方向平行于前述的y轴方向。第二光斑的形状是圆形、椭圆形、矩形、多边形等规则形状，以方便后续图像处理。在本文中，以圆形作为第二光斑的形状进行阐述。

若第一光斑与第三光斑的形状与大小相同，则第一光斑与第三光斑重合可以是第一光斑与第三光斑完全重合；若第一光斑与第三光斑的形状相同但大小不同、或者形状和大小均不同，则第一光斑与第三光斑重合可以是第一光斑的特征点与第三光斑的特征点重合。特征点可以是光斑的中心、顶点、边界中心点等特殊点。例如，第一光斑和第三光斑的形状均为圆形时，第一光斑的特征点可以是第一光斑的圆心，第三光斑的特征点可以是第三光斑的圆心；第一光斑为圆形、第三光斑为矩形时，第一光斑的特征点可以是第一光斑的圆心、第三光斑的特征点可以是第三光斑的中心；第一光斑和第三光斑均为矩形时，第一光斑的特征点和第三光斑的特征点可以是矩形的中心点、或者是矩形的顶点。为方便描述，在下文中，以第一光斑和第三光斑的形状为圆形、且二者大小相同为实施例进行阐述，实际应用中不作限定。

在步骤S30之前，方法还包括步骤S21：基于第一光斑和第二光斑，确定第二出光装置20的出光方向是否为第一方向。

在令第一光斑与第三光斑重合后，控制第二出光装置20产生第二光斑，这样，可获取得到第二光斑在平行地平面方向上的距离与第一光斑在平行地平面方向上的距离之间的差值x₁、第二光斑在垂直地平面方向上的距离与第一光斑在垂直地平面方向上的距离之间的差值z₁、以及投射面与眼盒中心的垂直距离d，然后计算得到实际下倾角和实际左倾角。其中，实际下倾角为arccos(d/z₁)，实际左倾角arccos(d/x₁)，在本实施例中，投射面垂直于车中轴面，若二者不垂直，则根据投射面倾斜角度计算实际下倾角与实际左倾角。

接着，判断实际下倾角和实际左倾角确定第二出光装置20的出光方向是否为第一方向，例如，判断实际下倾角与预设下倾角之间的下倾角差值是否符合第一预设角度条件、以及判断实际左倾角与预设左倾角之间的左倾角差值是否符合第二预设角度条件，若下倾角差值符合第一预设角度条件且左倾角差值符合第二预设角度条件，则当前第二出光装置20的出光方向为第一方向，若下倾角差值不符合第一预设角度条件和/或左倾角差值不符合第二预设角度条件，则根据下倾角差值和/或左倾角差值确定第二出光装置20的调整方向，并根据调整方向调整第二出光装置20的出光方向，直至下倾角差值符合第一预设角度条件且左倾角差值符合第二预设角度条件。第一预设角度条件可以是下倾角差值为0，第一预设角度条件可以是左倾角差值为0。

在本实施例中，通过上述方式，可对第一方向进行校准，为后续挡位标定提高精确度。

在其中一些实施例中，步骤S60包括：基于图像，确定第一光斑的中心和实际虚像的实际中心；若第一光斑的中心与实际中心之间的距离满足预设条件，则以抬头显示器50的当前工作挡位作为目标挡位，完成标定；若第一光斑的中心与实际中心之间的距离不满足预设条件，则调整抬头显示器50的工作挡位，并控制抬头显示器50按照调整后的工作挡位进行工作，以及重新获取图像，直至第一光斑的中心与实际中心之间的距离满足预设条件。

实际虚像的实际中心为各个特征点的中心，预设条件可以是第一光斑的中心与实际中心之间的距离小于或等于第一阈值，其中，第一阈值可以是0。

具体的，若目标挡位为5挡挡位，可先控制抬头显示器50在第一挡位(待校正挡位)下对输入图像进行投射，并获取抬头显示器50在第一挡位下的图像。

当图像中的实际虚像的实际中心与第一光斑的中心之间的距离满足预设条件时，则说明此时抬头显示器50的图像高度处于所需高度，那么将此时的待校正挡位作为5档挡位，从而完成标定。

当图像中的实际虚像的实际中心与第一光斑的中心之间的距离不满足预设条件时，则根据图像得到第二挡位，并以第二挡位作为第一挡位，并控制抬头显示器50按照调整后的第一挡位对输入图像进行投射，并重新获判断图像是否满足预设条件，若此时满足预设条件，则以调整后的第一挡位作为目标挡位，从而完成标定。若此时仍然不满足预设条件，则继续根据此时的图像得到新的第二挡位，并重复上述步骤，直至图像满足预设条件。

可见，在本实施例中，可以通过上述方式完成对挡位标定，且标定方式简单，可提高标定效率。

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 (11)

1.一种挡位标定方法，其特征在于，包括：

控制处于非实际眼盒位置的第一出光装置发出第一光束至所述投射面形成第一光斑；

控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑，其中，所述第一方向为所述实际眼盒位置的中心朝向所述抬头显示器处于目标挡位时的预设虚像的预设中心的方向；

调整所述第一出光装置的出光方向直至所述第一光斑与所述第二光斑重合；

控制所述第二出光装置移出所述实际眼盒位置，并控制图像采集装置移至所述实际眼盒位置；

控制抬头显示器工作，并通过所述图像采集装置获取图像，其中，所述图像包含所述第一光斑和所述抬头显示器处于待标定挡位时的实际虚像；

基于所述图像对所述抬头显示器进行挡位标定。

2.根据权利要求1所述的挡位标定方法，其特征在于，在所述控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑之前，所述挡位标定方法还包括：

获取预设眼盒位置、预设方向和实际车身姿态；

基于所述实际车身姿态，得到补偿关系；

基于所述补偿关系，对所述预设眼盒位置和所述预设方向进行补偿，得到补偿后的预设眼盒位置、补偿后的预设方向，其中，所述补偿后的预设眼盒位置为所述实际眼盒位置，所述补偿后的预设方向为所述第一方向。

3.根据权利要求2所述的挡位标定方法，其特征在于，所述实际车身姿态包括四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离，所述基于所述实际车身姿态，得到补偿关系，包括：

基于所述四个车轮轮拱罩前角点实际距地距离，得到所述补偿关系。

4.根据权利要求1所述的挡位标定方法，其特征在于，在所述控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑之前，所述挡位标定方法还包括：

获取实际车身姿态和预设车身姿态；

基于所述实际车身姿态和所述预设车身姿态，调整车辆的车身姿态。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的挡位标定方法，其特征在于，

在所述控制处于实际眼盒位置的第二出光装置沿第一方向发出第二光束至投射面形成第二光斑之前，所述挡位标定方法还包括：

控制所述第二出光装置沿第二方向发出第二光束至所述投射面形成第三光斑，调整所述第一出光装置的出光方向直至所述第一光斑与所述第三光斑重合，其中，所述第二方向平行于车辆中轴面，且所述第二方向平行于地平面；

在所述调整所述第一出光装置的出光方向直至所述第一光斑与所述第二光斑重合之前，所述方法还包括：

基于所述第一光斑和所述第二光斑，确定所述第二出光装置的出光方向是否为所述第一方向。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的挡位标定方法，其特征在于，所述基于所述图像对所述抬头显示器进行挡位标定，包括：

基于所述图像，确定所述第一光斑的中心和所述实际虚像的实际中心；

若所述第一光斑的中心与所述实际中心之间的距离满足预设条件，则以所述抬头显示器的当前工作挡位作为目标挡位，完成标定；

若所述第一光斑的中心与所述实际中心之间的距离不满足预设条件，则调整所述抬头显示器的工作挡位，并控制所述抬头显示器按照调整后的工作挡位进行工作，以及重新获取所述图像，直至所述第一光斑的中心与所述实际中心之间的距离满足预设条件。

7.一种控制装置，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至6任意一项所述的方法。

8.一种挡位标定系统，其特征在于，包括：第一出光装置、第二出光装置、图像采集装置、以及如权利要求7所述的控制装置；

所述控制装置分别电连接所述第一出光装置、所述第二出光装置和所述图像采集装置。

9.根据权利要求8所述的挡位标定系统，其特征在于，所述第二出光装置与所述图像采集装置在同一水平高度相连接。

10.根据权利要求8或9所述的挡位标定系统，其特征在于，所述挡位标定系统还包括车辆和抬头显示器；

所述控制装置电连接所述抬头显示器，所述抬头显示器设于所述车辆内。

11.一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至6任意一项所述的方法。