一种车载HUD的校准标定系统及方法与流程

一种车载hud的校准标定系统及方法
技术领域
1.本发明涉及hud技术领域，尤其涉及一种车载hud的校准标定系统及方法。


背景技术：

2.平视显示器，又称抬头显示器(head up display)，简称hud。目前，其普遍运用在航空器的飞行辅助仪器上，如今已经逐渐在汽车上普及。hud旨为提高汽车的安全性，让驾驶者注意力都集中在路面上，以减少事故的发生。
3.目前，安装于汽车上的hud主要包含影像投影单元(pgu)、第一反射镜、第二反射镜、传动装置等。pgu出射的图像光依次经过第一反射镜和第二反射镜的反射后，经过防尘罩入射至汽车的前挡风玻璃，经过前挡风玻璃的反射形成虚像，以供车内人员观察，进而驾驶员无需低头就可以查看时速、导航等信息，提高驾驶体验。
4.但目前，汽车上还安装有车载摄像头以用于辅助驾驶，hud跟车载摄像头是两个独立的部件，它们被独立地安装在汽车的不同位置，在针对同一个图像或同一个物体时，如果hud显示的位置跟车载摄像头拍摄的位置不同，就会导致图像无法统一，进而影响驾驶体验，因此，需要对两者进行标定。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种车载hud的校准标定系统及方法，其通过校正信息保存模块，可计算出标定图像的轮廓图像与校正矩阵图像重合时，标定图像的轮廓图像移动的位置信息，即两者的相对距离误差信息，进而可通过调整hud虚像位置来消除该误差，即可实现对hud快速标定，标定流程简单，极大提高了标定效率。
6.为实现上述目的，采用以下技术方案：
7.一种车载hud的校准标定系统，包括投影承载模块：用于承载并显示投影图像；图像处理模块：与hud模块连接，用于向所述hud模块传输图像源；hud模块：用于将所述图像处理模块传输的图像源的虚像形成在所述投影承载模块上，以形成标定图像；摄像模块：与所述图像处理模块连接，用于拍摄所述投影承载模块上的图像信息，以获取校正矩阵图像，并将其传输至所述图像处理模块；轮廓获取模块：用于依据所述标定图像获取其轮廓图像，并将其保存至所述图像处理模块内；校正信息保存模块：用于在外界调整所述hud模块位置，以使所述标定图像的轮廓图像与所述校正矩阵图像重合时，计算并保存所述标定图像的轮廓图像移动的位置信息。
8.进一步地，所述标定图像为形成在所述投影承载模块上的图形亮斑。
9.进一步地，所述图形亮斑为矩形亮斑。
10.进一步地，所述轮廓获取模块包括标记单元：用于在所述投影承载模块上对所述矩形亮斑的四个角点作上标记；轮廓获取单元：用于在所述图像源上画出四条线段，并使得四条线段经所述hud模块形成在所述投影承载模块上时，依次将矩形亮斑的四个角点连接起来。
11.进一步地，所述标定图像的轮廓图像移动的位置信息包括四条线段分别与校正矩阵图像的四边重合时，每一线段移动的距离信息。
12.还提供一种车载hud的校准标定方法，采用上述的车载hud的校准标定系统，具体包括以下步骤：
13.s1：通过图像处理模块向hud模块传输图像源，以经hud模块将图像源的虚像形成在投影承载模块上，形成标定图像；
14.s2：通过摄像模块拍摄投影承载模块上的图像信息，以获取校正矩阵图像，并将其传输至图像处理模块；
15.s3：通过轮廓获取模块，获取标定图像的轮廓图像，并将其保存至图像处理模块内；
16.s4：调整hud模块位置，以使标定图像的轮廓图像与校正矩阵图像重合，并通过校正信息保存模块计算并保存两者重合时，标定图像的轮廓图像移动的位移信息。
17.进一步地，所述s1中的标定图像为形成在所述投影承载模块上的矩形亮斑。
18.进一步地，所述s3具体包括以下步骤：
19.s31：在投影承载模块上对矩形亮斑的四个角点作上标记；
20.s32：在图像源上画出四条线段，并使得四条线段经hud模块形成在投影承载模块上时，依次将矩形亮斑的四个角点连接起来。
21.进一步地，所述s4中标定图像的轮廓图像移动的位置信息包括四条线段分别与校正矩阵图像的四边重合时，每一线段移动的位移信息。
22.进一步地，所述位移信息为转换矩阵。
23.采用上述方案，本发明的有益效果是：
24.通过校正信息保存模块，可计算出标定图像的轮廓图像与校正矩阵图像重合时，标定图像的轮廓图像移动的位置信息，即两者的相对距离误差信息，进而可通过调整hud虚像位置来消除该误差，即可实现对hud快速标定，标定流程简单，极大提高了标定效率。
附图说明
25.图1为本发明的结构示意图；
26.图2为本发明的hud模块形成在投影承载模块上形成的矩形亮斑的示意图；
27.图3为本发明的对矩形亮斑的四个角点作标记的示意图；
28.图4为本发明的标定前的示意图；
29.图5为本发明的标定后的示意图；
30.其中，附图标识说明：
31.1—投影承载模块；2—图像处理模块；
32.3—hud模块；4—摄像模块。
具体实施方式
33.以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
34.参照图1所示，本发明提供一种车载hud的校准标定系统，包括投影承载模块1：用于承载并显示投影图像；图像处理模块2：与hud模块3连接，用于向所述hud模块3传输图像
源；hud模块3：用于将所述图像处理模块2传输的图像源的虚像形成在所述投影承载模块1上，以形成标定图像；摄像模块4：与所述图像处理模块2连接，用于拍摄所述投影承载模块1上的图像信息，以获取校正矩阵图像，并将其传输至所述图像处理模块2；轮廓获取模块：用于依据所述标定图像获取其轮廓图像，并将其保存至所述图像处理模块2内；校正信息保存模块：用于在外界调整所述hud模块3位置，以使所述标定图像的轮廓图像与所述校正矩阵图像重合时，计算并保存所述标定图像的轮廓图像移动的位置信息。
35.其中，所述标定图像为形成在所述投影承载模块1上的图形亮斑；所述图形亮斑为矩形亮斑；所述轮廓获取模块包括标记单元：用于在所述投影承载模块1上对所述矩形亮斑的四个角点作上标记；轮廓获取单元：用于在所述图像源上画出四条线段，并使得四条线段经所述hud模块3形成在所述投影承载模块1上时，依次将矩形亮斑的四个角点连接起来；所述标定图像的轮廓图像移动的位置信息包括四条线段分别与校正矩阵图像的四边重合时，每一线段移动的距离信息。
36.参照图2至5所示，还提供一种车载hud的校准标定方法，采用上述的车载hud的校准标定系统，具体包括以下步骤：
37.s1：通过图像处理模块2向hud模块3传输图像源，以经hud模块3将图像源的虚像形成在投影承载模块1上，形成标定图像；
38.s2：通过摄像模块4拍摄投影承载模块1上的图像信息，以获取校正矩阵图像，并将其传输至图像处理模块2；
39.s3：通过轮廓获取模块，获取标定图像的轮廓图像，并将其保存至图像处理模块2内；
40.s4：调整hud模块3位置，以使标定图像的轮廓图像与校正矩阵图像重合，并通过校正信息保存模块计算并保存两者重合时，标定图像的轮廓图像移动的位移信息。
41.其中，所述s1中的标定图像为形成在所述投影承载模块1上的矩形亮斑。
42.所述s3具体包括以下步骤：
43.s31：在投影承载模块1上对矩形亮斑的四个角点作上标记；
44.s32：在图像源上画出四条线段，并使得四条线段经hud模块3形成在投影承载模块1上时，依次将矩形亮斑的四个角点连接起来。
45.所述s4中标定图像的轮廓图像移动的位置信息包括四条线段分别与校正矩阵图像的四边重合时，每一线段移动的位移信息；所述位移信息为转换矩阵。
46.本发明工作原理：
47.继续参照图1所示，一实施例中，提供了一种hud的校准标定系统，其包括投影承载模块1、图像处理模块2、hud模块3、摄像模块4、轮廓获取模块和校正信息保存模块；其中，投影承载模块1是一个可以承载并显示投影图像的载体，一实施例中，投影承载模块1可为幕帘，图像处理模块2是用来对hud形成在投影承载模块1上的图像及摄像模块4拍摄的图像进行处理的综合性设备，可为电脑、笔记本等其他具有图像处理功能的设备，其与hud模块3连接，可向hud模块3传输图像源；hud模块3包括光机光源、反射镜组件，可将图像源经反射镜组件的反射后的虚像形成在投影承载模块1上，以形成标定图像；摄像模块4为车载摄像头，可以实时拍摄投影承载模块1上的图像信息，并将其传输至图像处理模块2，该图像信息包含一校正矩阵图像，用于对hud的图像进行标定校正；轮廓获取模块可依据标定图像获取其
轮廓图像，并将其保存至图像处理模块2内，校正信息保存模块可用于在外界调整hud模块3位置，以使标定图像的轮廓图像与校正矩阵图像重合时，计算并保存标定图像的轮廓图像移动的位置信息，该移动的位置信息即为hud形成在投影承载模块1上的图像与摄像模块4拍摄图像的位置之间的相对距离误差信息，进而可通过该相对距离的误差信息，即可实现对hud快速标定，标定流程简单，极大提高了标定效率。
48.一实施例中，如图2所示，标定图像为形成在投影承载模块1上的矩形亮斑，轮廓获取模块包括标记单元、轮廓获取单元；通过标记单元可在投影承载模块1上对矩形亮斑的四个角点作上标记(如使用记号笔等其他可作标记的工具，在矩形亮斑的四个角点画上“x”形)，随后，通过轮廓获取单元，在图像源上画出四条线段，并使得四条线段经hud模块3形成在投影承载模块1上时，依次将矩形亮斑的四个角点连接起来，并保存图像源，此时，图像源内包含有四条连接起来的线段，即为矩形亮斑的轮廓图像；外界调整hud的位置，使得四条线段分别与校正矩阵图像的四边重合，校正信息保存模块会计算并保存四条线段移动的距离信息(移动矩阵信息)，通过该移动的矩阵信息，即可实现对hud的标定。
49.此外，一实施例中，还提供了一种hud的校准标定方法，首先可通过图像处理模块2向hud模块3传输图像源，以经hud模块3将图像源的虚像形成在投影承载模块1上，形成矩形亮斑；随后，使用记号笔等其他工具，在投影承载模块1上对矩形亮斑的四个角点作上标记，再在图像源上画出四条线段，并使得四条线段经hud模块3形成在投影承载模块1上时，依次将矩形亮斑的四个角点连接起来，由此，可获得矩形亮斑的轮廓图像；随后，通过摄像模块4拍摄投影承载模块1上的图像信息，以获取校正矩阵图像，并将其传输至图像处理模块2，最后，移动hud模块3，使得图像源上的四条线段与校正矩阵图像的四边重合，并通过校正信息保存模块计算并保存四条线段移动的距离信息(移动矩阵信息)，通过该移动矩阵信息，即可实现车载摄像图像坐标系与hud虚像坐标系之间的统一。
50.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。