全息波导平视显示器侧景显示制造技术

一种显示由主图像捕捉设备捕捉到的增强现实图像的方法。通过主图像捕捉设备捕捉车辆外部的图像。主图像捕捉设备捕捉驾驶员侧邻近车道的图像。通过处理器确定要显示给驾驶员的主增强现实图像的尺寸。在车辆外部的一深度处生成显示在驾驶员侧图像平面上的主增强现实图像。在驾驶员侧图像平面上生成的主增强现实图像位于离驾驶员侧车窗相应距离处。

【技术实现步骤摘要】
全息波导平视显示器侧景显示
技术介绍
实施例涉及增强现实侧景显示。汽车和其他交通车辆包括内部乘客舱，车辆驾驶员坐在该内部乘客舱中，并在其中操作车辆控制装置。车辆通常包括后视镜和侧视镜，用于允许驾驶员监测车辆的后方和侧方发生的事件。镜子是一种以如下方式反射光的物体：对于相应波长范围内的入射光而言，反射光保留了原始光的大部分详细的物理特性，并且产生复制原始场景的反射。后视镜和侧视镜在正确设置时提供了车辆后方和侧方的事件的协作观察。然而，根据镜子的设置方式，仍然可能存在驾驶员看不见的盲点。而且，除非道路有适当的照明，否则侧视镜在夜间不能有效地用于查看事件。此外，侧视镜由于风阻而在车辆上产生阻力，并因此降低车辆的汽油里程数。侧视镜上的沉淀积层(诸如，雪)如果不被适当地清除的话，则镜子的可见度会受到影响。
技术实现思路
实施例的优势在于显示增强现实图像，其通过生成真实世界场景的虚拟图像，将真实世界场景显示在驾驶员侧视镜上。使用虚拟图像在假想图像平面上生成增强现实图像，使得不再需要实体的侧视镜。增强现实图像的使用消除了侧视镜部件，如果该侧视镜部件安装在车辆的外部，则会引起风阻和阻力，由此降低燃料经济性。此外，由于实体的侧视镜组件并非安装在车辆的外部，因此沉淀物(诸如，雪)积聚在镜子上，降低真实世界场景的可见度。另外，通过使用相机系统来捕捉真实世界场景并经由增强现实图像来将其显示，视野得以扩大，从而消除了盲点。实施例设想了一种显示由主图像捕捉设备捕捉到的增强现实图像的方法。通过主图像捕捉设备捕捉车辆外部的图像，该主图像捕捉设备捕捉驾驶员侧邻近车道的图像。通过处理器确定要显示给驾驶员的主增强现实图像的尺寸。在车辆外部的一深度处生成显示在驾驶员侧图像平面上的主增强现实图像，该驾驶员侧图像平面上的主增强现实图像生成在距离驾驶员侧车窗的相应距离处。附图说明图1示出了增强现实显示系统的框图。图2是使用常规侧视镜的车辆的平面图。图3是使用相机系统和普通图像显示器或LCD显示器的车辆的平面图。图4示出了安装在驾驶员侧车窗上的波导HUD。图5是使用增强现实显示系统的车辆的平面图。图6是将图像处理应用于在波导HUD上生成增强现实图像的流程图。具体实施方式图1示出了增强现实显示系统10的框图，该增强现实显示系统10包括图像捕捉设备12、处理器14、平视显示器(HUD)16和头部跟踪器18。HUD16可以是附接至侧车窗的全息波导HUD或头戴式增强现实显示器，其可使用全息波导技术或其他HUD显示技术。系统10基于图像捕捉设备12捕捉到的图像产生增强现实显示。在此描述的车辆消除了安装至车辆外部的实体侧视镜组件。应理解的是，在此使用的术语“车辆”不限于汽车，其可包括，但不限于：火车、船或飞机。此外，附接至车窗的HUD或头戴式增强现实显示器可由车辆内的任何乘员使用。在使用无需驾驶员的自动或半自动驾驶车辆的情况下，可进一步应用该系统。图像捕捉设备12可包括相机或相机系统，其捕捉车辆外部的图像，更具体地，捕捉驾驶员可通过侧视镜组件观看的图像。图像捕捉设备可包括，但不限于：三维(3D)相机或立体相机。优选地，图像捕捉设备捕捉3D图像，或其能够以3D的方式捕捉图像或提供可被处理成3D图像的图像。图像捕捉设备12能够安装在车辆的某个位置上，使得相机方位与反射光线的方向对准，其中该反射光线将从侧视镜反射出从而被驾驶员所看到。可选地，图像捕捉设备12可位于车辆的其他位置处，并且对捕捉到的图像进行图像处理，以生成图像捕捉设备12的虚拟方位，这将会产生图像，该图像显示成就好像图像捕捉设备12以会捕捉到类似于显示在实体侧视镜组件上的真实世界场景的真实世界场景的方向进行安装和对准。处理器14可为独立处理器、共享处理器或作为成像系统的一部分的处理器。处理器14从图像捕捉设备12接收捕捉到的图像，并对捕捉到的图像进行图像处理。处理器14执行编辑功能，其包括但不限于图像剪切，以修改驾驶员将看到的景象。如果驾驶员佩戴有增强现实眼镜，则处理器还会基于驾驶员的头部定向对图像进行定向。处理器还会调整图像的亮度，并对图象失真进行补偿。波导平视显示器(HUD)16安装至车辆部件，诸如，驾驶员侧灯(例如，驾驶员侧车窗或驾驶员侧的其他车窗和/或乘客侧车窗)。驾驶员侧灯在此将用于示例性的目的，但是，如果需要的话，可为车辆中的任何人将HUD安装在任何车窗上。波导HUD16使用全息衍射光栅，该全息衍射光栅试图以相应的衍射级次聚集输入能量。衍射光栅的实例可包括布喇格(Bragg)衍射光栅。当具有与原子间距相当的波长的光辐射以镜面模式被晶体系统中的原子散射从而经受相长干涉时，布喇格衍射就会发生。光栅被调谐，从而以临界角将光射入波导。随着光散开，该光穿过波导。当散射波进行相长干涉时，散射波保持同相，原因在于各波的波程长度都等于波长的整数倍。光由将光(例如，图像)转入用户眼中的第二全息衍射光栅进行提取。可以使用可切换的布喇格衍射光栅，其包括槽式反射光栅，该槽式反射光栅从每个凹槽边缘发出的小波形成相长和相消干涉以及色散。可选地，多层结构具有交替的折射率，从而引起从折射率不连续特征发出的小波的相长和相消干涉以及色散。如果两个交替层中的一个由具有介电的和折射率各向异性的液晶材料组成，则液晶取向可以通过施加电场(被称为可切换布喇格光栅)进行改变或切换。当驾驶员查看集成在车窗上的波导HUD16时，波导HUD16基于捕捉的图像在假想平面上生成增强现实图像，该图像看起来在车窗外部的相应深度处(即，在侧视镜将位于的深度处或者在更深处)。在一个可替代的方案中，波导HUD16可包括头戴式HUD，诸如增强现实眼镜(例如，眼镜)。3D图像从处理器14传输到3D增强现实眼镜，使得增强现实图像被投影在空间中，从而提供如下视角：图像被投影在其上的图像平面被显示在驾驶员侧车窗外部的位置，类似于实际的侧视镜。头部跟踪器18是用于跟踪头部定向或者跟踪眼睛的设备。也就是说，如果需要更少的细节，则增强现实系统10可以使用头部跟踪系统，其跟踪头部的定向以确定驾驶员正在观看的方向。可选地，增强现实系统10可以使用眼睛跟踪系统，其中方向(例如，眼睛的注视)被跟踪以确定乘员是否正在看向波导HUD16的方向或其他地方。头部跟踪器18可以是安装在车辆中的独立设备，监视头部的位置或眼睛的注视，或者如果使用增强现实眼镜，则头部跟踪器18也可以与波导HUD16集成在一起。如果使用增强现实眼镜，则眼睛跟踪器可被集成为眼镜的一部分，用于跟踪眼睛的运动。除了波导HUD16之外，提供染料掺杂的聚合物分散液晶(PDLC)作为输出的全息图的背板以阻挡真实世界的干扰。PDLC阻挡来自其他真实世界干扰的光，从而没有发射。PDLC是可调谐的，并且还可以结合为自动可调谐传输。因此，PDLC用作背板，使得当驾驶员观看全息图像时，来自外部的发射不会穿透全息图像的相对侧。图2示出了使用常规侧视镜的车辆的平面图。如图2所示，总体上由RV表示的区域表示后视镜的视野。总体上由SV表示的区域表示侧视镜的视野。总体上由BS表示的区域(阴影区域)表示盲点。盲点通常位于总体上由FV表示的驾驶员的前向视觉的后方区域至其中反射由侧视镜19捕捉的位置之间。虽然可以借助于凸面镜来减少盲点，但凸面镜导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示由主图像捕捉设备捕捉到的增强现实图像的方法，所述方法包括如下步骤：通过所述主图像捕捉设备捕捉车辆外部的图像，所述主图像捕捉设备捕捉驾驶员侧邻近车道的图像；通过处理器确定要显示给驾驶员的所述主增强现实图像的尺寸；在所述车辆外部的一深度处生成显示在驾驶员侧图像平面上的主增强现实图像，所述驾驶员侧图像平面上的所述主增强现实图像生成在距离所述驾驶员侧车窗的相应距离处。

【技术特征摘要】
2015.12.08 US 14/9620241.一种显示由主图像捕捉设备捕捉到的增强现实图像的方法，所述方法包括如下步骤：通过所述主图像捕捉设备捕捉车辆外部的图像，所述主图像捕捉设备捕捉驾驶员侧邻近车道的图像；通过处理器确定要显示给驾驶员的所述主增强现实图像的尺寸；在所述车辆外部的一深度处生成显示在驾驶员侧图像平面上的主增强现实图像，所述驾驶员侧图像平面上的所述主增强现实图像生成在距离所述驾驶员侧车窗的相应距离处。2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括如下步骤：通过辅助图像捕捉设备捕捉车辆外部的辅助图像，所述辅助图像捕捉设备捕捉乘客侧邻近车道的所述辅助图像；通过处理器确定要显示给所述驾驶员的所述辅助增强现实图像的尺寸；在所述车辆外部的一深度处生成显示在乘客侧图像平面上的所述辅助增强现实图像，所述乘客侧图像平面上的所述辅助增强现实图像生成在距离乘客侧车窗的相应距离处。3.如权利要求2所述的方法，其进一步包括如下步骤：使用亮度传感器调整所述主增强现实图像和所述辅助增强现实图像的亮度，以照亮由所述主图像捕捉设...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·A·塞德，M·O·范恩，O·齐穆霍尼，W·L·皮尔斯，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US