TWI615299B - 車輛監控系統及車輛監控的方法 - Google Patents

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Abstract

車輛監控採用相鄰於一車輛的一區域的三維資訊，以視覺突出顯示比一閾值距離更靠近該車輛的複數物體。一車輛監控系統包括一三維掃描器以掃描相鄰於該車輛的該區域，且提供包括由位於該掃描區域內的複數物體形成的一空間的一三維模型。該車輛監控系統進一步包括一電子顯示器，以利用該三維模型顯示該掃描區域的一部分，且當該顯示部分內的物體從該車輛起算的定位小於一閾值距離時，該顯示部分以視覺突出顯示該物體。

Description

車輛監控系統及車輛監控的方法
本發明涉及一種監控技術，尤指一種利用於車輛上的監控系統及其監控方法。
車輛監控系統已成為越來越常見的用於提供對情勢的感知及避免碰撞的手段。這樣的車輛監控系統經常包括一電子顯示器以通知訊息至一使用者(例如一車輛的駕駛者)。尤其是，該電子顯示器可以提供相鄰於該車輛的一區域的一視圖，以使該使用者意識到並更容易避開在該相鄰區域內的複數物體。
各式各樣的電子顯示器可以利用於一車輛監控系統中，包括但並不限定於：基於陰極射線管(cathode ray tubes,CRT)的顯示器、電漿顯示面板(plasma display panels,PDP)、液晶顯示器(liquid crystal displays,LCD)、電致發光(electroluminescent,EL)顯示器、有機發光二極體(organic light emitting diodes,OLED)、主動式矩陣有機發光二極體(active matrix OLED,AMOLED)、電泳(electrophoretic,EP)顯示器及採用機電(electromechanical)或電流體光調變(electrofluidic light modulation)(例如：數位微鏡裝置、電潤濕顯示器)的各式顯示器。一般而言，電子顯示器可被分類為主動顯示器(即，發射光之顯示器)或被動顯示器(即，顯示由另一光源 提供之調變光之顯示器)。屬於最明顯主動顯示器實例之列的有陰極射線管、電漿顯示面板及有機發光二極體/主動矩陣有機發光二極體顯示器。在考量所發射光時通常被分類為被動式的顯示器係為液晶顯示器及電泳顯示器。被動顯示器，儘管常常展現出具吸引力之效能特性(包含但不限於固有低功率消耗)，則由於缺乏發射光之能力而在諸多實際應用中之使用可能多少受到限制。
為了克服被動顯示器連結發射光時的各種限制，諸多被動顯示器被耦合至一外部光源。所耦合光源可使此等原本為被動式的顯示器能夠發射光並實質上充當一主動顯示器。此等所耦合光源之實例係為背光板。背光板係為被放置於一原本為被動式的顯示器後方以照射該被動顯示器之光源(常常即所謂的「面板」光源)。舉例而言，一背光板可耦合至一液晶顯示器或一電泳顯示器。該背光板發射通過該液晶顯示器或該電泳顯示器之光。該背光板所發射之光由該液晶顯示器或該電泳顯示器調變，且經調變之光隨後又自該液晶顯示器或該電泳顯示器發射。背光板常常用以發射白色光。隨後，濾色器(color filter)用於將該白色光變換成在顯示器中所使用之各種色彩。舉例而言，該等濾色器可被放置於液晶顯示器或電泳顯示器之一輸出處(較不常見)、或放置於背光板與液晶顯示器或電泳顯示器之間。
根據本文所述原理之一實施例提供一使用三維資訊的車輛監控系統。特定來說，根據本文所述原理之一些實施例，三維資訊包括三維掃描或用於監控相鄰一車輛的區域所收集的圖像。該被監控的區域可以 例如為在該車輛的前面、旁邊及後面的一或多者。從該被監控區域得到的該三維資訊接著被使用以構成一三維模型，該三維模型包括由位於該掃描區域內的複數物體形成的一空間。進一步地，以該三維模型為基礎的該被監控區域的一部分被顯示，且當該顯示部分內的複數物體從該車輛起算的定位小於一閾值距離時，該顯示部分以視覺突出顯示該等物體。根據各個實施例，使用者對被視覺突出顯示的該物體的感知可以被增強。再者，藉由增強感知被視覺突顯的該物體，可以，例如，避免與相對靠近該車輛的被視覺突顯的該物體碰撞。
根據各個實施例，一三維掃描器或三維攝影機係與一電子顯示器組成做為用以監控相鄰於該車輛的一區域的一車輛監控系統。該三維掃描器收集關於在被該監控區域中的複數物體的三維資訊以便於構成該三維模型。該電子顯示器提供以該三維模型為基礎的該被監控區域的一圖像。此外，該電子顯示器對於被認為太靠近該車輛的複數物體(從該車輛起算的距離小於預定閾值距離的複數物體)提供視覺突出顯示。
根據本文所述之一些實施例，被視覺突顯的物體由一三維電子顯示器提供顯示(單色或彩色的一或兩者)。進一步地，在各個實施例中，該三維電子顯示器可配置成呈現圖像及有關所謂「裸視(glasses-free)」三維(3D)或自動立體三維方式的資訊。尤其是，在一些實施例中，該三維電子顯示器可採用以一以繞射格柵為基礎或「以格柵為基礎」的背光板，以產生複數三維圖像或資訊的複數個不同的視圖。在採用以格柵為基礎的背光板的三維電子顯示器中，藉由複數個繞射格柵，光被耦合出光導。被耦合出的光形成指向一預定方向(例如：一視角方向)的複數個光束。進一步地，在 一些實施例中，多光束中的複數個光束可以擁有與彼此不同的主要角度方向，以在該電子顯示器視角方向形成或提供一光場，以及可以表示複數主要色彩。該光束擁有不同的主要角度方向(也可以被稱為「不同地定向光束」)，且在一些實施例中，為了表示不同色彩，可以採用包括三維(3D)資訊的自動立體顯示資訊。例如，不同定向、不同色彩的光束可以被調變及充當彩色像素，以表示「裸視(glasses-free)」三維彩色電子顯示器的不同視圖。
在本文中，一「光導」被定義為一結構，該結構藉由全內反射在該結構中領導光。特定來說，該光導可包括一大致呈透明的核心，該核心位在該光導的一操作波長處。在各個實施例中，「光導」一詞通常參照一介質光波導，該介質光波導採用全內反射以在該光導的一介電材料與圍繞該光導的一材料或介質之間的一介面領導光。根據定義，用於全內反射的一條件為，該光導的一折射率是大於相鄰該光導材料的一表面的一圍繞介質的一折射率。在一些實施例中，該光導可包括一塗層以附加於或替代前述的折射率差，以進一步促使該全內反射。該塗層例如可為一反射塗層。該光導可為任意的幾種光導，包括但不限定於，平板或厚板導的一或兩者及一條狀導。
此外，在本文中，當「平板」一詞應用於一光導而成為「平板光導」時，其被定義為一分段或差異平面層或片板，其有時被稱為一「厚板」導。特定來說，一平板光導被定義為一光導，係配置成用以在兩個實質上為正交的方向領導光，該兩個實質上為正交的方向由該光導的一頂面及一底面(例如：相對的表面)界定。進一步地，在本文中定義，該頂面及該 底面兩者彼此分離，且彼此在至少一個差異感知中實質上可為平行。亦即，在該平板光導的任何差異小部分中，該頂面及該底面實質上平行或共面。
在一些實施例中，一平板光導實質上可為平面(例如，局限於一平面)，如此該平板光導為一平面光導。在其他實施例中，該平板光導可在一或二個正交維度中彎曲。舉例而言，該平板光導可在單一維度中彎曲以形成一圓柱形的平板光導。然而，任何曲率擁有足夠大的一曲率半徑以在該平板光導中確保全內反射被維持以領導光。
根據本文中的各個實施例，一繞射格柵(例如，一多光束繞射格柵)可以被使用，以分散或耦合出一光導(例如，一平板光導)的光以成為一光束。在此，「繞射格柵」通常被定義設置為複數特徵(例如，複數繞射特徵)，以在繞射格柵上提供入射光的繞射。在一些實施例中，複數特徵可以週期性或準週期性的方式設置。例如，該繞射格柵可包括設置為一維(one-dimensional,1D)陣列的複數特徵(例如，材料表面中的複數凹槽)。在其他實施例中，該繞射格柵的特徵可為二維(two-dimensional,2D)陣列。例如，該繞射格柵在一材料表面中可為複數凸起或複數孔洞的一二維陣列。
如此，在本文中定義，該「繞射格柵」是在該繞射格柵上提供入射光的繞射的一種結構。如果光是從一光導入射至該繞射格柵上，可能導致所提供的繞射或繞射散射，並因此被稱為：「繞射耦合」，在繞射耦合中，該繞射格柵可藉由繞射耦合出該光導。該繞射格柵亦藉由繞射重新定向或改變光的一角度(例如：在一繞射角度)。特定來說，作為繞射的結果，光離開繞射格柵(例如。繞射光)通常在該繞射格柵上擁有與光入射的傳播方向不同的一傳播方向(例如，入射光)。在藉由繞射改變光的傳播方向中，該 改變於此被稱為「繞射重新定向」。於是，該繞射格柵可被了解為包括複數繞射特徵的一結構，該複數繞射特徵為在該繞射格柵上對入射光繞射重新定向，以及如果光從一光導入射，該繞射格柵亦可從該光導繞射耦合出光。
進一步地，根據此處的定義，一繞射格柵的複數特徵被稱為「繞射特徵」，且可為一表面上、一表面中及在一表面處的一或多者(例如，其中一「表面」指的是兩材料之間的邊界)。該表面可為一平板光導的一表面。該繞射特徵可包括用於繞射光的各式結構，該結構可包括但不限定於，一或多個凹槽、脊、孔洞及凸起，且該些結構可為在該表面上、該表面中、該表面處的一或多者。舉例而言，該繞射格柵在一材料表面可包括複數平行凹槽。在另一實施例中，該繞射格柵可包括沿材料表面上升起的複數平行脊。該複數繞射特徵(例如不論是複數凹槽、複數脊、複數孔洞、複數凸起)可擁有任何各式的橫截面形狀或輪廓，該任何各式的橫截面形狀或輪廓提供繞射，包括但不限定於，一正弦曲線輪廓、一矩形輪廓(例如，一二進制繞射格柵)、一三角形輪廓及一鋸齒型輪廓(例如，一閃耀格柵)的一或多者。
根據本文定義，一「多光束繞射格柵」為產生包括複數光束的被耦合出之光的一繞射格柵。進一步地藉由在此定義，由一多光束繞射格柵所產生的複數光束包括複數彼此不同的主要角度方向。特定來說，根據定義，複數光束中的一光束擁有不同於複數光束中的另一光束的一預定主要角度方向，因而藉由多光束繞射格柵造成入射光的繞射耦合及繞射重新定向。該複數光束可表示一光場。例如，該複數光束可包括擁有八個不同主要角度方向的八個光束。舉例而言，該八個光束的組合(例如，一複數 光束)可表示該光場。根據各個實施例，該各個光束的各個不同主要角度方向取決於一格柵柵距或間隔及在相對於該多光束繞射格柵上的入射光的一傳播方向的複數相應之光束的起始的複數點的該多光束繞射格柵的該複數繞射特徵的一方向或旋轉的組合。
根據本文所述之各個實施例，藉由該繞射格柵(例如，一多光束繞射格柵)從該光導被耦合出之光表示一電子顯示器的一像素。特定來說，該光導包括一多光束繞射格柵以產生擁有複數不同主要角度方向的該複數光束，該光導可為屬於或結合一電子顯示器(例如，可以但不限定於一「裸視(glasses-free)」三維(three dimensional,3D)電子顯示器)的一背光板的一部分。如此，由該光導耦合出的被領導的光所產生的不同定向的複數光束利用該多光束繞射格柵可為或表示該三維電子顯示器的複數「像素」。
在此，一「校準」鏡被定義為，一種具有一曲線形狀的鏡子用以校準由該校準鏡反射之光。舉例而言，該校準鏡可包括特徵為一拋物曲線或形狀的一反射表面。在另一實施例中，該校準鏡可包括一拋物線形的鏡子。「拋物線形」的意思為，由偏離一「真實」拋物曲線的方式來確定該拋物線形鏡的一曲線形反射表面，以達成一預定反射特徵(例如，校準的一角度)。在一些實施例中，該校準鏡可為一連續鏡(例如，擁有一實質上平滑、連續反射的表面)，而在其他實施例中，該鏡子可包括提供光校準的一菲涅爾反射器(Fresnel reflector)或菲涅爾鏡(Fresnel mirror)。根據各個實施例，由校準鏡提供的校準的量可在一預定的角度變化或從一實施例至另一實施例的量。進一步地，該校準鏡可配置成用以提供校準二個正交方向(例如，一垂直方向及一水平方向)的一或二者。亦即，根據多個實施例，該校 準鏡在二正交方向的一或二者中可包括一拋物線或一拋物線形的形狀。
在此，當「零視差平面」一詞應用關於一三維電子顯示器時，是被定義為一平面，或一三維場景的平面區域，或被顯示、呈現在三維電子顯示器的所有視圖中顯示為相同的區域(例如，沒有視覺差距)。進一步地，藉由在此定義，該零視差平面顯示在，對應於，或一致於該三維電子顯示器的一物理表面。亦即，在該顯示場景中的一物體或位於該三維區域內的該零視差平面的區域，當藉由該三維電子顯示器來呈現並觀看時，將會與該三維電子顯示器的該物理表面共同並置顯示。比該零視差平面更遠的複數物體將會顯示在該物理表面的後面，而比該零視差平面更近的複數物體將會顯示在該物理表面的前面。
在此，一「投影轉換」或同等的一「投影變換」被定義為(可能是非線性)三維的轉換，該三維的轉換映射複數行至行(或光線至光線)。應注意的是，一投影變換通常可藉由4乘4的矩陣以四維(four-dimensional,4D)空間(例如，一「投影空間」)的線性轉換來表示。在本文中的一些實施例中，該投影變換可包括配置成壓縮深度內容實質上等同於透過一發散透鏡(例如，一魚眼透鏡)觀看場景的一光學變換。特定來說，一投影變換可從該零視差平面映射一無限遠平面至理想的距離1/h。提供該無限遠平面至理想的距離1/h的映射的該投影變換可用式(1)來表示：
Figure TWI615299BD00001
 其中(x',y',z',w')為對應於座標(x,y,z,w)的該投影變換的圖像座標。進一步地， 藉由在此定義，式(1)的該投影變換通常不會壓縮該零視差平面本身附近的深度或視差。在其他實施例中，另一光學變換(例如，用一4乘4矩陣表示)可採用在此描述的該投影變換。舉例而言，根據在此描述的原理的一些實施例，該投影變換可為以下所述的實質上任何突出顯示一物體或一部分的投影變換。再者，根據各個實施例，在此的該投影變換可包括一線性變換或一非線性變換的二者之一。
進一步地，本文中所使用之冠詞「一」意欲具有其在專利技術中之普通含義，即，「一或多個」。舉例而言，「一格柵」意指一或多個格柵，且因此在本文中，「該格柵」意指「該(等)格柵」。此外，本文所提及之任何「頂部」、「底部」、「上部」、「下部」、「向上」、「向下」、「前面」、「後面」、「第一」、「第二」、「左側」、或「右側」在本文中皆並非意欲加以限制。在本文中，除非另有明確規定，否則用語「約」在應用於一值時通常意指處於用於產生該值之設備之容差範圍以內，或在某些實例中，意指±10%、或±5%、或±1%。此外，舉例而言，本文中所使用之用語「實質上」意指大部分、或幾乎全部、或全部、或一處於約51%至約100%之一範圍以內之量。再者，本文中之實例僅意欲為例示性，且該等實例僅係出於論述目的而非藉此加以限制。
100‧‧‧車輛監控系統
102‧‧‧區域
104‧‧‧物體
104’‧‧‧物體
106‧‧‧平面
108‧‧‧顯示部分
110‧‧‧三維掃描器
120‧‧‧電子顯示器、三維電子顯示器
120’‧‧‧物理表面
122‧‧‧光導、平板光導
124‧‧‧多光束繞射格柵
126‧‧‧光閥陣列
210‧‧‧遮罩
220‧‧‧輪廓略圖
230‧‧‧警示圖式
300‧‧‧三維車輛監控系統
310‧‧‧三維攝影機
320‧‧‧圖像處理器
330‧‧‧三維電子顯示器
400‧‧‧車輛監控的方法
410‧‧‧捕捉
420‧‧‧產生
430‧‧‧顯示
d T ‧‧‧閾值距離
← f ‧‧‧方位取向角度
←‧‧‧方位分量
參照以下結合附圖進行之詳細說明，可更容易地理解根據本文所述原理之實施例之各種特徵，其中，相同參考編號標示相同結構元件，且該附圖包括： 圖1為根據本文所述原理之一實施例，說明車輛監控系統的方塊圖；圖2A為根據本文所述原理之一實施例，藉由圖1所示之車輛監控系統來說明被監控的區域的透視圖；圖2B為根據本文所述原理之一實施例，說明圖2A的被監控的區域的側視圖；圖3A為根據本文所述原理之一實施例，說明一被掃描的區域的一顯示部分；圖3B為根據本文所述原理之一實施例，說明在圖3A中的顯示部分被視覺突出顯示的物體；圖3C為根據本文所述原理之另一實施例，說明在圖3A中的顯示部分被視覺突出顯示的物體；圖4為根據本文所述原理之另一實施例，說明一三維電子顯示器所描繪的被視覺突出顯示的物體的透視圖；圖5A為根據本文所述原理之一實施例，說明擁有一基於多光束格柵的背光板的三維(three-dimensional,3D)電子顯示器的剖視圖；圖5B為根據本文所述原理之另一實施例，說明擁有一基於多光束格柵的背光板的三維(three-dimensional,3D)電子顯示器的剖視圖；圖5C為根據本文所述原理之一實施例，說明擁有一基於多光束格柵的背光板的三維(three-dimensional,3D)電子顯示器的透視圖；圖6為根據本文所述原理之一實施例，說明三維車輛監控系統的方塊圖；以及圖7為根據本文所述原理之一實施例，說明車輛監控的方法的流程圖。
某些實例具有其他特徵，該等其他特徵係為對上文所提及各圖中所例示之特徵之補充或替代。下文參照上文所提及各圖來詳述此等及其他特徵。
根據本文在此所述原理的一些實施例，一車輛監控系統被提供。圖1例示根據與本文所述原理一致之一實施例，一車輛監控系統100的方塊圖。圖2A例示根據與本文所述原理一致之一實施例，藉由圖1所示之車輛監控系統100來說明被監控的區域102的透視圖。圖2B例示根據與本文所述原理一致之一實施例，說明圖2A的被監控的區域102的側視圖。根據本文定義，藉由車輛監控系統100所監控的「區域」為相鄰於、圍繞或在一車輛附近的區域(在下文中，該「區域」可統稱為「相鄰區域」)。根據各個實施例，被監控的區域102可包括該車輛的前面、該車輛的後面及該車輛的側邊中的一或多者。
舉例而言，車輛監控系統100可用於監控一車輛後面的區域102，以成為一後援或後視監控系統。特定來說，車輛監控系統100可配置成一後視或後援輔助車輛監控系統，以在該車輛正在向後移動時幫助避免碰撞。在另一實施例中，被監控的區域102可為該車輛的前面。如此一來，舉例而言，當該車輛正在向前移動時，車輛監控系統100可作為前端碰撞避免系統。
如圖1所示，車輛監控系統100包括一三維(three-dimensional,3D)掃描器110。三維掃描器110係配置成用以掃描相鄰於該車輛的區域 102。透過三維掃描器110的掃描接著被用以產生或提供區域102的一三維模型。特定來說，該三維模型包括由位於區域102中被掃描的複數物體104構成的一空間。被掃描的相鄰於該車輛的區域102在此也可被稱為「被掃描的」區域102或同等於一「圖像反映的」區域102。
通常來說，三維掃描器110可包括能夠判定在被掃描的區域102中至各個物體104的距離的任何各式不同的三維掃描器或圖像系統。根據一些實施例，三維掃描器110包括彼此彌補的複數攝影機。從三維掃描器110至區域102內的一物體104的距離可被判定，舉例而言，透過利用複數攝影機中的不同的攝影機所捕捉到的複數分開視圖進行視差估算而得到。舉例而言，複數攝影機可包括一雙目對攝影機，且至物體104的距離可在被掃描的區域102內利用雙目視差估算來判定。根據一些實施例，車輛監控系統100的一圖像處理器(未於圖1、圖2A、圖2B中顯示)可表現該視差估算，且可從該視差估算判定到該複數物體104的距離進一步產生或以其他方式提供該三維模型。舉例而言，該圖像處理器可為三維掃描器110的一部分。
在另一實施例中，三維掃描器110包括一較少掃描器光偵測及測距(light detection and ranging system,LIDAR)系統，例如一飛行時間(time-of-flight)攝影機，在該飛行時間攝影機中，距離是由被掃描的區域102中的一物體所反射的一光的脈衝的傳播時間來判定。特定來說，該飛行時間攝影機利用一雷射或另一類似的光源來產生光的一脈衝。該光脈衝接著被用來照明被掃描的區域102。在被掃描的區域102中任何的物體104反射該照明光脈衝回該飛行時間攝影機。到物體104的距離藉由該照明光脈衝傳播至該物體，並從該物體反射回來且回到該飛行時間攝影機的一光感測器(例 如，一焦平面陣列)所花費的時間的一長度或「飛行的時間」。舉例而言，飛行時間距離可基於利用該飛行時間攝影機的像素至像素來判定，以提供被掃描的區域102的三維模型。
在另一實施例中，三維掃描器110包括一距離感測器，該距離感測器係配置成用以測量到被掃描的區域102內的複數點的一距離。舉例而言，該複數點可包括物體104。在一些包括一距離感測器的實施例中，三維掃描器110可進一步包括配置成用以捕捉被掃描的區域102中的一對應二維(two-dimensional,2D)圖像的一攝影機。該距離感測器所測量到的距離可用以產生一點雲及被掃描的區域102的物體網格的一或二者。反過來說，該點雲或該物體網格既可以作為一三維模型來直接使用，也可以是使用他們來產生一三維模型(例如，車輛監控系統100中的一圖像處理器)。由該攝影機捕捉到的該二維圖像可用以描繪該三維模型。「描繪」的意思為，該二維圖像被覆蓋到該三維模型上或與該三維模型結合(例如，當該三維模型呈現於一顯示器上)。舉例而言，在此實施例中，各式的距離感測器可應用於三維掃描器110中，包括但不限定於，一聲學距離感測器及一光學(例如，基於雷射的掃描器)距離感測器。
特定來說，三維掃描器110的該距離感測器可包括配置成用於掃描區域102的一雷射。進一步地，該距離感測器可包括一光學感測器，該光學感測器係配置成，利用藉由被掃描的區域102中的一或多個物體104所反射的雷射光測量至該複數點的距離。舉例而言，三維掃描器110可包括結合了一二維攝影機、一第二紅外線攝影機及一紅外線雷射投影機的一英特爾真實場景三維(Intel RealSense® 3D)攝影機。該二維攝影機係配置成用 以捕捉被掃描的區域102的一二維圖像，而該紅外線雷射投影機及該第二紅外線攝影機作為該距離感測器而協同工作，以收集被掃描的區域102內的距離資訊。Intel RealSense®及Intel®為位於Santa Clara,CA,USA的Intel公司所註冊的商標。
圖1所示的車輛監控系統100進一步包括一電子顯示器120。電子顯示器120係配置成藉由該三維模型以顯示區域102的一部分。進一步地，電子顯示器120係配置成在該顯示部分中，視覺突出顯示從該車輛起的定位小於一閾值距離的一物體104’(或等同於，從車輛監控系統100起)。根據各個實施例，該視覺突出顯示係配置成，當物體104’比該閾值距離更接近該車輛時，增強使用者對物體104’的感知。舉例而言，被視覺突出顯示的物體104’的增強的感知可促使避免物體104’與該車輛之間的碰撞。在圖2A及圖2B中，在被監控的區域102內，該閾值距離係標示為d T ，是用以說明從車輛監控系統100至平面106的距離，平面106是用與物體104’相交的(例如，平分)一虛線邊界來說明。
圖3A例示根據與本文所述原理一致之一實施例，區域102的一顯示部分108。特定來說，圖3A說明在被掃描的區域102中作為可能顯示在電子顯示器120的一顯示螢幕上的複數物體104的各個物體104。舉例來說，電子顯示器120可為一二維(two-dimensional,2D)電子顯示器120(例如，一LCD顯示器)，且被掃描的區域102的顯示部分108可作為該二維顯示器上的一二維圖像來被顯示或呈現。進一步地，如圖3A所示，沒有任何的物體104被視覺突出顯示。
根據一些實施例，比該閾值距離更靠近的物體104’可藉由應 用於物體104’的一遮罩以被視覺突出顯示於電子顯示器120上或被電子顯示器120視覺突出顯示。舉例而言，包括交叉斜線或彩色遮蔽的一遮罩可應用於物體104’或被視覺突出顯示的一部分。舉例來說，進一步地，該遮罩可包括配置成用於吸引注意被遮罩的物體104’的一色彩(例如，黃色、紅色等)。在一些實施例中，該遮罩可應用於被掃描的區域102中被判定為比該閾值距離更靠近該車輛的一距離的任何部分(例如，任何像素)。
圖3B例示根據與本文所述原理一致之一實施例，圖3A的顯示部分108中被視覺突出顯示的物體104’。特定來說，圖3B說明包括藉由遮罩210以被視覺突出顯示的物體104’的被掃描的區域102的顯示部分108。如圖3B所示，遮罩210包括覆蓋上或超過比該閾值距離更靠近的物體104’的交叉斜線。在此實施例中，整個物體104’基本上由交叉斜線的遮罩210所覆蓋。在其他實施例中(未顯示出)，只有真正比該閾值距離更靠近的物體104’的該部分是被遮罩210覆蓋住以提供視覺突出顯示，而物體104’的其餘部分則基本上可沒有遮罩210(例如，未被遮罩210覆蓋)。
在其他實施例中，顯示於電子顯示器120上的視覺突出顯示包括圍繞比該閾值距離更靠近的該物體的邊框或周邊的一輪廓略圖。舉例而言，該輪廓略圖可包括一色彩以用於描繪出特別注意的該物體，該色彩例如，可以但不限定於黃色、橘色或紅色。進一步地，在一些實施例中，該輪廓略圖可提供圍繞被判定於從該車輛起算，小於該閾值距離的區域102的任意一個或多個部分。在一些實施例中，該輪廓略圖可與遮罩210一起被使用(例如，被遮罩的物體亦可被輪廓描繪出來)。
在又另一實施例中，一警示圖式可顯示在電子顯示器120 上，以突出顯示一物體，該物體為被判定於從該車輛起算，位於小於該閾值距離的一距離上。舉例而言，該警示圖式可顯示為疊加於該物體或同等於在該閾值距離內的被掃描的區域102的該部分上。該警示圖式可以用警示色彩圖式的方式呈現，舉例而言，該警示色彩圖式可包括但不限定於，一三角形、一圓形或一方形。在一些實施例中，該三角形、圓形或方形可連接一個驚嘆號或另一字母字符，以進一步對該警示圖式提醒注意。在一些實施例中，該警示圖式可結合該遮罩及該輪廓略圖一起被使用(例如，該警示圖式可定位於該遮罩或該輪廓略圖內)。
圖3C例示根據與本文所述原理一致之另一實施例，圖3A的顯示部分108的被視覺突出顯示的物體104’。特定來說，圖3C說明包括利用輪廓略圖220被突出顯示的物體104’的被掃描的區域102的該顯示部分。進一步在圖3C中說明的是警示圖式230。而警示圖式230通常可定位於顯示部分108中的任何地方，在圖3C的實施例中，警示圖式230是定位於輪廓略圖220內，且輪廓略圖220疊加超過物體104’。
再次參照圖1，根據一些實施例，車輛監控系統100的電子顯示器120可包括一三維電子顯示器120。在其中一些實施例中，該閾值距離可對應關聯於顯示在三維電子顯示器120上的區域102的該部分的一零視差平面。進一步地，根據一些實施例，被視覺突出顯示的物體104’可被視為在三維電子顯示器120中的零視差平面的前面。特定來說，當要顯示或呈現時，定位於小於該閾值距離一距離的物體104’被呈現於三維電子顯示器120中的零視差平面的前面。如此一來，根據各個實施例，該物體被感知(例如，由一觀看者)為突出或投影形式或為三維電子顯示器120的一物理顯示表面 的前面，以視覺突出顯示物體104’。
圖4例示根據與本文所述原理一致之另一實施例，一三維電子顯示器120所描繪的被視覺突出顯示的物體104’的透視圖。特定來說，圖4說明被掃描的區域102的顯示部分108，被掃描的區域102包括藉由呈現於零視差平面的前面的被視覺突出顯示的物體104’。物體104’(例如，一兒童的玩具腳踏車)以凸出或被放置在三維電子顯示器120的一物理表面120’的零視差平面的前面的方式顯示在三維電子顯示器120上。如圖4所示，其他定位於大於閾值距離一距離的物體104被顯示在三維電子顯示器120的物理表面120’的後面。
在一些實施例中，一投影轉換可在顯示部分108要被呈現於三維電子顯示器120上之前應用於該三維模型中。特定來說，車輛監控系統100可進一步包括一圖像處理器，例如以下對應圖6中所描述的。舉例而言，該圖像處理器可為三維電子顯示器120的一部分。在其他實施例中，該圖像處理器為三維掃描器110的一部分，或可為車輛監控系統100的另一(例如，分離的)元件。
該圖像處理器可配置成在顯示部分108要呈現於三維電子顯示器120上之前應用該投影變換於該三維模型中。根據各個實施例，該投影變換係配置成對應於該零視差平面，在與大於該閾值距離一距離的圖像中的其他物體104相比較之下，增強被視覺突出顯示的物體104’的相對尺寸。結果為，不只被視覺突出顯示的物體104’會顯示在三維電子顯示器120的物理表面120’的前面，被視覺突出顯示的物體104’也會以空間失真或尺寸增加的方式呈現於三維電子顯示器120上。其效果為，相對於藉由三維電子顯示 器120顯示的其他物體104，被視覺突出顯示的物體104’彷彿被放大、擴大或視覺膨脹或被擴展。舉例而言，圖4所示的物體104’為空間失真的投影變換的應用。如此，根據各個實施例，藉由從投影變換的應用所產生呈現的尺寸失真，被視覺突出顯示的物體104’的感知進一步被增強。
根據各個實施例，三維電子顯示器120實質上可為任何的三維電子顯示器。特定來說，在一些實施例中，三維電子顯示器120為基於一多光束格柵的三維電子顯示器120，基於多光束格柵的三維電子顯示器120包括一基於多光束格柵的背光板及一光調變層。圖5A例示根據與本文所述原理一致之一實施例，擁有一基於多光束格柵的背光板的三維電子顯示器120的剖視圖。圖5B例示根據與本文所述原理一致之另一實施例，擁有一基於多光束格柵的背光板的三維電子顯示器120的剖視圖。圖5C例示根據與本文所述原理一致之一實施例，擁有一基於多光束格柵的背光板的三維電子顯示器120的透視圖。舉例而言，圖5C所示的三維電子顯示器120的部分可表示圖5A或圖5B的任一圖中所示的三維電子顯示器120。根據各個實施例，擁有該基於多光束格柵的背光板的三維電子顯示器120可對以上所述的被視覺突出顯示的物體提供增強感知。
根據各個實施例，圖5A-圖5C所示的三維電子顯示器120係配置成例如用以產生調變的「定向」光，光包括擁有不同主要角度方向的複數光束。舉例而言，如圖5A-圖5C所示，三維電子顯示器120可提供或產生用以不同預定主要角度方向從三維電子顯示器120引導出及遠離的複數箭頭做說明的複數光束(例如，作為一光場)。反過來說，複數光束中的多個光束可被調變以促使該顯示器的資訊包括三維內容，該三維內容可包括但 不限定於，被視覺突出顯示的物體。在一些實施例中，被調變的複數光束擁有複數個不同預定主要角度方向，以形成三維電子顯示器120的複數像素。進一步地，三維電子顯示器120為一所謂的「裸視(glasses free)」三維電子顯示器120(例如一多視角，「全息」或自動立體顯示器)，且在三維電子顯示器120中，複數光束對應關聯於三維電子顯示器120的不同「視圖」的複數像素。
如圖5A、圖5B、圖5C中所示，三維電子顯示器120的該基於多光束格柵的背光板包括一光導122。特定來說，根據一些實施例，光導122可為一平板光導122。平板光導122係配置成用以從一光源(未於圖5A-圖5C中顯示出)領導光以成為一被領導之光(例示為在光導122中傳播的一擴展箭頭，以下會做進一步說明)。舉例而言，平板光導122可包括配置成一光學波導的一介電材料。該介電材料擁有大於圍繞該介電光學波導的一介質的一第二折射率的一第一折射率。例如，折射率的區別係配置成，根據平板光導122的一或多個領導模式，用以促使該被領導之光的全內反射。
在各個實施例中，從該光源發出之光被領導作為沿著平板光導122的長度的一光束。進一步地，平板光導122可配置成用以在一非零傳播角度領導光(例如，被領導之光束)。舉例而言，被領導之光束可藉由全內反射在非零傳播角度處的平板光導122中被領導。特定來說，藉由在非零傳播角度處的平板光導122中的頂面與底面之間的反射或「彈跳」，傳播被領導之光束(例如，藉由擴展、傾斜的箭頭表示說明被領導之光束的一光射線)。
藉由在此定義，該「非零傳播角度」為相對於平板光導122的一表面(例如，一頂面或一底面)的一角度。在一些實施例中，該被領導之 光束的該非零傳播角度可為10度至50度之間，或者在一些實施例中，為約20度至約40度之間，或者為約25度至約35度之間。在一實施例中，該非零傳播角度可為約30度。在另一實施例中，該非零傳播角度可為約20度，或為約25度，或為約35度。
在一些實施例中，從一光源發出之光在該非零傳播角度(例如，約30-35度)被引導進或耦合至平板光導122。舉例而言，一或多個透鏡、一反光鏡或類似的反射器(例如，一校準傾斜反射器)及一稜鏡(未顯示出)可在該非零傳播角度促使耦合光成為平板光導122的一輸入端的光束。一旦耦合至平板光導122，該被領導之光束通常會以遠離該輸入端的一方向沿著平板光導122傳播(例如，藉由圖5A-圖5B中所示沿著x軸指向的粗箭頭做說明)。
進一步地，根據一些實施例，藉由耦合光至平板光導122中所產生的被領導之光束可為一校準光束。特定來說，「校準光束」的意思為，在被領導之光束中的一光射線實質上平行於該被領導之光束中的另一光射線。藉由在此定義，從被領導之光束的該校準光束中偏離或分散的光射線不考慮為該校準光束的一部分。例如，用以產生該校準光束的光的校準可由用於耦合光至平板光導122的該透鏡或反射鏡(例如，校準傾斜反射器等)提供。
在一些實施例中，平板光導122可為包括為擴展的、實質上為光學透明平面板的一介電材料的厚板或平板光學波導。實質上為平面板的介電材料係配置成利用全內反射以領導被領導之光束。根據各個實施例，平板光導122的該光學透明材料可包括或由各種的介電材料製成，該各種的介電材料可包括但不限定於，各種形式的玻璃(例如，二氧化矽玻璃、 鹼鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃等)及實質上為光學透明的塑膠或聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)或「壓克力玻璃」、聚碳酸酯等)的一或多者。在一些實施例中，平板光導122可進一步包括在平板光導122的一表面上(例如，該頂面或該底面的一或二者)的至少一部分上的一包覆層(未顯示出)。根據一些實施例，該包覆層可用以進一步促使全內反射。
在圖5A、圖5B及圖5C中，所說明的三維電子顯示器120的該基於多光束格柵的背光板進一步包括複數多光束繞射格柵124構成的一陣列。如圖5A-圖5B所示，複數多光束繞射格柵124是定位於平板光導122的一表面處(例如，一頂面或前面)。在其他實施例中(未顯示出)，複數多光束繞射格柵124的一或多個可定位於平板光導122的內部。在又一實施例中(未顯示出)，複數多光束繞射格柵124的一或多個可定位於平板光導122的底面或背面處或底面或背面上(例如，與多光束繞射格柵124一起說明的表面的一相對面)。在結合中，平板光導122及複數多光束繞射格柵124構成的該陣列提供或作為三維電子顯示器120的基於多光束格柵的背光板。
根據各個實施例，一陣列的多光束繞射格柵124係配置成用以散射或繞射耦合出被領導之光束的一部分，該被領導之光束的一部分係作為複數擁有不同主要角度方向的複數光束，該複數不同主要角度方向係對應於三維電子顯示器120的複數不同視圖。舉例而言，被領導之光束的一部分可藉由穿過平板光導122表面(例如，穿過平板光導122的頂面)的多光束繞射格柵124被繞射耦合出。進一步地，多光束繞射格柵124係配置成用以繞射耦合出被領導之光束的一部分以成為複數被耦合出之領導之光束，且係用以繞射重新定向該複數被耦合出之領導之光束從該平板光導122的表 面遠離以成為複數光束。如上述所述，複數光束的每一個擁有由多光束繞射格柵124的複數繞射特徵的特性所判定的一不同預定主要角度方向。
根據各個實施例，一陣列的多光束繞射格柵124包括用以提供繞射的複數繞射特徵。被提供的繞射特徵係對該被領領之光束的該部分從平板光導122繞射耦合出負責。舉例而言，多光束繞射格柵124可包括作為複數繞射特徵的在平板光導122的表面中的複數凹槽及從平板光導122表面凸出的複數脊的一或二者。該複數凹槽可配置成彼此平行，及在沿著複數繞射特徵的至少一些點，該複數凹槽及脊係垂直於藉由多光束繞射格柵124耦合出的被領導之光束的一傳播方向。
在一些實施例中，該複數凹槽或凸出可在平板光導122表面用蝕刻、研磨或模塑成型。如此，多光束繞射格柵124的一材料可包括平板光導122的該材料。舉例而言，如圖5A所示，多光束繞射格柵124包括實質上平行且穿透平板光導122的該表面的複數凹槽。在圖5B中，多光束繞射格柵124包括實質上平行且穿透平板光導122的該表面的的複數凸出。在另一實施例中(未顯示出)，多光束繞射格柵124可為應用於或黏貼於平板光導122表面的一薄膜或層。
根據一些實施例，多光束繞射格柵124可為或可包括一變週期繞射格柵。藉由在此定義，該「變週期」繞射格柵為展示或擁有該複數繞射特徵(例如，一繞射間距)中該橫跨該變週期繞射格柵不同的一程度或長度的一繞射間距的一繞射格柵，例如，圖5A-圖5C所示。在此，不同的繞射格柵空間被定義及簡稱為「啁啾」。作為啁啾的結果，在對應於橫跨多光束繞射格柵124的該變週期繞射格柵的起點的複數不同點的複數不同繞射角 度處，從平板光導122處繞射耦合出的被領導之光束的該部分作為複數被耦合出的光束從該變週期繞射格柵退出或射出。憑藉一預先定義的啁啾，該變週期繞射格柵對複數光束中的複數被耦合出的光束的預定及複數不同主要角度方向負責。
在一些實施例中，多光束繞射格柵124的該變週期繞射格柵可包括或展示隨著距離線性變化的該繞射間距的啁啾。如此，藉由定義，該變週期繞射格柵為一「線性啁啾」繞射格柵。舉例而言，圖5A-圖5C例示作為一線性啁啾繞射格柵的多光束繞射格柵124。特定來說，如圖所示，該複數繞射特徵在多光束繞射格柵124的一第二端處比一第一端處更加緊密。進一步地，經由如實施例所說明但並不限定於此的，所說明的該複數繞射特徵的該繞射間距從該第一端至該第二端為線性變化。
在另一實施例中(未顯示出)，多光束繞射格柵124的該變週期繞射格柵可展示繞射間距的一非線性啁啾。各個非線性啁啾可用以實現多光束繞射格柵124，包括但並不限定於，一指數啁啾、一對數啁啾或實質上以非均勻或隨機但仍然單調的另一方式變化的啁啾。非單調啁啾，例如但並不限定於，一正弦啁啾或一三角形或鋸齒啁啾，也可以被採用。這些形式的啁啾的任意組合也可以被採用。
根據一些實施例，多光束繞射格柵124可包括彎曲及變週期的一或二者的複數繞射特徵。圖5C例示平板光導122的一表面中、一表面上或一表面處的為彎曲及變週期二者(例如，多光束繞射格柵124為一彎曲、變週期的繞射格柵)的多光束繞射格柵124的一透視圖。在圖5C中，被領導之光束擁有相對於多光束繞射格柵124的入射方向，該入射方向在多光束繞射 格柵124的一的一端處是用粗箭頭表示。亦被說明的是在平板光導122處，用箭頭指向遠離多光束繞射格柵124的複數被耦合出或被發出的光。如圖所示，該複數光束是以複數預定不同主要角度方向發射出。特定來說，如圖所示，該複數發射出的光束的該複數預定不同主要角度方向在方位角及仰角的二者為彼此不同。根據各個實施例，複數繞射特徵的預先定義的啁啾及複數繞射特徵的彎曲的二者可對該複數發射出的光束的該複數預定不同主要角度方向負責。
特定來說，在沿著複數繞射特徵的彎曲的複數不同點處，關聯於該彎曲繞射特徵的多光束繞射格柵124的一「底層繞射格柵」包括不同的方位取向角度← f 。藉由「底層繞射格柵」，其意思為，複數非彎曲繞射格柵的一繞射格柵，其利用疊加，產生多光束繞射格柵124的該彎曲繞射格柵。在沿著彎曲繞射特徵的指定點上，曲線具有特定方位取向角度← f ，其通常不同於沿著彎曲的繞射特徵的另一點處的該方位取向角度← f 。進一步地，該特定的方位取向角度← f 產生從指定點發射的光束的主要角度方向{▼,←}的一相對應的方位分量←。在一些實施例中，複數繞射特徵(例如，複數凹槽、脊等等)的該彎曲的曲線可表示一個圓的部份。該圓可以共面於該光導表面。在其他實施例中，曲線可以表示橢圓或其它彎曲形狀的部分，例如，這是共面於光導表面。
再次參照圖5A-圖5B，三維電子顯示器120的調變層包括一光閥陣列126。根據各個實施例，光閥陣列126係配置成用以調變對應於三維電子顯示器120的複數不同視圖的複數不同定向的光束(例如，擁有複數不同預定主要角度方向的複數光束)。特定來說，多個光束中的複數光束通過 光閥陣列126的個別光閥，且同時被光閥陣列126的個別光閥調變。根據各個實施例，被調變的、不同定向的光束可表示三維電子顯示器的複數像素。在各個實施例中，不同形式的光閥可被使用於光閥陣列126中，包括但並不限定於，液晶光閥、電泳光閥及基於電潤濕的各類光閥。
根據與本文所述原理一致之一些實施例，一三維(three-dimensional.3D)車輛監控系統被提供。圖6例示根據與本文所述原理一致之一實施例，一三維車輛監控系統300的方塊圖。特定來說，三維車輛監控系統300可配置成，當一車輛朝一監控方向移動時，用以提供碰撞避免。舉例而言，三維車輛監控系統300可配置成用以監控該車輛後面的一區域，如此可提供該車輛的一操作者後援輔助。
如圖6所示，三維車輛監控系統300包括一三維攝影機310。在一些實施例中，三維攝影機310為一朝向後方的三維攝影機310。三維攝影機310係配置成用以捕捉相鄰於該車輛(例如，該車輛後方)的一三維視圖。根據各實施例，三維攝影機310可為實質上類似於上述關於車輛監控系統100的三維掃描器110。特定來說，三維攝影機310可包括彼此彌補的複數個攝影機、一飛行時間(time-of-flight)攝影機及一基於雷射的距離感測器與一二維(two-dimensional,2D)攝影機的複合的一或多者，以配置成用於監控相鄰於該車輛的該區域。
圖6所示的三維車輛監控系統300進一步包括一圖像處理器320。圖像處理器320係配置成利用三維攝影機310所捕捉到的三維圖像以提供三維圖像區域的三維模型。根據各個實施例，該三維模型包括在三維圖像區域內由複數物體構成的一空間。該三維圖像區域及在該三維圖像區域 內的複數物體實質上可類似於上述關於車輛監控系統100的區域102及物體104、物體104’。
根據各個實施例，三維車輛監控系統300進一步包括一三維電子顯示器330。三維電子顯示器330係配置成利用該三維模型以顯示三維圖像區域的一部分。根據一些實施例，從該車輛起的定位小於一閾值距離(例如，從該車輛後方起的距離)的在該顯示部分內的任何物體，可被視覺突出顯示於三維電子顯示器330上。特定來說，根據一些實施例，三維電子顯示器330進一步配置成用以視覺突出顯示在該顯示部分內，從該車輛起的定位小於該閾值距離的該物體。
在一些實施例中，三維電子顯示器330實質上為類似於上述的車輛監控系統100的三維電子顯示器120。舉例而言，該閾值距離可對應關聯於顯示在三維電子顯示器330上的該圖像區域的該部分的一零視差平面。在一些實施例中，被視覺突出顯示的物體可被視為在該零視差平面的前面(例如，在三維電子顯示器330的物理表面的前面)。此外，在一些實施例中，圖像處理器320係進一步配置成，在該顯示部分被呈現於三維電子顯示器330上之前，應用一投影變換於該三維模型中。所應用的投影變換可配置成對應於該零視差平面，在與定位大於該閾值距離一距離處的圖像中的其他複數物體相比較之下，增強被視覺突出顯示的物體的相對尺寸。
在一些實施例中，三維電子顯示器330可包括一基於多光束格柵三維電子顯示器。舉例而言，在一些實施例中，三維電子顯示器330實質上可類似於上述關於車輛監控系統100的包括一基於多光束格柵的背光板及一調變層的三維電子顯示器120。特定來說，三維電子顯示器330可包 括一基於多光束格柵的背光板及一調變層。該基於多光束格柵的背光板可包括用以領導一光束(例如，一校準光)的一光導及複數多光束繞射格柵構成的一陣列，該複數多光束繞射格柵構成的該陣列係配置成用以繞射耦合出做為從該光導指向遠離的複數不同定向光束的被領導之光束的部分。該光導及該多光束繞射光實質上可類似於上述用於車輛監控系統100的平板光導122及多光束繞射格柵124。再者，該調變層可包括一光閥陣列以調變該複數不同定向光束。根據各個實施例，被調變的複數不同定向光束形成複數三維電子顯器330的不同視圖。該光閥陣列類似於上述關於車輛監控系統100的光閥陣列126。特定來說，被調變的複數不同定向光束擁有複數不同預定主要角度方向，以形成關聯於三維電子顯示器330的不同「視圖」的複數像素。
根據一些實施例(未顯示出)，三維電子顯示器330可進一步包括一光源。該光源係配置成用以提供在該光導中傳播的光以作為被領導之光束。特定來說，根據一些實施例，被領導之光束係從該光源出來的光，且該被領導之光束係耦合到該光導的邊緣(或輸入端)。舉例而言，一透鏡、一校準反射器或類似的裝置可在該光導的該輸入端或該邊緣促使光耦合到該光導。在各個實施例中，該光源基本上可包括任何光源，包括但並不限定於，一發光二極體(light emitting diode,LED)。在一些實施例中，該光源可包括一光發射器，該光發射器係配置成產生基本上為單色的光，該光擁有表示為特定色彩的一窄帶頻譜。特定來說，單色的光可為一特定色彩空間的一原色或一色彩模型(例如，一三原色(紅-綠-藍(Red-Green-Blue,RGB))色彩模型)。
根據與本文所述原理一致之一些實施例，一車輛監控的方法被提供。該車輛監控的方法可用以監控相鄰於一車輛的一區域或地區。舉例而言，該區域或地區，包括但並不限定於，該車輛的前面的、側邊的及後面或後方的一區域。
圖7例示根據與本文所述原理一致之一實施例，車輛監控的方法的流程圖。如圖7所示，車輛監控的方法400包括捕捉410，捕捉410為：藉由一三維掃描器捕捉相鄰於一車輛的一區域的一三維掃描。根據各個實施例，用於捕捉410的該三維掃描器實質上可類似於上述關於車輛監控系統100的三維掃描器110。舉例而言，該三維掃描器可包括彼此彌補的複數個攝影機(例如，一雙目對攝影機)、一飛行時間(time-of-flight)攝影機及一基於雷射的距離感測器與一二維(two-dimensional,2D)攝影機的複合的一或多者。在一些實施例中，該三維掃描器實質上可類似於上述關於三維車輛監控系統300的三維攝影機310。
圖7所示的車輛監控的方法400進一步包括一產生420，產生420為：從所捕捉到的三維掃描產生一三維模型。根據各個實施例，該三維模型包括一空間，該空間是由定位於該被掃描的區域內的複數物體所構成。舉例而言，該三維模型可藉由從該三維掃描器所產生的點雲及物體網格的一或二者所產生。
根據各個實施例，車輛監控的方法400進一步包括一顯示430，顯示430為：利用該三維模型顯示被掃描的區域的一部分。根據各個實施例，顯示430的顯示被掃描的區域的一部分包括在該顯示部分內，視覺突出顯示位於從該車輛起小於一閾值距離的一距離處的一物體。在一些實 施例中，顯示430的顯示被掃描的區域的一部分可採用一電子顯示器來實行，該電子顯示器實質上可類似於上述車輛監控系統100的電子顯示器120。此外，視覺突出顯示物體實質上可類似於上述任何形式的視覺突出顯示。舉例而言，該物體可利用一遮罩、一輪廓略圖及一警示圖式的一或多者以被視覺突出顯示。在另一實施例中，顯示430的顯示該被掃描的區域的一部分包括利用一三維電子顯示器，舉例而言，如上述關聯於三維車輛監控系統300的三維電子顯示器330。藉由一三維電子顯示器，被視覺突出顯示的物體對應於該閾值距離顯示在該三維電子顯示器的一零視差平面的前面。
根據一些實施例，顯示430的利用一三維電子顯示器(例如，擁有一基於多光束格柵的背光板的一三維電子顯示器)顯示被掃描的區域的一部分進一步包括在一平板光導中領導光，使其成為在一非零傳播角度處的一光束。顯示430的利用一三維電子顯示器顯示被掃描的區域的一部分進一步包括藉由在該平板光導上的複數多光束繞射格柵構成的一陣列繞射耦合出被領導之光束的一部分。舉例而言，繞射耦合出該被領導之光束部分可包括產生複數被耦合出之光束，該複數被耦合出之光束是以對應於該三維電子顯示器的複數不同視圖的複數不同主要角度方向從該平板光導指向遠離。此外，顯示430的利用一三維電子顯示器顯示被掃描的區域的一部分可進一步包括利用複數光閥調變該複數被耦合出之光束，複數被調變的光束代表該三維電子顯示器的複數像素。
再者，車輛監控的方法400可包括在顯示430的顯示該被掃描的區域的該部分於該三維電子顯示器上之前，應用一投影變換於該三維模 型中。在一些實施例中，該投影變換可包括該顯示部分的一深度壓縮，該深度壓縮係在該圖像中與複數物體相比較之下，增強被視覺突出顯示的該物體的一相對尺寸，該複數物體被定位在大於對應該零視差平面的該閾值距離的一距離處。
因此，此已描述了用於視覺突出顯示比一閾值距離更靠近車輛的物體的一車輛監控系統、一三維車輛監控系統及車輛監控的方法的複數實施例。應當理解的是，上述實施例僅僅是代表描述於此的原理的許多特定實施例中的一些示範的。顯然，本領域技術人員可以容易地設計許多其他配置而不脫離下列申請專利範圍所限定的範圍。
100‧‧‧車輛監控系統
102‧‧‧區域
110‧‧‧三維掃描器
120‧‧‧電子顯示器

Claims (17)

  1. 一種車輛監控系統，係包括：一三維掃描器，係配置成用以掃描與一車輛相鄰之一區域，該掃描係用以提供一三維模型，該三維模型包括由位於該掃描區域內的複數物體形成的一空間；以及一電子顯示器，係配置成藉由該三維模型以顯示該掃描區域的一部分，且當一物體從該車輛起的定位小於一閾值距離時，該顯示部分以視覺突出顯示該物體；其中該視覺突出顯示是被配置成，當該物體比該閾值距離更接近該車輛時，增強使用者對該物體的感知；其中，該電子顯示器包括一三維電子顯示器，該閾值距離對應一零視差平面，而該零視差平面相關聯於藉由該三維電子顯示器顯示出的該掃描區域的該部分，以及其中該物體從該車輛起的該定位小於該閾值距離時的該視覺突出顯示為該物體的一視覺感知，該視覺感知為顯示在該三維電子顯示器上的該零視差平面的前面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該三維掃描器包括彼此彌補的複數攝影機，從該三維掃描器起的一距離係藉由視差估算被確定，該視差估算是藉由該等攝影機中不同的攝影機所捕捉到的獨立的複數圖像而得到。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該三維掃描器包括一飛行時間攝影機。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該三維掃描器包括： 一距離感測器，係配置成用以測量從該距離感測器到該掃描區域內的複數點的一距離；以及一攝影機，係配置成用以捕捉該掃描區域的一二維圖像，該測量距離係用以產生一點雲及一物體網格的一或二者，以提供該三維模型，該二維圖像係用以描繪該三維模型。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之車輛監控系統，其中該距離感測器包括：一雷射，係配置成用以掃描該掃描區域；以及一光學感測器，係配置成在該掃描區域中，藉由從該複數物體反射回來的雷射光，測量到達該複數點的該距離。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中當該物體從該車輛起的該定位小於該閾值距離時，該顯示部分以視覺突出顯示該物體，而該顯示部分藉由該電子顯示器包括：一或多個應用於該顯示物體的一面具、圍繞該顯示物體的一輪廓略圖以及指出該顯示物體的一警示圖標。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，進一步包括一圖像處理器，該圖像處理器係被配置成，在該顯示部分被呈現在該三維電子顯示器上之前，應用一投影變換於該三維模型中，該投影變換被配置成，在該顯示部分的該物體在與大於對應該零視差平面的該閾值距離的一距離相比較之下，增強被突出顯示的該物體的一相對尺寸。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該三維電子顯示器包括：一平板光導，係配置成用以在一非零傳播角度領導一光束； 複數多光束繞射格柵構成的一陣列，該陣列的一多光束繞射格柵被配置成繞射耦合出該被領導之光束的一部分，而複數個被耦合出光束擁有對應於該三維電子顯示器的不同視圖的不同主要角度方向；以及一光閥陣列，係配置成用以調變對應於該三維電子顯示器的該不同視圖的該等被耦合出光束，該等被調變光束表示該三維電子顯示器的複數像素。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之車輛監控系統，其中該多光束繞射格柵包括一線性變週期繞射格柵，以及其中該多光束繞射格柵的繞射特徵包括在該平板光導的一表面中的複數彎曲凹槽以及在該平板光導表面上的複數彎曲脊的一或二者。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該三維掃描器被配置成用以掃描該車輛背後的一區域，該增強使用者感知被配置成，當該車輛正在反向移動時用以輔助避免碰撞，該車輛監控系統為一倒車後視、後援輔助車輛監控系統。
  11. 一種三維車輛監控系統，係包括：一三維攝影機，係配置成用以補捉與一車輛相鄰之一區域的一三維圖像；一圖像處理器，係配置成藉由該三維圖像提供該三維圖像區域的一三維模型，該三維模型包括由位於該三維圖像區域內的複數物體形成的一空間； 一三維電子顯示器，係藉由該三維模型以顯示該三維圖像區域的一部分，且當一物體從該車輛起的定位小於一閾值距離時，該顯示部分以視覺突出顯示該物體；其中該視覺突出顯示係配置成，當該車輛往該相鄰區域的一方向移動時，用以提供碰撞避免；其中，該閾值距離對應一零視差平面，而該零視差平面相關聯於藉由該三維電子顯示器顯示出的該三維圖像區域的該部分，在該顯示部分被感知的被視覺突出顯示的該物體被顯示在該零視差平面的前面。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之車輛監控系統，其中該三維攝影機包括一或多個彼此彌補的複數個攝影機、一飛行時間攝影機、一基於雷射距離感測器的複合物以及一二維攝影機。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之車輛監控系統，其中該圖像處理器進一步被配置成，在該三維圖像區域部分被呈現在該三維電子顯示器上之前，應用一投影變換於該三維模型中，該投影變換被配置成，在該顯示部分與其他物體相比較之下，增強被視覺突出顯示的該物體的一相對尺寸，該其他物體被定位在大於對應該零視差平面的該閾值距離的一距離。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之車輛監控系統，其中三維電子顯示器包括一基於多光束繞射格柵的三維電子顯示器。
  15. 一種車輛監控的方法，該方法包括以下步驟：藉由一三維掃描器捕捉相鄰於一車輛的一三維掃描；從該被捕捉的三維掃描產生一三維模型，該三維模型包括由位於該掃描區域內的複數物體形成的一空間；以及 藉由該三維模型顯示該掃描區域的一部分；其中在顯示該掃描區域的該部分的步驟中，包括在該顯示部分視覺突出顯示一物體，而該物體從該車輛起的距離小於一閾值距離；其中被視覺突出顯示的該物體是被配置成，當該物體比該閾值距離更接近該車輛時，增強使用者對該物體的感知；其中，在顯示該掃描區域的該部分的步驟中，進一步包括利用一三維電子顯示器，被視覺突出顯示的該物體對應於該閾值距離被呈現在該三維電子顯示器的一零視差平面前面，以及其中在產生該三維模型的步驟中，包括在該掃描區域的該部分被呈現在該三維電子顯示器上之前，應用一投影變換於該三維模型中。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之車輛監控的方法，其中該投影變換包括該顯示部分的一深度壓縮，該深度壓縮係在該掃描區域與其他物體相比較之下，增強被視覺突出顯示的該物體的一相對尺寸，該其他物體被定位在大於對應該零視差平面的該閾值距離的一距離處。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之車輛監控的方法，其中在利用該三維電子顯示器顯示該掃描區域的該部分的步驟中，包括：在一非零傳播角度的一平板光導中領導光以成為一光束；在該平板光導上藉由由複數多光束繞射格柵構成的一陣列，繞射耦合出該被領導之光束的一部分，其中在繞射耦合出該被領導之光束的該部分的步驟中，包括產生複數個被耦合出光束，而該等被耦合出光束以對應於該三維電子顯示器的不同視圖的不同主要角度方向定向遠離該平板光導；以及 藉由複數個光閥調變該等被耦合出光束，該等被調變光束表示該三維電子顯示器的複數像素，以顯示該部分成為一三維圖像。
TW105116473A 2015-05-30 2016-05-26 車輛監控系統及車輛監控的方法 TWI615299B (zh)

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