[发明专利]一种基于人眼位置的平视显示系统调节方法

说明书

本发明涉及一种基于人眼位置的平视显示系统调节方法，包括获取驾驶员的面部图像，并在面部图像上提取N个面部特征点；根据面部特征点，在世界坐标系中建立3D人脸模型；旋转3D人脸模型，求取与面部图像相匹配的3D人脸模型的投影；根据3D人脸模型的旋转以及投影到面部图像的偏移，计算图像坐标系与世界坐标系之间的转换矩阵；根据转换矩阵计算驾驶员的头部姿态角，并根据驾驶员的头部姿态角估算驾驶员视线在挡风玻璃上的视线落点和视线夹角；根据视线落点和视线夹角调节车载平视显示系统的投射角度。该调节方法能够对HUD显示位置的自动调节，无需手动操作，耗时少，效率高，而且调节后的HUD显示位置与驾驶员身高匹配度较高。

技术领域

本发明涉及平视显示器技术领域，特别涉及一种基于人眼位置的平视显示系统调节方法。

背景技术

随着平视显示器技术的成熟以及成本的降低，平视显示器已经从航空领域的高科技配置走向了汽车行业，而且有望在今后几年内成为车载标配。车载平视显示器主要用于将汽车仪表参数及车辆行驶数据投影到前方的挡风玻璃上，使得驾驶员向前平视车外的前方视景时，就能同时看到车辆行驶的重要参数，以增强现实（AR）效果。目前，在已经安装了平视显示系统（Head Up Display，HUD）的车型中，所有的HUD的投射角度和投射大小都是通过驾驶员手动调节的。这种手动调节的方法存在两个明显的缺陷。第一个缺陷是驾驶员不能够快速找出HUD的调节入口，调节过程耗时较长，效率较低。第二个缺陷是驾驶员不能够准确设置适合自己的HUD投射角度以及控制适合的投射大小。因此，设计一种能够适应不同身高的驾驶员HUD调节系统就显得尤为重要。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种基于人眼位置的平视显示系统调节方法，基于车载平视显示系统（Head Up Display，HUD）以及驾驶员监控系统（Driver MonitorSystem，DMS），所述驾驶员监控系统配设有摄像头，该方法包括：

获取驾驶员的面部图像，并在面部图像上提取N个面部特征点；

根据面部特征点，在世界坐标系中建立3D人脸模型；

旋转3D人脸模型，求取与面部图像相匹配的3D人脸模型的投影；

根据3D人脸模型的旋转以及投影到面部图像的偏移，计算图像坐标系与世界坐标系之间的转换矩阵；

根据转换矩阵计算驾驶员的头部姿态角，并根据驾驶员的头部姿态角估算驾驶员视线在挡风玻璃上的视线落点和视线夹角；

根据视线落点和视线夹角调节车载平视显示系统的投射角度。

进一步的，所述面部特征点包括眉眼、眼眶、瞳孔、内外眼角、鼻梁、鼻尖、嘴唇、下颚及脸颊。

进一步的，在所述根据视线落点和视线夹角调节车载平视显示系统的投射角度步骤之后，还包括调节投射面积步骤，所述调节投射面积步骤包括：

在世界坐标系中，计算驾驶员左眼中心与右眼中心之间的欧式距离；

依据欧式距离，调节投射宽度和投射高度。

进一步的，所述投射宽度与欧式距离大小相等；所述投射宽度与所述投射高度之比为16:9。

进一步的，所述欧式距离的计算过程包括：

从面部特征点中提取出驾驶员的眼部特征点；

根据眼部特征点定位驾驶员的左眼中心和右眼中心；

利用转换矩阵求取左眼中心和右眼中心的世界坐标；

在世界坐标系中，计算左眼中心和右眼中心的直线距离，所述直线距离即为欧拉距离。

进一步的，在所述根据视线落点和视线夹角调节车载平视显示系统的投射角度步骤之前，还包括：