[发明专利]一种增强驾驶感的AR-HUD抬头显示界面的设计方法

说明书

本发明涉及一种增强驾驶感的AR‑HUD抬头显示界面的设计方法，属于虚拟现实领域，其包括：通过摄像头采集驾驶环境的影像信息；调整摄像头参数，完成相机标定；对图像进行预处理；虚拟呈像，标定AR‑HUD系统相关的参数并实现物体的虚实注册，实现导航虚拟标记与道路现实目标匹配、对准、提示；对AR‑HUD界面进行设计，在游戏引擎中进行虚拟驾驶场景的构建，并通过相关端口连接实体车辆设备，然后结合头戴式VR显示系统构建虚拟测试平台，遴选出最优的AR‑HUD显示系统。本发明有效避免了实车测试周期长、成本高、危险性大等缺点，同时也弥补了现有技术中对界面设计架构与用户的视觉匹配等方面的短板。

技术领域

本发明涉及驾驶显示技术领域，特别涉及一种增强驾驶感的AR(AugmentedReality，增强现实)-HUD(Head Up Display，平视显示器)抬头显示界面的设计方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，机动车数量急剧增长；同时，随着计算机技术、图形处理技术的发展，硬件性能的提升，虚拟驾驶、自动驾驶技术日趋成熟，近年来出现了能增强驾驶感的AR-HUD抬头显示技术，出现了前车窗增强现实抬头显示器。

现有的AR-HUD抬头显示技术还没有完美统一的界面设计方案，这不利于汽车抬头显示布局的研究和发展，限制了汽车驾驶系统迈向人性化和智能化的进程。于2020年6月2日公开的发明专利CN111222444A，披露了一种考虑驾驶员情绪的增强现实抬头显示方法和系统，通过TOF模块获取场景RGB格式的目标图像。于2020年11月日公开的发明专利CN111896024A，披露了导航显示的控制方法、装置及AR-HUD显示系统，通过采集车辆的当前位置得到车辆的当前行驶方位。上述两份专利文献都未对AR-HUD的整体进行基于驾驶安全的测试和研究。

在未来AR-HUD应用将成为驾舱中的重要技术方向，成为整车企业关注的热点，而随着驾驶辅助系统的融合发展，其使用的警告方式趋于多样化，驾驶人在不同方式作用下的应激反应能力也存在差异。也就是说，随着驾驶辅助系统的融合发展，其使用的警告方式趋于多样化，驾驶人在不同方式作用下的应激反应能力也存在差异，但是增强抬头显示中对界面设计架构与用户的视觉匹配方面却存在着巨大空缺。因此，研究新型的AR-HUD综合辅助驾驶系统及测试其安全性、效用性，对于道路交通安全的提升具有十分重要的意义；有必要提供一种基于驾驶安全的增强抬头显示的设计和测试以解决上述问题。

发明内容

为解决现有技术所存在的问题，本发明提供一种增强驾驶感的AR-HUD抬头显示界面的设计方法，通过采集图像、处理图像、虚拟呈像，并进行AR-HUD界面的设计，遴选出最优的AR-HUD显示系统。

本发明采用如下技术方案来实现：一种增强驾驶感的AR-HUD抬头显示界面的设计方法，包括以下步骤：

S1、通过摄像头采集驾驶环境的影像信息；

S2、调整摄像头的内参矩阵、畸变系数以及外参矩阵，完成相机标定；

S3、对图像进行预处理，包括灰度化处理、滤波处理及边缘增强处理；

S4、虚拟呈像，标定AR-HUD系统相关的参数并实现物体的虚实注册，实现导航虚拟标记与道路现实目标匹配、对准、提示；

S5、对AR-HUD界面进行设计，在游戏引擎中进行虚拟驾驶场景的构建，并通过相关端口连接实体车辆设备，然后结合头戴式VR显示系统构建虚拟测试平台，遴选出最优的AR-HUD显示系统。

本发明旨在填补增强抬头显示中对界面设计架构与用户的视觉匹配方面的空缺；用户从VR测试平台上选择需要的信息模块和展现形式，平台模块化进行测试优化，为客户量身定制安全舒适的辅助驾驶系统。与现有技术相比，本发明取得的技术效果包括：