一种基于增强现实抬头显示设备的测试方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车抬头显示的技术领域，尤其涉及一种基于增强现实抬头显示设备的测试方法及系统。

背景技术

近年来，增强现实抬头显示设备(AR-HUD)通过AR技术把当前时速、导航等信息投影到风挡玻璃上的光电显示装置上，使驾驶员可以更直观的观察实际路面情况，在驾驶过程中驾驶员不用转头、低头就能看到导航、车速信息，是智能驾驶发展的重要部分。

对于现有的增强现实抬头显示设备，如何增大视野是目前研究中的一个重要问题。在增大视野的同时，需要考虑到汽车是一个可移动载体，在整个移动过程中不可避免会因为路面颠簸导致车内设备和人员跟随一起晃动，因此如何有效评价增强现实抬头显示设备发射出的增强现实图像在整个颠簸过程中是否给驾驶员带来良好的体验也是需要解决的一个问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的一个技术问题是：提供一种基于增强现实抬头显示设备的测试方法，能够通过实验室试验替代上路试验，节约开发时间成本和经济成本。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于增强现实抬头显示设备的测试方法，包括以下步骤，设置震动台和投影仪处于合理位置，并将二者固定；使用投影仪投影，并前挡摄像头开启摄像；标定增强现实抬头显示设备上反射镜的位置；设定频率和振动幅度，并开启震动台；投影仪投射循环路面的图像；通过前挡摄像头判断增强现实抬头显示设备投影出的信息图像与车道线没之间是否存在误差。

作为本发明所述的基于增强现实抬头显示设备的测试方法的一种优选方案，其中：所述标定是使车辆在静止时，驾驶员视线位置看到的投影仪道路影像与增强现实抬头显示设备投影出的信息图像位置信息，与预期设计视觉上无偏差。

作为本发明所述的基于增强现实抬头显示设备的测试方法的一种优选方案，其中：所述标定还包括以下步骤，使用眼球追踪技术获取人眼位置信息；通过坐标系转换算法，将摄像头坐标系，转换到人眼位置的坐标系；根据光机的视野和图像标定技术，得到实际有效的图像区域。

作为本发明所述的基于增强现实抬头显示设备的测试方法的一种优选方案，其中：所述投影仪输出的有效图像通过图像识别算法识别车道线、行人和车辆信息，并根据显示的策略进行标注。

作为本发明所述的基于增强现实抬头显示设备的测试方法的一种优选方案，其中：所述调节反射镜的位置是根据人眼的坐标位置做相应的匹配，调节不同视场角的反射镜满足图像拼接无缝的效果。

作为本发明所述的基于增强现实抬头显示设备的测试方法的一种优选方案，其中：所述频率和振动幅度最初为固定值，通过测试后再设置为随机值进行测试。

作为本发明所述的基于增强现实抬头显示设备的测试方法的一种优选方案，其中：所述投影仪投影出的画面为提前录制的实际道路画面，并可以反复循环播放。

本发明解决的另一个技术问题是：提供一种基于增强现实抬头显示设备的主观测试系统，使上述方法能够依托于该系统实现。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于增强现实抬头显示设备的主观测试系统，包括，震动台，所述震动台能够以不同的频率和幅度振动；投影仪，所述投影仪能够投射道路图像；增强现实抬头显示设备，所述增强现实抬头显示设备能够投射出道路图像信息；前挡摄像头，所述前挡摄像头用于判断所述增强现实抬头显示设备投射出的道路车道线与实际车道线之间是否存在偏差。

本发明的有益效果：本发明只需要完成一次你所想要的道路信息的采集工作，获取视频和振动参数，之后所有测试可以在实验室完成而无需上路试验，替代性和针对性强，可重复性高，振动参数可控，方便问题定位，节约开发时间成本和经济成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一种实施例所述基于增强现实抬头显示设备的测试方法的整体流程结构示意图；

图2为本发明第一种实施例所述基于增强现实抬头显示设备的测试方法的实现原理图；

图3为本发明第二种实施例所述基于增强现实抬头显示设备的主观测试系统的整体结构示意图；

图4为本发明第二种实施例所述基于增强现实抬头显示设备的主观测试系统中各部件的组装位置示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1～2的示意，示意为本实施例中提出的一种基于增强现实抬头显示设备的测试方法的整体流程结构示意图，为了解决现有技术中增强现实抬头显示设备的测试中存在颠簸与驾驶员眼盒偏离的问题，以及开发与调试过程中解耦性低，需要依赖车型、道路环境等客观条件等问题，本实施例提出通过采集视频和振动参数，以及模拟实验环境的方法，从而使后续测试能够在实验室完成，不需要上路试验，从而节约开发时间成本和经济成本。

更加具体的，本实施例提出的基于增强现实抬头显示设备的测试方法，还包括以下步骤，

S1：设置震动台和投影仪处于合理位置，并将二者固定。

具体的，利用震动台模拟车载路面，需要提前根据该款试验车车型在行车过程中采集增强现实抬头显示设备放置位置的振动曲线，取物理坐标三轴加速度、频率、幅度参数最大值作为随机振动台的参数上限。

为了配合测试，需要制作前挡、仪表台和驾驶位座椅一体化试验台，从而模拟实车驾驶员与路面和增强现实抬头显示设备的位置关系。将震动台和投影仪通过机械固定的方式进行固定，确保投影仪与振动台在振动过程中无相对位移。

S2：使用投影仪投影，并前挡摄像头开启摄像。

S3：标定增强现实抬头显示设备上反射镜的位置。

其中，标定是使车辆在静止时，驾驶员视线位置看到的投影仪道路影像与增强现实抬头显示设备投影出的信息图像位置信息，与预期设计视觉上无偏差，标定过程还包括以下步骤，

使用眼球追踪技术获取人眼位置信息；

通过坐标系转换算法，将摄像头坐标系，转换到人眼位置的坐标系；

根据光机的视野和图像标定技术，得到实际有效的图像区域。

具体的，投影仪输出的有效图像通过图像识别算法识别车道线、行人和车辆信息，并根据显示的策略进行标注。例如，比如，当车辆偏移车道线后，用红色标注车道线进行提示。

反射镜的位置需要根据人眼的坐标位置做相应的匹配，调节不同视场角的反射镜满足图像拼接无缝的效果。

S4：设定频率和振动幅度，并开启振动台。

其中，频率和振动幅度最初为固定值，通过测试后再设置为随机值进行测试。可以取加速度、频率、幅度等参数最大值作为随机振动台的参数上限，并在范围内随机调整，其目的是为了保持模拟路面激励，因此保持振动参数为唯一变量。

S5：投影仪投射循环路面的图像。

其中，投影仪投影出的画面为提前录制的实际道路画面，并可以反复循环播放，且投影仪投射图像前需要完成静态画面与增强现实抬头显示设备的投影校正，若不同录制场景需要调整增强现实抬头显示设备的镜头才能对齐的话，需要调整后再开启主观试验。

S6：通过前挡摄像头判断增强现实抬头显示设备投影出的信息图像与车道线没之间是否存在误差。

其中，该试验中的误差是指从前挡摄像头拍到的视频当中判断是否有明显增强现实抬头显示设备投影出的图像与车道线没有对齐或对齐延时肉眼明显可见的问题。

为了对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择传统的抬头显示系统和采用本方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。

传统的抬头显示系统虚实融合程度较低，且极容易受外界影响，例如恶劣的天气，颠簸抖动等。

为验证本方法相对传统的抬头显示系统具有较高成像水平和抗干扰能力，本实施例中将采用传统的抬头显示系统和本方法分别对同一辆车的抬头显示效果进行实时测量对比。

表1：测试参数设置。

划定Eyebox矩形范围：50cm*120cm，通过畸变标定仪测量到的畸变大小如下表所示。

表2：采用传统的抬头显示系统和本方法的成像效果(畸变百分比)对比表。

由此可见，本方法的成像效果优于传统的抬头显示系统，且畸变百分比满足增强显示技术实现所需的光学要求。

实施例2

参照图3～4的示意，为实现上述基于增强现实抬头显示设备的测试方法，本实施例中提出了一种基于增强现实抬头显示设备的主观测试系统。具体的，该系统包括震动台100、投影仪200、增强现实抬头显示设备300和前挡摄像头400。

震动台100：能够以不同的频率和幅度振动，从而模拟道路环境。

投影仪200：能够投射道路图像，道路图像为事先采集好的图像。

增强现实抬头显示设备300：与震动台100和投影仪200连接，能够投射出道路图像信息，在实际应用中，该信息直接供驾驶员参考。

前挡摄像头400：与增强现实抬头显示设备300连接，用于判断增强现实抬头显示设备300投射出的道路车道线与实际车道线之间是否存在偏差。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

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限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。