CN110349078A - 一种用于hud正位实景显示的ar图形算法 - Google Patents
一种用于hud正位实景显示的ar图形算法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110349078A CN110349078A CN201910437528.8A CN201910437528A CN110349078A CN 110349078 A CN110349078 A CN 110349078A CN 201910437528 A CN201910437528 A CN 201910437528A CN 110349078 A CN110349078 A CN 110349078A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coordinate
- icon
- normotopia
- outdoor scene
- pattern algorithm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/06—Topological mapping of higher dimensional structures onto lower dimensional surfaces
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/08—Projecting images onto non-planar surfaces, e.g. geodetic screens
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/80—Geometric correction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法。所述AR图形算法包括构建采用正位实景网格化格式进行存储的参照图标库，所述AR图形算法采用如下步骤：第一步、分别建立初始图形和正位实景图形的坐标体系；第二步、构建坐标体系间的多元多次线性关系模型函数；第三步、求解多元多次线性关系模型函数的参数值，得到数值化的转换函数；第四步、通过所述数值化函数关系将初始坐标图形中的相对应的坐标点全部进行转换，从而得到初始坐标图形相对应的正位实景图像。该AR图形算法通过设置特定参照物坐标转换***和多元多次线性关系模型函数，进而能得到数值化的AR图形转换函数关系，从而能实现各种不同角度拍摄图像符合人眼透射规律的正位实景显示。
Description
技术领域
本发明涉及增强现实图形转换技术，特别涉及一种通过多元多次线性关系模型函数得到AR图形转换函数关系、能实现各种不同角度拍摄图像的正位实景显示的AR图形算法。
背景技术
ADAS高级驾驶辅助***（Advanced Driving Assistant System）是利用安装在车上的各式各样传感器，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行***的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。
增强现实（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。
目前，车载抬头显示光学***并不能充分实现ADAS高级驾驶辅助***，主要不足有：
1、现有的传统车载抬头显示***，都是直接投影一个显示画面，这个画面是与前方的路面画面（实际世界）是不相关的，就是说传统的车载抬头显示图像与外界的实际世界是没有任何融合的。而我们人眼观察实际世界物体的透视视角表现为近大远小的特征，传统抬头显示中的图像没有做对应坐标转换来符合人眼透视效果，这样抬头显示投影的影像跟实景图像的坐标不一致，人眼观看抬头显示中图像，无法得到两个画面很好的融合和贴合，就是没有增强显示的功能，因此抬头显示的内容如果要跟实际世界融合，就需要投影的图像特征要符合实际世界的物体在人眼的透视效果。
2、不能对一定视角的静态、动态物体进行辨识、侦测与追踪，例如侧方行人和车辆、或后方车辆等，该情况下，现有抬头显示***一方面不能正位显示其图像实景，很容易产生主观错误判断，另一方缺乏必要的警示行为，从而存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法，该AR图形算法通过设置特定参照物坐标转换***和多元多次线性关系模型函数，进而能得到数值化的AR图形转换函数关系，从而能实现各种不同角度拍摄图像符合人眼透视规律的正位实景显示。
为了解决上述现有技术问题,本发明的技术方案是:
一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法，所述AR图形算法包括构建采用正位实景网格化格式进行存储的参照图标库，所述AR图形算法采用如下步骤：
第一步、分别建立初始图形和正位实景图形的坐标体系；
第二步、构建坐标体系间的多元多次线性关系模型函数；
第三步、选取多个参照图标库中的图标的正位实景网格化格式中的坐标点及初始坐标图形中相对应的坐标点代入多元多次线性关系模型函数，求解得到多元多次线性关系模型函数的参数值，进而得到数值化的转换函数；
第四步、通过所述数值化函数关系将初始坐标图形中的相对应的坐标点全部进行转换，从而得到初始坐标图形相对应的正位实景图像。
所述参照图标库中的图标的正位实景网格化格式为二维或三维方式；
当所述参照图标库中的图标的正位实景网格化格式为二维方式时，所述AR图形算法步骤如下：
（一）、设定所述初始坐标图形的坐标体系为坐标一，其图像中点表示为（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3）……（Xn，Yn），
所述参照图标库中的图标的坐标体系为坐标二，其图像中点表示为（Xa1，Ya1）、（Xa2，Ya2）、（Xa3，Ya3）……（，Yan）；
（二）、设定坐标一中的坐标点与坐标二中的坐标点的X轴坐标和Y轴坐标为多次线性关系，所述多次线性关系至少为3次以上，当选择所述多次线性关系为三次线性关系时，得到坐标的函数关系模型如下：
Xn= AXan 3 + BXan 2 + CXan+ DYan 3 + EYan 2 + FYan+ G，
Yn= HXan 3 + IXan 2 + JXan+ KYan 3 + LYan 2 + MYan+ M；
（三）、针对上面函数关系模型，选取多个参照图标库中的图标的正位实景网格化格式中的坐标点及初始坐标图形中相对应的坐标点进行代入，如上十四次三元方程，选取14个特征点，即能得到上述中的参数A~M的值；
（四）、将参数值代入函数关系模型，得到数值化函数关系，通过所述数值化函数关系将初始坐标图形中的相对应的坐标点全部进行转换，从而得到初始坐标图形相对应的正位坐标图像，同此原理，所述AR图形算法可进行三维坐标转换。
所述参照图标库用于录入不同的道路标志图标或交通标志图标或行人图标或车辆图标，然后将录入的道路标志图标或交通标志图标或行人图标或车辆图标采用正位实景网格化格式进行存储，得到包含大量参照图标的参照图标库。
本发明一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法,其有益效果有：
1、该AR图形算法通过设置特定参照物坐标转换***和多元多次线性关系模型函数，进而能得到数值化图形转换函数关系，从而能实现各种不同角度拍摄图像的正位实景显示；
2、该AR图形算法能实现二维或三维图形转换，其精准度可根据需要进行调节，同时算法可逆，能实现各种特殊图形转换效果。
附图说明
图1，为本发明一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法的初始图像的示意图；
图2，为本发明一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法的参照图形库中的正位实景图标的网格化示意图；
图3，为本发明一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法的初始图像转换与正位实景图标的转换对照图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法，所述AR图形算法包括构建采用正位实景网格化格式进行存储的参照图标库，所述AR图形算法采用如下步骤：
第一步、分别建立初始图形和正位实景图形的坐标体系；
第二步、构建坐标体系间的多元多次线性关系模型函数；
第三步、选取多个参照图标库中的图标的正位实景网格化格式中的坐标点及初始坐标图形中相对应的坐标点代入多元多次线性关系模型函数，求解得到多元多次线性关系模型函数的参数值，进而得到数值化的转换函数；
第四步、通过所述数值化函数关系将初始坐标图形中的相对应的坐标点全部进行转换，从而得到初始坐标图形相对应的正位实景图像。
所述参照图标库中的图标的正位实景网格化格式为二维或三维方式；
当所述参照图标库中的图标的正位实景网格化格式为二维方式时，所述AR图形算法步骤如下：
（一）、设定所述初始坐标图形的坐标体系为坐标一，其图像中点表示为（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3）……（Xn，Yn），
所述参照图标库中的图标的坐标体系为坐标二，其图像中点表示为（Xa1，Ya1）、（Xa2，Ya2）、（Xa3，Ya3）……（，Yan）；
（二）、设定坐标一中的坐标点与坐标二中的坐标点的X轴坐标和Y轴坐标为多次线性关系，所述多次线性关系至少为3次以上，当选择所述多次线性关系为三次线性关系时，得到坐标的函数关系模型如下：
Xn= AXan 3 + BXan 2 + CXan+ DYan 3 + EYan 2 + FYan+ G，
Yn= HXan 3 + IXan 2 + JXan+ KYan 3 + LYan 2 + MYan+ M；
（三）、针对上面函数关系模型，选取多个参照图标库中的图标的正位实景网格化格式中的坐标点及初始坐标图形中相对应的坐标点进行代入，如上十四次三元方程，选取14个特征点，即能得到上述中的参数A~M的值；
（四）、将参数值代入函数关系模型，得到数值化函数关系，通过所述数值化函数关系将初始坐标图形中的相对应的坐标点全部进行转换，从而得到初始坐标图形相对应的正位坐标图像，同此原理，所述AR图形算法可进行三维坐标转换。
所述参照图标库用于录入不同的道路标志图标或交通标志图标或行人图标或车辆图标，然后将录入的道路标志图标或交通标志图标或行人图标或车辆图标采用正位实景网格化格式进行存储，得到包含大量参照图标的参照图标库。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作一般技术手段的增减或替换，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (4)
1.一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法，其特征在于，所述AR图形算法包括构建采用正位实景网格化格式进行存储的参照图标库，所述AR图形算法采用如下步骤：
第一步、分别建立初始图形和正位实景图形的坐标体系；
第二步、构建坐标体系间的多元多次线性关系模型函数；
第三步、选取多个参照图标库中的图标的正位实景网格化格式中的坐标点及初始坐标图形中相对应的坐标点代入多元多次线性关系模型函数，求解得到多元多次线性关系模型函数的参数值，进而得到数值化的转换函数；
第四步、通过所述数值化函数关系将初始坐标图形中的相对应的坐标点全部进行转换，从而得到初始坐标图形相对应的正位实景图像。
2.根据权利要求1所述的一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法，其特征在于，所述参照图标库中的图标的正位实景网格化格式为二维或三维方式。
3.根据权利要求1所述的一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法，其特征在于，当所述参照图标库中的图标的正位实景网格化格式为二维方式时，所述AR图形算法步骤如下：
（一）、设定所述初始坐标图形的坐标体系为坐标一，其图像中点表示为（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3）……（Xn，Yn），
所述参照图标库中的图标的坐标体系为坐标二，其图像中点表示为（Xa1，Ya1）、（Xa2，Ya2）、（Xa3，Ya3）……（，Yan）；
（二）、设定坐标一中的坐标点与坐标二中的坐标点的X轴坐标和Y轴坐标为多次线性关系，所述多次线性关系至少为3次以上，当选择所述多次线性关系为三次线性关系时，得到坐标的函数关系模型如下：
Xn= AXan 3 + BXan 2 + CXan+ DYan 3 + EYan 2 + FYan+ G，
Yn= HXan 3 + IXan 2 + JXan+ KYan 3 + LYan 2 + MYan+ M；
（三）、针对上面函数关系模型，选取多个参照图标库中的图标的正位实景网格化格式中的坐标点及初始坐标图形中相对应的坐标点进行代入，如上十四次三元方程，选取14个特征点，即能得到上述中的参数A~M的值；
（四）、将参数值代入函数关系模型，得到数值化函数关系，通过所述数值化函数关系将初始坐标图形中的相对应的坐标点全部进行转换，从而得到初始坐标图形相对应的正位坐标图像，同此原理，所述AR图形算法可进行三维坐标转换。
4.根据权利要求1所述的一种用于HUD正位实景显示的AR图形算法，其特征在于，所述参照图标库用于录入不同的道路标志图标或交通标志图标或行人图标或车辆图标，然后将录入的道路标志图标或交通标志图标或行人图标或车辆图标采用正位实景网格化格式进行存储，得到包含大量参照图标的参照图标库。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910437528.8A CN110349078B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 一种用于hud正位实景显示的ar图形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910437528.8A CN110349078B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 一种用于hud正位实景显示的ar图形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110349078A true CN110349078A (zh) | 2019-10-18 |
| CN110349078B CN110349078B (zh) | 2022-07-15 |
Family
ID=68174283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910437528.8A Active CN110349078B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 一种用于hud正位实景显示的ar图形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110349078B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106570938A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-19 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 基于opengl 的全景监控方法及*** |
| US20180059416A1 (en) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 8696322 Canada Inc. | System and method for augmented reality head up display for vehicles |
| CN107783937A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-09 | 西安科技大学 | 一种求解任意旋转角三维坐标转换参数的方法 |
| CN109493321A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-19 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种车载hud目视光学***视差计算方法 |
| CN109688392A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-26 | 联创汽车电子有限公司 | Ar-hud光学投影***及映射关系标定方法和畸变矫正方法 |
-
2019
- 2019-05-24 CN CN201910437528.8A patent/CN110349078B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180059416A1 (en) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 8696322 Canada Inc. | System and method for augmented reality head up display for vehicles |
| CN106570938A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-19 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 基于opengl 的全景监控方法及*** |
| CN107783937A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-09 | 西安科技大学 | 一种求解任意旋转角三维坐标转换参数的方法 |
| CN109493321A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-19 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种车载hud目视光学***视差计算方法 |
| CN109688392A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-26 | 联创汽车电子有限公司 | Ar-hud光学投影***及映射关系标定方法和畸变矫正方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 安喆 等: "光学透射式AR-HUD***的标定方法研究", 《光子学报》 * |
| 徐兴民: "视线跟踪技术及其应用研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(电子期刊) 信息科技辑》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110349078B (zh) | 2022-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101940971B1 (ko) | 가속된 라이트 필드 디스플레이 | |
| KR100953931B1 (ko) | 혼합현실 구현 시스템 및 그 방법 | |
| US8395490B2 (en) | Blind spot display apparatus | |
| EP0451875B1 (en) | Image displaying system | |
| US20140285523A1 (en) | Method for Integrating Virtual Object into Vehicle Displays | |
| CN109961522B (zh) | 图像投射方法、装置、设备和存储介质 | |
| EP0583060A2 (en) | Method and system for creating an illusion of three-dimensionality | |
| EP1462762A1 (en) | Circumstance monitoring device of a vehicle | |
| US20100287500A1 (en) | Method and system for displaying conformal symbology on a see-through display | |
| US11417065B2 (en) | Methods and systems for reprojection in augmented-reality displays | |
| WO2015090421A1 (en) | Method and system for providing information associated with a view of a real environment superimposed with a virtual object | |
| JP2010539620A (ja) | ホログラフィックユーザインターフェース通信の方法および装置 | |
| JPH0757117A (ja) | テクスチャマップへの索引を生成する方法及びコンピュータ制御表示システム | |
| CN111145341B (zh) | 一种基于单光源的虚实融合光照一致性绘制方法 | |
| JP2012128779A (ja) | 仮想物体表示装置 | |
| CN104656880B (zh) | 一种基于智能眼镜的书写***及方法 | |
| CN112242009A (zh) | 显示效果融合方法、***、存储介质及主控单元 | |
| EP3811326B1 (en) | Heads up display (hud) content control system and methodologies | |
| Poitschke et al. | Contact-analog information representation in an automotive head-up display | |
| CN110349078A (zh) | 一种用于hud正位实景显示的ar图形算法 | |
| CN110347241B (zh) | 一种可正位实景显示的ar抬头显示光学*** | |
| US20130120373A1 (en) | Object distribution range setting device and object distribution range setting method | |
| KR101001856B1 (ko) | 동화상 입력장치를 이용한 3차원 가상현실 디스플레이 시스템 및 방법 | |
| JPWO2020144798A1 (ja) | 情報表示制御装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体 | |
| WO2024095358A1 (ja) | 画像表示システム、ディスプレイ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20191017 Address after: 518112 5b, unit 1, building 10, Zhonghai yicui villa, Zhonghai yicui community, Jihua street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Ruisi Huachuang Technology Co.,Ltd. Address before: Room 205, No. 16, Haomen East Lake, Jiaocheng District, Ningde City, Fujian Province Applicant before: Yang Qiaoxue |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221222 Address after: No. 901-902, Building 2, Hunan Military civilian Integration Science and Technology Innovation Industrial Park, No. 699, Qingshan Road, Changsha Hi tech Development Zone, Changsha, Hunan 410000 Patentee after: Hunan Ruisi Huachuang Technology Co.,Ltd. Address before: 518112 5b, unit 1, building 10, Zhonghai yicui villa, Zhonghai yicui community, Jihua street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: Shenzhen Ruisi Huachuang Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |