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显示系统、显示装置以及显示控制方法

文献发布时间:2023-06-19 09:30:39


显示系统、显示装置以及显示控制方法

技术领域

本公开涉及根据移动体的运动来控制像的显示位置的显示系统、显示装置以及显示控制方法。

背景技术

专利文献1公开了一种使用平视显示器(HUD)装置来进行增强现实(AR)显示的车辆信息显示系统。HUD装置通过在车辆的挡风玻璃投影表示虚像的光,来使作为车辆的乘客的观察者同时视觉确认车辆的外界的实景和虚像。例如,将表示车辆的引导路径的虚像与实景内的显示对象、例如道路建立对应并进行显示。由此,乘客能够视觉确认实景的同时确认引导路径。专利文献1的车辆信息显示系统根据加速度来修正虚像的显示位置。由此,在车辆的突然减速以及突然加速时,抑制产生虚像的位置偏离。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:JP特开2015-101311号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

若要修正像的位置偏离,则可能其修正过程对于观察者显眼。

本公开提供一种高精度地抑制像的位置偏离、且提高了位置偏离修正的外观的品质的显示系统、显示装置以及显示控制方法。

-解决课题的手段-

本公开的显示系统具备:获取装置,获取表示移动体的速度的速度信息;检测装置,检测移动体的姿势变动量;显示处理装置,基于基准位置和修正量,对像的显示位置进行控制;和修正处理装置,基于速度以及姿势变动量,设定修正量,修正处理装置基于所述速度和所述姿势变动量来推断所述修正量是否为规定量以上,基于所述推断结果,调整所述修正量。

本公开的显示装置具备:获取部,获取表示移动体的速度的速度信息、和表示移动体的姿势变动量的变动量信息;显示部,在基于基准位置和修正量的显示位置显示像;和控制部,基于速度以及姿势变动量,设定修正量,控制部基于速度来设定阈值,在姿势变动量为阈值以下的期间,基于姿势变动量来设定修正量,在姿势变动量大于阈值的期间,将显示位置返回到基准位置。

本公开的显示控制方法是计算机的运算部进行的显示控制方法,包含:获取表示移动体的速度的速度信息、和表示移动体的姿势变动量的变动量信息的步骤;和基于基准位置和修正量来对像的显示位置进行控制的步骤,控制显示位置的步骤包含:基于速度来设定阈值,在姿势变动量为阈值以下的期间,基于姿势变动量来设定修正量,在姿势变动量大于阈值的期间,将显示位置返回到基准位置。

这些概括性且特定的方式也可以通过系统、方法以及计算机程序、及这些的组合来实现。

-发明效果-

通过本公开的显示系统,能够高精度地抑制像的位置偏离,提高位置偏离修正的外观的品质。例如,在推断为姿势变动量所对应的修正量为规定量以上的情况下将修正量重置,在推断为修正量保持小于规定量的情况下通过实施基于修正的调整从而能够实现兼顾修正、重置和重置时的外观的品质的高精度的位置偏离修正。此外,通过本公开的显示装置以及显示控制方法,由于根据移动体的速度来设定姿势变动量的阈值,因此在基于姿势变动量的显示位置的控制中,能够高精度地抑制像的位置偏离。

附图说明

图1是用于对第1实施方式中的平视显示器(HUD)进行说明的图。

图2是表示第1实施方式中的显示系统的结构的框图。

图3是表示阈值数据的一个例子的图。

图4A是表示与车速相应的阈值的图表。

图4B是表示与车速相应的阈值的另一图表。

图5是表示能够从挡风玻璃看到的实景的例子的图。

图6是表示虚像的一个例子的图。

图7A是表示未倾斜的车辆的图。

图7B是用于对车辆未倾斜时虚像显示于基准位置的例子进行说明的图。

图8A是表示前倾姿势的车辆的图。

图8B是用于对车辆为前倾姿势时产生虚像的位置偏离的例子进行说明的图。

图9是用于对虚像的显示位置的修正进行说明的图。

图10是用于对陀螺仪传感器的基于噪声的虚像的位置偏离进行说明的图。

图11是表示第1实施方式中的显示处理的流程图。

图12是表示第1实施方式中的修正处理的流程图。

图13A是用于对第1实施方式中的修正量的重置进行说明的图。

图13B是用于对第1实施方式中的修正量的重置的另一例子进行说明的图。

图14是表示第2实施方式中的显示处理的流程图。

图15是表示第2实施方式中的修正处理的流程图。

图16是用于对第2实施方式中的偏移值的设定进行说明的图。

图17是表示第3实施方式中的修正处理的流程图。

图18是表示第4实施方式中的修正处理的流程图。

图19是表示第5实施方式中的显示系统的结构的框图。

图20是表示第5实施方式中的修正处理的流程图。

图21A是用于对第5实施方式中的偏离量的重置进行说明的图。

图21B是用于对第5实施方式中的偏离量的重置的另一例子进行说明的图。

图22是表示第6实施方式中的修正处理的流程图。

图23是表示第7实施方式中的修正处理的流程图。

图24是表示第8实施方式中的显示装置的结构的框图。

图25是表示通过陀螺仪传感器而检测的角度的时间变化的说明图。

具体实施方式

(作为本公开的基础的认识)

在根据基于传感器的输出而检测出的移动体的状态,例如根据移动体的姿势,对像的显示位置进行修正的情况下,产生传感器的噪声所导致的修正误差。

例如,为了高精度地检测因路面的凹凸等形状引起的移动体的振动,考虑使用陀螺仪传感器。移动体的围绕3轴的角度即横滚角、俯仰角以及偏航角可通过对利用陀螺仪传感器而检测的角速度进行积分运算来得到。但是,陀螺仪传感器根据设备的特性,即使为静止状态,输出的角速度也不为零。产生所谓的漂移。因此,在角速度的积分运算中,基于漂移的误差被累积,得到的角度产生误差。该情况下,若基于陀螺仪传感器的输出,持续修正像的显示位置,则修正误差变大。因此,若经常或长时间进行基于传感器的输出的修正,则修正误差被累积,像的显示位置偏离。例如,在进行增强现实(AR)显示的HUD系统的情况下,虚像的显示位置可能相对于实景内的规定的显示对象、例如道路出现较大偏离。因此,观察者对于像的显示觉察到违和感。

为了消除这样产生的累积误差,考虑单纯重置修正量。通过将虚像的显示位置返回到基准位置,能够重置修正量。

但是,若在任意的定时重置修正量,例如,在位置偏离修正中进行重置则重叠偏离变大。此外,若重置动作被视觉确认,则观察者察觉到违和感。这样,若单纯重置修正量,则引起修正性能的降低、外观的品质的恶化。

本公开的显示系统、显示装置以及显示控制方法在移动体的姿势变动量为阈值以下的期间,在基于基准位置和根据姿势变动量而设定的修正量的显示位置显示像。本公开的显示装置以及显示系统在姿势变动量大于阈值时,将像的显示位置返回到基准位置。姿势变动量具体而言,是陀螺仪传感器输出的角速度。

参照图25来说明若在位置偏离修正中进行重置则重叠偏离变大。图25是表示通过陀螺仪传感器来检测的角度的时间变化的说明图。图25的图表的斜率表示角速度。根据移动体的振动振幅来检测角度的偏离量,检测出的角度的偏离量为修正量。如图25所示,能够进行位置偏离修正的偏离量存在极限,在产生超过修正范围的位置偏离的情况下,不能进行超过修正范围的位置偏离量的修正,因此重叠精度恶化。若在该不能进行修正的定时重置修正量,则能够抑制基于重置的重叠精度的恶化。因此,通过与阈值进行比较并判定来检测偏离量超过修正范围。基于该判定结果,重置修正量,从而能够有效活用不能进行位置偏离修正的期间。

此外,上述的偏离量的判定使用基于计算出的角度的偏离量来判定即可,但如图25所示,可能在振幅的峰值Pk1、Pk2附近的外景的变化少的定时Pb1、Pb2进行判定,可能重置动作明显。因此,修正量的重置需要在偏离量超过修正范围之前、并且达到振动振幅的峰值之前的阶段更早地进行重置判定。因此,不使用基于角度的偏离量,而使用角速度来进行判定为宜。例如,基于定时Pb1、Pb2处的角速度,与阈值进行比较,从而能够预测为经过规定时间后的峰值Pk1、Pk2包含于可修正范围内。该情况下,不进行重置动作。此外,基于定时Pb3、Pb4处的角速度,与阈值进行比较,从而能够预测为经过规定时间后的峰值Pk3、Pk4不包含于可修正范围内。该情况下,在可修正范围外的定时进行重置动作。由此,能够防止重置过程明显。此外,在定时Pa1~Pa4的时刻,在角速度超过阈值的情况下判定为外景的变化较大,能够进行重置动作。

进一步地,若使基于角速度的判定的阈值变化,则能够进行更加精度优良的判定(推断)。在移动体以高速移动时,移动体的振动频率变高,因此相对于低速行驶时,即使是较小的振幅,陀螺仪传感器所检测的角速度也较大。因此,高速移动时,角速度容易变得大于阈值,例如,即使在偏离量为修正范围内能够进行位置偏离修正的情况下也由于误判定而被重置,像的显示位置返回到基准位置的情况变多。因此,例如,在高速移动时,几乎不进行显示位置的修正,可能引起修正性能的降低以及外观的品质的恶化。另一方面,在移动体以低速进行移动时,移动体的振动频率变低,因此相对于高速行驶时,即使是较大的振幅,陀螺仪传感器所检测的角速度也较小。因此,低速移动时,角速度容易变得比阈值小,例如,显示位置的修正经常进行。因此,例如,低速移动时,几乎不将像的显示位置返回到基准位置。此外,由于不能检测偏离量超过修正范围的情况,失去重置的机会,因此还存在基于积分的误差累积从而修正性降低的情况。

因此,本公开的显示系统、显示装置以及显示控制方法根据移动体的速度来设定用于决定是否将显示位置返回到基准位置的角速度的阈值。具体而言,速度越快,越增大阈值。由此,能够根据移动体的速度和角速度来判定(推断)振动振幅(偏离量),在振动振幅为修正范围内时实施位置偏离修正,在振动振幅超过修正范围而不能进行位置偏离修正的情况下的外景的变化较大时进行用于消除修正值的累积误差的重置。由此,在维持位置偏离修正的精度的状态下,能够进行兼顾累积误差的消除和外观的品质的、精度优良的像的位置偏离修正。例如,即使在移动体以高速进行移动时,也能够修正显示位置。此外,即使在移动体以低速进行移动时,也能够将显示位置返回到基准位置。通过按照基于角速度的修正量来变更显示位置,能够精度优良地抑制基于姿势变动的像的位置偏离。此外,通过将显示位置返回到基准位置,能够减少陀螺仪传感器的漂移所导致的修正误差。另外,在本公开中,所谓“将显示位置返回到基准位置”,包含将显示位置完全返回到基准位置、和通过使显示位置接近于基准位置来部分地返回这两方。

(第1实施方式)

以下,参照附图来说明第1实施方式。在第1实施方式中,以移动体是汽车等的车辆、显示系统是在车辆的挡风玻璃的前方显示虚像的平视显示器(HUD)系统的情况为例来进行说明。在第1实施方式中,在车辆的角速度大于第1阈值的期间,将显示位置的修正量重置为零。由此,将虚像的显示位置返回到基准位置。车辆的角速度是车辆的姿势变动量的一个例子。

1.显示系统的结构

参照图1至图3,对本实施方式的显示系统的结构进行说明。

图1是用于说明HUD的图。在图1中,将车辆200的横滚轴设为X轴,将车辆200的俯仰轴设为Y轴,将车辆200的偏航轴设为Z轴。即,X轴是正交于Y轴以及Z轴、并沿着视觉确认虚像Iv的乘客D的视线方向的轴。Y轴是从视觉确认虚像Iv的乘客D来看沿着左右方向的轴。Z轴是沿着车辆200的高度方向的轴。

本实施方式的显示系统100是在车辆200的挡风玻璃210的前方的实景重叠虚像Iv的、进行所谓的增强现实(AR)显示的HUD系统。虚像Iv表示规定的信息。例如,虚像Iv是表示用于向目的地引导的路径、向目的地的到达预料时刻、行进方向、速度、各种警告等的图形以及文字。显示系统100被设置于车辆200,将表示虚像Iv的显示光Lc投影于车辆200的挡风玻璃210的显示区域220内。在本实施方式中,显示区域220是挡风玻璃210的一部分的区域。另外,显示区域220也可以是挡风玻璃210的整个区域。显示光Lc通过挡风玻璃210,被向车内的方向反射。由此,车辆200内的乘客D将被反射的显示光Lc视觉确认为处于车辆200的前方的虚像Iv。

显示系统100包含投影装置10、信息获取装置20、显示处理装置30、姿势检测装置40以及修正处理装置50。

投影装置10将表示虚像Iv的显示光Lc投影于显示区域220内。投影装置10例如包含:对虚像Iv的图像进行显示的液晶显示元件、对液晶显示元件进行照明的LED等的光源、将液晶显示元件所显示的图像的显示光Lc反射于显示区域220的反射镜以及透镜等。投影装置10例如被设置于车辆200的仪表盘内。

信息获取装置20获取表示车辆的位置、车外的状况、以及在道路上行驶的车辆200的速度的信息。具体而言,信息获取装置20对车辆200的位置进行测定并生成表示位置的位置信息。信息获取装置20生成表示对象物、以及到对象物的距离等的车外信息。对象物是人、标志、道路等。信息获取装置20对车辆200的速度进行检测并生成表示车辆200的速度的速度信息。信息获取装置20输出车辆200的位置信息、车外信息以及速度信息。

显示处理装置30基于从信息获取装置20得到的车辆200的位置信息以及车外信息,对虚像Iv的显示进行控制,将虚像Iv的图像数据向投影装置10输出。显示处理装置30将从信息获取装置20获取的车辆200的速度信息向修正处理装置50输出,从修正处理装置50获取虚像Iv的显示位置的修正量。

姿势检测装置40对车辆200的角速度进行检测,输出表示检测出的角速度的角速度信息。

修正处理装置50基于从姿势检测装置40输出的车辆200的角速度信息、从信息获取装置20输出的车辆200的速度信息,计算虚像Iv的显示位置的修正量。修正处理装置50将计算出的修正量向显示处理装置30输出。

图2是表示显示系统100的内部结构的框图。

在本实施方式中,信息获取装置20包含GPS(Global Positioning System)模块21、摄像机22以及车速传感器23。

GPS模块21对地理坐标系中的表示车辆200的当前地的位置进行检测。具体而言,GPS模块21接收来自GPS卫星的电波,对接收的地点的纬度以及经度进行测位。GPS模块21生成表示测位的纬度以及经度的位置信息。

摄像机22拍摄外景并生成拍摄数据。信息获取装置20例如根据拍摄数据来确定对象物,通过图像处理来测定到对象物的距离。信息获取装置20将表示对象物以及到对象物的距离的信息生成为车外信息。

车速传感器23检测车辆200的速度,生成表示检测出的速度的速度信息。

信息获取装置20将位置信息、车外信息以及速度信息向显示处理装置30输出。另外,由摄像机22生成的拍摄数据也可以被输出给显示处理装置30。

显示处理装置30包含通信部31、显示控制部32以及存储部33。

通信部31包含依据规定的通信标准来进行与外部设备的通信的电路。规定的通信标准例如包含LAN、Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)、USB、HDMI(注册商标)、CAN(controller area network)、SPI(Serial Peripheral Interface)。

显示控制部32能够通过半导体元件等来实现。显示控制部32例如能够包含微型计算机、CPU、MPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC。显示控制部32的功能可以仅通过硬件来构成,也可以通过将硬件与软件组合来实现。显示控制部32通过读取存储部33中保存的数据、程序并进行各种运算处理,来实现规定的功能。

存储部33是对为了实现显示处理装置30的功能所需的程序以及数据进行存储的存储介质。存储部33例如能够通过硬盘(HDD)、SSD、RAM、DRAM、铁电存储器、闪存、磁盘或者这些的组合来实现。

存储部33中,保存表示虚像Iv的多个图像数据330。

显示控制部32基于从信息获取装置20得到的位置信息以及车外信息,决定显示的虚像Iv。显示控制部32从存储部33读取决定的虚像Iv的图像数据330,输出给投影装置10。显示控制部32从未图示的外部装置,经由通信部31,获取表示虚像Iv的显示的基准位置的信息。显示控制部32将从信息获取装置20获取的表示车速的速度信息输出给修正处理装置50,从修正处理装置50获取显示位置的修正量。显示控制部32基于基准位置和修正量来设定虚像Iv的显示位置。

姿势检测装置40包含检测角速度的陀螺仪传感器41。陀螺仪传感器41将表示检测出的角速度的角速度信息输出给修正处理装置50。

修正处理装置50包含通信部51、修正控制部52以及存储部53。

通信部51包含依据规定的通信标准来进行与外部设备的通信的电路。规定的通信标准例如包含LAN、Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)、USB、HDMI(注册商标)、CAN(controller area network)、SPI(Serial Peripheral Interface)。

修正控制部52能够通过半导体元件等来实现。修正控制部52例如能够包含微型计算机、CPU、MPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC。修正控制部52的功能可以仅通过硬件来构成,也可以通过将硬件与软件组合来实现。修正控制部52通过读取存储部53中保存的数据、程序来进行各种运算处理,从而实现规定的功能。

存储部53是对为了实现修正处理装置50的功能所需的程序以及数据进行存储的存储介质。存储部53例如能够通过硬盘(HDD)、SSD、RAM、DRAM、铁电存储器、闪存、磁盘或者这些的组合来实现。

存储部53中,保存表示与车速相应的阈值的阈值数据530。

修正控制部52作为功能性结构,包含阈值设定部52a、判定部52b、偏离量计算部52c以及修正量计算部52d。

阈值设定部52a基于车辆200的速度信息和阈值数据530,设定角速度的阈值即第1阈值a。

判定部52b对车辆200的角速度和阈值设定部52a所设定的第1阈值a进行比较,输出比较结果。若判定部52b判定为角速度的大小比第1阈值a大,则能够推断为修正量是超过可修正范围的规定量以上。此外,若判定部52b判定为角速度的大小为第1阈值a以下,则能够推断为修正量小于可修正范围内的规定量。

偏离量计算部52c基于姿势检测装置40输出的姿势变动信息,计算车辆200的姿势(角度的偏离量)。例如,偏离量计算部52c通过对陀螺仪传感器41所检测出的角速度进行积分运算,来计算车辆200的围绕俯仰轴的角度(俯仰角)。由此,能够计算图1所示的以Y轴(俯仰轴)为中心的旋转方向上的车辆200的偏离量(角度)。同样地,也可以计算偏航角度或者横滚角度,例如计算全部围绕X轴、Y轴以及Z轴的角度。由此,能够计算围绕图1所示的X轴、Y轴以及Z轴,即横滚方向、俯仰方向以及偏航方向上的车辆200的偏离量。另外,在本实施方式中,计算围绕三个轴的全部角度,但也可以计算围绕1轴或者2轴的角度。例如,也可以仅计算围绕Y轴以及Z轴的角度。

修正量计算部52d根据车辆200的姿势(角度的偏离量),计算虚像Iv的显示位置的修正量。修正量例如通过像素数来表示。具体而言,修正量计算部52d例如将偏离量计算部52c计算的俯仰角以及偏航角的偏离量从角度换算为像素数,决定将偏离的像素数返回到原始的这种修正量。修正量计算部52d例如针对横滚角,在角度的状态下,决定将横滚角的偏离量返回到原始的这种修正量。修正量计算部52d将计算出的修正量输出给显示处理装置30。

如上述那样,显示处理装置30和修正处理装置50通过通信部31、51来双方向进行通信。显示处理装置30向修正处理装置50输出表示车速的速度信息。修正处理装置50向显示处理装置30输出表示修正量的信息。

图3表示阈值数据530的一个例子。阈值数据530是表示与车速V相应的第1阈值a的表格。图4A是通过图表来表示阈值数据530的图。第1阈值a被设定为基于车速V而阶段性地增加,以使得车速V越快第1阈值a越大。阈值设定部52a对车辆200的速度信息和阈值数据530进行比较,设定车辆200的速度V所对应的第1阈值a。此外,第1阈值a也可以通过依赖于车速V的函数而被设定。例如,如图4B所示的图表那样,可以通过1次函数(a=k×V+b)来表示。这里,k表示斜率,b表示截距。此外,也可以通过2次以上的函数、指数函数等来表示。此外,也可以按每个速度V的范围设定不同的函数。

2.AR显示

参照图5~图10,对AR显示进行说明。

图5表示从车辆200的挡风玻璃210看到的实景的例子。图6表示从显示区域220看到的虚像Iv的一个例子。显示系统100使图5所示的实景与图6所示的虚像Iv重叠。虚像Iv的基准位置P0是基于虚像Iv的种类、车辆200的状态、例如车辆200的位置以及姿势、以及地图数据等而被决定的位置,该基准位置P0通过外部装置而被决定。例如,在显示对象230是行驶车道、虚像Iv是表示行进方向的箭头的情况下,车辆静止时箭头指示行驶车道的中央时的箭头的显示位置为基准位置P0。基准位置P0例如在图6中,通过显示区域220内的Y坐标和Z坐标的值所对应的液晶显示上的像素的位置而被设定。基准位置P0被从外部装置获取。外部装置例如包含微型计算机、CPU、MPU、GPU、DSP、FPGA、或者ASIC、GPS模块21。外部装置的功能可以仅通过硬件来构成,也可以通过将硬件与软件组合来实现。从外部装置输出的表示基准位置P0的信息可能基于乘客数、负载的变动以及汽油的减少等所导致的姿势的变动而变化。因此,例如,从外部装置获取的基准位置P0可能与最初获取的初始位置不同。因此,显示处理装置30也可以基于乘客数、负载的变动以及汽油的减少等所导致的姿势的变动,来变更从外部装置获取的基准位置P0。另外,也可以显示处理装置30基于位置信息、车外信息以及地图数据等,设定基准位置P0。显示处理装置30也可以基于位置信息以及车外信息,设定虚像Iv的大小。

图7A表示未倾斜的车辆200。图7B表示车辆200未倾斜时的虚像Iv的显示例。图7B表示图5所示的实景与图6所示的虚像Iv重叠显示的状态。在车辆200未倾斜时,如图7B所示,若使虚像Iv显示于基准位置P0,则在想进行显示的所希望的位置、例如行驶车道的中央表示虚像Iv。

图8A表示前倾姿势的车辆200。图8B表示车辆200为前倾姿势时的虚像Iv的显示例。图8B示例根据车辆200的姿势变动,虚像Iv的显示位置从显示对象230偏离的情况。可能由于路面的凸凹、车辆200的突然加速或者突然减速等,导致车辆200倾斜。例如,若车辆200突然减速,则如图8A所示车辆200成为前倾姿势。在该情况下,如图8B所示,从挡风玻璃210看到的显示对象230的位置根据车辆200的倾斜而变动。因此,在将虚像Iv显示于基准位置P0的情况下,虚像Iv从显示对象230偏离。例如,如图8B所示,箭头的前端成为对向车道231内。因此,显示系统100在将与车辆200的姿势相应的偏离恢复的方向上调整虚像Iv的显示位置。

图9表示修正前和修正后的虚像Iv的显示位置。修正处理装置50计算修正量c,以使得虚像Iv的显示位置成为没有车辆200的角度所导致的偏离的位置P1。即,显示处理装置30将虚像Iv的显示位置设定为“基准位置P0+修正量c”。由此,投影装置10能够将虚像Iv显示于希望对显示对象230显示的位置P1。这样,即使在车辆200倾斜的情况下,也能够通过基于修正量c来将虚像Iv的显示位置从基准位置P0变更,从而在希望对实景内的显示对象230显示的位置P1显示虚像Iv。

图10示例由于陀螺仪传感器41的噪声,导致虚像Iv的显示位置从显示对象230偏离的情况。如上所述,例如,陀螺仪传感器41检测的角速度中包含基于漂移的误差,因此若基于角速度的积分运算来计算修正量c,则该修正量c中包含误差。该情况下,例如,即使在车辆200停止中几乎没有振动的情况下,也可检测到车辆200的姿势变动,修正量c也不为零。因此,产生虚像Iv的显示位置(=基准位置P0+修正量c)变动,例如,从希望使其显示的位置P2偏离的情况。本实施方式为了减少该传感器的噪声所导致的位置偏离E,如后所述,在角速度大于第1阈值a时,将修正量c重置为零。由此,能够抑制陀螺仪传感器41的漂移所导致的修正误差被累积。

3.显示处理装置的动作

参照图11,对显示处理装置30的显示控制部32的动作进行说明。图11表示显示处理装置30的显示控制部32进行的显示处理。图11所示的显示处理例如在车辆200的发动机启动时,或者用于指示虚像Iv的显示开始的按钮被操作时等开始。

显示控制部32从信息获取装置20获取车辆200的位置信息、车外信息以及速度信息(S101)。显示控制部32将速度信息向修正处理装置50输出(S102)。显示控制部32基于位置信息以及车外信息,决定是否显示与显示对象对应的虚像Iv(S103)。

显示控制部32在决定了显示虚像Iv的情况下(S104中为是),从外部装置获取表示虚像Iv的基准位置P0的信息(S105)。显示控制部32获取从修正处理装置50输出的表示显示位置的修正量c的信息(S106)。显示控制部32基于基准位置P0和修正量c,使投影装置10显示虚像Iv(S107)。例如,显示控制部32从存储部33读取与显示对象对应的虚像Iv的图像数据330,将虚像Iv的显示位置设定为“基准位置P0+修正量c”,将图像数据330和表示显示位置的信息向投影装置10输出。

显示控制部32在决定了不显示虚像Iv的情况下(S104中为否),将虚像Iv设为不显示(S108)。例如,显示控制部32输出使投影装置10停止虚像Iv的显示的指令。

显示控制部32判断是否继续显示处理(S109)。例如,在车辆200的发动机停止时,或者用于指示虚像Iv的显示的结束的按钮被操作时等,显示控制部32结束显示处理。该情况下,显示控制部32使投影装置10的虚像Iv的显示停止。在继续显示处理的情况下,返回到步骤S101。

4.修正处理装置的动作

参照图12以及图13A,对第1实施方式中的修正处理装置50的修正控制部52的动作进行说明。图12表示修正处理装置50的修正控制部52进行的修正处理。图13A表示第1实施方式中的修正控制部52的功能性结构。

图12所示的修正处理例如在车辆200的发动机启动时、或者用于指示虚像Iv的显示开始的按钮被操作时等开始。图12的修正处理例如与图11的显示处理一起开始。另外,图12所示的修正处理也可以在用于指示虚像Iv的位置修正的开始的按钮被操作时开始。

修正控制部52获取从陀螺仪传感器41输出的表示车辆200的角速度的角速度信息(S201)。偏离量计算部52c基于角速度,计算车辆200相对于围绕3轴的偏离量(S202)。例如,如图13A所示,偏离量计算部52c通过“y=y’+x”,计算当前的偏离量y。偏离量y是相对于围绕3轴的角度。在图13A中,y’是之前的偏离量,x是积分运算过程的计算值。计算值x通过“x=(gyro_in+gyro_in’)×K”而被计算。K是滤波系数。gyro_in是步骤S201中获取的角速度,gyro_in’是之前的角速度。

阈值设定部52a从显示处理装置30获取表示车速的速度信息(S203)。阈值设定部52a基于存储部53中保存的阈值数据530和步骤S203中获取的速度信息,设定与车速相应的第1阈值a(S204)。判定部52b判断步骤S201中获取的角速度是否为第1阈值a以下(S205)。

在判定部52b判断为角速度是第1阈值a以下的情况下(S205中为是),修正量计算部52d基于当前的偏离量y,计算虚像Iv的显示位置的修正量c(S206)。在判定部52b判断为角速度大于第1阈值a的情况下(S205中为否),修正量计算部52d将修正量c重置为零(S207)。

例如,在步骤S206中,如图13A所示,修正量计算部52d通过“c=(y-ofs)×G”来计算修正量c。这里,G是用于将角度换算为像素数的换算系数。具体而言,例如,修正量计算部52d针对俯仰角以及偏航角,将车辆200的角度即偏离量换算为像素数,决定将像素数所示的偏离量抵消的修正量c。关于横滚角,在角度的状态下,决定将偏离量抵消的修正量c。偏移值ofs的初始值例如为零。

例如,在步骤S207中将修正量c重置为零时,修正量计算部52d将当前的偏离量y设定为偏移值ofs(ofs=y)。即,偏移值ofs是角速度大于第1阈值a时的偏离量y。由此,修正量计算部52d中的修正量c的计算“c=(y-ofs)×G”通过“ofs=y”,成为“c=0×G”。因此,修正量计算部52d计算的修正量c为零。

修正量计算部52d将步骤S206中计算的修正量c或者步骤S207中计算的修正量c向显示处理装置30输出(S208)。

修正控制部52判断是否继续修正处理(S209)。在继续修正处理的情况下(S209中为是),返回到步骤S201。在不继续修正处理的情况下(S209中为否)结束图12所示的处理。

5.效果以及补充等

本公开的显示系统100具备信息获取装置20、姿势检测装置40、显示处理装置30以及修正处理装置50。信息获取装置20获取表示移动体的速度的速度信息。姿势检测装置40对移动体的姿势变动量进行检测。显示处理装置30基于基准位置和修正量,对像的显示位置进行控制。修正处理装置50基于速度以及姿势变动量,设定修正量c。具体而言,修正处理装置50基于速度来设定第1阈值a。修正处理装置50在姿势变动量为第1阈值a以下的期间,基于姿势变动量来设定修正量c。显示处理装置30在姿势变动量大于第1阈值a的期间,将显示位置返回到基准位置P0。

具体而言,姿势变动量是移动体的角速度。本实施方式的显示系统100进一步包含对表示像的光进行投影的投影装置10。在本实施方式中,移动体是车辆200,像是在车辆200的挡风玻璃的前方显示的虚像。

修正处理装置50的阈值设定部52a根据车速来变更第1阈值a的大小,因此能够高精度地抑制像的位置偏离。具体而言,阈值设定部52a设定第1阈值a,以使得如图4A以及图4B那样,车速越快第1阈值a越大。由此,能够根据车速和姿势变动量来判定(推断)振动振幅(偏离量),在振动振幅为修正范围内时,实施位置偏离修正,在振动振幅超过修正范围而不能进行位置偏离修正的情况下的外景的变化较大时,进行用于将修正值的累积误差消除的重置。由此,能够在维持位置偏离修正的精度的情况下,进行兼顾累积误差的消除和外观的品质的精度优良的、像的位置偏离修正。例如,即使在车辆200以低速行驶、振动频率低的情况下,也能够将显示位置返回到基准位置。此外,即使在车辆200以高速行驶、振动频率高的情况下,也能够以基于角速度的修正量将显示位置变更。通过基于角速度来变更显示位置,能够高精度地抑制基于移动体的姿势变动的像的位置偏离。此外,通过将显示位置返回到基准位置,能够减少修正误差的累积,抑制修正误差的累积所导致的像的位置偏离。通过本实施方式,根据车速来设定第1阈值a,因此能够根据行驶速度来精度优良地兼顾基于角速度的修正和修正误差的重置。即使在像的显示位置的偏离量变大时将显示位置返回到基准位置,观察者也不会对像的显示位置的变化察觉到违和感。

具体而言,修正处理装置50在角速度大于第1阈值a时,将修正量c重置为零。更具体而言,修正处理装置50包含偏离量计算部52c和修正量计算部52d。偏离量计算部52c相当于根据角速度来计算移动体的角度的第1计算部。修正量计算部52d相当于将角度转换为像素数来计算修正量c的第2计算部。

例如,由于陀螺仪传感器41所检测的角速度中包含基于漂移的误差,因此若继续基于角速度的积分运算的修正量c的计算,则该修正量c中包含的误差被累积并变大。但是,本实施方式通过将角速度大于第1阈值a时的偏离量y设定为偏移值ofs,来将修正量c重置为零。由此,在角速度大于第1阈值a时,虚像Iv的显示位置被重置为基准位置P0。因此,能够在角速度大于第1阈值a时,能够将为了检测车辆姿势而使用的陀螺仪传感器41的噪声的累积所导致的显示位置的误差消除。由此,能够将虚像Iv的显示位置恢复为希望使其显示的位置。角速度为第1阈值a以下时的修正量c通过“c=(y-ofs)×G”而被计算。通过该偏移值ofs被设定为角速度大于第1阈值a时的偏离量y,可抑制以后的陀螺仪传感器41的噪声所导致的修正误差的累积。

在图13A中,偏移值ofs是角度,但偏移值ofs也可以是像素数。图13B表示第1实施方式中的修正控制部52的功能性结构的另一例子。例如,如图13B所示,修正量计算部52d通过“c=y×G-ofs”来计算修正量c。该情况下,修正量计算部52d将角速度大于第1阈值a时的“y×G”设定为偏移值ofs(ofs=y×G)。由此,角速度大于第1阈值a时的修正量c也可以被重置为零。

(第2实施方式)

在第1实施方式中,修正处理装置50的修正量计算部52d输出根据偏移值ofs而调整的修正量c,显示处理装置30将虚像Iv的显示位置设定为“基准位置P0+修正量c”。在本实施方式中,修正量计算部52d分别输出修正量c和偏移值ofs。即,在本实施方式中,修正量c不根据偏移值ofs而被调整。显示处理装置30将虚像Iv的显示位置设定为“基准位置P0+偏移值ofs+修正量c”。

图14表示显示处理装置30的显示控制部32进行的显示处理。第2实施方式的图14的步骤S301~S305、S308、S309与第1实施方式的图11的步骤S101~S105、S108、S109相同。

在本实施方式中,显示控制部32在使虚像显示时,与修正量c一起地,从修正处理装置50获取偏移值ofs(S306)。显示控制部32基于基准位置P0、偏移值ofs和修正量c,使投影装置10显示虚像Iv(S307)。具体而言,显示控制部32根据基准位置P0和偏移值ofs,通过“P0’=P0+ofs”来设定新的基准位置P0’。将通过偏移值ofs来调整之前的基准位置P0也称为初始位置。偏移值ofs相当于距初始位置的偏移量。显示控制部32将虚像Iv的显示位置设定为“新的基准位置P0’+修正量c”,使投影装置10显示虚像Iv。

参照图15以及图16,对第2实施方式中的修正处理装置50的修正控制部52的动作进行说明。图15表示修正处理装置50的修正控制部52进行的修正处理。第2实施方式的图15的步骤S401、S402、S404~S406、S409分别与第1实施方式的图12的步骤S201~S205、S209相同。图16表示第2实施方式中的修正控制部52的功能性结构。

在本实施方式中,修正量计算部52d基于偏离量y,通过“c=y×G”,计算修正量c(S403)。

修正量计算部52d基于角速度大于第1阈值a时的修正量c来设定偏移值ofs(ofs=-c)(S407)。本实施方式的偏移值ofs相当于像素数。偏移值ofs的初始值例如为零。

修正量计算部52d将步骤S403中计算的修正量c、和步骤S407中设定的偏移值ofs向显示处理装置30输出(S408)。

如以上那样,在本实施方式中,显示处理装置30基于基准位置P0、偏移值ofs和修正量c,对像的显示位置进行控制。修正处理装置50基于角速度大于第1阈值a时的修正量c来设定偏移值ofs。

通过基于角速度大于第1阈值a时的修正量c来设定偏移值ofs,基于显示控制部32的新的基准位置P0’(=P0+ofs)和修正量c的显示位置与第1实施方式的显示位置实质相同。因此,通过本实施方式,可得到与第1实施方式相同的效果。

(第3实施方式)

在第1实施方式中,修正控制部52在角速度大于第1阈值a时将修正量c重置为零。在本实施方式中,修正控制部52在角速度大于第1阈值a时,将修正量c的大小减小规定量。

图17表示第3实施方式中的修正处理装置50的修正控制部52所进行的修正处理。第3实施方式的图17的步骤S501、S502、S504~S506、S509、S510分别与第1实施方式的图12的步骤S201~S205、S208、S209相同。

修正控制部52基于偏离量y,例如通过“c=y×G”来计算虚像Iv的显示位置的修正量c(S503)。在判定部52b判断为角速度是第1阈值a以下的情况下(S506中为是),修正量计算部52d输出步骤S503中计算的修正量c(S509)。

在判定部52b判断为角速度大于第1阈值a的情况下(S506中为否),修正量计算部52d判断步骤S503中计算的修正量c是否为零(S507)。另外,修正量c是否为零的判断也可以判定部52b进行。

若修正量c不为零(步骤S507中为否),则修正量计算部52d将修正量c的大小减小规定量以使得修正量c接近于零(S508)。例如,修正量计算部52d从步骤S503中计算的修正量c减去规定量q

修正量计算部52d将步骤S503中计算的修正量c或者步骤S508中计算的修正量c输出给显示处理装置30(S509)。

如以上那样,修正处理装置50按每个修正处理的取样周期来计算修正量c,在角速度大于第1阈值a时,将修正量c减小规定量。这样,通过更新修正量并且将修正量减小一定量,从而虚像Iv的位置不会急剧较大地变化。因此,能够抑制乘客D对虚像Iv的显示位置的变化觉察到违和感。即,能够抑制显示位置的偏移所导致的外观的违和感。进一步地,也能够抑制累积误差。

(第4实施方式)

在角速度大于第1阈值a时,在第1实施方式中将修正量c重置为零,在第3实施方式中将修正量c的大小减小规定量。在本实施方式中,根据利用偏离量而计算的修正量c的大小,调整修正量c。具体而言,在修正量c为第2阈值b以上的情况下将修正量c减小规定量,在修正量c小于第2阈值b时,将修正量c重置为零。第2阈值b是修正量c的阈值。

图18表示第4实施方式中的修正处理。第4实施方式的图18所示的修正处理是将第1实施方式的图12所示的修正处理以及第3实施方式的图17所示的修正处理组合。

在本实施方式中,在角速度大于第1阈值a的情况下(S506中为否),修正量计算部52d判断基于步骤S503中计算的偏离量y的修正量c是否为第2阈值b以上(S517)。步骤S517的判断也可以判定部52b进行。

若修正量c为第2阈值b以上(步骤S517中为是),则修正量计算部52d将修正量c减小规定量(S508)。

若修正量c小于第2阈值b(步骤S517中为否),则修正量计算部52d将修正量c重置为零(S518)。

如以上那样,修正处理装置50按每个修正处理的取样周期来计算修正量c,在角速度大于第1阈值a的情况下,并且在修正量c为第2阈值b以上时,将修正量c减小规定量以使得修正量c接近于零,在修正量c小于第2阈值b时,将修正量c重置为零。这样,若更新修正量c并且将修正量减小一定量,在某种程度上变小则进行重置,从而能够根据车辆200的姿势的倾斜,对外观没有违和感地进行显示位置的修正以及累积误差的消除。

(第5实施方式)

在本实施方式中,将修正量c重置为零的方法与第1实施方式不同。在第1实施方式的图13A以及图13B中,修正量计算部52d将修正量c重置为零。在本实施方式中,通过偏离量计算部52c将偏离量y重置为零,从而将修正量c重置为零。

图19是表示第5实施方式的显示系统100的内部结构的框图。在本实施方式中,判定部52b的判定结果被输出给偏离量计算部52c。

图20表示第5实施方式的修正控制部52进行的修正处理。第5实施方式的图20的步骤S601~S605、S608、S609分别与第1实施方式的图12的步骤S201、S203~S205、S202、S208、S209相同。图21A表示第5实施方式的修正控制部52的功能性结构。

在判定部52b判断为角速度是第1阈值a以下时(S604中为是),偏离量计算部52c基于角速度,通过“y=y’+x”来计算偏离量y(S605)。在本实施方式中,若判定部52b判断为角速度大于第1阈值a(S604中为否),则偏离量计算部52c将偏离量y重置为零(S606)。

例如,如图21A所示,偏离量计算部52c设为x=0并且y’=0,输出“y=0”。通过设为“x=0”并且“y’=0”,偏离量计算部52c中的积分滤波器被重置。由此,偏离量计算部52c中的积分运算的误差的累积被消除。

修正量计算部52d基于步骤S605或者步骤S606中计算的偏离量,通过“c=y×G”,计算修正量c(S607)。在角速度大于第1阈值a时,从偏离量计算部52c输出零,因此修正量计算部52d计算“c=0×G”。由此,修正量c被重置为零。

另外,也可以通过其它的方法来将偏离量重置为零。图21B表示第5实施方式的修正控制部52的功能性结构的另一例子。该例子中,偏离量计算部52c将偏离量y与偏移值ofs的差分“y-ofs”输出给修正量计算部52d。图21B的偏移值ofs与图13A的偏移值ofs相同。角速度大于第1阈值a时的偏离量y被设定为偏移值ofs(ofs=y)。由此,角速度大于第1阈值a时的修正量c被重置为零。通过将角速度大于第1阈值a时的偏离量y设定为偏移值ofs,可消除偏离量计算部52c中的积分运算的误差的累积。

如以上那样,在本实施方式中,在角速度大于第1阈值a时,偏离量计算部52c将偏离量重置为零。由此,修正量c被重置为零。通过本实施方式,可得到与第1实施方式同等的效果。

(第6实施方式)

在角速度大于第1阈值a时,在第3实施方式中将修正量c减小规定量。在本实施方式中,在角速度大于第1阈值a的期间,在一定时间逐渐重置为零。

图22表示第6实施方式中的修正处理。第6实施方式的图22的步骤S701~S707、S711、S713分别与第3实施方式的图17的步骤S501~S507、S509、S510相同。

修正控制部52基于偏离量y,例如通过“c=y×G”来计算虚像Iv的显示位置的修正量c(S703)。在判定部52b判断为角速度为第1阈值a以下的情况下(S706中为是),修正量计算部52d输出步骤S703中计算的修正量c(S711)。

在判定部52b判断为角速度大于第1阈值a的情况下(S706中为否),修正量计算部52d判断步骤S703中计算的修正量c是否为零(S707)。另外,也可以判定部52b进行修正量c是否为零的判断。

在修正量计算部52d判断为修正量c不是零的情况下(步骤S707中为否),修正量计算部52d判断重置开始标志是否被设定为ON(S708)。若修正量计算部52d判断为重置开始标志未被设定为ON(S708中为否),则修正量计算部52d将重置开始标志设定为ON,计算第2偏移量ofs2(S709)。接下来,修正量计算部52d将修正量c减小计算出的第2偏移量ofs2(S710)。修正量计算部52d将减小的修正量c输出给显示处理装置30(S711)。

接下来,返回到步骤S707,再次,修正量计算部52d判断修正量c是否为零。修正量计算部52d若判断为修正量c不是零(S707中为否),修正量计算部52d判断重置开始标志是否被设定为ON。若重置开始标志被设定为ON(S708中为是),则再次将修正量c减小偏移量ofs2(S710)。这样,逐渐减小修正量c。

例如,若在时刻t1重置开始标志被设定为ON,则在重置开始标志被设定为ON的期间,修正量C逐渐变小,在从时刻t1起重置时间Δt1后的时刻t4,修正量成为0。另外,也可以预先设定重置时间Δt1,根据取样周期ts和重置开始时的修正量c1,将一个取样(到流程图的S707~S711的一个周期)中的第2偏移量ofs2设为c1×ts/Δt1,将修正量每次减小c1×ts/Δt1。

若修正量c成为零,则修正量计算部52d在步骤S707中的判断中判断修正量c为零(S707中为是),将重置开始标志设定为OFF(S712)。修正量计算部52d将步骤S703中计算出的修正量c或者步骤S704~S710中反复减小并成为零的修正量c输出给显示处理装置30(S711)。

如以上那样,修正处理装置50在角速度大于第1阈值a时,将修正量c在一定时间中逐渐减小,因此虚像Iv的位置逐渐返回到初始位置P0。由于虚像Iv的位置不会急剧地较大变化,因此能够抑制乘客D对虚像Iv的显示位置的变化觉察到违和感。即,能够抑制显示位置的偏移所导致的外观的违和感。

(第7实施方式)

在角速度大于第1阈值a的情况下,在修正量为第2阈值b以上时,在第4实施方式中,修正量计算部52d将修正量c减小规定量。在本实施方式中,在修正量c为第2阈值b以上的情况下,逐渐减小修正量c,在修正量c小于第2阈值b的情况下,将修正量重置为零。

图23表示第7实施方式中的修正处理。第7实施方式的图23的步骤S801~S807、S811、S813分别与第4实施方式的图18的步骤S501~S517、S509、S510相同。此外,第7实施方式的图23的步骤S808~S810分别与第6实施方式的图22的步骤S708~S710相同。

在本实施方式中,在角速度大于第1阈值a的情况下(S806中为否),修正量计算部52d判断基于步骤S803中计算出的偏离量y的修正量c是否为第2阈值b以上(S807)。步骤S807的判断也可以判定部52b进行。

若修正量c为第2阈值b以上(步骤S807中为是),则修正量计算部52d判断重置开始标志是否被设定为ON(S808)。若修正量计算部52d判定为重置开始标志未被设定为ON(S808中为否),则修正量计算部52d将重置开始标志设定为ON,计算第2偏移量ofs2(S809)。接下来,修正量计算部52d将修正量c减小计算出的第2偏移量ofs2(S810)。修正量计算部52d将减小的修正量c输出给显示处理装置30(S711)。

接下来,返回到步骤807,再次,修正量计算部52d判断修正量c是否为零。若修正量计算部52d判断为修正量c是第2阈值b以上(S807中为是),则修正量计算部52d判断重置开始标志是否被设定为ON(S808)。若重置开始标志被设定为ON(S808中为是),则再次将修正量c减小偏移量ofs2(S810)。这样,逐渐减小修正量c,若修正量c小于第2阈值b,则修正量计算部52d在步骤S807中的判断中,判断修正量c小于第2阈值b(S807中为否),修正量计算部52d将修正量c重置为零(S814)。然后,修正量计算部52d将重置开始标志设定为OFF(S812)。

例如,若在时刻t1,重置开始标志被设定为ON,则在重置开始标志被设定为ON的期间,修正量逐渐变小,在从时刻t1起重置时间Δt2之后的时刻t5,修正量变得小于第2阈值b。另外,也可以预先设定重置时间Δt2,根据取样周期ts和重置开始时的修正量c1,将一个取样(到流程图的S807~S811的一个周期)中的偏移量设为(C1-b)×ts/Δt2,将修正量每次减小(C1-b)×ts/Δt2。若修正量c小于第2阈值b,则修正量c被即时重置为零。

如以上那样,修正处理装置50在角速度大于第1阈值a的情况下,并且在修正量c为第2阈值b以上时,将修正量c每次减小一定量以使得修正量c接近于零,在修正量c小于第2阈值b时,将修正量c重置为零。由此,能够对外观没有违和感地进行显示位置的修正以及累积误差的消除。

(第8实施方式)

第1实施方式~第7实施方式说明了在车辆的挡风玻璃的前方显示虚像的显示系统100。但是,基于本公开的像的显示位置的修正并不局限于具备多个装置的显示系统100,也可以通过单体的装置来实现。

图24表示第8实施方式中的显示装置的结构。本实施方式的显示装置600例如是根据车辆200的行驶来显示图像的装置。显示装置600例如是个人计算机、平板终端以及智能电话等的各种信息处理装置。显示装置600例如相当于图2的显示系统100的显示处理装置30和修正处理装置50被一体地形成的设备。

显示装置600具备通信部61、控制部62、存储部63、操作部64以及显示部65。

通信部61具有与通信部31或者通信部51同等的功能或者构造。

控制部62具有与显示控制部32以及修正控制部52同等的功能或者构造。具体而言,控制部62具备阈值设定部62a、判定部62b、偏离量计算部62c、修正量计算部62d以及显示控制部62e。本实施方式中的阈值设定部62a、判定部62b、偏离量计算部62c、修正量计算部62d以及显示控制部62e分别对应于第1实施方式~第7实施方式的阈值设定部52a、判定部52b、偏离量计算部52c、修正量计算部52d以及显示控制部32。

存储部63对应于存储部33以及存储部53,对图像数据330以及阈值数据530进行保存。

操作部64是输入基于用户的各种操作的用户界面。例如,操作部64是在显示部65的表面设置的触摸面板。操作部64除了触摸面板以外,也可以通过键盘、按钮、开关或者这些的组合来实现。

显示部65例如包含液晶显示器或者有机EL显示器。显示部65例如在显示控制部62e指定的“基准位置P0+修正量c”所示的显示位置,显示图像数据330所示的图像。

显示装置600也可以与投影仪连接,也可以组装于投影仪。显示部65也可以具备相当于投影装置10的功能或者构造。

如以上那样,显示装置600具备获取部、显示部65以及控制部62。例如,通信部61相当于对表示移动体的速度的速度信息、和表示移动体的姿势变动量的变动量信息进行获取的获取部。显示部65在基于基准位置和修正量的显示位置显示像。控制部62基于速度以及姿势变动量,设定修正量。具体而言,控制部62基于速度来设定阈值。控制部62在姿势变动量为阈值以下的期间,基于姿势变动量来设定修正量,在姿势变动量大于阈值的期间,将显示位置返回到基准位置。

通过本实施方式,可得到与第1实施方式同等的效果。

(其他实施方式)

如以上那样,作为本申请中公开的技术的示例,说明了第1实施方式至第8实施方式。但是,本公开中的技术并不局限于此,也能够应用于适当地进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。此外,也能够将上述第1实施方式~第8实施方式中说明的各结构要素组合,设为新的实施方式。因此,以下,示例其他实施方式。

在第1实施方式~第7实施方式中,速度信息经由显示处理装置30,从信息获取装置20输出给修正处理装置50。但是,信息获取装置20也可以直接将速度信息输出给修正处理装置50。

在上述实施方式中,信息获取装置20通过车速传感器23,获取表示车辆200的速度的速度信息。但是,车辆200的速度并不局限于通过车速传感器23来获取,也可以从其它的设备或者通过其它的方法来获取。例如,也可以根据通过GPS模块21而得到的位置信息来计算速度。也可以根据从加速度传感器等得到的车辆200的加速度来计算速度。

在上述实施方式中,说明了信息获取装置20包含GPS模块21、摄像机22以及车速传感器23的例子。但是,信息获取装置20也可以包含对从车辆200到周围的对象物的距离和方向进行测量的距离传感器,也可以将表示测量的距离和方向的距离信息输出给显示处理装置30。信息获取装置20也可以包含导航系统。信息获取装置20也可以包含GPS模块21、距离传感器、摄像机22、图像处理装置、加速度传感器、雷达、声波传感器以及ADAS(AdvancedDriver-Assistance Systems)的白线检测装置等之中的一个以上。具有作为信息获取装置20的功能的GPS模块21、距离传感器、摄像机22以及车速传感器23等可以内置于一个装置,也可以独立地安装于车辆200。此外,所谓车速信息,包含能够判断车辆200的速度的全部信息。

在上述实施方式中,说明了姿势检测装置40包含陀螺仪传感器41的例子。但是,姿势检测装置40也可以包含对车辆200的加速度进行检测的加速度传感器,将检测出的加速度输出为姿势变动信息。姿势检测装置40也可以包含对距路面的高度进行检测的车高传感器,也可以将检测出的高度输出为姿势变动信息。姿势检测装置40也可以包含其他公知的传感器。姿势检测装置40可以包含陀螺仪传感器41、加速度传感器以及车速传感器等之中的一个以上。该情况下,具有作为姿势检测装置40的功能的陀螺仪传感器41、加速度传感器以及车高传感器等可以内置于一个装置,也可以独立地安装于车辆200。

在第1实施方式~第7实施方式中,示例了投影装置10、信息获取装置20、显示处理装置30、姿势检测装置40以及修正处理装置50分别是单独的装置的情况。但是,也可以多个装置作为一个装置而一体地形成。例如,也可以显示处理装置30和修正处理装置50作为一个装置而一体地形成。也可以信息获取装置20和显示处理装置30作为一个装置而一体地形成。也可以姿势检测装置40和修正处理装置50作为一个装置而一体地形成。单独形成的装置能够通过有线或者无线来相互可通信地连接。另外,投影装置10、信息获取装置20、显示处理装置30、姿势检测装置40以及修正处理装置50的全部也可以形成为一个装置。该情况下,也可以不存在通信部31、51。

在上述实施方式中,说明了移动体是汽车等的车辆200的情况。但是,移动体并不局限于车辆200。移动体可以是人乘坐的交通工具,例如,也可以是飞行机或者船。移动体也可以是无人机。移动体也可以不是行驶的物体,而是振动的物体。

在第1实施方式~第7实施方式中,说明了显示系统100是HUD系统的例子。但是,显示系统100也可以不是HUD系统。显示系统100也可以取代投影装置10,而具备液晶显示器或者有机EL显示器。显示系统100也可以包含屏幕以及投影仪。

在上述实施方式中,通过将移动体的角速度与阈值进行比较,来重置显示位置,但也可以通过移动体的角度与阈值的比较,来重置显示位置。

在上述实施方式中,说明了在移动体的前方显示像的情况。但是,显示像的位置并不局限于前方。例如,像也可以显示于移动体的侧面方向、后方。

(实施方式的概要)

(1)本公开的显示系统具备:获取装置,获取表示移动体的速度的速度信息;检测装置,检测移动体的姿势变动量;显示处理装置,基于基准位置和修正量,对像的显示位置进行控制;和修正处理装置,基于速度以及姿势变动量,设定修正量,修正处理装置基于所述速度和所述姿势变动量来推断所述修正量是否为规定量以上,基于所述推断结果,调整所述修正量。

由此,能够精度良好地抑制像的位置偏离。例如,能够与移动体的速度无关地,在姿势变动的振动振幅超过修正范围(阈值)的情况下进行重置,在姿势变动的振动振幅为修正范围内时实施修正,从而能够实现兼顾修正、重置和重置时的品质的精度优良的位置偏离修正。例如,通过基于姿势变动量来变更显示位置,能够精度优良地抑制基于姿势变动的像的位置偏离。通过将显示位置返回到基准位置,能够抑制修正误差的累积所导致的像的位置偏离。

(2)在(1)的显示系统中,修正处理装置基于速度来设定第1阈值,在姿势变动量为第1阈值以下的期间,基于姿势变动量来设定修正量,显示处理装置在姿势变动量大于第1阈值的期间,将显示位置返回到基准位置。通过将显示位置返回到基准位置,能够抑制修正误差的累积所导致的像的位置偏离。

(3)在(2)的显示系统中,也可以修正处理装置设定第1阈值,以使得速度越快第1阈值越大。

由此,例如,即使在移动体以低速移动、振动频率低的情况下,也能够将显示位置返回到基准位置。此外,即使在移动体以高速移动、振动频率高的情况下,也能够通过基于姿势变动量的修正量来变更显示位置。

(4)在(3)的显示系统中,姿势变动量也可以是移动体的角速度。

由此,能够根据移动体的急剧的姿势变动,进行显示位置的重置。

(5)在(4)的显示系统中,修正处理装置也可以在角速度大于第1阈值时,将修正量重置为零。

(6)在(4)的显示系统中,修正处理装置也可以在角速度大于第1阈值时,将修正量减小规定量以使得修正量接近于零。

(7)在(4)的显示系统中,修正处理装置也可以在角速度大于第1阈值的情况下,在修正量为第2阈值以上时,将修正量减小规定量以使得修正量接近于零,在修正量小于第2阈值时,将修正量重置为零。

(8)在(5)的显示系统中,修正处理装置也可以包含:第1计算部,根据角速度来计算移动体的角度;第2计算部,将角度转换为像素数来计算修正量,第2计算部基于角度与规定角度的差分、或者像素数与规定像素数的差分,计算修正量,设定规定角度或者规定像素数,以使得角速度大于第1阈值时的修正量为零。

(9)在(5)的显示系统中,修正处理装置也可以包含:第1计算部,根据角速度来计算移动体的角度;和第2计算部,将角度转换为像素数来计算修正量,第1计算部在角速度大于第1阈值时,将角度重置为零。

(10)在(4)的显示系统中,显示处理装置可以基于基准位置以及修正量、偏移量来对像的显示位置进行控制,修正处理装置基于角速度大于第1阈值时的修正量来设定偏移量。

(11)在(1)的显示系统中可以还包含对表示像的光进行投影的投影装置。

(12)在(11)的显示系统中,也可以移动体是车辆,像是在车辆的挡风玻璃的前方显示的虚像。

(13)本公开的显示装置具备:获取部,获取表示移动体的速度的速度信息、和表示移动体的姿势变动量的变动量信息;显示部,在基于基准位置和修正量的显示位置显示像;和控制部,基于速度以及姿势变动量,设定修正量,控制部基于速度来设定阈值,在姿势变动量为阈值以下的期间,基于姿势变动量来设定修正量,在姿势变动量大于阈值的期间,将显示位置返回到基准位置。

(14)本公开的显示控制方法是计算机的运算部进行的显示控制方法,所述显示控制方法包含:获取表示移动体的速度的速度信息、和表示移动体的姿势变动量的变动量信息的步骤;和基于基准位置和修正量来对像的显示位置进行控制的步骤,对显示位置进行控制的步骤基于速度来设定阈值,在姿势变动量为阈值以下的期间,基于姿势变动量来设定修正量,在姿势变动量大于阈值的期间,将显示位置返回到基准位置。

本公开的所有权利要求中所述的显示系统、显示装置以及显示控制方法能够通过与硬件资源、例如处理器、存储器以及程序的配合等来实现。

产业上的可利用性

本公开能够应用于将虚像显示于车辆的挡风玻璃的前方的显示装置以及显示系统。

-符号说明-

10 投影装置

20 信息获取装置

21 GPS模块

22 摄像机

23 车速传感器

30 显示处理装置

31 通信部

32 显示控制部

33 存储部

40 姿势检测装置

41 陀螺仪传感器

50 修正处理装置

51 通信部

52 修正控制部

52a 阈值设定部

52b 判定部

52c 偏离量计算部

52d 修正量计算部

53 存储部

100 显示系统

600 显示装置。

相关技术
  • 显示装置、无线通信系统、显示装置的控制方法、无线通信系统的控制方法、显示装置的控制程序、无线通信系统控制程序、以及记录了该程序的记录介质
  • 作业车辆、作业车辆用显示装置、作业车辆用显示装置的控制方法、反铲式挖掘装载机、反铲式挖掘装载机用显示装置、以及反铲式挖掘装载机用显示装置的控制方法
技术分类

06120112198630