CN114363591B - 调整投影到挡风玻璃上的图像的位置和失真的***和方法 - Google Patents

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Abstract

一种方法包括将物理目标放置在车辆的挡风玻璃上，将固定装置安装在车辆内部以将固定装置上的相机阵列定位在乘客的视线内，使用相机阵列捕获物理目标的图像，并确定在每个图像中物理目标的实际位置和目标位置之间的差异。此外，该方法包括控制HUD在挡风玻璃上显示虚拟目标，使用相机阵列捕获虚拟目标的图像，以及基于该差异确定虚拟目标在每个图像中的目标位置。此外，该方法包括确定虚拟目标在每个图像中的实际位置和虚拟目标在每个图像中的目标位置之间的偏移，以及基于该偏移调整由HUD投影到挡风玻璃上的图像的位置。

Description

调整投影到挡风玻璃上的图像的位置和失真的***和方法
引言。
该部分中提供的信息目的在于大体呈现本公开的背景。到该部分中描述的程度上，当前命名的发明人的工作、以及在提交时可能以另外方式不符合现有技术的描述方面既不明确地也不隐含地被承认为是针对本公开的现有技术。
技术领域
本公开涉及一种用于调整平视显示器投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置和失真的***和方法。
背景技术
平视显示器（HUD）将图像投影到车辆的挡风玻璃上。HUD投影图像的挡风玻璃区域称为HUD贴片。当HUD最初安装在车辆中时，由于HUD贴片和/或HUD本身在车辆中的安装结构的制造公差，HUD图像至少部分位于HUD贴片的外部。此外，HUD图像通常失真。
发明内容
公开了一种调整通过平视显示器（HUD）投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的方法的示例。该方法包括将物理目标放置在挡风玻璃上投影图像的目标位置处；将固定装置安装到车辆车厢内的部件，以将附接到固定装置的相机阵列定位在车辆乘客的眼睛和投影图像的目标位置之间的可能视线内，使用相机阵列捕获物理目标的第一多个图像，以及确定物理目标在第一多个图像中的每一个中的实际位置和物理目标在第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个差异。此外，该方法包括控制HUD在投影图像的目标位置处在挡风玻璃上显示虚拟目标，使用相机阵列捕获虚拟目标的第二多个图像，以及基于所述至少一个差异来确定虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置。此外，该方法包括确定虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的实际位置和虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个偏移，以及基于该至少一个偏移来调整由HUD投影到挡风玻璃上的图像的位置。
在一个方面，该方法进一步包括将相机定位在相机阵列的中心，使得由相机捕获的图像中的物理目标定位在所述捕获的图像中的物理目标的目标位置处。
在一个方面，所述至少一个差异包括在物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的中心和所述第一多个图像的对应图像的中心之间的距离。
在一个方面，所述至少一个差异包括在彼此垂直的两个方向上的距离。
在一个方面，该方法进一步包括确定在固定装置的实际取向和固定装置的目标取向之间的至少一个角度，以及进一步基于所述至少一个角度确定虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置。
在一个方面，所述至少一个角度包括固定装置围绕轴线旋转的角度，所述轴线延伸穿过相机阵列的中心相机并垂直于其中设置相机阵列的平面。
在一个方面，所述至少一个角度包括固定装置围绕轴线旋转的角度，所述轴线延伸穿过相机阵列的至少两个相机，并且设置在其中设置相机阵列的平面内。
在一个方面，轴线平行于固定装置的至少一侧。
在一个方面，所述至少一个偏移包括在虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心和所述第二多个图像的对应图像的中心之间的距离。
在一个方面，所述至少一个偏移包括在彼此垂直的两个方向上的距离。
在一个方面，该方法进一步包括基于所述至少一个差异来确定虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心的目标位置，以及基于所述至少一个偏移来调整由HUD投影的图像的位置，使得虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的中心的实际位置处于虚拟目标的中心的目标位置。
在一个方面，相机阵列中的每个相机捕获所述第一多个图像中的一个图像和所述第二多个图像中的一个图像。
公开了用于调整由HUD投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的方法的另一个示例。该方法包括将物理目标放置在挡风玻璃上投影图像的目标位置处，以及将固定装置安装到方向盘和转向柱中的至少一个，以将固定装置上的相机阵列定位在车辆驾驶员的眼睛和投影图像的目标位置之间的可能视线内。相机阵列中的一个相机位于相机阵列的中心。该方法进一步包括定位所述一个相机，使得物理目标在由所述一个相机捕获的图像中的实际位置处于捕获的图像中的物理目标的目标位置，使用相机阵列捕获物理目标的第一多个图像，以及确定在物理目标在第一多个图像中的每一个中的实际位置和物理目标在第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的第一距离。第一距离在第一方向上。该方法进一步包括确定物理目标在第一多个图像中的每一个中的实际位置和物理目标在第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的第二距离。第二距离在垂直于第一方向的第二方向上。该方法进一步包括控制HUD在投影图像的目标位置在挡风玻璃上显示虚拟目标，使用相机阵列捕获虚拟目标的第二多个图像，以及基于第一和第二距离确定虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置。该方法进一步包括确定在虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的实际位置和虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的第一偏移。第一偏移在第一方向上。该方法进一步包括确定在虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的实际位置和虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的第二偏移。第二偏移在第二方向上。该方法进一步包括基于第一和第二偏移来调整由HUD投影到挡风玻璃上的图像的位置。
在一个方面，该方法进一步包括确定固定装置围绕轴线旋转的第一角度，该轴线延伸穿过相机阵列的中心相机并垂直于其中设置相机阵列的平面，确定固定装置围绕轴线旋转的第二角度，该轴线延伸穿过相机阵列的至少两个相机，并且设置在其中设置相机阵列的平面内，以及进一步基于第一角度和第二角度确定虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置。
公开了一种用于调整由HUD投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的***的示例。该***包括相机控制模块、相机未对准模块、HUD未对准模块和HUD控制模块。相机控制模块被配置成控制设置在车辆车厢内的相机阵列，以在投影图像的目标位置处捕获放置在挡风玻璃上的物理目标的第一多个图像，以及控制相机阵列使用相机阵列捕获显示在挡风玻璃上的虚拟目标的第二多个图像。相机未对准模块被配置成确定在物理目标在第一多个图像中的每一个中的实际位置和物理目标在第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个差异。HUD未对准模块被配置成基于所述至少一个差异来确定虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置，以及确定在虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的实际位置和虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个偏移。HUD控制模块被配置成控制HUD在投影图像的目标位置处将虚拟目标显示在挡风玻璃上，以及基于所述至少一个偏移来调整HUD投影到挡风玻璃上的图像的位置。
在一个方面，该***进一步包括相机阵列和相机阵列所附接的固定装置。该固定装置被配置成安装到车厢内的车辆部件，以将相机阵列定位在车辆乘客的眼睛和挡风玻璃上投影图像的目标位置之间的可能视线内。
在一个方面，所述至少一个差异包括在物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的中心和所述第一多个图像的对应图像的中心之间的距离。
在一个方面，相机未对准模块被配置成确定在相机阵列的实际取向和相机阵列的目标取向之间的至少一个角度，以及HUD未对准模块被配置成基于所述至少一个角度来确定虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置。
在一个方面，所述至少一个偏移包括在所述第二多个图像中的每一个中的虚拟目标的中心和所述第二多个图像的对应图像的中心之间的距离。
在一个方面，HUD控制模块被配置成基于所述至少一个差异来确定虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心的目标位置，以及基于所述至少一个偏移来调整由HUD投影的图像的位置，使得虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个图像中的中心的实际位置在虚拟目标的中心的目标位置处。
本发明提供了以下技术方案：
1． 一种用于调整通过平视显示器（HUD）投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的方法，该方法包括：
将物理目标放置在挡风玻璃上投影图像的目标位置处；
将固定装置安装到车辆车厢内的部件，以将附接到固定装置的相机阵列定位在车辆乘客的眼睛和投影图像的目标位置之间的可能视线内；
使用所述相机阵列捕获所述物理目标的第一多个图像；
确定物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的实际位置和物理目标在第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个差异；
控制HUD在投影图像的目标位置处在挡风玻璃上显示虚拟目标；
使用所述相机阵列捕获虚拟目标的第二多个图像；
基于所述至少一个差异来确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置；
确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的实际位置和所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个偏移；和
基于所述至少一个偏移来调整由所述HUD投影到所述挡风玻璃上的图像的位置。
2. 根据技术方案1所述的方法，进一步包括将相机定位在所述相机阵列的中心，使得由所述相机捕获的图像中的物理目标定位在所述捕获的图像中的物理目标的目标位置处。
3. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述至少一个差异包括在物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的中心和所述第一多个图像的对应图像的中心之间的距离。
4. 根据技术方案3所述的方法，其中，所述至少一个差异包括在彼此垂直的两个方向上的距离。
5. 根据技术方案1所述的方法，进一步包括：
确定在所述固定装置的实际取向和所述固定装置的目标取向之间的至少一个角度；和
进一步基于所述至少一个角度确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置。
6. 根据技术方案5所述的方法，其中，所述至少一个角度包括所述固定装置围绕轴线旋转的角度，所述轴线延伸穿过所述相机阵列的中心相机并垂直于其中设置所述相机阵列的平面。
7. 根据技术方案5所述的方法，其中，所述至少一个角度包括所述固定装置围绕轴线旋转的角度，所述轴线延伸穿过所述相机阵列的至少两个相机，并且设置在其中设置所述相机阵列的平面内。
8. 根据技术方案7所述的方法，其中，所述轴线平行于所述固定装置的至少一侧。
9. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述至少一个偏移包括在虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心和所述第二多个图像的对应图像的中心之间的距离。
10. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述至少一个偏移包括在彼此垂直的两个方向上的距离。
11. 根据技术方案1所述的方法，进一步包括：
基于所述至少一个差异来确定虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心的目标位置；和
基于所述至少一个偏移来调整由所述HUD投影的图像的位置，使得虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心的实际位置处于所述虚拟目标的中心的目标位置。
12. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述相机阵列中的每个相机捕获所述第一多个图像中的一个图像和所述第二多个图像中的一个图像。
13. 一种用于调整由平视显示器（HUD）投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的方法，该方法包括：
将物理目标放置在挡风玻璃上投影图像的目标位置处；
将固定装置安装到方向盘和转向柱中的至少一者，以将固定装置上的相机阵列定位在车辆驾驶员的眼睛和投影图像的目标位置之间的可能视线内，其中，所述相机阵列中的一个相机位于所述相机阵列的中心；
定位所述一个相机，使得由所述一个相机捕获的图像中的物理目标的实际位置处于所述捕获的图像中的物理目标的目标位置；
使用所述相机阵列捕获所述物理目标的第一多个图像；
确定所述物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的实际位置和所述物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的第一距离，其中，所述第一距离在第一方向上；
确定所述物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的实际位置和所述物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的第二距离，其中，所述第二距离在垂直于所述第一方向的第二方向上；
控制所述HUD在所述投影图像的目标位置处在所述挡风玻璃上显示虚拟目标；
使用所述相机阵列捕获所述虚拟目标的第二多个图像；
基于所述第一和第二距离确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置；
确定在所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的实际位置和所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的第一偏移，其中，所述第一偏移在第一方向上；
确定在所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的实际位置和所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的第二偏移，其中，所述第二偏移在第二方向上；以及
基于所述第一和第二偏移来调整由所述HUD投影到所述挡风玻璃上的图像的位置。
14. 根据技术方案13所述的方法，进一步包括：
确定所述固定装置围绕轴线旋转的第一角度，所述轴线延伸穿过所述相机阵列的中心相机并且垂直于其中设置所述相机阵列的平面；
确定所述固定装置围绕轴线旋转的第二角度，所述轴线延伸穿过所述相机阵列的至少两个相机，并且设置在其中设置相机阵列的平面内；以及
进一步基于所述第一角度和第二角度确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置。
15. 一种用于调整由平视显示器（HUD）投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的***，所述***包括：
相机控制模块，其被配置成：
控制设置在车辆车厢内的相机阵列，以在投影图像的目标位置处捕获放置在挡风玻璃上的物理目标的第一多个图像；和
控制所述相机阵列使用所述相机阵列捕获显示在所述挡风玻璃上的虚拟目标的第二多个图像；
相机未对准模块，其被配置成确定在物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的实际位置和物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个差异；
HUD未对准模块，其被配置成：
基于所述至少一个差异来确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置；和
确定在所述虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的实际位置和所述虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个偏移；和
HUD控制模块，其被配置成：
控制所述HUD在所述投影图像的目标位置处将虚拟目标显示在挡风玻璃上；和
基于所述至少一个偏移来调整由所述HUD投影到所述挡风玻璃上的图像的位置。
16. 根据技术方案15所述的***，进一步包括：
相机阵列；和
相机阵列所附接的固定装置，其中，所述固定装置被配置成安装到车厢内的车辆部件，以将所述相机阵列定位在车辆乘客的眼睛和挡风玻璃上投影图像的目标位置之间的可能视线内。
17. 根据技术方案15所述的***，其中，所述至少一个差异包括在物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的中心和所述第一多个图像的对应图像的中心之间的距离。
18. 根据技术方案15所述的***，其中：
所述相机未对准模块被配置成确定所述相机阵列的实际取向和所述相机阵列的目标取向之间的至少一个角度；并且
所述HUD未对准模块被配置成基于所述至少一个角度来确定所述虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置。
19. 根据技术方案15所述的***，其中，所述至少一个偏移包括在虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心和所述第二多个图像的对应图像的中心之间的距离。
20. 根据技术方案15所述的***，其中，所述HUD控制模块被配置成：
基于所述至少一个差异来确定所述第二多个图像中的每一个中的虚拟目标的中心的目标位置；和
基于所述至少一个偏移来调整由所述HUD投影的图像的位置，使得虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心的实际位置在所述虚拟目标的中心的目标位置处。
从具体实施方式、权利要求和附图，本公开的另外的可应用性领域将变得清楚。具体实施方式和具体示例仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
从具体实施方式和附图，本公开将得到更全面的理解，其中：
图1是根据本公开的示例车辆的透视图，该示例车辆包括用于将图像投影到车辆挡风玻璃上的平视显示器（HUD），以及保持示例相机阵列的示例相机固定装置；
图2是根据本公开的用于控制HUD和相机阵列以调整HUD投影的图像的位置和失真的示例***控制模块的功能框图；
图3是图示根据本公开的用于调整由HUD投影的图像的位置和失真的示例方法的流程图；
图4是根据本公开的用于放置到车辆挡风玻璃上的示例物理目标的平面图；
图5是相机阵列的透视图和由相机阵列的中心相机捕获的物理目标的图像；
图6是图5的图像的平面图；
图7是相机固定装置和相机阵列的平面图；
图8是相机阵列的透视图和由相机阵列的上部中间相机捕获的物理目标的图像；
图9是图8的图像的平面图；
图10是相机阵列的透视图和由相机阵列的中间右侧相机捕获的物理目标的图像；
图11是图10的图像的平面图；
图12是当相机固定装置被正确定向并且当相机固定装置围绕中心相机旋转时，由位于相机阵列中心的相机捕获的图像的平面图；
图13是相机固定装置的平面图，其图示了相机固定装置可以围绕其旋转的轴线；
图14是围绕图13的轴线旋转的相机固定装置的侧视图；
图15是相机固定装置的平面图，其图示了相机固定装置可以围绕其旋转的另一个轴线；
图16是围绕图15的轴线旋转的相机固定装置的侧视图；
图17是根据本公开的投影到车辆挡风玻璃上的虚拟目标的平面图；
图18是由相机阵列的右下相机和中心相机捕获的虚拟目标的图像的平面图；
图19是由相机阵列中的所有相机捕获的虚拟目标图像的平面图。
在附图中，附图标记可以重复使用来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
在车辆组装期间，可以执行校准过程来调整由HUD投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置和失真。校准过程确保HUD图像投影在HUD贴片中，并校正HUD图像的失真。在一个示例中，校准过程涉及使用机器人***来将相机精确定位在眼动范围内的不同位置（即，在驾驶员眼睛和HUD贴片之间可能视线的横截面）。在每个位置处，相机捕获由HUD投影的虚拟目标、诸如点阵列的图像。由相机捕获的图像用于确定HUD图像中虚拟目标上各个点相对于这些点的目标位置的水平和竖直未对准。基于水平和竖直未对准开发（一个或多个）失真补偿图，并且使用（一个或多个）失真补偿图调整HUD图像的位置和失真。
上述HUD校准过程需要高成本的机器人来精确地将相机定位在眼动范围内，并将相机重新定位在眼动范围中的不同位置增加了组装车辆所需的时间量。此外，如果车辆的HUD在使用中被更换，则使用上述HUD校准过程调整HUD投影图像的位置和失真可能是不可行的，因为这样做所需的机器人可能不可用。例如，汽车经销商不太可能具有如下机器人***：能够将相机精确定位在眼动范围中的各个位置，以执行上述HUD校准过程。
为了解决该问题，根据本公开的方法调整由HUD投影的图像的位置和失真，而不需要将相机精确地定位在眼动范围中的各种位置处。取而代之，该方法涉及将固定装置安装到车辆车厢中的部件、诸如方向盘和/或转向柱，以将固定装置上的相机阵列大致定位在眼动范围中。然后，将物理目标（诸如矩形贴标和矩形中心处的点或十字准线）放置在HUD贴片中，并且相机阵列中的每个相机都捕获物理目标的图像。
基于相机阵列中的相机之间以及相机阵列和物理目标之间的空间关系，确定由每个相机捕获的图像中的物理目标的一个或多个点的（一个或多个）目标位置。此外，相机阵列中相机的视场和/或角度未对准可以用于确定（一个或多个）目标位置。在一个示例中，相机阵列中相机的视线彼此平行，并且空间关系是已知的。然后，基于在物理目标上（一个或多个）点的（一个或多个）目标位置和HUD图像中（一个或多个）点的（一个或多个）实际位置之间的距离，确定相机阵列与眼动范围中心的水平和竖直未对准。
然后控制HUD在挡风玻璃上显示虚拟目标，并且相机阵列中的每个相机捕获虚拟目标的图像。将由相机捕获的图像用于确定HUD图像中虚拟目标上各个点相对于这些点的目标位置的水平和竖直未对准。当确定这些点的目标位置时，要考虑相机未对准。基于水平和竖直未对准开发（一个或多个）失真补偿图，并且使用（一个或多个）失真补偿图来调整HUD图像的位置和失真。
确定相机阵列固定装置的未对准和基于相机未对准确定HUD图像中虚拟目标上各个点的目标位置使得该方法能够校准HUD而无需精确定位相机阵列固定装置。因此，该方法相对于HUD校准过程节省了生产线上的时间，HUD校准过程需要使用机器人***来将相机精确地定位在眼动范围中的各种位置处。此外，如果车辆的HUD在服务中被更换，则该方法可以由车辆经销商执行，以调整由HUD投影的图像的位置和失真。
现在参考图1，车辆10中包括围封车辆10的车厢16的车身结构12和挡风玻璃14。此外，车辆10包括安装到车身结构12的仪表板18和将图像22投影到挡风玻璃14上的平视显示器（HUD）20。HUD 20投影图像22的挡风玻璃14的区域被称为HUD贴片24。在图1中，HUD贴片24被描绘成具有矩形周界。此外，车辆10包括方向盘26、转向柱28和***控制模块30。转向柱28将方向盘26连接到车辆10的转向机构（未示出）。
***控制模块30控制HUD 20将诸如图像22的图像投影到挡风玻璃14的HUD贴片24上。HUD 20投影的图像可以包括文本、符号和/或仪表。***控制模块30可以控制将要由HUD20投影的图像的内容和/或将要由HUD 20投影的图像的位置和失真。
图1和图7还图示了相机固定装置32和相机阵列34。相机固定装置32和相机阵列34可以仅用于校准由HUD 20投影的图像22，并且可以不是车辆10的一部分。在所示的示例中，相机阵列34是九个相机的矩形阵列。九个相机包括左上相机1、中上相机2、右上相机3、中左相机4、中心相机5、中右相机6、左下相机7、中下相机8和右下相机9。在其他示例中，相机阵列34可以包括多于或少于九个相机。例如，相机2、4、6和8可以省略。附加地或替代地，相机阵列34可以被布置成除矩形之外的形状。
相机固定装置32包括水平支架36和竖直支架38。竖直和水平支架36和38共同形成或包括相机固定装置32的框架。相机阵列34中的相机使用例如将相机固定到相机固定装置32的竖直和水平支架36和38的紧固件而附接到相机固定装置32。相机固定装置32可以使用例如安装臂（未示出）安装到方向盘26和/或转向柱28。每个安装臂可以在其远端处包括轴环，该轴环被配置成接收方向盘26或转向柱28的一段，并围绕方向盘26或转向柱28紧固。安装臂可以是相机固定装置32的一部分。
图1示出了在方向盘26和转向柱28上方间隔很大距离的相机阵列34。当相机阵列34安装到方向盘26和/或转向柱28时，相机阵列34在方向盘26和转向柱28上方间隔的距离将很可能小于图1中描绘的距离。在一个示例中，当相机固定装置32将相机阵列34安装到方向盘26和转向柱28时，相机阵列34定位在车辆10的驾驶员的眼睛和HUD贴片24之间的可能视线内。该可能的视线的横截面可以被称为眼动范围，相机固定装置32可以是可调整的，以将相机阵列34定位在眼动范围内，并且相机阵列34的大小可以等于眼动范围的大小。相机阵列34的理想定位是将相机5对准眼动范围的中心。
可以执行校准过程来调整由HUD 20投影的图像的位置和失真。在校准过程期间，***控制模块30控制相机阵列34的相机来捕获放置在挡风玻璃14的HUD贴片24上的物理目标90的图像（图4）。***控制模块30基于每个图像中物理目标相对于目标位置的位置来表征相机阵列34中每个相机的未对准。***控制模块30然后控制HUD 20投影在挡风玻璃14的HUD贴片24上的虚拟目标150的图像（图17），并控制相机阵列34的相机来捕获虚拟目标150的图像。***控制模块30基于（i）虚拟目标150在每个图像中相对于目标位置的位置，以及（ii）相机未对准来表征HUD 20或由HUD 20投影的图像的未对准。***控制模块30然后调整HUD 20投影的图像的位置和失真，以校正HUD未对准。
现在参考图4，物理目标90的示例包括矩形92、十字准线94、水平中心线96和竖直中心线98。物理目标90可以是除了矩形92、十字准线94、水平中心线96和竖直中心线98之外清晰的标签。物理目标90的大小和形状可以设置成覆盖整个HUD贴片24。
现在参考图17，虚拟目标150的示例包括水平中心线152和竖直中心线154、水平中心线152和竖直中心线154相交处的中心正方形156以及圆形点158的阵列或网格。中心正方形156和圆形点158可以被称为点。如所示，这些点可以沿着水平和竖直中心线152和154以规则的间隔彼此间隔开。虽然图17中描绘的虚拟目标150包括二十一个点，但是在虚拟目标150中包括的点数可以大于或小于二十一。例如，虚拟目标可以包括二十七个点。虚拟目标150可以的大小和形状可以设置成覆盖整个HUD贴片24。
现在参考图2，***控制模块30的示例实施方式包括HUD控制模块40、相机控制模块42、相机未对准模块44和HUD未对准模块46。HUD控制模块40控制HUD 20将诸如图像22的图像投影到挡风玻璃14的HUD贴片24上。HUD控制模块40控制由HUD 20投影的图像的内容、位置和失真。此外，HUD控制模块40存储虚拟目标150，并且在校准过程期间，控制HUD 20投影虚拟目标150的图像（图17）。HUD控制模块40向相机控制模块42输出信号，该信号指示HUD20何时投影虚拟目标150的图像。
相机控制模块42控制相机阵列34中的相机来捕获图像。在校准过程期间，当物理目标90被放置在HUD贴片24上时，相机控制模块42控制相机阵列34中的每个相机来捕获物理目标90的图像。相机控制模块42可以基于来自用户接口设备（未示出）的输入来确定物理目标90何时被放置在HUD贴片24上，用户接口设备（未示出）可以是车辆10或相机固定装置32的一部分。相机控制模块42向相机未对准模块44输出物理目标90的图像。
此外，在校准过程期间，当虚拟目标150显示在HUD贴片24上时，相机控制模块42控制相机阵列34中的每个相机来捕获虚拟目标150的图像。相机控制模块42可以基于来自HUD控制模块40的输入（例如，HUD控制模块40输出的信号）来确定虚拟目标150何时显示在HUD贴片24上。相机控制模块42将虚拟目标150的图像输出到HUD未对准模块46。
相机未对准模块44基于由相机阵列34的相应相机捕获的图像中的物理目标相对于目标位置的位置来表征相机阵列34中的每个相机的未对准。在一个示例中，相机未对准模块44确定在由相机阵列34的每个相机捕获的图像中的物理目标90的中心和图像中心之间的水平和竖直距离。图像的中心可以在预定的像素位置（例如，像素在图像宽度中点处和图像高度中点处的位置）处。相机未对准模块44可以通过标识十字准线94的两条线彼此相交的像素位置来确定物理目标90的中心在捕获图像中的像素位置。相机未对准模块44输出指示相机阵列34与眼动范围中的预期位置的未对准的参数，诸如水平和竖直距离。
HUD未对准模块46基于（i）虚拟目标150在每个图像中相对于目标位置的位置，以及（ii）相机未对准来表征HUD 20或由HUD 20投影的图像的未对准。在一个示例中，相机未对准模块44确定在由相机阵列34的每个相机捕获的图像中的虚拟目标150的中心和图像中心之间的水平和竖直偏移。HUD未对准模块46可以通过标识在中心正方形156中心处的像素位置来确定捕获图像中虚拟目标150中心的像素位置。HUD未对准模块46输出指示HUD 20或由HUD 20投影的图像的未对准的参数，诸如水平和竖直偏移。
现在参考图3，用于调整由HUD 20投影到车辆10的挡风玻璃14上的图像的位置和失真的示例方法开始于50。在图2的模块的背景下描述该方法。然而，执行该方法的步骤的特定模块可以不同于下面提到的模块，和/或该方法的一个或多个步骤可以与图2的模块分开实现。
在52处，人员或机器人臂将物理目标90放置在挡风玻璃14上由HUD 20投影的图像的目标位置处（例如，在HUD贴片24处）。在一个示例中，物理目标90是具有外周界的较大覆盖物的一部分，该外周界的大小和形状被设置成与挡风玻璃14的外周界相匹配，并且当被放置到挡风玻璃14上时粘附到挡风玻璃14。因此，当覆盖物被放置到挡风玻璃14上使得覆盖物的外周界与挡风玻璃14的外周界对准时，物理目标90位于HUD贴片24中。
在54处，人员或机器人臂尽可能最大程度地降低和延伸转向柱28。这确保在校准过程期间转向柱28处于已知位置。在一个示例中，相机固定装置32被设计成使得当转向柱28处于已知位置并且相机固定装置32被安装到方向盘26和转向柱28时，相机阵列34位于眼动范围中。相机阵列34的理想定位是将相机5对准眼动范围的中心。
在56处，人员或机器人臂将相机固定装置32安装到方向盘26和转向柱28。当这样做时，人员或机器人臂可以将相机阵列34定位在车辆10的驾驶员的眼睛和HUD贴片24之间的可能视线内（例如，在眼动范围中）。然而，相机阵列34中的相机不需要精确地位于眼动范围中，因为当评估和校正由HUD 20投影的图像的位置和失真时，该方法考虑了相机的未对准。
在58处，人员或机器人臂将相机阵列34连接到车辆10的车载诊断（OBD）端口（未示出）。在一个示例中，相机阵列34包括线缆，该线缆当连接到车辆10的OBD端口时，向相机阵列34的相机供电，并将相机捕获的图像传输到相机控制模块42。另外，当相机阵列34连接到车辆10的OBD端口时，HUD控制模块40可以将HUD 20放置于校准模式。
在60处，人员或机器人臂手动将相机阵列34的中心相机5与物理目标90对准。例如，简要参考图5和图6，当中心相机5捕获物理目标90的图像100时，相机固定装置32可以被重新定位，直到图像100中的物理目标90的中心位于图像100的中心。物理目标90的中心可以是其中十字准线94的两条线彼此相交的位置。图像100的中心可以是其中图像100的水平中心线102与图像100的竖直中心线104相交的位置。
图像100沿着水平中心线102的尺寸是其宽度，并且图像100沿着竖直中心线104的尺寸是其高度。图像100标示可以被捕获到相机像素上的区域范围。相机阵列34中的每个相机具有中心视线106和由角度108和角度110表征的视场。角度108是在水平方向上（即，沿着水平中心线102的方向）中心视线106和最外面视线112之间的角度θx。角度110是在竖直方向上（即，沿着竖直中心线104的方向）中心视线106和最外面视线114之间的角度θy。
图像100可以由沿其宽度有M个像素、和沿其高度有N个像素的相机来捕获，其中M和N是大于一的整数。因此，图像100中的像素总数可以等于M和N的乘积，并且图像100的中心可以在水平方向上的第（M/2）个像素和竖直方向上的第（N/2）个像素处。此外，如果中心相机5位于距离物理目标90的距离D处，则图像100的宽度对应于2Dtanθx距离，并且图像100的高度对应于距离2Dtanθy。
再次参考图3，在62处，相机控制模块42控制相机阵列34中的每个相机来捕获物理目标90的图像。例如，如果相机阵列34包括九个相机，如图1和7中所示，则相机阵列34捕获物理目标90的九个图像，其中相机阵列34中的每个相机捕获九个图像中的一个。
在64处，相机未对准模块44计算参数（例如，∆x、∆y、∆θ和∆φ）来表征相机固定装置32和/或相机阵列34的未对准。对于相机阵列34中的每个相机，相机未对准模块44计算在由相机捕获的图像中的物理目标90的实际位置和图像中的物理目标90的目标位置之间的距离。由中心相机5捕获的图像中的物理目标90的目标位置可以在图像的中心。可以基于在相机和物理目标90之间的空间关系以及相机的视场来确定由相机阵列34中的每个其他相机捕获的图像中的物理目标90的目标位置。
在一个示例中，简要参考图8和图9，中上相机2可以捕获物理目标90的图像120，并且图像120可以具有水平中心线122和竖直中心线124。由于中上相机2位于中心相机5上方，所以图像120中的物理目标90的中心可以相对于图像120的中心126向下移位，如所示。因此，相机未对准模块44可以确定在图像120中物理目标90的中心和图像120的中心126之间的竖直距离128。相机未对准模块44可以使用诸如以下关系来确定竖直距离128
，
其中，dn是竖直距离128，dy是在相机2和5之间的竖直距离，D是在相机阵列34和物理目标90之间的距离，θy是视场角110，以及N是图像120中沿着图像120的高度的像素数。
在另一个示例中，简要参考图10和图11，右中相机6可以捕获物理目标90的图像130，并且图像130可以具有水平中心线132和竖直中心线134。由于中右相机6位于中心相机5的右侧，因此图像130中的物理目标90的中心可以相对于图像130的中心136向左移位，如所示。因此，相机未对准模块44可以确定在图像130中的物理目标90的中心和图像130的中心136之间的水平距离138。相机未对准模块44可以使用诸如以下关系来确定水平距离138
，
其中，dm是水平距离138，dx是在相机5和6之间的水平距离，D是在相机阵列34和物理目标90之间的距离，并且θx是视场角108，并且M是图像120中沿着图像120的宽度的像素数。
再次参考图7，相机未对准模块44可以使用诸如（1）和（2）的关系来确定由中心相机5捕获的图像中的任何给定点应该在由相机阵列34中的其他相机捕获的图像中的哪个位置。在一个示例中，相机阵列34中的相机彼此间隔开水平和竖直距离dx和dy，并且由中心相机5捕获的图像中的点处于坐标（m，n）。因此，左上相机1处于坐标（-dx，dy），中上相机2处于坐标（0，dy），右上相机3处于坐标（dx，dy），左中相机4处于坐标（-dx，0），右中相机6处于坐标（0，dy），左下相机7处于坐标（-dx，-dy），中下相机8处于坐标（0，-dy），并且右下相机9处于坐标（dx，-dy）。此外，由左上相机1捕获的图像中的相同点处于坐标（），由中上相机2捕获的图像中的相同点处于坐标（/>），由中左相机4捕获的图像中的相同点处于坐标（/>），由中右相机6捕获的图像中的相同点处于坐标（/>），由左下相机7捕获的图像中的相同点处于坐标（/>），由中下相机8捕获的图像中的相同点处于坐标（/>），以及由右下相机9捕获的图像中的相同点处于坐标（/>）。
上述示例中的坐标假设相机阵列34中的相机彼此精确地间隔开竖直和水平距离dx和dy。因此，对于由中心相机5捕获的具有坐标（m，n）的图像中的任何点，如以上阐述的每个其他图像中的相同点的坐标表示其他图像中相同点的目标位置。例如，由左上相机1捕获的图像中的相同点的目标位置处于坐标（ ）。然而，同一点的实际位置可出现在（/>），其中∆x和∆y是在图像中该点的实际位置和目标位置之间的水平和竖直距离，这是由于相机阵列与眼动范围中心的未对准所致的。相机未对准模块44可以为物理目标90（例如，其中心）上的一个或多个点确定∆x和∆y来表征相机阵列34相对于眼动范围中心的水平和竖直未对准。
相机未对准模块44还可以计算参数来表征相机固定装置32和/或相机阵列34的角度未对准。例如，相机未对准模块44可以确定在相机固定装置32和/或相机阵列34的实际取向与相机固定装置32和/或相机阵列34的目标取向之间的角度。相机未对准模块44然后可以基于角度确定由相机阵列34中的每个相机捕获的图像中的物理目标90上的点的目标位置，并且确定在该点的目标位置和该点的实际位置之间的水平和竖直距离。
在一个示例中，简要参考图12，相机固定装置32可以围绕轴线逆时针旋转角度140，该轴线延伸穿过中心相机5且垂直于相机阵列34的平面（例如，垂直于页面），这是由于安装误差所致。由于该旋转，由中心相机5捕获的图像中的点的坐标可以从（m，n）改变为（m’，n’），其中
，
并且θ是角度140。相机未对准模块44可以基于在由相机阵列34中的相机捕获的一个或多个图像中的物理目标90的一个或多个边的取向来确定角度140。例如，相机未对准模块44可以假设角度140等于在由中心相机5捕获的图像中的物理目标90的水平线和图像的水平边之间的角度。
此外，可以使用以下关系来确定由中右相机6捕获的图像中的相同点的新坐标：
，
其中dx是在中心相机5和中右相机6之间沿着将相机5、6彼此连接的水平支架36的距离。如果中心相机5的视场是直的，则中右相机6的视场是直的，并且由中心相机5捕获的图像的中心在坐标（M，N）处，由中右相机6捕获的图像中的相同点的坐标将是（）。然而，中右相机6实际上旋转了角度140（即，θ）。因此，由中右相机6捕获的图像中的相同点的坐标（m’，n’）可以使用以下关系来确定：/>
。
上述示例中的坐标假设相机阵列34中的相机彼此精确地间隔开竖直和水平距离dx和dy。因此，对于由中心相机5捕获的具有坐标（m’，n’）的图像中的任何点，以上针对每个其他图像阐述的相同点的坐标表示其他图像中相同点的目标位置。例如，由中右相机6捕获的图像中的相同点的目标位置在由关系（5）定义的坐标处。然而，由中右相机6捕获的图像中的相同点的实际位置和目标位置可能相差水平和竖直距离∆x和∆y。相机未对准模块44可以为物理目标90上的一个或多个点确定∆x和∆y（例如，其中心）来表征相机阵列34中每个相机的水平和竖直未对准。
在另一个示例中，简要参考图13和图14，由于相机固定装置/阵列32/34的不精确对准，相机固定装置32可以围绕延伸穿过相机2、5、8且设置在相机阵列34的平面内的轴线144旋转角度142，如图13中所示。此外，如果相机固定装置32围绕轴线144旋转角度142，并且仍然将中心相机5瞄准物理目标90，则相机固定装置32还将围绕延伸穿过中心相机5并设置在相机阵列34的平面内的轴线旋转角度142，如图14中所示。相机未对准模块44可以基于由相机阵列34中的相机捕获的一个或多个图像中的物理目标90的大小和/或形状来确定角度146。由于图13和图14中所示的相机固定装置32的角度未对准，由相机1、4、7捕获的图像相对于由相机3、6、9捕获的图像具有相反的深度改变。此外，由中心相机5捕获的图像的水平方向x上的目标大小改变等于
，
（target size：目标大小）
其中φy是角度142。
在另一个示例中，简要参考图15和图16，由于相机固定装置/阵列32/34的不精确对准，相机固定装置32可以围绕延伸穿过相机4、5、6并设置在相机阵列34的平面内的轴线148旋转角度146，如图15中所示。此外，如果相机固定装置32围绕轴线148旋转角度146，并且仍然将中心相机5瞄准物理目标90，则相机固定装置32也将围绕延伸穿过中心相机5且设置在相机阵列34的平面内的轴线旋转角度146，如图16中所示。相机未对准模块44可以基于由相机阵列34中的相机捕获的一个或多个图像中的物理目标90的大小和/或形状来确定角度146。由于图15和图16中所示的相机固定装置32的角度未对准，由相机1、2、3捕获的图像相对于由相机7、8、9捕获的图像具有相反的深度改变。另外，由中心相机5捕获的图像的竖直方向y上的目标大小改变等于
,
（target size：目标大小）
其中φx是角度146。
再次参考图3，在66处，HUD控制模块40控制HUD 20在由HUD 20投影的图像的目标位置处（例如，在HUD贴片24处）显示虚拟目标150。在68处，相机控制模块42控制相机阵列34中的每个相机来捕获虚拟目标150的图像。例如，如果相机阵列34包括九个相机，如图1和图7中所示，则相机阵列34捕获虚拟目标150的九个图像，其中相机阵列34中的每个相机捕获九个图像中的一个。
图18示出了由中心相机5捕获的虚拟目标150的图像160和由右下相机9捕获的虚拟目标150的图像162的示例。由于中心相机5与HUD贴片24对准，并且HUD 20在HUD贴片24中显示虚拟目标150，因此虚拟目标150的中心正方形156出现在由中心相机5捕获的图像160的中心。由于右下相机9位于中心相机5的下方和右侧，因此虚拟目标150的中心正方形156出现在由右下相机9捕获的图像162的右上象限中。
图19示出了由相机阵列134中的相机捕获的虚拟目标150上的点164的示例图像，诸如中心正方形156。图19中所示的图像包括由左上相机1捕获的图像166、由中上相机2捕获的图像168、由右上相机3捕获的图像170、由中左相机4捕获的图像172、由中心相机5捕获的图像174、由中右相机6捕获的图像176、由左下相机7捕获的图像178、由中下相机8捕获的图像180和由右下相机9捕获的图像182。图19图示了在由中心相机5捕获的图像174中的点164的像素位置和由相机阵列34中的其他相机捕获的图像166、168、170、172、176、178、180、182中的点164的像素位置之间的水平和竖直偏移。
再次参考图3，在70处，HUD未对准模块46确定虚拟目标150在由相机阵列34中的相机捕获的每个图像中的目标位置。虚拟目标150在每个图像中的目标位置可以基于相应相机的水平和竖直未对准来确定。虚拟目标150在每个图像中的目标位置也可以基于在由中心相机5捕获的图像中的点的坐标和由相机阵列34中的每个其他相机捕获的图像中的相同点的坐标之间的关系来确定。
在一个示例中，虚拟目标150的中心正方形156的目标位置处于由中心相机5捕获的图像中的坐标（∆x5、∆y5），其中∆x5和∆y5表示中心相机5的水平和竖直未对准。换句话说∆x5和∆y5是由中心相机5捕获的图像中物理目标90的实际位置和目标位置之间的水平和竖直距离。此外，可以基于（1）在其他相机的图像中的点和中心相机5的图像中的点之间的关系以及（2）其他相机的水平和竖直未对准来确定由相机阵列34中的每个其他相机捕获的图像中的虚拟目标的中心正方形156的目标位置。例如，由左上相机1捕获的图像中的中心正方形156的目标位置处于坐标（），其中∆x1和∆y1表示在左上相机1的图像上出现的点的目标和实际位置之间的水平和竖直图像未对准。
在各种实施方式中，HUD未对准模块46可以基于相应相机的水平和竖直未对准来调整由相机阵列34中的相机捕获的虚拟目标150的图像。例如，HUD未对准模块46可以处理虚拟目标150的图像，以移除相机固定装置/阵列32/34的未对准。在这些实施方式中，当确定虚拟目标150在每个图像中的目标位置时，HUD未对准模块46可以考虑每个图像已经被调整以移除相机/固定装置未对准的事实。
在72处，HUD未对准模块46确定由相机阵列34中的相机捕获的图像中虚拟目标150上的一个或多个点的实际位置和目标位置之间的水平和竖直偏移∆x和∆y。偏移∆x、∆y表示HUD 20投影的图像的水平和竖直未对准。在一个示例中，对于相机阵列34中的每个相机，HUD未对准模块46确定由相应相机捕获的虚拟目标150的图像中的中心正方形156的实际位置和目标位置之间的偏移∆x、∆y。HUD未对准模块46可以确定所有偏移∆x的平均值和所有偏移∆y的平均值，以获得表示由HUD 20投影的图像的水平和竖直未对准的偏移∆xavg、∆yavg。
在74处，HUD控制模块40调整由HUD 20投影的图像的位置，以将HUD图像的中心与相机阵列34中的相机捕获的图像的中心对准。HUD控制模块40可以通过由相机捕获的图像中虚拟目标150的实际位置和目标位置之间的偏移∆x、∆y的负值来调整HUD图像的水平和竖直位置。例如，如果HUD图像的水平和竖直未对准由偏移∆xavg、∆yavg表示，则HUD控制模块40可以分别通过-∆xavg和-∆yavg来调整HUD图像的水平和竖直位置。将HUD图像的中心与相机图像的中心对准确保HUD图像处于HUD贴片24中。
在76处，相机控制模块42控制相机阵列34中的每个相机，以在HUD图像的中心已经与相机图像的中心对准之后，捕获由HUD 20投影的虚拟目标150的图像。在78处，HUD控制模块40确定表征由HUD 20投影的图像的失真的（一个或多个）失真补偿图。例如，对于相机阵列中的每个相机，HUD控制模块40可以确定在由相应相机捕获的图像中的每个圆形点158的实际位置和目标位置之间的偏移∆x、∆y。然后，基于圆形点158的偏移∆x、∆y，HUD控制模块40可以确定补偿值，以供在调整HUD图像的失真以消除偏移∆x、∆y中使用。补偿值共同包括（一个或多个）补偿图。
在80处，HUD控制模块40使用（一个或多个）失真补偿图调整由HUD 20投影的图像的失真。例如，HUD控制模块40可以将HUD图像中每个点的目标位置乘以对应的一个补偿值，来获得新的目标位置，并将相应的点投影在新的目标位置处。对于HUD图像中不对应于补偿值中的一个的点，HUD控制模块40可以使用两个或更多个补偿值之间的插值来确定那些点的新补偿值。
在82处，相机控制模块42控制相机阵列34中的每个相机来捕获虚拟目标150的新图像，以验证（一个或多个）失真补偿图。在验证期间，HUD控制模块40可以再次确定由相机阵列34中的每个相机捕获的图像中的每个圆形点158的实际位置和目标位置之间的偏移∆x、∆y。如果每个偏移∆x、∆y小于预定值，则HUD控制模块40可以验证（一个或多个）失真补偿图。否则，HUD控制模块40可能不验证（一个或多个）失真补偿图。该方法在84结束。
前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以多种形式实现。因此，虽然本公开包括特定的示例，但是本公开的真实范围不应如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求后，其他修改将变得明显。应当理解，方法内的一个或多个步骤可以以不同的次序（或同时）执行，而不变更本公开的原理。此外，尽管每个实施例在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例中实现和/或与任何其他实施例的特征相组合，即使该组合没有被明确描述。换句话说，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此的置换仍然在本公开的范围内。
元件之间的空间和功能关系（例如，在模块、电路元件、半导体层等之间的关系）使用各种术语来描述，包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在顶上”、“上面”、“下面”和“设置”。除非明确描述为“直接的”，否则当在以上公开中描述第一和第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一和第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但是也可以是在第一和第二元件之间存在一个或多个介入元件（在空间上或功能上）的间接关系。如本文使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应该被解释为意指使用非排他性逻辑“或”来表示逻辑“A或B或 C”，并且不应该被解释为意指“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在各图中，如箭头所指示的箭头的方向通常表明要图示感兴趣的信息流（诸如数据或指令）。例如，当元件A和元件B交换多种信息，但是从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头不意味着没有其他信息从元件B传输到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对该信息的请求或接收确认。
在本申请中，包括以下定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”替换。术语“模块”可以指代是以下各项、是其一部分或包括以下各项：专用集成电路（ASIC）：数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器电路（共享、专用或群组）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享、专用或群组）；提供所描述功能的其他合适的硬件部件；或诸如在片上***中的以上一些或全部的组合。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括被连接到局域网（LAN）、因特网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另外的示例中，服务器（也称为远程或云）模块可以代表客户端模块完成一些功能。
如以上使用的，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包括执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语群组处理器电路包括与附加处理器电路相组合、执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用包括分立管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程或以上的组合。术语共享存储器电路包括存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语群组存储器电路包括与附加存储器相组合、存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文使用的，术语计算机可读介质不包括通过介质（诸如在载波上）传播的瞬态电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路（诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或屏蔽只读存储器电路）、易失性存储器电路（诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁存储介质（诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器）和光存储介质（诸如CD、DVD或蓝光光盘）。
本申请中描述的装置和方法可以部分或全部由专用计算机实现，该专用计算机是通过配置通用计算机来执行计算机程序中包含的一个或多个特定功能而创建的。上面描述的功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，该软件规范可以由熟练的技术人员或程序员的惯例工作翻译成计算机程序。
计算机程序包括在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上存储的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出***（BIOS）、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作***、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：（i）要解析的描述性文本，诸如HTML（超文本标记语言）、XML（可扩展标记语言）或JSON（JavaScript对象标记）（ii）汇编代码，（iii）由编译器从源代码生成的目标代码，（iv）由解释器执行的源代码，（v）由仅实时编译器编译和执行的源代码，等等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括以下各项的语言的语法编写：C、C++、C#、Objective C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5（超文本标记语言第五版）、Ada、ASP（活动服务器页面）、PHP（PHP：超文本预处理器）、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK和Python®。

Claims (20)

1.一种用于调整通过平视显示器HUD投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的方法，该方法包括：
将物理目标放置在挡风玻璃上投影图像的目标位置处；
将固定装置安装到车辆车厢内的部件，以将附接到固定装置的相机阵列定位在车辆乘客的眼睛和投影图像的目标位置之间的可能视线内；
使用所述相机阵列捕获所述物理目标的第一多个图像；
确定物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的实际位置和物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个差异；
控制HUD在投影图像的目标位置处在挡风玻璃上显示虚拟目标；
使用所述相机阵列捕获虚拟目标的第二多个图像；
基于所述至少一个差异来确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置；
确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的实际位置和所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个偏移；和
基于所述至少一个偏移来调整由所述HUD投影到所述挡风玻璃上的图像的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将相机定位在所述相机阵列的中心，使得由所述相机捕获的图像中的物理目标定位在所述捕获的图像中的物理目标的目标位置处。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个差异包括在物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的中心和所述第一多个图像的对应图像的中心之间的距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个差异包括在彼此垂直的两个方向上的距离。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
确定在所述固定装置的实际取向和所述固定装置的目标取向之间的至少一个角度；和
进一步基于所述至少一个角度确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个角度包括所述固定装置围绕轴线旋转的角度，所述轴线延伸穿过所述相机阵列的中心相机并垂直于其中设置所述相机阵列的平面。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个角度包括所述固定装置围绕轴线旋转的角度，所述轴线延伸穿过所述相机阵列的至少两个相机，并且设置在其中设置所述相机阵列的平面内。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述轴线平行于所述固定装置的至少一侧。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个偏移包括在虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心和所述第二多个图像的对应图像的中心之间的距离。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个偏移包括在彼此垂直的两个方向上的距离。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于所述至少一个差异来确定虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心的目标位置；和
基于所述至少一个偏移来调整由所述HUD投影的图像的位置，使得虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心的实际位置处于所述虚拟目标的中心的目标位置。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机阵列中的每个相机捕获所述第一多个图像中的一个图像和所述第二多个图像中的一个图像。
13.一种用于调整由平视显示器HUD投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的方法，该方法包括：
将物理目标放置在挡风玻璃上投影图像的目标位置处；
将固定装置安装到方向盘和转向柱中的至少一者，以将固定装置上的相机阵列定位在车辆驾驶员的眼睛和投影图像的目标位置之间的可能视线内，其中，所述相机阵列中的一个相机位于所述相机阵列的中心；
定位所述一个相机，使得由所述一个相机捕获的图像中的物理目标的实际位置处于所述捕获的图像中的物理目标的目标位置；
使用所述相机阵列捕获所述物理目标的第一多个图像；
确定所述物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的实际位置和所述物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的第一距离，其中，所述第一距离在第一方向上；
确定所述物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的实际位置和所述物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的第二距离，其中，所述第二距离在垂直于所述第一方向的第二方向上；
控制所述HUD在所述投影图像的目标位置处在所述挡风玻璃上显示虚拟目标；
使用所述相机阵列捕获所述虚拟目标的第二多个图像；
基于所述第一和第二距离确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置；
确定在所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的实际位置和所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的第一偏移，其中，所述第一偏移在第一方向上；
确定在所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的实际位置和所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的第二偏移，其中，所述第二偏移在第二方向上；以及
基于所述第一和第二偏移来调整由所述HUD投影到所述挡风玻璃上的图像的位置。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
确定所述固定装置围绕轴线旋转的第一角度，所述轴线延伸穿过所述相机阵列的中心相机并且垂直于其中设置所述相机阵列的平面；
确定所述固定装置围绕轴线旋转的第二角度，所述轴线延伸穿过所述相机阵列的至少两个相机，并且设置在其中设置相机阵列的平面内；以及
进一步基于所述第一角度和第二角度确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置。
15.一种用于调整由平视显示器HUD投影到车辆挡风玻璃上的图像的位置的***，所述***包括：
相机控制模块，其被配置成：
控制设置在车辆车厢内的相机阵列，以在投影图像的目标位置处捕获放置在挡风玻璃上的物理目标的第一多个图像；和
控制所述相机阵列使用所述相机阵列捕获显示在所述挡风玻璃上的虚拟目标的第二多个图像；
相机未对准模块，其被配置成确定在物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的实际位置和物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个差异；
HUD未对准模块，其被配置成：
基于所述至少一个差异来确定所述虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的目标位置；和
确定在所述虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的实际位置和所述虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置之间的至少一个偏移；和
HUD控制模块，其被配置成：
控制所述HUD在所述投影图像的目标位置处将虚拟目标显示在挡风玻璃上；和
基于所述至少一个偏移来调整由所述HUD投影到所述挡风玻璃上的图像的位置。
16.根据权利要求15所述的***，进一步包括：
相机阵列；和
相机阵列所附接的固定装置，其中，所述固定装置被配置成安装到车厢内的车辆部件，以将所述相机阵列定位在车辆乘客的眼睛和挡风玻璃上投影图像的目标位置之间的可能视线内。
17.根据权利要求15所述的***，其中，所述至少一个差异包括在物理目标在所述第一多个图像中的每一个中的中心和所述第一多个图像的对应图像的中心之间的距离。
18.根据权利要求15所述的***，其中：
所述相机未对准模块被配置成确定所述相机阵列的实际取向和所述相机阵列的目标取向之间的至少一个角度；并且
所述HUD未对准模块被配置成基于所述至少一个角度来确定所述虚拟目标在第二多个图像中的每一个中的目标位置。
19.根据权利要求15所述的***，其中，所述至少一个偏移包括在虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心和所述第二多个图像的对应图像的中心之间的距离。
20.根据权利要求15所述的***，其中，所述HUD控制模块被配置成：
基于所述至少一个差异来确定所述第二多个图像中的每一个中的虚拟目标的中心的目标位置；和
基于所述至少一个偏移来调整由所述HUD投影的图像的位置，使得虚拟目标在所述第二多个图像中的每一个中的中心的实际位置在所述虚拟目标的中心的目标位置处。
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