平视显示器图像采集和校正

技术领域

本公开涉及平视显示器(HUD)。

背景技术

平视显示器是一种以部分透明的方式呈现数据的显示器，其位置允许用户无需从他/她的通常视点(例如基本向前)移开视线就能看到数据。虽然是为了军事用途而开发的，但是平视显示器现在用于商用飞机、汽车、计算机游戏和其他应用。

在车辆内，平视显示器可用于在车辆挡风玻璃或表面的前方投影虚拟图像或车辆参数数据，以便图像位于或紧邻操作员的视线。车辆平视显示器系统可以基于从车辆内部的操作部件(例如，传感器)接收的信息例如通知用户车道标记、识别另一车辆的接近或提供附近的地标信息。

平视显示器还可以从车辆外部的信息系统接收和投射信息，例如智能手机上的导航系统。由平视显示器呈现的导航信息可以包括，例如，投影到下一个转弯的距离，相比于限速的车辆的当前速度，如果超过限速则包括警告。还可以在平视显示器上显示外部系统信息建议即将到来的车道或警告用户潜在的交通延误。

平视显示器也可用于增强现实显示器或增强视觉系统，用于识别、索引、叠加或以其他方式处理参考对象和道路特征，包括基础设施。这种先进的系统要求平视显示器图像相对于车辆内的观察者和他们视场内的对象精确对准。此外，这种平视显示器系统可以利用挡风玻璃在宽视场范围内提供平视显示器组合器功能。这种大尺寸反射式显示器在图像定位和失真方面给设计者带来了挑战。

发明内容

在一个示例性实施例中，一种用于车辆的平视显示器图像获取和校正设备包括：限定在车辆挡风玻璃的反射表面上的平视显示器块；用于在平视显示器块内投影图像的虚拟图像生成器；以及位于车辆的平视显示器人眼窗口内并具有包括平视显示器块的视场的虚拟图像传感器组件。该装置还包括控制器，该控制器被配置为控制预定测试图像在平视显示器块中的投影，从虚拟图像传感器组件接收平视显示器块图像，基于预定测试图像和平视显示器块图像确定补偿函数，并向虚拟图像生成器提供补偿函数以在投影之前应用于原始图像。

除了这里描述的一个或多个特征之外，补偿函数可以包括失真补偿函数。

除了这里描述的一个或多个特征之外，补偿函数可以包括对准补偿函数。

除了这里描述的一个或多个特征之外，补偿函数可以包括颜色补偿函数。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该设备可以包括用于虚拟图像传感器组件的固定装置，该固定装置将虚拟图像传感器组件定位在车辆的平视显示器人眼窗口内。

除了这里描述的一个或多个特征之外，固定装置可以固定地连接到静态车辆结构上。

除了这里描述的一个或多个特征之外，固定装置可以固定地连接到座椅靠背。

除了这里描述的一个或多个特征之外，固定装置可以固定地附接到机器人组件。

除了这里描述的一个或多个特征之外，虚拟图像传感器组件可以包括至少一个相机。

除了这里描述的一个或多个特征之外，虚拟图像传感器组件可以包括多个单独的位置可调的相机。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该设备可以包括用于将虚拟图像传感器组件定位在平视显示器人眼窗口内的对准系统。

除了本文所述的一个或多个特征之外，用于将虚拟图像传感器组件定位在平视显示器人眼窗口内的对准系统可以包括激光对准系统。

除了这里描述的一个或多个特征之外，用于将虚拟图像传感器组件定位在平视显示器人眼窗口内的对准系统可以包括相机。

除了这里描述的一个或多个特征之外，相机可以包括虚拟图像传感器组件。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该设备可以包括座椅定位马达，控制器被配置为控制座椅定位马达以将固定装置和虚拟图像传感器组件移动到平视显示器人眼窗口内的最终期望位置。

在另一个示例性实施例中，一种用于车辆的平视显示器图像获取和校正设备包括：限定在车辆挡风玻璃的反射表面上的平视显示器块；用于在平视显示器块内投影图像的虚拟图像生成器；以及位于车辆的平视显示器人眼窗口内并具有包括平视显示器块的视场的虚拟图像传感器组件，该虚拟图像传感器组件包括多个相机。该设备还包括控制器，该控制器被配置为控制预定测试图像在平视显示器块中的投影，从虚拟图像传感器组件接收包括从挡风玻璃的反射表面反射的预定测试图像的平视显示器块图像，平视显示器块图像向控制器提供对应于平视显示器块中的反射表面的失真效果的信息，基于预定测试图像和平视显示器块图像确定失真补偿函数，失真补偿函数可有效抵消平视显示器块中反射表面的失真效果，并向虚拟图像生成器提供补偿函数，以便在投影前应用于原始图像。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该设备可以包括用于虚拟图像传感器组件的固定装置，该固定装置将虚拟图像传感器组件定位在车辆的平视显示器人眼窗口内。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该设备可以包括固定地连接到静态车辆结构、座椅靠背和机器人组件之一的固定装置。

在又一示例性实施例中，一种用于车辆的平视显示器图像获取和校正方法包括：在限定在车辆挡风玻璃的反射表面上的平视显示器块中投影预定测试图像；从位于车辆的平视显示器人眼窗口内并且具有包括平视显示器块的视场的虚拟图像传感器组件接收平视显示器块图像，该平视显示器块图像包括从挡风玻璃的反射表面反射的预定测试图像；基于所述预定测试图像和所述平视显示器块图像确定补偿函数，并且向所述虚拟图像生成器提供所述补偿函数，以在投影之前应用于原始图像。

除了这里描述的一个或多个特征之外，补偿函数可以包括失真补偿函数、对准补偿函数和颜色补偿函数中的至少一个。

当结合附图时，根据以下详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

其他特征、优点和细节仅作为示例在以下详细描述中呈现，详细描述参考附图，其中：

图1示出了根据本公开的平视显示器系统；

图2A示出了根据本公开的车辆内部的侧视图；

图2B示出了根据本公开的车辆内部的前视图；

图2C示出了根据本发明的车辆内部的座位区域和人眼窗口区域的透视图；

图3示出了根据本公开的虚拟图像传感器组件中的示例性相机阵列的前视图；

图4示出了根据本公开的用于图像获取和校正的示例性过程。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或使用。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。如本文所用，控制模块、模块、控制部、控制器、控制单元、处理器和类似术语是指以下任一个或一个或多个的各种组合：一个或多个专用集成电路、电子电路、中央处理单元(优选为微处理器)和相关存储器和存储装置(只读存储器、随机存取存储器、电可编程只读存储器、硬盘驱动器等)、或执行一个或多个软件或固件程序或例程的微控制器、组合逻辑电路、输入/输出电路和设备、适当的信号调节和缓冲电路、高速时钟、模数和数模电路以及提供所述功能的其他组件。控制器可以包括各种通信接口，包括点到点或离散线以及到网络的有线或无线接口，所述网络包括车辆网络上的广域网和局域网(例如，控制器局域网(CAN)、本地互连网络(LIN))以及厂内和服务相关网络。本公开中阐述的控制器功能可以在几个联网控制器之间的分布式控制架构中执行。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似术语表示任何控制器可执行指令集，包括校准、数据结构和查找表。控制器可以具有一组被执行来提供所述功能的控制例程。例程例如由中央处理单元执行，并且可操作来监控来自感测设备和其他网络控制器的输入，并且执行控制和诊断例程来控制致动器的操作。在正在进行的发动机和车辆运行期间，可以定期执行程序。可选地，例程可以响应于事件、软件调用的发生或者经由用户界面输入或请求的需求而被执行。

图1示意性地示出了根据本公开的示例性平视显示器系统101。平视显示器系统101包括反射显示器，其优选为挡风玻璃116，其提供反射表面118，例如层叠挡风玻璃的内层玻璃。挡风玻璃116包括平视显示器块111，其通常指挡风玻璃116的这样的区域，其中平视显示器虚拟图像可以被投影以显示给观察者112。平视显示器系统101可以包括控制器102、包括图像生成单元(PGU)104的虚拟图像生成器105，图像生成单元104具有图像光源106、显示和透镜组件120、一个或多个折叠反射镜122、可调反射镜117和相关联的反射镜致动器108以及光和眩光陷波器124。平视显示器系统101还可以包括其他特征、组件和子系统，包括例如照明投影仪和/或图像传感器(未示出)。对应于平视显示器块的图像(平视显示器块图像)被理解为是指出现在平视显示器块内的图像。控制器102可以例如通过可以是CAN总线的总线175与车上和车外的其他电子控制单元、传感器和用户接口联网。车外联网在最终装配厂的受控生产环境和售后现场服务环境中可能特别有用。控制器102通过控制线145控制包括图像光源106的PGU 104的操作，以生成虚拟图像。控制器102通过控制线143控制反射镜致动器108的操作，以旋转或倾斜反射镜117，并调节平视显示器虚拟图像在挡风玻璃上的投影位置。反射镜致动器可以包括马达、齿轮、轴和/或其他部件，以改变反射镜117的位置和/或方向。反射镜117可以放大由PGU 104生成的图像和/或校正与挡风玻璃116相关联的某些失真。

PGU 104可以包括图像光源106以及显示器和透镜组件120。图像光源106产生包括投影到显示器和透镜组件120的显示器上的图形图像的虚拟图像光束121。虚拟图像光束121然后被导向一系列的一个或多个折叠镜122。出于包装的考虑，可以使用一个或多个折叠镜122。虚拟图像光束121在反射镜117处被反射，然后可以被反射通过光和眩光陷波器124到挡风玻璃116。虚拟图像光束121显示在用作平视显示器组合器的挡风玻璃上。光和眩光陷波器124可以过滤并因此防止例如太阳光(或环境光)从挡风玻璃116向反射镜117反射，并最小化眩光的影响。

平视显示器系统101还可以包括和/或连接到手动控制器136，包括开关138(按钮、拨片、滑块、转盘、操纵杆等)。平视显示器系统101还可以包括和/或连接到显示器、座椅电机或座椅开关(未单独示出)。显示器可以是例如触摸屏，例如位于车辆中央控制台中的信息娱乐显示器(265，图2B)，或者其他显示器。座椅电机用于定位一个或多个座椅。控制器102可以基于用户通过座椅开关的输入和/或存储在存储器中的座椅设置来控制座椅电机的操作。用户可以使用手动控制器136通过开关138手动调节PGU 104提供的虚拟图像的高度。可选地，显示触摸屏可以提供用户界面，用于在终端用户应用期间，例如由车辆乘客手动调节平视显示器虚拟图像。这种显示器、座椅开关和开关138可以被称为输入设备和/或接口，或者更一般地被称为用户接口。根据本公开，在有限的情况下，输入设备可以提供用户接口来建立用户意图或控制平视显示器虚拟图像的自动或部分自动对准过程。

某些平视显示器应用要求精确对准平视显示器产生的虚拟图像。在挡风玻璃上放置简单的信息，如传统的发动机仪表显示，在位置上并不要求严格。然而，旨在通过识别、叠加或以其他方式增强位于道路场景上的对象或特征的可见性来提高驾驶员或乘客情境意识的增强现实系统在放置虚拟图像时需要考虑观察者的眼睛位置、场景对象位置和车辆挡风玻璃位置。为了在这种系统中实现稳健的虚拟图像放置保真度，虚拟图像位置必须相对于车辆参考系进行校准。除了位置精度之外，几何精度和观察者感知到的不失真图像也是理想的。

根据一个示例性实施例，图2A-2C是示出结合根据本公开的平视显示器系统和图像采集设备的车辆201的内部的一部分的示例的示意图。仪表板组件209在车厢内横向延伸，基本上在门的前方，在A柱207的下方和之间。A柱207框住挡风玻璃116。方向盘203位于驾驶员座椅222的前方，并连接到转向柱组件205。

将虚拟图像生成器105组装到车辆中可以通过安装整个仪表板组件来完成，其中虚拟图像生成器105已经作为仪表板组件209的子组装过程或组建的一部分被组装到仪表板组件中。可选地，包括仪表组舱的较小子组件可以包含虚拟图像生成器105，并且可以组装到已经安装在车辆内的仪表板组件。可选地，虚拟图像生成器105可以作为单独的组装部件组装到仪表组、仪表板组件或上仪表板中。虚拟图像生成器105被适配和控制成向平视显示器块111内的挡风玻璃116投射虚拟图像光束121。

根据本公开，通过虚拟图像生成器105对准平视显示器块中显示的图像和/或颜色通道，并且表征或测量平视显示器块111处的挡风玻璃116的反射表面118，这是期望的。这种调节可以手动或自动进行。例如，用户可以通过手动控制器136调节投影图像。可选地，这种调节可以在包括平视显示器块图像感测的自动化过程中实现。取决于平视显示器系统101的特定硬件配置，更具体地说，取决于虚拟图像生成器105的特定硬件配置，可以以各种方式实现虚拟图像的调节。在由虚拟图像生成器105投影的虚拟图像上，平视显示器块111内的挡风玻璃116的反射表面118也可以赋予光学效果。因此，对于反射图像的观察者112来说，挡风玻璃的曲率、起伏、凹陷和其他缺陷可能变得明显。对于这种由挡风玻璃116的反射表面118施加的失真效果，可以对投影的虚拟图像进行调节以抵消这种效果。可以通过在PGU、控制器102或其他车外处理器中实现的众所周知的图像失真或扭曲引擎来进行调节。优选地，这种校正在与PGU 104相关联的非易失性存储器中实现作为对其的校准，并应用于由控制器102提供的用于投影和显示的原始图像。可选地，这种校正可以在与控制器102相关联的非易失性存储器中实现作为对其的校准，其在提供给PGU 104用于在投影和显示之前对原始图像应用校正。这种校正或补偿通常可称为补偿功能。抵消这种失真可能需要表征、测量或以其他方式映射平视显示器块位置的反射表面118。因此，虚拟图像对准和失真校正感测平视显示器块中的虚拟图像是期望的。更具体地，对平视显示器块中虚拟图像的感测可以基本上从观察者112的期望视角来完成。可以预见，这种对准和失真校正有时会需要，例如在初始车辆组装、挡风玻璃更换或虚拟图像生成器105移除和更换期间。

从观察者112的视角的虚拟图像感测通常可以在与平视显示器系统101相关联的平视显示器人眼窗口区域260内完成。根据本公开，虚拟图像传感器组件206位于平视显示器人眼窗口260内。图2C是示出位于车辆内部的平视显示器人眼窗口区域260的示例的透视图，在本文中通常称为人眼窗口260。虽然在图2C中示出为立方体形状，但是可以设想，人眼窗口260可以限定另一种形状，例如在图2A中示出的矩形棱柱，而不脱离本公开的范围。在另一个示例中，人眼窗口260可以包括与人眼窗口260的中心275相交的平面或者与中心275间隔开的平面。该平面可以代表驾驶员眼睛在车辆内部的期望位置。人眼窗口260的位置和尺寸可以基于位于车辆201内部的驾驶员座椅222的尺寸和位置。

在附图中，示出了驾驶员座椅222，其包括可调节座垫213、可调节座椅靠背264和可调节头枕266。座椅可移动地紧固到座椅导轨262上，并且在一定限度内能够升高、降低、倾斜和前后移动。座椅靠背264在座椅底部213的后部朝向其底部铰接，用于如箭头268所示的枢转运动。头枕266通过设置在座椅靠背264顶部的支柱导向件内的支柱225固定到座椅靠背264。头枕266可上下调节，并且也可在一定限度内铰接或旋转。座椅靠背264可以限定座椅靠背轴线270。头枕266可以限定水平轴线272和竖直轴线274。水平轴线272可以基本垂直于座椅靠背轴线270。座椅靠背264和头枕266可以彼此布置成使得座椅靠背轴线270和竖直轴线274共用同一轴线。例如，当座椅靠背264基本竖直定向并且头枕266基本竖直定向时，座椅靠背轴线270和竖直轴线274共用相同的轴线，如图2C所示。座椅调节可以通过手动、电动或两者结合进行。车辆使用者可以建立座位位置，从而建立观察者的眼睛位置。人眼窗口260通常位于座椅靠背264的前方，位于头枕266的大致高度处。

人眼窗口260的中心275的位置可以基于座椅靠背轴线270、水平轴线272和/或竖直轴线274。当人眼窗口区域成形为立方体时，中心275可以与人眼窗口260的每一侧等距间隔开。中心275可以与座椅靠背轴线270和/或竖直轴线274间隔开由尺寸276表示的距离。由尺寸276表示的距离的尺寸可以被选择以将人眼窗口260定向在基于观察者眼睛的代表性位置的位置。在一个示例中，由尺寸276表示的距离可以基本上在20和100毫米之间。在另一个示例中，人眼窗口260的位置也可以基于由尺寸278表示的距离。由尺寸278表示的距离可以基本上在0到5毫米之间。

虚拟图像传感器组件206可以包括一个或多个传感器，以模拟平视显示器块111的观察者的视角。因此，虚拟图像传感器组件206具有包括平视显示器块111的视场。在一个示例中，虚拟图像传感器组件206可以包括具有多个相机的相机阵列。图3中示出了示例性虚拟图像传感器组件206。在该示例中，虚拟图像传感器组件206被示为具有九个相机300，然而，可以设想虚拟图像传感器组件206可以包括更少或更多的相机。每个相机300可以布置在虚拟图像传感器组件206内，用于基于在虚拟图像传感器组件206处接收的指令进行移动。在一个示例中，虚拟图像传感器组件206可以包括支撑部件301，该支撑部件301包括可移动支架，每个可移动支架被构造成接收一个相机300，并且辅助每个相机300单独移动，例如通过众所周知的伺服机构。箭头304和箭头306表示每个可移动支架移动每个相机300的移动方向的示例。还可以设想，每个相机300可以被布置在虚拟图像传感器组件206内，用于根据用户的指示手动移动。

根据某些实施例并特别参考图2A，用于虚拟图像采集和校正的设备包括位于人眼窗口260内的虚拟图像传感器组件206。所示的实施例非常适合于最终装配厂的受控生产环境，这种设备也可以在售后现场服务环境中使用。车辆内部201包括仪表板组件209，其中包含虚拟图像生成器105。转向柱组件205连接到仪表板组件209下方的结构支架上。方向盘203连接到转向柱组件205的一端。转向柱组件205可包括倾斜/伸缩机构，该机构允许在极端升高和降低位置之间以及极端前/后位置之间选择性地调节转向柱/方向盘。虚拟图像生成器105被配置成向挡风玻璃116投射测试图像。虚拟图像传感器组件206在自动对准测试图像的布置中是有用的。该设备可以包括控制器215，该控制器215包括作为虚拟图像传感器组件206的一部分或与虚拟图像传感器组件206分离的相关联的显示器或其他用户/控制接口，例如与虚拟图像传感器组件206集成的控制器和显示器，或者诸如平板电脑、膝上型计算机等独立智能设备。例如，控制器215可以是装配厂工具或现场服务设备的一部分。控制器102、虚拟图像传感器组件206、控制器215和相关控制器以及各种厂内生产控制和信息系统之间的通信可以通过任何适当的有线或无线方式来实现，包括例如车辆控制器局域网175。

如上所述，例如，在初始车辆组装、挡风玻璃更换或虚拟图像生成器105移除和更换期间，可以使用用于虚拟图像获取和校正的设备。因此，需要结果的可重复性，以确保设置的一致性。根据本发明公开的虚拟图像传感器组件206在人眼窗口260内的使用，优选位置基本上根据意识中的车辆参考来定义。例如，车辆内为人眼窗口位置提供参考的特征可包括例如A柱、B柱、门洞框架、车顶或其他静态结构特征中的一个或多个。一个示例性特征可以包括车辆座椅导轨262。图2A示意性地示出了固定地附接到车辆座椅导轨262并承载示例性虚拟图像传感器组件206的固定装置223。可选地，头枕固定装置221可以直接固定地附接到头枕266或固定到座椅靠背264，例如通过设置在座椅靠背264顶部的头枕杆导向件内的杆来代替头枕266。任何这样的结构都可以被认为是固定连接到座椅靠背264上。这种固定装置然后可以承载示例性虚拟图像传感器组件206。在这样的实施例中，座椅可以被设置在极限位置，以减少固定装置和虚拟图像传感器组件206相对于车辆参考框架的位置的变动。此外，座椅定位马达可用于建立极限位置和/或将固定装置和虚拟图像传感器组件206移动到最终期望位置。这种可适应的配置可以进一步与对准系统(未示出)结合，以相对于车辆参考系在空间中定位固定装置。例如，对准系统可以包括已知视觉系统中的一个或多个图像相机，或者耦合到固定装置、虚拟图像传感器组件206或车辆并索引到车辆参考系的已知激光对准系统。在另一个用于将虚拟图像传感器组件206定位在人眼窗口内的实施例中，机器人组件231可以采用，其具有或不具有如本文所述的对准系统。在一个示例中，机器人组件231位于装配线上，邻近车辆组件行进的轨道。机器人组件231可以包括臂208。臂208可以被固定以支撑虚拟图像传感器组件206。有利的是，虚拟图像传感器组件206可以包括如本文所述的多个相机。因此，可重复定位虚拟图像传感器组件206的优选方法采用虚拟图像传感器组件206的相机。虚拟图像传感器组件206的相机可用于扫描预选的车辆部件或位置参考目标，或临时固定并参考车辆中已知和可识别的基准位置的视觉可识别目标。位置参考目标的示例包括位于车辆内部固定和/或可识别位置的车辆特征，例如除霜器通风口。这种永久或临时的参考特征在这里可以称为基准点。在另一个实施例中，虚拟图像传感器组件206的相机的功能可以由临时与车辆内部相关联以定位预选的车辆部件或其他参考的专用相机或视觉系统来执行。

在操作中，虚拟图像传感器组件206可以提供如本文所述的位置参考数据。控制器可以访问数据，例如预选的车辆特征的参考位置，并将参考位置与由虚拟图像传感器组件206提供的位置参考数据进行比较。当虚拟图像传感器组件206被可调节地配置时，例如固定到头枕固定装置221或固定到机器人组件231，可以提示用户调节虚拟图像传感器组件206的位置，如本文所述。如果固定到头枕固定装置221上，用户可以基于由虚拟图像传感器组件206提供的位置参考数据来控制座椅定位马达的致动，以将虚拟图像传感器组件206建立到最终期望的位置。替代地或附加地，可以采用激光对准系统将虚拟图像传感器组件206定位到其期望的位置。类似地，如果固定到机器人组件231，用户可以基于由虚拟图像传感器组件206提供的位置参考数据来控制机器人的致动，以将虚拟图像传感器组件206建立到最终期望位置。有利的是，机器人组件231可以以六个自由度进行调节。替代地或附加地，可以采用激光对准系统将虚拟图像传感器组件206定位到其期望的位置。根据另一个实施例，一旦被固定，例如当被固定223到车辆座椅轨道262或其他车辆结构时，虚拟图像传感器组件206具有有限的可调节性，可以在每个单独的相机300处实现对示例性虚拟图像传感器组件206的精细调节，例如通过这里描述的伺服机构。替代地或附加地，虚拟图像传感器组件206可以固定有中间调节机构，以允许基于由虚拟图像传感器组件206、激光对准系统或对本领域普通技术人员显而易见的其他位置反馈工具提供的一个或多个位置参考数据来最终定位虚拟图像传感器组件206。当适当地配置有可控可调节的机械机构时，例如机器人组件231、座椅定位马达或伺服马达，任何上述调节可以通过众所周知的反馈控制自动进行。

参考图4，示出了根据本公开的用于图像获取和校正的示例性过程400。虚拟图像传感器组件206被配置和定位在人眼窗口260内，用于采集在如本文所述的平视显示器块111内的图像。虚拟图像生成器105投影预定的测试图像401。测试图像401可以包括一个或多个识别特征，例如已知的网格或其他量化的几何图案，包括同心圆和半径、点图案等。在本示例中，在二维笛卡尔坐标系中规则间隔的点的矩阵被实现为测试图像401。测试图像401被引导向基本在平视显示器块111内的挡风玻璃116。虚拟图像传感器组件206捕获平视显示器块111内的反射图像407，其包括由平视显示器块111内的挡风玻璃116的反射表面118赋予的失真效果，并将平视显示器块图像提供给控制器215。可以提取点的坐标。例如，控制器基于反射图像407的点坐标与测试图像401的点坐标的比较409和反转函数411，使用已知的去失真和去扭曲技术，确定失真补偿函数413。通过对去失真图像414应用415失真补偿函数413，可以生成用于由虚拟图像生成器105投影的预失真虚拟图像417。这种校正或补偿通常可称为失真补偿功能。优选地，这种预失真可以在与虚拟图像生成器105的PGU 104相关联的非易失性存储器中实现，作为对其的校准，并应用于由控制器102提供的原始图像用于投影和显示。可选地，这种预失真可以在与控制器102相关联的非易失性存储器中实现，作为对其的校准，该校准在提供给虚拟图像生成器105的PGU 104用于投影和显示之前对原始图像应用校正。因此，一旦确定，失真补偿函数413由控制器215提供给虚拟图像生成器105，并作为虚拟图像预投影处理的一部分集成在其中。预失真的虚拟图像417由虚拟图像生成器105投影。预失真虚拟图像417被引导朝向大致在平视显示器块111内的挡风玻璃116。观察者112看到平视显示器块111内的反射图像417，其包括由平视显示器块111内的挡风玻璃116的反射表面118赋予的失真效果。然而，由反射表面118赋予预失真虚拟图像417的失真效果可有效对于预失真虚拟图像417进行去失真，使得观察到的反射图像417看起来不失真。因此，失真补偿函数可有效抵消平视显示器块中的反射表面的失真效果。

优选地，虚拟图像的对准可以在失真补偿函数被确定并集成到虚拟图像生成器105中之后完成。虚拟图像传感器组件206的视场还可以包括预选的车辆部件或如本文所述提供位置参考的其他永久或临时的基准。示例性的虚拟图像对准过程可以包括扫描虚拟图像传感器组件206的视场并识别这些基准。预定的测试图像由虚拟图像生成器105投影，并且可以包括一个或多个识别特征。控制器215可以访问数据，例如与基准和预定测试图像的优选位置和对准相关的预定位置关系数据。控制器可以将测试图像位置和预定位置进行比较，并且基于差异，实现预定测试图像与优选位置的对准。这样就确定了图像对准调节。优选地，这种图像对准调节可以在与虚拟图像生成器105的PGU 104相关联的非易失性存储器中实现，作为对其的校准，并应用于由控制器102提供的用于投影和显示的原始图像。这种校正或补偿通常可称为对准补偿功能。可选地，这种图像对准调节可以在与控制器102相关联的非易失性存储器中实现，作为对其的校准，其在提供给虚拟图像生成器105的PGU 104用于投影和显示之前对原始图像应用校正。因此，一旦确定，图像对准调节由控制器215提供给虚拟图像生成器105，并作为虚拟图像预投影处理的一部分集成在其中。取决于平视显示器系统101的特定硬件配置，更具体地说，取决于虚拟图像生成器105的特定硬件配置，可以以各种方式实现图像对准调节。作为非限制性示例，虚拟图像的调节可以通过在DLP平视显示器系统的情况下旋转内镜、在全息平视显示器系统的情况下将透镜功能应用到相位全息图、或者在具有保留像素的液晶显示器上的图像平移、或者在液晶平视显示器系统中整个液晶显示器的x、y平移来实现。

平视显示器块内显示的虚拟图像的颜色对准也可以以类似的方式调节或拨入。例如，虚拟图像生成器105可以投影预定的测试图像，例如这里描述的二维笛卡尔坐标系中规则间隔的点的矩阵。虚拟图像传感器组件206捕获平视显示器块111内的反射图像，其包括单独的颜色通道，并将数据提供给控制器215。可以提取每个颜色通道的点的坐标，并通过比较来确定未对准。确定对一个或多个颜色通道的调节以使它们对准。优选地，这种颜色通道调节可以在与虚拟图像生成器105的PGU 104相关联的非易失性存储器中实现，作为对其的校准，并应用于由控制器102提供的用于投影和显示的原始图像。这种校正或补偿通常可以称为颜色补偿功能。可选地，这种颜色通道调节可以在与控制器102相关联的非易失性存储器中实现，作为对其的校准，其在提供给虚拟图像生成器105的PGU 104用于投影和显示之前对原始图像应用校正。因此，一旦确定，颜色通道调节由控制器215提供给虚拟图像生成器105，并作为虚拟图像预投影处理的一部分集成在其中，以实现颜色对准补偿。

除非明确描述为“直接的”，否则当在上述公开中描述第一和第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一和第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，也可以是在第一和第二元件之间存在一个或多个介入元件(在空间上或功能上)的间接关系。

应当理解，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行，而不改变本公开的原理。此外，尽管每个实施例在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例中实现和/或与任何其他实施例的特征相结合，即使该结合没有被明确描述。换句话说，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此的置换仍在本公开的范围内。