一种适应HUD上中下眼盒畸变矫正方法与流程

本发明涉及图像处理技术领域，具体为一种适应hud上中下眼盒畸变矫正方法。

背景技术：

作为一种驾驶辅助设备，汽车风挡式抬头显示器(headupdisplay)可以在汽车前风挡玻璃上投影信息避免驾驶员低头查看仪表信息，提高了驾驶过程的安全性，随着技术的发展，hud在汽车领域应用越发广泛。

由于汽车抬头显示器系统设计时会受到整车眼点位置，整车布置位置，汽车风挡玻璃面型参数，主、次镜加工参数要求等诸多因素限制，上中下眼盒内畸变存在设计值偏大的问题，现有的处理办法是对中心眼盒进行畸变矫正，无法满足不同身高消费者的驾驶体验。

针对上述问题申请号为202010187422.x的专利旨在解决hud动态畸变问题，其通过hud下线检测摄像头获取虚像数据对其矫正。

现有hud畸变矫正方案使用中心眼盒畸变矫正适配所有眼盒，无法兼顾周全，全眼盒矫正效果依赖于汽车风挡玻璃成像区域面型一致性，对于成像系统的布置及优化都有很高的要求。

基于此，本发明设计了一种适应hud上中下眼盒畸变矫正方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明提出一种适应hud上中下眼盒畸变矫正方法，解决了现有技术中现在只用中心眼盒畸变校正适配所有眼盒，所带来的成像系统设计复杂，各眼盒目视成像效果偏差过大等的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种适应hud上中下眼盒畸变矫正方法，包括以下步骤：

s1：整车周边数据输入；所述数据包括眼点数据、前风挡玻璃、前围钣金、仪表板横梁，其数据包括观测、限制和安装等关键信息；

s2：光学分析软件中逆向模型建立、系统优化；通过整车周边数据提取观测点，根据hud包络位置分析出系统视场角、下视角、左视角等关键参数；将分析结果作为成像系统的输入在光学分析软件中进行逆向建模；虚像作为逆向建模中的物，像源作为逆向建模中的像，以此对成像系统优化，将畸变、调制传递函数等优化至可接受范围；根据整车周边数据在光学软件中进行hud成像系统逆向仿真模型建立，成像系统优化；

s3：上中下眼盒水平、竖直矫正因子计算；

s4：大反射镜反转位置获取，转换眼盒信息；在成像系统模型中分析上中下眼盒对应的大反射镜翻转角度记录并作为判定角度；

s5：使用眼盒矫正因子对原图数据处理并将其推入图象源显示。

优选的，在所述步骤s3中，具体包括以下步骤：

s31：基于不同视场对像面进行分割，视场设置务必使足迹点均匀布满像面；

s32：基于物像关系，结合视场设置，获得像面足迹点水平理论矩阵a；

s33：上中下眼盒像面足迹点实际水平矩阵b获取；需在多重结构中实现自聚焦，获取方式可通过宏语言或是优化操作数实现；

s34：计算上中下眼盒中间水平矫正因子c上、c中、c下；

s35：依据像源分辨率参数l*k，通过插值法将中间水平矫正因子扩展得到水平矫正因子。

优选的，在所述步骤s32中，所述像面足迹点水平理论矩阵a：

优选的，在所述步骤s33中，所述像面足迹点实际水平矩阵b：

优选的，在所述步骤s34中，所述上中下眼盒中间水平矫正因子c上、c中、c下有如下矩阵要求：

a＝c上·b上

a＝c中·b中

a＝c下·b下

优选的，所述上中下眼盒中间水平矫正因子c上、c中、c下通过最小二乘法求取，其计算公式为：

c上＝[c′11c′12…c′1n]

c中＝[c″11c″12…c″1n]

c下＝[c″′11c″′12…c″′1n]

优选的，在所述步骤s35中，设水平矫正因子为co上、co中、co下，所述水平矫正因子co上、co中、co下的计算公式为：

co上＝[co′11co′12…co′1k]

co中＝[co″11co″12…co″1k]

co下＝[co″′11co″′12…co″′1k]

优选的，在所述步骤s35中，所述k为实际使用像源纵向像素数目，通过同样的方法获得竖直矫正因子，设竖直矫正因子为do上、do中、do下，所述竖直矫正因子do上、do中、do下的计算公式为：

do上＝[do′11do′12…do′1k]

do中＝[do″11do″12…do″1k]

do下＝[do″′11do″′12…do″′1k]

水平和竖直矫正因子计算完成后，作为配置参数写入硬件中。

优选的，在所述步骤s5中，设原始图像矩阵水平坐标e，竖直坐标f，

优选的，在所述步骤s5中，通过判断大反射镜翻转位置获知眼盒位置，并在mcu中使用矫正因子对原始图像进行矫正，之后将结果推送入图像源；屏幕显示图像像素水平坐标x，竖直坐标y，矫正方式如下：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.根据整车周边数据进行hud成像系统逆向建模。依据光学系统物像共轭关系，以hud成像系统的的虚像作为逆向成像系统物，像源作为逆向成像系统的像，通过光学设计软件实现视场配置使得逆向成像系统像面各视场对应足迹点均匀分布，依所述方法计算得到上中下眼盒畸变矫正因子。

2.对hud虚像位置做调整时，使用对应眼盒畸变矫正因子对原始图片数据进行处理，并将处理数据实时推送至图像源输出，从而达到上中下眼盒图像矫正畸变的目的。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的畸变矫正流程图；

图2为本发明提供的whud成像系统示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种适应hud上中下眼盒畸变矫正方法，包括以下步骤：

s1：整车周边数据输入；所述数据包括眼点数据、前风挡玻璃、前围钣金、仪表板横梁，其数据包括观测、限制和安装等关键信息；

s2：光学分析软件中逆向模型建立、系统优化；通过整车周边数据提取观测点，根据hud包络位置分析出系统视场角、下视角、左视角等关键参数；将分析结果作为成像系统的输入在光学分析软件中进行逆向建模；虚像作为逆向建模中的物，像源作为逆向建模中的像，以此对成像系统优化，将畸变、调制传递函数等优化至可接受范围；根据整车周边数据在光学软件中进行hud成像系统逆向仿真模型建立，成像系统优化；

s3：上中下眼盒水平、竖直矫正因子计算；

s4：大反射镜反转位置获取，转换眼盒信息；在成像系统模型中分析上中下眼盒对应的大反射镜翻转角度记录并作为判定角度；

s5：使用眼盒矫正因子对原图数据处理并将其推入图象源显示。

其中，在所述步骤s3中，具体包括以下步骤：

s31：基于不同视场对像面进行分割，视场设置务必使足迹点均匀布满像面；

s32：基于物像关系，结合视场设置，获得像面足迹点水平理论矩阵a；

s33：上中下眼盒像面足迹点实际水平矩阵b获取；需在多重结构中实现自聚焦，获取方式可通过宏语言或是优化操作数实现；

s34：计算上中下眼盒中间水平矫正因子c上、c中、c下；

s35：依据像源分辨率参数l*k，通过插值法将中间水平矫正因子扩展得到水平矫正因子。

其中，在所述步骤s32中，所述像面足迹点水平理论矩阵a：

其中，在所述步骤s33中，所述像面足迹点实际水平矩阵b：

其中，在所述步骤s34中,所述上中下眼盒中间水平矫正因子c上、c中、c下有如下矩阵要求：

a＝c上·b上

a＝c中·b中

a＝c下·b下

其中，所述上中下眼盒中间水平矫正因子c上、c中、c下通过最小二乘法求取，其计算公式为：

c上＝[c′11c′12…c′1n]

c中＝[c″11c″12…c″1n]

c下＝[c″′1c″′12…c″′1n]

其中，在所述步骤s35中，设水平矫正因子为co上、co中、co下，所述水平矫正因子co上、co中、co下的计算公式为：

co上＝[co′11co′12…co′1k]

co中＝[co″11co″12…co″1k]

co下＝[co″′11co″′12…co″′1k]

其中，在所述步骤s35中，所述k为实际使用像源纵向像素数目，通过同样的方法获得竖直矫正因子，设竖直矫正因子为do上、do中、do下，所述竖直矫正因子do上、do中、do下的计算公式为：

do上＝[do′11do′12…do′1k]

do中＝[do″11do″12…do″1k]

do下＝[do″′1do″′12…do″′1k]

水平和竖直矫正因子计算完成后，作为配置参数写入硬件中。

其中，在所述步骤s5中，设原始图像矩阵水平坐标e，竖直坐标f，

其中，在所述步骤s5中，通过判断大反射镜翻转位置获知眼盒位置，并在mcu中使用矫正因子对原始图像进行矫正，之后将结果推送入图像源；屏幕显示图像像素水平坐标x，竖直坐标y，矫正方式如下：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。