用于车辆安全倒车的AR投影系统及投影方法 |
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| 申请号 | CN201710629946.8 | 申请日 | 2017-07-28 | 公开(公告)号 | CN107399276A | 公开(公告)日 | 2017-11-28 |
| 申请人 | 合肥芯福传感器技术有限公司; | 发明人 | 秦磊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种用于车辆安全倒车的AR投影系统，包括： 图像采集 模 块 ，用于采集车后环境的3D图像；信息采集模块，用于采集车后环境中物体的距离和性质信息； 增强现实 控制中心，与图像采集模块和信息采集模块连接，根据物体的距离和性质信息生成具有安全提示信息的虚拟图像数据，将所述虚拟图像数据 叠加 至车后环境的3D图像上生成 虚拟现实 的3D图像数据；全息投影装置，连接增强现实控制中心，用于投射所述虚拟现实的3D图像数据。本发明利用AR技术和全息投影技术将带有虚拟安全提示信息的车后环境图像直接投射至驾驶员前方，能够帮助驾驶员直观且清晰地感受到车后物体的距离和性质，降低倒车难度，尤其适用于夜晚、雨 雪 和大雾天气。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于车辆安全倒车的AR投影系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 用于车辆安全倒车的AR投影系统及投影方法技术领域[0001] 本发明涉及车载显示技术，具体涉及一种用于车辆安全倒车的AR投影系统及投影方法。 背景技术[0002] 车辆安全驾驶是汽车行业领域亟待解决的问题，车辆安全驾驶涵盖的范围较为广泛，例如安全行驶、安全倒车、安全导航等都属于车辆安全驾驶的范畴。 [0003] 目前，通常采用倒车雷达和倒车影像来保障汽车的倒车安全，但是对于方向感和距离感较差的驾驶员来说，从倒车影响中仍然无法获取车后障碍物的远近情况，特别是在大雾和雨雪天气中更容易导致事故的发生。 发明内容[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于车辆安全倒车的AR投影系统，利用AR技术和全息投影技术直接在驾驶员前方投射具有提示信息的倒车图像，帮助驾驶员安全倒车。 [0005] 本发明采用的技术方案：一种用于车辆安全倒车的AR投影系统，包括：图像采集模块，用于采集车后环境的3D图像； 信息采集模块，用于采集车后环境中物体的距离和性质信息； 增强现实控制中心，与图像采集模块和信息采集模块连接，根据物体的距离和性质信息生成具有安全提示信息的虚拟图像数据，将所述虚拟图像数据叠加至车后环境的3D图像上生成具有安全提示信息的3D图像数据，所述安全提示信息叠加至3D图像中所需提示的位置上； 全息投影装置，连接增强现实控制中心，用于投射所述具有安全提示信息的3D图像数据。 [0008] 优选地，所述图像采集模块包括两个摄像头，分别设置在车尾左右两侧。 [0010] 本发明的另一个目的是提供一种用于车辆安全倒车的AR投影方法，包括：S1、利用图像采集模块采集车后环境的3D图像，利用信息采集模块采集车后环境中物体的距离信息和性质信息； S2、根据物体的距离和性质信息生成具有安全提示信息的虚拟图像数据； S3、将所述具有安全提示信息的虚拟图像数据叠加至车后环境的3D图像上，生成具有安全提示信息的3D图像数据，所述安全提示信息叠加至3D图像中所需提示的位置上； S4、通过全息投影装置投射所述具有安全提示信息的3D图像数据。 [0011] 优选地，所述信息采集模块包括雷达组件和红外热成像传感器组件，其中，雷达组件用于采集车后环境中物体的距离信息，红外热成像传感器组件用于采集车后环境中物体的性质信息。 [0012] 优选地，所述全息投影装置包括全息投影仪和全息投影膜，所述全息投影仪设置在挡风玻璃下方台面上，所述全息投影膜贴合在挡风玻璃内侧。 [0013] 优选地，所述图像采集模块包括两个摄像头，分别设置在车尾左右两侧。 [0014] 优选地，还包括步骤S0：通过人机交互装置输入控制指令，确认启动步骤S1。 [0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1）本发明利用AR技术将具有安全提示信息的虚拟图像数据叠加至车后环境的真实3D图像中，并将生成的具有安全提示信息的3D图像数据通过全息投影技术透射至驾驶员前方，所述安全提示信息的虚像可与车后环境中所需提示的道路或物体的位置重合或者位于其周边区域，帮助驾驶员直观且清晰地感受到车后物体的距离和性质，降低倒车难度，尤其适用于夜晚、雨雪和大雾天气； 2）将全息投影仪设置在挡风玻璃下方台面上，再将全息投影膜贴合在挡风玻璃内侧，这种设置方式能够将虚拟现实的3D图像数据投射至车前环境中，不存在投影屏幕且无需驾驶人切换视角来分别浏览全息图像和真实场景，因此不会干扰驾驶视野，有效保障倒车安全； 3）相对于从图像信息中提取距离和性质信息来说，利用雷达和红外热成像传感器采集车后物体的距离和性质信息使得后续处理过程更为简单高效，有利于系统简化。 附图说明 [0016] 图1是本发明AR投影系统的原理示意图；图2是本发明AR投影系统的投影效果图； 图3是本发明全息投影装置的原理示意图。 具体实施方式[0018] 具体地，所述图像采集模块至少包括两个摄像头，分别设置在车尾左右两侧，实现采集车后环境3D图像的目的。 [0019] 信息采集模块，用于采集车前环境中物体的距离信息、性质信息和/或导航信息。 [0020] 具体地，所述信息采集模块包括雷达组件和红外热成像传感器组件，其中，雷达组件用于采集车前环境中物体的距离信息，而红外热成像传感器组件则用于采集车后环境中物体的性质信息，所述物体可以是建筑物、障碍物、路牌标志、汽车、行人、动物中的一种或多种。相对于从图像信息中提取距离和性质信息来说，利用雷达和红外热成像传感器采集车后物体的距离和性质信息使得后续处理过程更为简单高效，有利于系统简化。 [0021] 增强现实控制中心，与图像采集模块和信息采集模块连接，根据物体的距离和性质信息生成具有安全提示信息的虚拟图像数据，将所述虚拟图像数据叠加至车后环境的3D图像上生成具有安全提示信息的3D图像数据，所述安全提示信息叠加至3D图像中所需提示的位置上。 [0022] 在本实施例中，所述增强现实控制中心分别与雷达组件、红外热成像传感器组件和3D摄像头连接，根据雷达组件采集到的物体的距离信息生成实时的3D地图，根据红外热成像传感器组件采集到的车前环境中性质信息，包括热量和形状等其他因素判断出物体的性质，最后结合3D地图和物体的性质生成具有安全提示信息的虚拟图像数据。同时，分布在车尾两侧的摄像头采集到车后环境的3D图像，将具有安全提示信息的虚拟图像数据与车后环境的3D图像叠加起来即生成具有安全提示信息的3D图像数据，此时，安全提示信息的虚像叠加至3D图像中所需提示的位置上。 [0023] 具体地，参见图2，所述安全提示信息的虚像可与所需提示（目标物体，例如人体、车辆、障碍物等）的位置重合或者位于其周边区域，所述安全提示信息可以是文字、数字、图形、色彩标识中的一种或多种，例如高亮显示行人或动物、数字显示距离、箭头提示倒车路线，对处于后方的车辆和行人还可以闪动的彩色箭头进行提示等等，帮助驾驶员直观且清晰地感受到车后物体的距离和性质，降低倒车难度，尤其适用于夜晚、雨雪和大雾天气。当然，所述安全提示信息还可以是其他类型，只要能够通过全息投影装置实现即可。 [0024] 全息投影装置，连接增强现实控制中心，根据增强现实控制中心生成的具有安全提示信息的3D图像数据生成相应的投影光线并投射至驾驶员前方。 [0025] 进一步地，参见图3，所述全息投影装置包括全息投影仪21和全息投影膜22，所述全息投影仪21设置在挡风玻璃11下方台面上，所述全息投影膜22贴合在挡风玻璃内侧，全息投影仪21投射出的光线经过全息投影膜的反射就会到达驾驶员眼位，因此，从驾驶员的角度来看，所述虚拟图像就悬浮在车前环境中，这样驾驶员在倒车时就感觉是向前开一样，这种全息投影仪和投影膜的设置无需占用车厢内有限的空间，简单、牢固又稳定，是非常巧妙的设置方式。 [0026] 当然，所述全息投影仪和全息投影膜还可以设置在车厢内的其他位置，例如悬挂在车厢内上部空间，只要满足光线反射要求即可，本发明不做具体限定。 [0027] 进一步地，所述AR投影系统还包括用于用户输入控制指令的人机交互接口，与增强现实控制中心连接，可以根据驾驶人的意愿输入启动/关闭AR投影系统的控制指令。 [0028] 本发明AR投影系统对应的投影方法，包括：S1、利用图像采集模块采集车后环境的3D图像，利用信息采集模块采集车后环境中物体的距离信息和性质信息。 [0029] 在本实施例中，所述图像采集模块至少包括两个摄像头，分别设置在车尾左右两侧，用于采集车后环境的3D图像；所述信息采集模块包括雷达组件和红外热成像传感器组件，因此，步骤S1具体是：利用设置在车尾左右两侧的摄像头采集车后环境的3D图像，利用雷达组件采集车前环境中物体的距离信息，利用红外热成像传感器组件采集车前环境中物体的性质信息。 [0030] S2、根据信息采集模块采集到的信息生成具有安全提示信息的虚拟图像数据。 [0031] 在本实施例中，步骤S2具体是：根据雷达组件采集到的物体的距离生成实时的3D地图，根据红外热成像传感器组件采集到的性质信息，包括热量和形状信息判断出物体的性质，结合实时的3D地图和物体的性质生成具有安全提示信息的虚拟图像数据。 [0032] 具体地，所述安全提示信息可以是文字、数字、图形、色彩标识中的一种或多种，可与所需提示（即目标物体，例如行人、车辆、路标等等）的位置重合或者位于其周边区域，例如高亮显示行人、数字显示距离、箭头提示路标，对于违反交通规则的车辆和行人还可以闪动的彩色箭头进行提示等等，当然，所述安全提示信息还可以是其他类型，只要能够通过全息投影装置实现即可。 [0033] S3、将所述具有安全提示信息的虚拟图像数据叠加至车后环境的3D图像上，生成具有安全提示信息的3D图像数据，所述安全提示信息叠加至3D图像中所需提示的位置上。 [0034] 这里，步骤S2中生成的虚拟图像数据仅具有安全提示信息的虚像，无法真实体现车后场景，因此需要将虚拟图像数据叠加至摄像头采集到的车后3D图像上去，才能够呈现出虚拟现实的3D图像数据。 [0035] S4、通过全息投影装置投射所述具有安全提示信息的3D图像数据。 [0036] 具体地， 参见图3，所述全息投影装置包括全息投影仪21和全息投影膜22，所述全息投影仪21设置在挡风玻璃11下方台面上，所述全息投影膜22贴合在挡风玻璃内侧，全息投影仪21投射出的光线经过全息投影膜的反射就会到达驾驶员眼位，因此，从驾驶员的角度来看，所述虚拟图像就悬浮在车前环境中，这样驾驶员在倒车时就感觉是向前开一样，这种全息投影仪和投影膜的设置无需占用车厢内有限的空间，简单、牢固又稳定，是非常巧妙的设置方式。 [0037] 当然，所述全息投影仪和全息投影膜还可以设置在车厢内的其他位置，例如悬挂在车厢内上部空间，只要满足光线反射要求即可，本发明不做具体限定。 [0038] 进一步地，还包括步骤S0：通过人机交互装置输入控制指令，确认启动步骤S1。 [0039] 从上述描述中可以看出，本发明的关键在于获取车后环境中物体的距离信息，这样，生成的安全提示信息的虚像才会带有一定的距离，才能够准确投射至3D图像中的相应位置上。在上述实施例中，所述物体的距离信息是通过雷达组件采集的，而物体的性质信息是通过红外热成像传感器组件采集的，但本发明并不限定于此，其他任何能够实现采集目的的组件均可以应用至本发明中。 |
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