用于车辆安全行驶的AR投影系统及投影方法与流程

本发明涉及车载显示技术，具体涉及一种用于车辆安全驾驶的ar投影系统及投影方法。

背景技术：

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。

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，另外，为了解决导航安全问题，平视显示器hud近年也逐渐应用至汽车领域中，用于代替中控台上的二维导航画面，可以降低由于驾驶员低头看汽车导航导致的交通安全事故，而对于汽车的安全行驶，特别是在大雾和雨雪天气中如何在动态的行进中对路中的标志线和前方车辆距离来引导驾驶员的安全驾驶，目前尚没有一个好的解决方案。

技术实现要素：

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行驶的ar投影系统，利用ar技术和全息投影技术直接在车前环境中投射具有安全识别信息的虚拟图像，帮助用户行驶在安全的距离和车速范围内。

本发明采用的技术方案：一种用于车辆安全行驶的ar投影系统，其特征在于，包括：

雷达组件，用于获取车前环境中物体的距离信息；

红外热成像传感器组件，用于采集车前环境中物体的热量和形状信息；

增强现实控制中心，分别与雷达组件和红外热成像传感器组件连接，用于将车前环境中物体的距离信息处理成实时的3d地图，根据车前环境中物体的热量和形状信息判断物体的性质，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，所述安全提示信息与物体相互对应；

全息投影装置，连接增强现实控制中心，根据虚拟图像数据生成相应的投影光线并投射至车前环境中，所述安全提示信息投射在相应的物体上。

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。

优选地，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。

优选地，所述物体包括建筑物、障碍物、路牌标志、汽车、行人、动物中的一种或多种。

优选地，所述安全提示信息包括文字、数字、图形、色彩标识中的一种或多种。

本发明的另一个目的在于提供一种用于车辆安全行驶的ar投影方法，包括：

s1、利用雷达组件采集车前环境中物体的距离信息，利用红外热成像组件采集车前环境中物体的热量和形状信息；

s2、对距离信息进行处理生成实时的3d地图，并根据物体的热量和形状信息判断出物体的性质；

s3、根据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，所述安全提示信息与物体相互对应；

s4、将虚拟图像数据通过全息投影装置投射至车前环境中，所述安全提示信息投射在相应的物体上。

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。

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。

优选地，所述物体包括建筑物、障碍物、路牌标志、汽车、行人、动物中的一种或多种。

优选地，所述安全提示信息包括文字、数字、图形、色彩标识中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1）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前物体的距离和性质信息的后续处理过程更为简单高效，有利于系统简化；

2）根据获取的距离和性质信息，利用ar技术生成具有安全提示信息的虚拟图像并通过全息投影技术将虚拟图像投射在车前环境中，其中，安全提示信息的虚像可与目标物体的位置、距离重合或者位于其周边区域，帮助驾驶人及时避让障碍物，行驶在安全的距离和车速范围内，尤其适用于夜晚、雨雪和大雾天气；另外，这种基于真实场景的3d投影显示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，有效保障行车安全；

3）将全息投影仪设置在挡风玻璃下方台面上，同时将全息投影膜贴合在挡风玻璃内侧，全息投影仪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，所述虚拟图像就与车前环境相融合，从而实现基于真实场景的3d显示，并且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。

附图说明

图1是本发明ar投影系统原理示意图；

图2是本发明ar投影系统投影效果图；

图3是本发明中全息投影装置的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述。

参见图1，一种用于车辆安全行驶的ar投影系统，包括：

雷达组件，用于获取车前环境中物体的距离信息，从而建立实时的3d地图，具体地，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。

红外热成像传感器组件，用于采集车前环境中物体的热量和形状信息，例如人体、汽车与电线杆等的热量和形状信息肯定不同，从而判断出物体的性质。

增强现实控制中心，分别与雷达组件和红外热成像传感器组件连接，用于将车前环境中物体的距离信息处理成实时的3d地图，根据车前环境中物体的热量和形状信息判断物体的性质，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，所述安全提示信息与物体相互对应。

全息投影装置，连接增强现实控制中心，根据虚拟图像数据生成相应的投影光线并投射至车前环境中，其中，安全提示信息可与目标物体的位置、距离重合或者位于其周边区域，帮助驾驶人及时避让障碍物，行驶在安全的距离和车速范围内，尤其适用于夜晚、雨雪和大雾天气；另外，这种基于真实场景的3d投影显示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，有效保障行车安全。

具体地，参见图2，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、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仪实现即可。

优选地，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，根据驾驶人的意愿输入启动/关闭的控制指令。

优选地，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，所述虚拟图像就与车前环境相融合，从而实现基于真实场景的3d显示，并且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。

本发明ar投影系统对应的投影方法，包括：

s1、利用雷达组件采集车前环境中物体的距离信息，利用红外热成像组件采集车前环境中物体的热量和形状信息。

具体地，所述物体包括建筑物、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前物体的距离和性质信息的后续处理过程更为简单高效，有利于系统简化。

s2、对距离信息进行处理生成实时的3d地图，并根据物体的热量和形状信息判断出物体的性质。

s3、根据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，所述安全提示信息与物体相互对应。

s4、将虚拟图像数据通过全息投影装置投射至车前环境中，所述安全提示信息投射在相应的物体上。

具体地，参见图2，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、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可以闪动的箭头进行提示等等，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仪实现即可。

优选地，所述ar投影方法还包括步骤s0：通过人机交互装置输入控制指令，确认启动步骤s1。

需要注意的是，本发明所有附图仅是简略示意图，只为清楚描述本方案与发明点相关的结构，对于其他的与发明点无关的结构是现有结构，在附图中并未体现或只体现部分。

总之，以上仅为本发明较佳的实施例，并非用于限定本发明的保护范围，在本发明的精神范围之内，对本发明所做的等同变换或修改均应包含在本发明的保护范围之内。