车载投射调节方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明实施例涉及平视显示器技术领域，尤其涉及一种车载投射调节方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

随着平视显示器技术的成熟以及其成本的降低，平视显示器已经从航空领域(战斗机，民航飞机)的高科技配置走向了汽车行业，并有望在近几年内成为车载标配。平视显示器的主要功能把汽车仪表盘和行驶数据投影到前挡风玻璃上，让投影的虚像和驾驶场景交叠产生增强现实(ar)效果。

不同驾驶员，尤其是身高不同驾驶员的最佳视角范围不同。目前，主要通过如下两种方式进行投射：1)硬件设计模式，根据大多数驾驶员的头部范围或眼睛范围，进行平视显示器硬件设计和固定投射参数；2)手动适配模式，驾驶员在使用之前手动地调整光机到自己满意的观察位置，在下一次手动调节之前维持不变。

但是硬件设计模式存在如下缺陷：只能保证驾驶员的正常观察，无法实现最佳观察体验；并且无法调整ar虚像投射位置。手动适配模式存在如下缺陷：在停车状态下通常没有路面信息，比如在停车场，更没有导航指引信息，即使在手动调节下，驾驶员也难以确定最佳投影虚像位置；并且影响驾驶体验。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种车载投射调节方法、装置、设备和存储介质，可以实现自动适配驾驶员视野进行平视显示器投射调节，使得平视显示器投射落在驾驶员最佳视角中。

第一方面，本发明实施例提供了一种车载投射调节方法，所述方法包括：

获取所述车载图像采集器采集的驾驶员面部图像；

根据所述驾驶员面部图像、所述车载图像采集器的参数，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

第二方面，本发明实施例提供了一种车载投射调节装置，所述装置包括：

面部图像获取模块，用于获取所述车载图像采集器采集的驾驶员面部图像；

投射调节模块，用于根据所述驾驶员面部图像、所述车载图像采集器的参数，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

第三方面，本发明实施例提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例中任一所述的车载投射调节方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的车载投射调节方法。

本发明实施例通过获取驾驶员面部头像，并根据面部头像以及车载图像采集器的参数和车载投射设备安装位置，确定投射设备的投射位置，实现了自动适配驾驶员视野进行平视显示器投射调节，使得平视显示器投射落在驾驶员最佳视角中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种车载投射调节方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种车载投射调节方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的一种车载投射调节装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种车载投射调节方法的流程图，本实施例适用于通过平视显示器技术为驾驶员投射汽车仪表盘和行驶数据的情况，该方法可以由设置有车载图像采集器的车辆来执行，所述车载图像采集器的采集方向朝向驾驶位，具体可以包括如下：

s101、获取所述车载图像采集器采集的驾驶员面部图像。

其中，所述图像采集器包括录像机、照相机和摄像头等设备，设置于驾驶位前方，用于采集驾驶员的面部图像，图像采集器相对于车头前进水平方向的旋转角度和平移量在安装时已知固定。所述驾驶员面部图像格式包括但不限于jepg格式、bmp格式和png格式。

具体的，可以在车体行驶过程中，实时获取所述车载图像采集器采集的驾驶员面部图像。也可以在监测到视野调节请求之后，采集驾驶员面部图像。通过获取驾驶员面部图像，为后续确定车载投射设备的投射参数奠定了数据基础。

s102、根据所述驾驶员面部图像、所述车载图像采集器的参数，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

其中，车载图像采集器的参数包括内参数和外参数，内参数和外参数可以通过包括线性标定方法、非线性优化标定方法和两步标定方法获得。具体的，内参数可以包括焦距、主点、偏斜系数和畸变等参量；所述外参数用于描述摄像机坐标系与世界坐标系的关系，外参数可以包括旋转参变量和平移参变量。车载投射设备的安装位置可以包括车体内部顶部或者车体内部中控位置，车载投射设备在量程范围内可以以任意高度和角度向车体前挡风玻璃投射影像。

具体的，根据驾驶员面部特征点的图像坐标和所述车载图像采集器的参数，确定驾驶员面部特征点的三维坐标和驾驶员头部姿态的三维方向向量；确定以驾驶员的眼睛位置为起点的所述头部姿态方向，与车载前挡风玻璃的目标交点位置；根据所述目标交点位置，确定车载投射设备的投射位置。其中投射位置包括投射高度和/或投射角度。

在根据驾驶员面部图像确定车载投射设备的投射参数过程中，不仅可以利用车机系统的算力，还可以结合服务器的算力通过根据驾驶员面部图像，确定车载投射设备的投射参数，相比于驾驶员手动调节确定车载设备的投射参数，提高了投射参数的调节效率，实现了针对不同的驾驶员的自动平视显示器投射调节，使得平视显示器投射落在驾驶员最佳视角中。

本实施例提供的技术方案，通过获取驾驶员面部头像，并根据所述面部头像以及车载图像采集器的参数和车载投射设备安装位置，确定投射设备的投射位置，因此无需驾驶员手动调节，并且针对不同的驾驶员实现了自动适配驾驶员视野进行平视显示器投射调节，使得平视显示器投射落在驾驶员最佳视角中。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种车载投射调节方法的流程图，本实施例是在上述实施例一的基础上，提供了一种具体实施方式。该方法可以由设置有车载图像采集器的车辆执行，所述车载图像采集器的采集方向朝向驾驶位，该方法具体可以包括如下：

s201、获取所述车载图像采集器采集的驾驶员面部图像。

s202、根据所述驾驶员面部图像，以及所述车载图像采集器的参数，确定驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向。

其中，驾驶员眼睛位置表示驾驶员眼睛在世界坐标系中的三维坐标。驾驶员头部姿态表示驾驶员当前头部在世界坐标系中相对三个坐标轴方向的姿态，例如头部朝向左上方、头部朝向右上方或者头部朝向左下方等。

可选的，s202包括：

a、根据所述驾驶员面部图像，确定驾驶员面部特征点的图像坐标。

其中，面部特征点包括眼眉、眼眶、瞳孔、内外眼角、鼻梁、鼻尖、嘴唇、下颚和脸颊等。特征点的图像坐标表示特征点的图像二维坐标。

具体的，将获取到的驾驶员面部图像通过人脸检测算法，识别到驾驶员的面部边框，进而得到驾驶员面部边框上各像素点的图像坐标，可选的人脸检测算法包括基于几何特征的方法、局部特征分析方法和特征脸方法等。在获得驾驶员的面部边框以及边框上各像素点的图像坐标后，在所述面部边框内运行人脸特征点检测算法，获得驾驶员面部各特征点的图像坐标，可选的人脸特征点检测算法包括asm(activeshapemodel，主动形状模型)、aam(activeappearncemodel，主动外观模型)和cpr(cascadedposeregression，级联姿态回归)等。

b、根据驾驶员面部特征点的图像坐标和所述车载图像采集器的参数，确定驾驶员面部特征点的三维坐标和驾驶员头部姿态的三维方向向量。

具体的，根据事先标定的车载图像采集器的内参数、外参数和获取的驾驶员面部特征点的图像坐标，利用透视n点定位方法，即通过等式：m'＝a×[r|t]×m'，得到驾驶员面部特征点的三维坐标，其中m'表示驾驶员面部特征点的图像坐标，a表示车载图像采集器的内参数，[r|t]表示车载图像采集器的外参数，r表示车载图像采集器的外参数中的旋转参变量，t表示车载图像采集器的外参数中的平移参变量，m'表示驾驶员面部特征点的三维坐标。并且，根据驾驶员面部特征点的三维坐标，可以得到驾驶员面部的三维轮廓，根据三维轮廓就可以确定驾驶员头部姿态。

在获得驾驶员面部特征点的三维坐标后，可以将瞳孔的三维坐标作为驾驶员的眼睛位置，也可以将内外眼角三维坐标的中点作为驾驶员的眼睛位置。

通过根据驾驶员面部图像和车载图像采集器的参数，确定驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向，实现了确定驾驶员当前视野范围的技术效果。

s203、根据驾驶员的眼睛位置、头部姿态方向，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

其中，根据驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向就可以确定驾驶员的视野范围，因此相应的确定车载投射设备的投射位置，并调节车载投射设备，使其投影位置与所述驾驶员的视野范围相匹配。

可选的，s203包括：

a、向服务器发送驾驶员视野确定请求，其中，所述驾驶员视野确定请求包括所述驾驶员面部图像，以及所述车载图像采集器的参数，用于指示所述服务器确定驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向，并接受服务器返回的驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向。

b、确定以驾驶员的眼睛位置为起点的所述头部姿态方向，与车载前挡风玻璃的目标交点位置。

其中，驾驶员的视线范围在车载前挡风玻璃内，以驾驶员的眼睛位置为起点，根据驾驶员头部姿态方向，延伸出一条在三维空间的直线，所述直线会与车载前挡风玻璃相交，则该交点即为目标交点，根据车载前挡风玻璃边框的三维坐标即可得到所述目标交点三维坐标，即目标交点位置。

c、根据所述目标交点位置，确定车载投射设备的投射位置。

其中，获得目标交点位置后，根据所述目标交点位置相应的调整车载投射设备的投射位置，以使得投射位置与所述目标交点位置相匹配。

具体的，通过如下方式根据所述目标交点位置，确定车载投射设备的投射位置：1)向车载投射设备发送投射方向确定请求，其中所述投射方向确定请求包括所述目标交点位置，用于指示所述车载投射设备确定投射位置；2)根据所述目标交点位置，从候选交点位置与车载投射设备的候选投射高度和/或候选投射角度之间的关联关系中选择车载投射设备的投射位置。

其中，不同车型汽车的车载投射设备安装位置不同，车载投射设备会根据目标点的位置相应调整投射位置，则当目标交点位置确定后，根据系统预存的候选交点位置与车载投射设备的候选投射高度和/或候选投射角度之间的关联关系，相应的调整车载投射设备的投射位置，以使得投射位置与所述目标交点位置相匹配。

通过根据驾驶员的眼睛位置、头部姿态方向，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置，实现了自动适配驾驶员视野进行平视显示器投射调节。

本实施例提供的技术方案，通过根据所述驾驶员面部图像，以及所述车载图像采集器的参数，确定驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向，实现了确定驾驶员视野范围的效果；通过根据驾驶员的眼睛位置、头部姿态方向，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置，实现了根据驾驶员的视野调整投射位置，因此自动适配驾驶员视野进行平视显示器投射调节。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种车载投射调节装置的结构示意图，所述车载投射调节装置配置于设置有车载图像采集器的车辆上，可执行本发明任一实施例所提供的车载投射调节方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图3所示，该装置可以包括：

面部图像获取模块31，用于获取所述车载图像采集器采集的驾驶员面部图像；

投射调节模块32，用于根据所述驾驶员面部图像、所述车载图像采集器的参数，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

在上述实施例的基础上，所述投射调节模块32，具体用于：

根据所述驾驶员面部图像，以及所述车载图像采集器的参数，确定驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向；

根据驾驶员的眼睛位置、头部姿态方向，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

在上述实施例的基础上，所述投射调节模块32，具体还用于：

根据所述驾驶员面部图像，确定驾驶员面部特征点的图像坐标；

根据驾驶员面部特征点的图像坐标和所述车载图像采集器的参数，确定驾驶员面部特征点的三维坐标和驾驶员头部姿态的三维方向向量。

在上述实施例的基础上，所述投射调节模块32，具体还用于：

确定以驾驶员的眼睛位置为起点的所述头部姿态方向，与车载前挡风玻璃的目标交点位置；

根据所述目标交点位置，确定车载投射设备的投射位置。

在上述实施例的基础上，所述投射调节模块32，具体还用于：

根据所述目标交点位置，从候选交点位置与车载投射设备的候选投射高度和/或候选投射角度之间的关联关系中选择车载投射设备的投射位置。

在上述实施例的基础上，所述投射调节模块32，具体还用于：

向服务器发送驾驶员视野确定请求，其中，所述驾驶员视野确定请求包括所述驾驶员面部图像，以及所述车载图像采集器的参数，用于指示所述服务器确定驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向；

根据服务器返回的驾驶员的眼睛位置和头部姿态方向，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

在上述实施例的基础上，所述投射调节模块32，具体还用于：

向车载投射设备发送投射方向确定请求，其中所述投射方向确定请求包括所述目标交点位置，用于指示所述车载投射设备确定投射位置；

获取车载投射设备返回的所述投射位置。

本发明实施例所提供的一种车载投射调节装置，可执行本发明任一实施例所提供的车载投射调节方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任一实施例所提供的车载投射调节方法。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备400的框图。图4显示的设备400仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，设备400以通用计算设备的形式表现。设备400的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元401，系统存储器402，连接不同系统组件(包括系统存储器402和处理单元401)的总线403。

总线403表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。

设备400典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备400访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器402可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)404和/或高速缓存存储器405。设备400可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统406可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线403相连。存储器402可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块407的程序/实用工具408，可以存储在例如存储器402中，这样的程序模块407包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块407通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备400也可以与一个或多个外部设备409(例如键盘、指向设备、显示器410等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备400交互的设备通信，和/或与使得该设备400能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口411进行。并且，设备400还可以通过网络适配器412与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器412通过总线403与设备400的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备400使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元401通过运行存储在系统存储器402中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的车载投射调节方法，包括：

获取所述车载图像采集器采集的驾驶员面部图像；

根据所述驾驶员面部图像、所述车载图像采集器的参数，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

实施例五

本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种车载投射调节方法，该方法包括：

获取所述车载图像采集器采集的驾驶员面部图像；

根据所述驾驶员面部图像、所述车载图像采集器的参数，以及车载投射设备的安装位置，确定车载投射设备的投射位置。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的一种车载投射调节方法中的相关操作。本发明实施例的计算机可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。