一种汽车中控屏幕安装位置确定方法及装置与流程

本发明涉及汽车设计技术领域，特别是涉及一种汽车中控屏幕安装位置确定方法及装置。

背景技术：

随着汽车电子产品的飞速发展，汽车中控台上的屏幕(以下简称中控屏幕)的功能逐渐增多，尺寸也不断增大。最初的中控屏幕仅仅是尺寸很小的显示屏幕，用于显示汽车上的音响播放的曲目、收音机的频率。但是，随着科技的发展，人们已不满足中控屏幕的传统功能，除了显示音响播放的曲目和收音机的频率之外，人们还希望中控屏幕具有导航、视频播放、汽车功能调节以及一些更加时髦的互联网功能。这就使得中控屏幕的尺寸变得越来越大。

这种尺寸较大的中控屏幕虽然满足了人们对中控屏幕的功能的要求，但是，对中控屏幕在汽车上的安装位置的要求也会变得更高。中控屏幕在汽车上的安装位置如果不合理，中控屏幕上就会出现虚像。例如，当室外光线很强时，在中控屏幕上会出现较大的白斑，这种白斑就是太阳在中控屏幕上所成的虚像。这些虚像会使驾驶人员产生炫目感，严重影响驾驶员的视认性，进而影响行车安全。

目前，一般通过采用高质量的屏幕材料防止中控屏幕产生虚像，例如，采用晶体硅磨砂面屏幕，该屏幕的表面经过雾化处理后比较粗糙，当光线射到上面会发生漫反射，即把投射在屏幕上的光向各个方向反射，进而在一定程度上降低因虚像导致的眩目感。但这种屏幕的制造成本高，并且不能完全消除虚像的影响。

因此，有必要从根源上解决中控屏幕产生的虚像问题，即如何使中控屏幕的安装位置更为合理。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种汽车中控屏幕安装位置确定方法及装置，以使中控屏幕的安装位置更合理，从而防止中控屏幕中产生虚像，进而避免驾驶员观看中控屏幕时产生炫目感，提高了行车安全性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种汽车中控屏幕安装位置确定方法，包括：

S101、建立驾驶员、汽车和中控屏幕三者的三维模型，并将所述中控屏幕和所述驾驶员预先安装在所述汽车上；

S102、绘制所述驾驶员的左眼点和右眼点的各个形状特征点关于所述中控屏幕的反射区域；

S103、判断所述反射区域内是否存在入射光线，如果是，执行步骤S104；否则，执行步骤S105；

S104、调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置后，返回步骤S103；

S105、输出所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置。。

优选的，步骤S102中，绘制所述左眼点和所述右眼点的每一形状特征点与所述中控屏幕各个形状特征点的入射线，以及每一所述入射线关于所述中控屏幕的反射线；将由所有所述反射线围成的区域确定为所述反射区域。

优选的，步骤S103中，如果所述反射区域内的所有反射线均被所述汽车内的不透光部件遮挡，则说明所述反射区域不存在入射光线。

优选的，步骤S104中，选取所述中控屏幕靠近所述驾驶员的一侧为基准轴转动所述中控屏幕，来调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的位置。

优选的，步骤S101中，根据标准SAEJ941将所述驾驶员预装于所述汽车内。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种汽车中控屏幕安装位置确定装置，所述装置包括：

三维模型确定模块，用于建立驾驶员、汽车和中控屏幕三者的三维模型，并将所述中控屏幕和所述驾驶员预先安装在所述汽车上；

反射区域确定模块，用于绘制所述驾驶员的左眼点和右眼点的各个形状特征点关于所述中控屏幕的反射区域；

判断模块，用于判断所述反射区域内是否存在入射光线，如果是，触发调整模块；否则，触发输出模块；

调整模块，用于在调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置后，触发所述判断模块；

输出模块，用于输出所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置。

优选的，所述反射区域确定模块，具体用于，绘制所述左眼点和所述右眼点的每一形状特征点与所述中控屏幕各个形状特征点的入射线，以及做出每一所述入射线关于所述中控屏幕的反射线；将由所有所述反射线围成的区域确定为所述反射区域。

优选的，所述判断模块，具体用于在所述反射区域内的所有反射线均被所述汽车内的不透光部件遮挡的情况下，确定所述反射区域不存在入射光线。

优选的，所述调整模块，具体用于选取所述中控屏幕靠近所述驾驶员的一侧为基准轴转动所述中控屏幕，来调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的位置。

优选的，所述三维模型确定模块，具体用于根据标准SAEJ941将所述驾驶员预装于所述汽车内。

本发明实施例提供的一种汽车中控屏幕安装位置确定方法及装置，可以S101、建立驾驶员、汽车和中控屏幕三者的三维模型，并将所述中控屏幕和所述驾驶员预先安装在所述汽车上；S102、绘制所述驾驶员的左眼点和右眼点的各个形状特征点关于所述中控屏幕的反射区域；S103、判断所述反射区域内是否存在入射光线，如果是，执行步骤S104；否则，执行步骤S105；S104、调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置后，返回步骤S103；S105、输出所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置。显然，通过上述方法确定的汽车中控屏幕的安装位置，可以防止中控屏幕中产生虚像，进而避免驾驶员观看中控屏幕时产生炫目感，提高了行车安全性。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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为本发明实施例提供的一种汽车中控屏幕安装位置确定方法的流程图；

图2为驾驶员的左眼点和右眼点三维模型的结构示意图；

图3为驾驶员及其左眼点三维模型的左视结构示意图；

图4为一种汽车中控屏幕的主视结构示意图；

图5为汽车中控屏幕安装位置确定方法的原理示意图；

图6为汽车中控屏幕安装位置确定方法的三维原理示意图；

图7为反射区域示意图；

图8为本发明实施例提供的一种汽车中控屏幕安装位置确定装置的结构图。

图2至图6中，各个部件名称与相应附图标记间的对应关系为：

1驾驶员；

101驾驶员的左眼点：前形状特征点1011、后形状特征点1012、左形状特征点1013、上形状特征点1014、下形状特征点1015；

102驾驶员的右眼点：前形状特征点1021、后形状特征点1022、右形状特征点1023、上形状特征点1024、下形状特征点1025；

2汽车；

3中控屏幕；

4车窗玻璃；

5入射线；

6反射线。

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。

本发明实施例提供了一种汽车中控屏幕安装位置确定方法，以从根本上解决中控屏幕上产生虚像，影响驾驶员的视认性的问题。在此基础上，本发明还提供一种汽车中控屏幕安装位置确定装置，以实施上述方法。

需要说明的是，本说明书中所涉及的前后、上下、左右等方位均以汽车为参照，首先，将与汽车行驶的方向平行的方向定义为纵向，将水平面上与纵向垂直的方向定义为横向，将与水平面垂直的方向定义为竖直方向；在纵向上，以汽车的行驶方向为前，以与汽车的行驶方向相反的方向为后；在横向上，沿行驶方向看，左手边为左，右手边为右；在竖直方向上，以远离地面的方向为上，以靠近地面的方向为下。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种汽车中控屏幕安装位置确定方法的流程图，该方法包括如下步骤：

S101、建立驾驶员、汽车和中控屏幕三者的三维模型，并将所述中控屏幕和所述驾驶员预先安装在所述汽车上；

具体的，可以使用任意三维制图软件建立驾驶员、汽车和中控屏幕三者的三维模型，并根据标准SAEJ941将驾驶员预装于汽车内，其中，SAEJ941是机动车驾驶员眼睛位置标准，由美国汽车工程学会制定。可以理解的是，在根据SAEJ941标准确定好汽车驾驶员的眼睛位置后，驾驶员在汽车中的安装位置也已确定。

另外，根据汽车内仪表板本体的具体结构将中控屏幕也预先安装在汽车内；具体的，在实际应中可以通过螺钉或螺栓等紧固件固定在汽车内的仪表板本体上。

S102、绘制所述驾驶员的左眼点和右眼点的各个形状特征点关于所述中控屏幕的反射区域；

可以理解的是，在建立驾驶员的三维模型的同时，根据标准SAEJ941建立了驾驶员的左眼点和右眼点三维模型。

图2示出了左眼点和右眼点三维模型的结构示意图，参考图2可知，左眼点三维模型101和右眼点三维模型102均为不等边椭球。

可以理解的是，将驾驶员的左眼点和右眼点用不等边的椭球表示时，位于两个眼椭球的三个主轴两端的6个端点所能看见的视野范围，即为驾驶员双眼可视的视野范围。且在本发明中，将位于眼椭球的三个主轴两端的端点称为形状特征点。因此，本发明提供的具体实施方式中例用形状特征点所观察到的视野范围即为双眼可视的视野范围。

图2中分别示出了左眼点三维模型101和右眼点三维模型102对应的形状特征点。其中，左眼点三维模型101对应的形状特征点包括：前形状特征点1011、后形状特征点1012、左形状特征点1013、上形状特征点1014、下形状特征点1015；右眼点三维模型102对应的形状特征点包括：前形状特征点1021、后形状特征点1022、右形状特征点1023、上形状特征点1024、下形状特征点1025。

需要说明的是，图2中之所以没有示出左眼点三维模型101对应的右形状特征点，和右眼点三维模型102对应的左形状特征点，是因为：左眼点三维模型101对应的右形状特征点，和右眼点三维模型102对应的左形状特征点所能观察到的视野，均已被其它5个特征点包括。因此，在本发明中，仅将图2中示出的左眼点三维模型的5个形状特征点，和右眼点三维模型的5个形状特征点所观察到的视野范围来代替双眼可视的视野范围。

图3显示了驾驶员及其左眼点三维模型的左视结构示意图，参考图3可知，左眼点三维模型在驾驶员三维模型上的具体设置位置。

还需要说明的是，在本发明中，在中控屏幕上也确定了多个形状特征点，这些形状特征点能够代表整个中控屏幕，也就是说，如果驾驶员通过左眼点101或右眼点102上的任一形状特征点能够观察到中控屏幕上的所有形状特征点，则驾驶员应能通过左眼点101或右眼点102上的任一形状特征点观察到整个中控屏幕。

通常情况下，中控屏幕为矩形，其形状特征点就是指矩形的四个顶点。当然不排除其他形状中控屏幕存在的可能性，当中控屏幕为其他形状时，可以均匀地在中控屏幕的边线上取一些能够代表整个中控屏幕的点作为形状特征点，这些点的具体数量可以根据实际情况确定。例如，当中控屏幕为圆形时，可以以15°为步长，在圆形的中控屏幕的边线上选取24个点作为形状特征点。

正常情况下，当光线入射在中控屏幕上，经过中控屏幕的反射进入驾驶员的眼睛，以使驾驶员观察到中控屏幕上所显示的内容。但是，当入射光线为强光源时，例如太阳光直射在中控屏幕上时，中控屏幕上就会产生太阳的虚像(白斑)，这种虚像会使驾驶人员产生炫目感，严重影响驾驶员的视认性。

为了解决上述问题，本发明通过逆向思维的过程，以驾驶员的左眼点101、右眼点三维模型102上的形状特征点作为光源，首先，绘制左眼点和右眼点的每一形状特征点与中控屏幕各个形状特征点的入射线；然后，做出每一入射线关于中控屏幕的反射线，将由所有反射线围成的区域确定为反射区域。

具体地，当中控屏幕为矩形时，将相邻的反射线构成的平面围成的区域确定为反射区域；当中控屏幕为圆形时，将相邻的反射线构成的曲率连续的曲面围成的区域确定为反射区域。

S103、判断所述反射区域内是否存在入射光线，如果是，执行步骤S104；否则，执行步骤S105；

这里所说的入射光线主要是指强光源发出的入射光线，例如，直射在中控屏幕上的太阳光线。

当入射光线为直射在中控屏幕上的太阳光线时，如果所述反射区域内的所有反射线均被所述汽车内的不透光部件遮挡，则说明所述反射区域不存在入射光线。具体地，不透光部件是指汽车上的顶棚、座椅靠背、前柱、中柱和后柱等。

S104、调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置后，返回步骤S103；

由于汽车的车型确定以后，中控屏幕在汽车上的安装位置不可能做大的变动，因此，对中控屏幕的安装位置的调整，一般是指基于预安装位置的微调。

图4显示了一种汽车中控屏幕的主视结构示意图，参考图4，可以选取所述中控屏幕靠近所述驾驶员的一侧(图4中的Y轴)为基准轴转动所述中控屏幕，来调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的位置。

S105、输出所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置。

具体地，可以输出中控屏幕各个形状特征点相对于左眼点或右眼点上某一形状特征点的坐标。

本发明实施例提供的一种汽车中控屏幕安装位置确定方法，可以确定中控屏幕的最佳安装位置，使得中控屏幕的反射区域内不存在入射光线，从根本上解决了中控屏幕产生虚像的问题，进而避免了驾驶员观看中控屏幕时产生炫目的感觉，提高了行车安全性。

下面结合图5和图6对上述步骤S102中，绘制驾驶员的左眼点三维模型101和右眼点三维模102的各个形状特征点关于中控屏幕的反射区域的原理进行说明，其中，图5为汽车中控屏幕安装位置确定方法的原理示意图，图6为汽车中控屏幕安装位置确定方法的三维原理示意图。

在图5中，矩形的中控屏幕3的4个形状特征点分别由a、b、c和d表示，以右眼点102的前形状特征点1021为例，首先，做出前形状特征点1021与中控屏幕3的各个形状特征点的4条入射线；然后，依次做出每一入射线关于中控屏幕3的反射线：aA、bB、cC和dD，将由所有反射线围成的区域确定为反射区域。

由于反射线是以中控屏幕上的形状特征点为端点的射线，因此，可以理解的是，由所有反射线围成的区域是以中控屏幕为起始面、以所有反射线为边界、从反射线的出射方向无限延伸的放射状的区域，图5中所示的面ABCD仅仅是这个放射状的区域的一个截面。图7显示了这种放射状的反射区域的示意图，其中，带箭头的线条代表反射线，面abcd代表中控屏幕，ABCD代表反射区域的一个截面，EFGH为反射区域的另一个截面。

同理，可以确定出左眼点三维模型101和右眼点三维模型102的其他形状特征点对应的反射区域。

当这些反射区域均被汽车2上的不透光部件遮挡时，说明中控屏幕3的安装位置合理，在此安装位置上，中控屏幕3上不会产生虚像；反之，说明中控屏幕3的安装位置不合理，需要对其进行调整直至反射区域被汽车2上的不透光部件遮挡。

图6显示出了，左眼点三维模型101的5个形状特征点和右眼点三维模型102的5个形状特征点的所有入射线5，以及每一入射线对应的反射线6，从图6中可以看出，由所有反射线6构成的反射区域与汽车2上的车窗玻璃4具有相交的情况，也就是说，部分反射区域没有被不透光的部件遮挡，而是可以从透光部件车窗玻璃4透射出去，可见，反射区域内存在入射光线，需要对中控屏幕3的安装位置进行调整直至反射区域内不存在入射光线。

相应于图1所示的方法实施例，如图8所示，本发明实施例还提供了一种汽车中控屏幕安装位置确定装置，所述装置包括：

三维模型确定模块801，用于建立驾驶员、汽车和中控屏幕三者的三维模型，并将所述中控屏幕和所述驾驶员预先安装在所述汽车上；

具体地，三维模型确定模块，被用于根据标准SAEJ941将所述驾驶员预装于所述汽车内，根据汽车的具体结构将中控屏幕也预先安装在汽车内。

反射区域确定模块802，用于绘制所述驾驶员的左眼点和右眼点的各个形状特征点关于所述中控屏幕的反射区域；

可以理解的是，三维模型确定模块801在建立驾驶员的三维模型的同时，根据标准SAEJ941建立了驾驶员的左眼点和右眼点三维模型。

其中，左眼点和右眼点的各个形状特征点的具体定义请参考上文中的步骤S102以及图2和图3，此处不再赘述。同样，中控屏幕的形状特征点的定义也请参见上文中的步骤S102，此处不再赘述。

正常情况下，当光线入射在中控屏幕上，经过中控屏幕的反射进入驾驶员的眼睛，以使驾驶员观察到中控屏幕上所显示的内容。但是，当入射光线为强光源时，例如太阳光直射在中控屏幕上时，中控屏幕上就会产生太阳的虚像(白斑)，这种虚像会使驾驶人员产生炫目感，严重影响驾驶员的视认性。

为了解决上述问题，本发明通过逆向思维的过程，反射区域确定模块802，以驾驶员的左眼点101、右眼点三维模型102上的形状特征点作为光源，首先，绘制左眼点和右眼点的每一形状特征点与中控屏幕各个形状特征点的入射线；然后，绘制每一入射线关于中控屏幕的反射线，将由所有反射线围成的区域确定为反射区域。

其中，关于反射区域的具体定义与上述方法实施例中相同，此处不再赘述。

判断模块803，用于判断所述反射区域内是否存在入射光线，如果是，触发所述调整模块；否则，触发触发模块805；

这里所说的入射光线主要是指强光源发出的入射光线，例如，直射在中控屏幕上的太阳光线。

当入射光线为直射在中控屏幕上的太阳光线时，如果所述反射区域内的所有反射线均被所述汽车内的不透光部件遮挡，则说明所述反射区域不存在入射光线。具体地，不透光部件是指汽车上的顶棚、座椅靠背、前柱、中柱和后柱等。

因此，判断模块803被用于在所述反射区域内的所有反射线均被所述汽车内的不透光部件遮挡的情况下，确定所述反射区域不存在入射光线。

调整模块804，用于在调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置后，触发所述判断模块；

由于汽车的车型确定以后，中控屏幕在汽车上的安装位置不可能做大的变动，因此，对中控屏幕的安装位置的调整，一般是指基于预安装位置的微调。

因此，调整模块804通过选取所述中控屏幕靠近所述驾驶员的一侧为基准轴转动所述中控屏幕，来调整所述中控屏幕相对于所述驾驶员的位置。

输出模块，用于输出所述中控屏幕相对于所述驾驶员的安装位置。

具体地，可以输出中控屏幕各个形状特征点相对于左眼点或右眼点上某一形状特征点的坐标。

本发明实施例提供的一种汽车中控屏幕安装位置确定装置，可以确定中控屏幕的最佳安装位置，使得中控屏幕的反射区域内不存在入射光线，从根本上解决了中控屏幕产生虚像的问题，进而避免了驾驶员观看中控屏幕时产生炫目的感觉，提高了行车安全性。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。