技术特征：
1.一种车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，车辆前方放置标定板，标定人眼模拟设备，建立标定板坐标系与车辆坐标系的转换关系；s2，调整人眼模拟设备的位置，测量hud的可视区域和最佳可视区域；所述可视区域为人眼模拟设备中至少有一个相机能完整采集hud投影虚像的位置的集合；所述最佳可视区域为人眼模拟设备的相机均能完整采集hud投影虚像的位置的集合；最佳可视区域的最大内接矩形区域记作待测hud系统的eyebox区域；s3，使用人眼模拟设备在eyebox区域的各视点下捕获标定板图像与hud投影虚像图像，计算虚像成像距离；根据预设的roi区域，获取人眼模拟设备在eyebox区域各视点下捕获的hud投影虚像图像的roi区域，计算对比度；将人眼模拟设备在eyebox区域的各视点时，采集的hud投影虚像图像的所有角点畸变的平均值记作eyebox区域的各视点的hud系统畸变；其中角点畸变的计算方式为：依据虚像成像距离设置投影平面，投影虚像图像中的角点映射于投影平面，记作投影点；投影点与该角点的在投影平面的理论位置点的距离记作角点畸变；调节hud系统输出亮度值，采集hud系统输出不同亮度值时，人眼模拟设备处于eyebox区域同一位置的hud投影虚像图像；计算hud系统不同亮度值时的hud投影虚像图像的亮度均匀度；计算hud系统输出的亮度值最小和亮度值最大时，hud投影虚像图像的平均亮度，获取hud投影虚像图像的亮度调节范围；根据自适应阈值判断不同亮度时，hud投影虚像图像的各点是否存在重影，若存在重影则根据像素灰度值变化进行聚类，获取各点的重影在图像上的范围；将hud系统输出亮度值调节至最大值，采集人眼模拟设备在eyebox区域的中心位置的hud投影虚像图像和标定板图像，根据hud投影虚像图像最大内接矩形的4个边界角点计算视场角fov。2.根据权利要求1所述的车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，所述步骤s2的实施方式如下所示：采用双目相机作为人眼模拟设备，采用协作机器人调整双目相机的位置，hud系统投影的图像设置为棋盘格图像。3.根据权利要求1所述的车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，所述步骤s3通过以下步骤计算虚像成像距离：根据已知参数的人眼模拟设备在eyebox区域内的多个视点捕获的标定板图像，标定人眼模拟设备的外参；通过角点提取算法获取人眼模拟设备各相机拍摄的hud投影虚像图像中的角点坐标，对同一视点人眼模拟设备的不同相机拍摄的hud投影虚像图像中对应的角点进行匹配；计算各角点的空间三维坐标；计算eyebox区域的各视点的hud投影虚像图像的各角点的深度信息的平均值，记作虚像成像距离。4.根据权利要求1所述的车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，所述步骤s3通过以下步骤计算对比度：使用人眼模拟设备在eyebox区域内获取hud投影虚像图像，根据预设的roi区域选取
hud投影虚像图像的多个局部区域，在每个局部区域内利用下式进行局部区域对比度计算：其中：表示相邻像素间的灰度差；表示相邻像素间的灰度差为时的像素分布概率；多个局部区域的对比度的平均值即为该视点的对比度。5.根据权利要求1所述的车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，所述步骤s3通过以下步骤计算畸变：对人眼模拟设备采集的hud投影虚像图像进行预处理操作，然后分别获取hud投影虚像图像的各角点映射于投影平面的投影点；所述投影平面为垂直于y轴，深度与hud虚像成像距离相同的平面；所有投影点组成映射区域，获取映射区域的最大内接矩形区域，根据hud输入图像的分辨率对最大内接矩形区域进行采样量化，计算投影点的坐标；根据输入图像的坐标与投影点的坐标计算畸变；输入图像的点p(x,y)经投影映射后的投影点p'(x',y')，点p处的畸变λ表示为：其中(x0,y0)是图像中心点坐标。那么在相机拍摄图像的视点位置下所观察到的hud畸变大小表示为：其中，n为特征点数目，以此分别计算出在eyebox区域内的平均畸变。6.根据权利要求1所述的车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，所述步骤s3通过以下步骤计算检测hud投影虚像图像的亮度均匀度：将hud系统输出的亮度值从最小调节至最大，并通过双目相机在eyebox区域的同一位置处捕获在hud系统输出不同亮度值时的hud投影虚像图像；分别计算hud系统输出不同亮度值时投影虚像图像的亮度均匀度；某一亮度值时的亮度均匀度的计算方式为：依次统计捕获的hud投影虚像图像在多个自定义区域(例如图3中的roi区域)的灰度平均值，比较多个自定义区域的灰度平均值的大小，得到最大灰度平均值i
max
和最小灰度平均值i
min
，最小灰度平均值与最大灰度平均值的比值i
min
/i
max
为亮度均匀度的数值大小。7.根据权利要求1所述的车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，所述步骤步骤s3通过以下步骤计算检测hud投影虚像图像的亮度范围：分别计算在hud系统输出亮度值最小时所有自定义区域的灰度平均值的均值，记作最小亮度以及亮度值最大时的所有自定义区域的灰度平均值的均值，记作最大亮度β；得到hud亮度调节范围[α，β]。8.根据权利要求1所述的车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，所述步骤s3通
过以下步骤检测重影：分析hud系统输出不同亮度值时的hud投影虚像图像中各点灰度值变化情况，根据图像灰度变化情况得到自适应阈值，并根据自适应阈值对灰度图像进行处理，判断各点是否存在重影，若存在重影则根据像素灰度值变化进行聚类，获取各点的重影在图像上的范围，并通过下式求取重影大小：g＝arctan(h/f)其中h表示重影范围拟合圆形的直径，f表示相机的焦距。9.根据权利要求1所述的车载hud系统投影效果检测方法，其特征在于，所述步骤s3通过以下步骤计算测量视场角fov：将hud系统输出亮度值调节至最大，并通过人眼模拟设备在eyebox区域的中心位置处捕获hud投影图像与标定板图像；利用标定板图像对人眼模拟设备进行标定，获取人眼模拟设备的外参；对人眼模拟设的各相机获取的hud投影虚像图像分别进行预处理，获取hud投影虚像图像的最大内接矩形的4个边界角点，并将4个角点映射到投影平面，所述投影平面为深度与hud虚像成像距离相同的平面，获取边界角点的空间三维坐标，根据eyebox区域的中心位置处视点和边界角点的空间三维坐标计算水平视场角、垂直视场角以及对角线视场角。10.一种车载hud系统投影效果检测装置，其特征在于，包括标定板，人眼模拟设备、位置调节装置以及控制器；人眼模拟设备的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与位置调节装置的输入端连接；所述控制器用于根据权利要求1至9任一项所述的方法控制位置调节装置调节人眼模拟设备的位置，并采集人眼模拟设备拍摄的图像，检测投影效果。
技术总结
本发明公开了一种车载HUD系统投影效果检测方法及装置。所述车载HUD系统投影效果检测方法，包括以下步骤：S1，车辆前方放置标定板，标定人眼模拟设备，建立标定板坐标系与车辆坐标系的转换关系；S2，调整人眼模拟设备的位置，测量HUD的可视区域和最佳可视区域；最佳可视区域的最大内接矩形区域记作待测HUD系统的EyeBox区域；S3，采集人眼模拟设备在EyeBox区域的各视点获得的标定板图像和HUD投影虚像图像，计算虚像成像距离(VID)、对比度、畸变、亮度均匀度、亮度调节范围、重影以及视场角FOV。重影以及视场角FOV。重影以及视场角FOV。
技术研发人员：周中奎 王强 罗啟飞 李银国 孙博望
受保护的技术使用者：重庆利龙科技产业（集团）有限公司
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/3/7