3維(3d)導(dǎo)航的制作方法
【專利摘要】提供了一種3維(3D)導(dǎo)航。這里提供了用于三維(3D)導(dǎo)航的技術(shù)或系統(tǒng)的一個或多個實(shí)施例。平視顯示(HUD)組件能夠?qū)D形要素投影到環(huán)繞車輛周圍的焦平面上。該HUD組件能夠通過移動或調(diào)節(jié)焦平面和車輛之間的距離而使得這些圖形要素表現(xiàn)出等體積或3D。此外，圖形要素的目標(biāo)位置能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)。這使得HUD組件能夠?qū)D形要素作為移動的虛像進(jìn)行投影。換句話說，調(diào)節(jié)焦平面距離和目標(biāo)位置使得圖形要素得以在沿x、y和z軸的三個維度中進(jìn)行投影。另外，移動的虛像能夠通過將虛像順序投影到不同焦平面上而被“動畫顯示”，由此為乘員提供該虛像朝向或遠(yuǎn)離車輛移動的感知。
【專利說明】3維(3D)導(dǎo)航
[0001]對相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是于2013年3月15日提交的題為“VOLUMETRIC HEADS-UP DISPLAYWITH DYNAMIC FOCAL PLANE”的美國非臨時專利申請序列號13/832918 (代理所卷號HRA-36332.01)的部分連續(xù)申請(CIP)。以上所提到的申請通過引用全文結(jié)合于此。

【背景技術(shù)】
[0003]為了增進(jìn)駕駛員的便利性，車輛可以設(shè)有以向駕駛員顯示信息的平視顯示器(HUD)。由HUD所顯示的信息可以被投影到車輛的擋風(fēng)罩上以在駕駛員駕車的同時將信息呈現(xiàn)在駕駛員的視野中。通過在駕駛員的視野中顯示信息，駕駛員無需在駕車時將視線離開擋風(fēng)罩(例如，朝向中央儀表板上的儀表顯示)來觀看所呈現(xiàn)的信息。
[0004]HUD可以呈現(xiàn)通常在車輛中央儀表板中顯示的車輛信息，諸如與車輛的速度、燃油水平、引擎溫度等相關(guān)的信息。此外，HUD可以向駕駛員呈現(xiàn)地圖信息和通信事件(例如，導(dǎo)航指令、駕駛指令、警告、警報(bào)等)。車輛HUD可以以類似于車輛儀表板所采用的方式向駕駛員呈現(xiàn)信息，諸如通過顯示在擋風(fēng)罩上作為圖形要素出現(xiàn)的儀表和文本框。此外，車輛HUD可以呈現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的圖形要素，其利用實(shí)時信息對車輛周圍的物理環(huán)境進(jìn)行增強(qiáng)。
[0005]然而，車輛中使用的現(xiàn)有HUD設(shè)備可能無法呈現(xiàn)具有一致的深度提示的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的圖形要素。因此，現(xiàn)有車輛HUD所呈現(xiàn)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的圖形要素可能是作為表面覆蓋層而被呈現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供該簡要描述而以簡單形式介紹將在以下【具體實(shí)施方式】中進(jìn)行描述的概念選擇。該簡要描述并非意在作為所請求保護(hù)主題的擴(kuò)展性概述，標(biāo)示出所請求保護(hù)主題的關(guān)鍵要素或必要特征，也并非意在被用來對所請求保護(hù)主題的范圍加以限制。
[0007]根據(jù)一個方面，一種用于在車輛駕駛員的視野中顯示圖形要素的車輛平視顯示設(shè)備包括第一投影儀和第一致動器。該第一投影儀可以被配置為將第一圖形要素投影在駕駛員視野中的第一焦平面上。該第一焦平面可以被定位為基本上垂直于駕駛員的視線并且距車輛有一定距離。該第一投影儀能夠安裝在第一致動器上。該第一致動器可以被配置為線性移動該第一投影儀。線性移動該第一投影儀能夠使得第一圖形要素的第一焦平面以駕駛員視線的方向進(jìn)行移動。
[0008]根據(jù)另一個方面，一種車輛平視顯示系統(tǒng)包括車輛平視顯示設(shè)備和控制器。該車輛平視顯示設(shè)備在車輛駕駛員的視野中顯示圖形要素，并且包括第一投影儀和第二投影儀。該第一投影儀可以被配置為將第一圖形要素投影在駕駛員視野中的第一焦平面上。該第一焦平面可以被定向?yàn)榛旧洗怪庇隈{駛員的視線。該第一投影儀可以被配置為以駕駛員視線的方向移動第一焦平面。該第二投影儀可以被配置為可以被配置為將第二圖形要素投影在駕駛員視野中的第二焦平面上。該第二焦平面可以是靜態(tài)的并且被定向?yàn)榛旧掀叫杏诘孛姹砻妗Ｔ摽刂破骺梢员慌渲脼榕c一個或多個相關(guān)聯(lián)的車輛控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，并且基于與一個或多個相關(guān)聯(lián)的車輛控制系統(tǒng)的通信控制車輛平視顯示設(shè)備以顯示第一和第二圖形要素。
[0009]根據(jù)又一個方面，一種用于在車輛平視顯示中呈現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的圖形要素的方法，包括將第一圖形要素投影在駕駛員視野中的第一焦平面上，并且將第二圖形要素投影在駕駛員視野中的第二焦平面上。該第一焦平面可以被定向?yàn)榛旧洗怪庇隈{駛員的視線，并且該第二焦平面可以是靜態(tài)的并且被定向?yàn)榛旧掀叫杏诘孛姹砻妗Ｔ摲椒梢园ㄒ择{駛員視線的方向移動或調(diào)節(jié)該第一焦平面。
[0010]這里提供了用于3維(3D)導(dǎo)航的技術(shù)或系統(tǒng)的一個或多個實(shí)施例。例如，一種用于3D導(dǎo)航的系統(tǒng)能夠?qū)D形要素或虛像進(jìn)行投影，其表現(xiàn)為在車輛乘員的視野中移動。在一個或多個實(shí)施例中，平視顯示(HUD)組件能夠被配置為將該圖形要素或虛像投影在車輛周圍環(huán)境中的一個或多個焦平面上。換句話說，該HUD組件能夠在可調(diào)節(jié)距離或可調(diào)節(jié)焦平面處投影圖形要素或虛像以為車輛乘員提供以虛像或圖形要素在移動、飛行、動畫顯示等的感知。
[0011]作為一個示例，HUD組件可以被配置為通過將虛像順序地投影在一個或多個不同焦平面上而提供虛像的移動或使其呈現(xiàn)“動畫顯示”。例如，投影到這些焦平面上可以利用制動器移動HUD組件的投影儀來實(shí)現(xiàn)。作為其結(jié)果，諸如與圖形要素或虛像相關(guān)聯(lián)的適應(yīng)度(accommodat1n)和聚散度(vergence)之類的深度提示一般得以被保留。當(dāng)生成從第一位置到第二位置的路線時，HUD組件能夠生成供車輛的駕駛員或乘員“遵循”的一個或多個圖形要素。由于HUD組件能夠向多個焦平面上進(jìn)行投影或者將所投影的圖形要素從一個焦平面移動至另一個焦平面，所以圖形要素或投影圖像能夠表現(xiàn)得更為“真實(shí)”，類似于在鏡子中看到的圖像。
[0012]當(dāng)車輛乘員請求導(dǎo)航指引時，可以提供諸如虛像之類的圖形要素。例如，該虛像可以表現(xiàn)為在車輛前方移動、滑行、飛行等，類似于乘員或駕駛員在他們跟隨好友車輛的情況下將會看到的情形。此外，該虛像將向真實(shí)車輛那樣表現(xiàn)為繞開阻礙、障礙、行人、雜物、凹坑等。在一個或多個實(shí)施例中，虛像能夠根據(jù)實(shí)時交通進(jìn)行“駕駛”、移動、表現(xiàn)為移動。例如，如果路線使得駕駛員或車輛穿越鐵路，則該虛像可以在列車經(jīng)過時停在鐵路前。作為另一個示例，該虛像能夠以使得其并不表現(xiàn)為與另一車輛“相撞”或者以其它方式干擾交通的方式變換車道。
[0013]以下描述和附圖給出了某些說明性方面和實(shí)施方式。這些僅是對一個或多個方面可以被采用的各種方式加以指示。本公開的其它方面、優(yōu)勢或新穎特征將在結(jié)合附圖考慮時通過以下詳細(xì)描述而變?yōu)轱@而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]當(dāng)隨附圖閱讀時，本公開的各方面通過以下詳細(xì)描述而被理解。附圖中的要素、結(jié)構(gòu)等并非必然依比例繪制。因此，它們的尺寸例如可以為了清楚討論而隨意增大或減小。
[0015]圖1是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的車輛平視顯示系統(tǒng)的示例示意圖的圖示。
[0016]圖2是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的在其中提供車輛平視顯示系統(tǒng)的車輛的示例示意圖的圖不。
[0017]圖3是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的車輛以及車輛平視顯示系統(tǒng)在其上投影圖形要素的四個焦平面的示例側(cè)視圖的圖示。
[0018]圖4是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的駕駛員在駕車的同時通過車輛擋風(fēng)罩所看到的示例視野以及車輛平視顯示系統(tǒng)所投影的示例性圖形要素的圖示。
[0019]圖5是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的系統(tǒng)的示例組件示圖的圖示。
[0020]圖6是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的方法的示例流程圖的圖示。
[0021]圖7A是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像的圖示。
[0022]圖7B是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像的圖示。
[0023]圖8A是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像的圖示。
[0024]圖8B是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像的圖示。
[0025]圖9A是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像的圖示。
[0026]圖9B是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像的圖示。
[0027]圖10是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的示例計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備的圖示，其包括被配置為實(shí)現(xiàn)這里所闡述的一個或多個措施的處理器可執(zhí)行指令。
[0028]圖11是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的在其中實(shí)施這里所闡述的一個或多個措施的示例計(jì)算環(huán)境的圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0029]以下使用具體語言對圖中所圖示的實(shí)施例或示例加以公開。然而，將要理解的是，該實(shí)施例或示例并非意在是限制性的。所公開的實(shí)施例中的任意改變和修改以及本文中所公開原則的任何進(jìn)一步應(yīng)用就像對于相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員而言正常地那樣得到預(yù)期。
[0030]針對本文的一個或多個附圖，僅出于圖示的目的，諸如圖2的邊界116的一個或多個邊界例如相對于彼此以不同高度、寬度、周長、縱橫比、形狀等進(jìn)行繪制而并不必要依比例繪制。例如，由于虛線或帶點(diǎn)線被用來表示不同邊界，所以如果虛線或點(diǎn)線彼此疊加繪制則它們將無法在圖中進(jìn)行區(qū)分，并且因此在一個或多個附圖中利用不同尺寸或彼此稍微分開繪制，而使得它們能夠互相區(qū)分。作為另一個示例，在邊界與不規(guī)則形狀相關(guān)聯(lián)的情況下，諸如利用虛線、點(diǎn)線所繪制的框的邊界并非必然包含一個或多個實(shí)例中的整個組件。相反，所繪制的框并非必然僅包含相關(guān)聯(lián)的組件，在一個或多個實(shí)例中，其也能夠包含一個或多個其它組件的部分。
[0031]由車輛HUD設(shè)備在視覺上置于駕駛員的直接視野中的環(huán)境要素上的圖形要素經(jīng)常被稱作觸點(diǎn)模擬(contact-analog)或適形(conformal)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素。向車輛駕駛員成功呈現(xiàn)觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素可取決于車輛HUD設(shè)備正確再現(xiàn)深度提示的能力。這些深度提示可以包括適應(yīng)度和聚散度。適應(yīng)度是眼部肌肉主動改變光學(xué)功率以改變處于不同距離的焦點(diǎn)的深度提示。聚散度是眼睛在觀看物體時為保持單個雙眼圖像而朝向彼此同步或同時的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0032]雖然這里所描述的示例可能涉及到車輛駕駛員，但是圖形要素可以在車輛中諸如乘客的一個或多個其它乘員的視野內(nèi)進(jìn)行投影、提供、渲染等。為此，這些示例并非意在作為限制，而僅是被公開以對本申請的一個或多個示例方面進(jìn)行說明。
[0033]當(dāng)HUD設(shè)備在車輛的擋風(fēng)罩上顯示圖形要素時，適應(yīng)度會導(dǎo)致人眼在環(huán)境要素和HUD設(shè)備所顯示的信息之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。聚散度則導(dǎo)致眼睛會聚至到擋風(fēng)罩以外在環(huán)境之中的點(diǎn)，這會導(dǎo)致?lián)躏L(fēng)罩上所顯示的HUD圖形要素表現(xiàn)為雙重圖像。因此，為了呈現(xiàn)具有正確再現(xiàn)的深度提示的觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素，圖形要素應(yīng)當(dāng)被呈現(xiàn)在與實(shí)際環(huán)境相同的空間上(例如，呈現(xiàn)在相對應(yīng)的焦平面)，而不是被呈現(xiàn)在車輛的擋風(fēng)罩上。
[0034]提供了一種車輛平視顯示設(shè)備，其用于在車輛駕駛員通過擋風(fēng)罩觀看環(huán)境時在駕駛員的視野中顯示圖形要素。該平視顯示設(shè)備可以包括在駕駛員通過擋風(fēng)罩觀看環(huán)境的同時將圖形要素投影到駕駛員視野中的前面的焦平面上的一個或多個投影儀，以及在駕駛員通過擋風(fēng)罩觀看環(huán)境的同時將圖形要素投影到駕駛員視野中平行于地面的焦平面上的一個或多個投影儀。將圖形要素投影在前方焦平面上的投影儀可以安裝在致動器上，該致動器可以線性移動該投影儀而使得前方焦平面以駕駛員的視線方向進(jìn)行移動。投影平行于地面的焦平面的投影儀可以固定布置而使得平行于地面的焦平面是靜態(tài)的。
[0035]參考圖1，圖示了一種車輛等體積平視顯示系統(tǒng)100(HUD系統(tǒng)100或HUD組件100)，其能夠利用正確再現(xiàn)的深度提示呈現(xiàn)等體積的觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素(例如，被呈現(xiàn)到與真實(shí)環(huán)境相同的空間中的3維或“3D”圖形要素)。HUD系統(tǒng)100包括車輛平視顯示設(shè)備102 ( "HUD設(shè)備102”)和控制器104(或“控制器組件104”)。參考圖2,HUD系統(tǒng)100可以提供在車輛106中，車輛106包括駕駛員座椅108、儀表板外殼110和擋風(fēng)罩112。
[0036]例如，車輛106中關(guān)于駕駛員座椅108、儀表板外殼110和擋風(fēng)罩112的相對定位的配置可以是常規(guī)的。為了適應(yīng)這里所描述的HUD系統(tǒng)100，儀表板外殼110限定了 HUD系統(tǒng)100容納于其中的容納空間。另外，儀表板外殼110具有通過其上表面限定的HUD出口孔114。容納于儀表板外殼110中的HUD系統(tǒng)100將諸如觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素之類的圖形要素通過HUD出口孔114投影到擋風(fēng)罩112上，擋風(fēng)罩112可以被用作HUD系統(tǒng)100的顯示屏。如以下更為詳細(xì)描述的，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素可以像與真實(shí)環(huán)境處于相同空間中那樣被呈現(xiàn)給用戶。
[0037]車輛106的駕駛員在坐在駕駛員座椅108中的同時駕駛車輛106。因此,駕駛員在位置上可以被定位地約束至車輛106內(nèi)的駕駛員座椅108上的就座位置。鑒于該位置約束，HUD系統(tǒng)100可以使用駕駛員的視野源自于車輛內(nèi)的眼睛盒(eye box) 116的假設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。眼睛盒116可以被認(rèn)為包括車輛106內(nèi)駕駛員的眼睛在駕駛員就座于駕駛員座椅108中的同時所在的區(qū)域。
[0038]眼睛盒116可以被設(shè)計(jì)大小為包含駕駛員所有可能的頭部位置，而無論駕駛員座椅108的位置或姿態(tài)如何，或者HUD系統(tǒng)100可以被配置為檢測駕駛員座椅108的位置和姿態(tài)并且基于此對眼睛盒116的位置和大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一個或多個實(shí)施例中，可以假設(shè)眼睛盒116具有固定大小并且處于固定位置而對HUD系統(tǒng)100進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，眼睛盒可以具有以下尺寸:20cmX 1cmX 10cm。在任意情況下，HUD系統(tǒng)100可以被配置為在駕駛員的眼睛處于眼睛盒116內(nèi)并且駕駛員面對/通過車輛106的擋風(fēng)罩112看向前方方向的同時向駕駛員呈現(xiàn)觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素。雖然圖2的眼睛盒116是針對車輛106的駕駛員進(jìn)行圖示，但是眼睛盒116可以被設(shè)置為包括車輛中的一個或多個其它乘員。在一個或多個實(shí)施例中，例如可以為乘客或其它乘員提供一個或多個另外的眼睛盒或HUD設(shè)備。
[0039]HUD設(shè)備102在車輛106的駕駛員通過車輛106的擋風(fēng)罩112觀看環(huán)境的同時在駕駛員的視野中顯示一個或多個圖形要素。在駕駛員的眼睛處于眼睛盒116中并且駕駛員通過擋風(fēng)罩112面對/看向前方方向的同時，駕駛員通過擋風(fēng)罩112所看到的任意圖形或環(huán)境要素可以被認(rèn)為處于駕駛員的視野之中。如這里所使用的，車輛106的駕駛員在其通過車輛106的擋風(fēng)罩112觀看環(huán)境時的視野意在包括通過擋風(fēng)罩112所看到的區(qū)域，除了位于車輛106內(nèi)的儀表板顯示。換句話說，HUD設(shè)備102呈現(xiàn)圖形要素而使得駕駛員可以在視線不離開道路的情況下看到該圖形要素。
[0040]返回圖1，HUD系統(tǒng)100的HUD設(shè)備102包括第一投影儀118、第二投影儀120、第三投影儀122和第四投影儀124。第一投影儀118和第三投影儀122共享第一分束器126和第一物鏡128，而第二投影儀120和第四投影儀124共享第二分束器130和第二物鏡132。因此，第一投影儀118和第三投影儀122的輸出能夠在第一分束器126中被接收并且被組合為被指向(并通過)第一物鏡128的單個輸出。類似地，第二投影儀120和第四投影儀124的輸出能夠在第二分束器130中被接收并且被組合為被指向(并通過)第二物鏡132的單個輸出。
[0041]HUD設(shè)備102進(jìn)一步包括布置在第一和第二物鏡128、132的下游的第三分束器134，其被配置為接收來自第一和第二物鏡128、132的輸出。來自第一和第二物鏡128、132的輸出能夠在第三分束器134被組合為單個輸出，其可以是來自所有的第一、第二、第三和第四投影儀118、120、122、124的輸出的組合，并且在從HUD出口孔114指向擋風(fēng)罩112之前被指向(并通過)第三物鏡136和目鏡138，該擋風(fēng)罩112可以被用作HUD系統(tǒng)100的顯示屏。
[0042]第一投影儀118、第二投影儀120、第三投影儀122和第四投影儀124中的每一個包括投影儀單元140、142、144、146以及剛性固定在距投影儀單元140、142、144、146的設(shè)定距離并且相對于140、142、144、146進(jìn)行布置的擴(kuò)散屏148、150、152、154，而使得從投影儀單元140、142、144、146發(fā)射的光線通過擴(kuò)散屏148、150、152、154。投影儀單元140、142、144、146可以是發(fā)光單元，其對通過相關(guān)聯(lián)的擴(kuò)散屏148、150、152、154的圖像或圖形要素進(jìn)行投影。擴(kuò)散屏148、150、152、154用作HUD設(shè)備102的其余光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)光圖像源(或?qū)ο?，并且確保離開擴(kuò)散屏148、150、152、154的大部分光線進(jìn)入擴(kuò)散屏148、150、152、154之后的光學(xué)器件(例如，第一分束器126、第一物鏡128、第二分束器130、第二物鏡132、第三分束器134、第三物鏡136和目鏡138)，同時將光線擴(kuò)散出去而使得其最終充滿眼睛盒116，從而使得圖像或(多個)圖形要素的亮度在駕駛員的頭部在眼睛盒116內(nèi)移動的同時保持恒定。因此，擴(kuò)散屏148、150、152、154的使用基本上防止了圖像或(多個)圖形要素的不同部分能夠從眼睛盒116內(nèi)的不同點(diǎn)被看到，并且因此基本上防止了隨著頭部的輕微移動而出現(xiàn)不同的視覺表現(xiàn)。
[0043]投影儀單元140、142、144、146可以采用使用適合這里所描述的用途的任意發(fā)光單元的形式。投影儀單元140、142、144、146可以采用能夠根據(jù)這里所描述的(多種)用途投影圖像或圖形要素的任意發(fā)光單元的形式。類似地，擴(kuò)散屏148、150、152、154可以采用適合這里所描述的(多種)用途的任意光線擴(kuò)散屏的形式。
[0044]第一投影儀118可以安裝在HUD設(shè)備102中的第一致動器156上。第一致動器156可以是能夠以線性方向?qū)⒌谝煌队皟x118朝向和遠(yuǎn)離第一分束器126進(jìn)行移動的線性致動器。此外，第三投影儀122能夠安裝在HUD設(shè)備102中的第二致動器158上。第二致動器158可以是能夠以線性方向?qū)⒌谌队皟x122朝向和遠(yuǎn)離第一分束器126進(jìn)行移動的線性致動器。第一和第二致動器156、158可以采用適于這里所描述的用途的任意線性致動器的形式。第一投影儀118和第三投影儀122進(jìn)行線性移動的能力允許第一投影儀118和第三投影儀122將圖形要素投影在動態(tài)或可移動的焦平面上。與第一和第三投影儀118、122相反，第二和第四投影儀120、124可以固定布置在HUD設(shè)備102中，并且因此在靜態(tài)焦平面上投影圖形要素。
[0045]使用第一、第二、第三和第四投影儀118、120、122、124，HUD設(shè)備102可以在駕駛員通過擋風(fēng)罩112所觀看的環(huán)境中的四個不同焦平面中呈現(xiàn)圖形要素(觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素或其它)。就此而言，第一投影儀118可以被配置為在第一焦平面162中投影第一圖形要素160，第二投影儀120可以被配置為在第二焦平面166中投影第二圖形要素164，第三投影儀122可以被配置為在第三焦平面170中投影第三圖形要素168，并且第四投影儀124可以被配置為在第四焦平面174中投影第四圖形要素172 (如將參考圖3和4所描述的)。所有的第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172及其相關(guān)聯(lián)的第一、第二、第三和第四焦平面162、166、170、174能夠在駕駛員駕駛車輛160并且駕駛員的眼睛處于眼睛盒116中同時駕駛員通過擋風(fēng)罩112看向前方方向的時候呈現(xiàn)在駕駛員的視野中的環(huán)境之中。
[0046]參考圖3和圖4，將參考地面表面176和駕駛員的視線178對第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172在第一、第二、第三和第四焦平面162、166、170、174的投影進(jìn)行描述。就此而言，地面表面176是車輛106前方道路的表面。出于當(dāng)前描述的目的，地面表面176將假設(shè)為基本上平坦的表面。駕駛員的視線178是從眼睛盒116以向前方向基本上平行于地面表面176的直線。如這里所使用的，視線178的方向是沿視線178朝向和遠(yuǎn)離駕駛員和車輛106的方向。
[0047]第一焦平面162是可以被定向?yàn)榛旧洗怪庇隈{駛員的視線178的前方焦平面。第三焦平面170也是可以被定向?yàn)榛旧洗怪庇隈{駛員的視線178的前方焦平面。第一和第三焦平面162、170可以是動態(tài)焦平面，其能夠以向前方向(遠(yuǎn)離車輛106)和向后方向(朝向車輛106)在視線178的方向進(jìn)行移動。第二焦平面166是平行于地面的焦平面，其可以被定向?yàn)榛旧掀叫杏诘孛姹砻?76，并且可以被布置在地面表面176上而使得第二焦平面166是地面焦平面。第四焦平面174也是平行于地面的焦平面，其可以被定向?yàn)榛旧掀叫杏诘孛姹砻?76，并且被布置在地面表面176的上方。第四焦平面可以被布置在地面表面176和駕駛員視線178的上方而成為天空或天花板焦平面。作為結(jié)果，第二和第四焦平面166、174可以是靜態(tài)焦平面。
[0048]參考圖4，第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172可以被用來向駕駛員呈現(xiàn)不同信息。由第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172所顯示的信息的確切類型可以有所變化。出于示例性的目的，第一圖形要素160和第三圖形要素168可以向駕駛員呈現(xiàn)警告，其指示駕駛員避讓危險(xiǎn)或障礙，或者可以提供導(dǎo)航指令或者與道路規(guī)則相關(guān)聯(lián)的駕駛指令(例如，停車信號、避讓信號等)。第二圖形要素164和第四圖形要素172可以以呈現(xiàn)于地面表面176上的圖形覆蓋向駕駛員呈現(xiàn)導(dǎo)航指令，或者可以向駕駛員呈現(xiàn)車輛周邊指示符。第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172可以向駕駛員呈現(xiàn)不同于這里所描述的信息或圖形要素，并且可以呈現(xiàn)第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172 的子集。
[0049]返回圖1，控制器104可以包括一個或多個計(jì)算機(jī)、(例如，算術(shù))處理器，或者能夠與一個或多個車輛控制系統(tǒng)180進(jìn)行通信并且控制HUD設(shè)備102的任意其它設(shè)備。車輛控制系統(tǒng)180 (這里的“車輛控制系統(tǒng)180”或“車輛控制組件180”)中的一個或多個可以采取用來主動或被動促成車輛106的控制的任意車輛控制系統(tǒng)180。車輛控制系統(tǒng)180可以包括一個或多個傳感器(未示出)或與之進(jìn)行通信，上述傳感器檢測與車輛106的操作相關(guān)的駕駛和環(huán)境條件。
[0050]總體上關(guān)于HUD系統(tǒng)100的操作，控制器104與車輛控制系統(tǒng)180進(jìn)行通信，并且基于與車輛控制系統(tǒng)180的通信確定要向車輛106的駕駛員呈現(xiàn)的圖形要素的類型和位置?？刂破?04確定要由第一、第二、第三和第四投影儀118、120、122、124呈現(xiàn)為第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172的圖形要素的類型，并且控制第一、第二、第三和第四投影儀118、120、122、124將第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172作為所確定的圖形要素進(jìn)行投影?？刂破?04能夠確定目標(biāo)第一圖形要素位置和目標(biāo)第三圖形要素位置作為應(yīng)當(dāng)在環(huán)境中向駕駛員呈現(xiàn)第一和第三圖形要素160、168的目標(biāo)位置?？刂破?04隨后控制第一和第二致動器156、158線性移動第一和第三投影儀118、122而使得第一和第三焦平面162、170能夠分別移動至目標(biāo)第一和第三圖形要素位置。
[0051]因此，第一投影儀118將第一圖形要素160投影在第一焦平面162上，第一焦平面162可以被定向?yàn)榛旧洗怪庇隈{駛員的視線，并且可以通過第一致動器156對第一投影儀118的線性移動而在駕駛員的視線178的方向朝向和遠(yuǎn)離車輛106進(jìn)行移動。第二投影儀120將第二圖形要素164投影在第二焦平面166上，第二焦平面166是靜態(tài)的并且被定向?yàn)槠叫杏诘孛姹砻?76并且布置在地面表面176上。第三投影儀122將第三圖形要素168投影在第三焦平面170上，第三焦平面170被定向?yàn)榛旧洗怪庇隈{駛員的視線，并且可以通過第二致動器158對第三投影儀122的線性移動而在視線178的方向朝向和遠(yuǎn)離車輛106進(jìn)行移動。第四投影儀124將第四圖形要素172投影在第四焦平面174上，第四焦平面174是靜態(tài)的，被定向?yàn)槠叫杏诘孛姹砻?76并且能夠布置在駕駛員的視線178的上方?？刂破?04控制第一和第二致動器156、158移動第一和第三投影儀118、122以對第一和第三焦平面162、170進(jìn)行移動。
[0052]通過使得第一和第三投影儀118、122將第一和第三圖形要素160、168投影在被定向?yàn)榛旧洗怪庇隈{駛員視線178的可移動的第一和第三焦平面162、170上，可以對距車輛106不同距離的物體的焦點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這可以促成針對第一和第三圖形要素160、168而向駕駛員提供正確的深度提示，特別是由于HUD系統(tǒng)100可以是車輛應(yīng)用，其中車輛106用作移動平臺。
[0053]雖然第二和第四投影儀120、124將第二和第四圖形要素164、172投影在靜態(tài)的第二和第四焦平面166、174上，但是第二和第四焦平面166、174可以是連續(xù)的。為了使得第二和第四焦平面166、174平行于地面表面176，第二和第四投影儀120、124的擴(kuò)散屏150、154可以有所傾斜。由于HUD設(shè)備102的光學(xué)系統(tǒng)的失真非常低并且對于平行于地面的焦平面中的圖像幾乎為具有端著絲粒的(telocentric)，所以光射線接近于與光學(xué)軸線相平行，這允許所投影的第二和第四圖形要素164、172在第二和第四焦平面166、174發(fā)生傾斜的同時沒有失真或者并不改變放大率的情況下進(jìn)行投影或呈現(xiàn)。所產(chǎn)生的第二和第四圖形要素164、172因此出現(xiàn)在平行于地面表面176的連續(xù)焦平面(第二和第四焦平面166、174)上。就此而言，第二和第四圖形要素164、172可以利用實(shí)際的3維(3D)等體積形狀而不是線段進(jìn)行呈現(xiàn)以增加單眼提示而強(qiáng)化深度感官。
[0054]連續(xù)的靜態(tài)的第二和第四焦平面166、174促成駕駛員關(guān)于第二和第四圖形要素164、172的深度感官。連續(xù)的靜態(tài)的第二和第四焦平面166、174允許通過3D空間中的前后方向(例如，駕駛員的視線178的方向)正確生成真實(shí)圖像或圖形要素，這允許生成適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動視差提示。因此，當(dāng)駕駛員的頭部左右或上下移動時，第二和第四圖形要素164、172針對駕駛員表現(xiàn)為固定在環(huán)境中的位置，而不是四處移動。結(jié)果，HUD系統(tǒng)100并不需要頭部追蹤功能來對駕駛員頭部的移動進(jìn)行補(bǔ)償。
[0055]關(guān)于之前所列出的可以向駕駛員呈現(xiàn)的示例性信息，車輛控制系統(tǒng)180可以包括能夠執(zhí)行以下功能的處理和傳感器:危險(xiǎn)或障礙檢測；導(dǎo)航；導(dǎo)航指令；和車輛周邊(例如，盲點(diǎn))監(jiān)視。車輛控制系統(tǒng)180可以包括能夠執(zhí)行其它車輛控制功能(例如，高速路合并輔助等)的處理和傳感器，其可以可替換地或附加地與使用HUD系統(tǒng)100呈現(xiàn)給駕駛員的信息相關(guān)聯(lián)。無論車輛控制系統(tǒng)180所執(zhí)行的功能如何，車輛控制系統(tǒng)180用來執(zhí)行包括相關(guān)聯(lián)的傳感器和處理的功能的確切方式可能并不與HUC系統(tǒng)100的操作相關(guān)。
[0056]控制器140與車輛控制系統(tǒng)180進(jìn)行通信，并且從那里接受與車輛106的操作相關(guān)并且與以上所列出的(或其它)功能相關(guān)聯(lián)的輸入?？刂破?04隨后基于從車輛控制系統(tǒng)180所接收的輸入控制HUD設(shè)備102。就此而言，控制器104和車輛控制系統(tǒng)180之一或其二者可以確定:要作為第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172進(jìn)行顯示的圖形要素的類型；第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172的位置；以及要顯示第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172中的哪些。這些確定可以基于駕駛員所采用的一種或多種車輛功能，諸如基于駕駛員是否使用導(dǎo)航功能。
[0057]無論控制器104或車輛控制系統(tǒng)180中的哪一個被用來進(jìn)行這樣的確定，控制器104都控制HUD設(shè)備102而在適當(dāng)位置顯示適當(dāng)圖形要素。這可以包括控制第一、第二、第三和第四投影儀118、120、122、124對適當(dāng)?shù)牡谝?、第二、第三和第四圖形要素160、164、168,172進(jìn)行投影。這可以包括控制第一和第二致動器156、158線性移動第一和第三投影儀118、122而將第一和第三焦平面162、170移動至適當(dāng)(例如，目標(biāo))位置。例如，諸如156、158的一個或多個致動器可以被配置為移動諸如162、170的焦平面中的一個或多個。例如，關(guān)于第三焦平面170，可以通過調(diào)節(jié)距離170’而對第三焦平面170和車輛106的擋風(fēng)罩(例如，在302)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。類似地，可以對距離162’進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變焦平面162的目標(biāo)位置。
[0058]鑒于之前所列出的與第一、第二、第三和第四圖形要素160、164、168、172相關(guān)聯(lián)的示例性信息，將參考車輛106而對HUD系統(tǒng)的操作進(jìn)行描述，該車輛具有支持以下功能的車輛控制系統(tǒng)180:危險(xiǎn)或障礙檢測和警告功能；導(dǎo)航功能；導(dǎo)航指令功能；以及車輛周邊(例如，盲點(diǎn))監(jiān)視功能。同樣，車輛106可以具有這些功能的子集或另外的功能，并且HUD系統(tǒng)100可以參考該子集或另外的功能得以被采用。參考這些功能對HUD系統(tǒng)100的描述僅是示例性的，并且被用來促成對HUD系統(tǒng)100的描述。雖然控制器104和車輛控制系統(tǒng)180之一或其二者可以與HUD系統(tǒng)100的操作相關(guān)聯(lián)做出確定，但是在以下描述中，控制器104被描述為被配置為基于從車輛控制系統(tǒng)180所接收的輸入而進(jìn)行確定。
[0059]與障礙檢測和警告功能相關(guān)的信息可以被呈現(xiàn)給駕駛員而作為HUD設(shè)備102的第一投影儀118所投影的觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素。就此而言，車輛控制系統(tǒng)180可以檢測車輛106在其上行駛的道路的各種障礙。例如，障礙可以包括穿越道路的行人、其它車輛、動物、道路中的雜物、凹坑等。這些障礙的檢測可以通過對來自車輛106上提供的傳感器(未示出)所感應(yīng)的環(huán)境的信息進(jìn)行處理而進(jìn)行。另外，障礙檢測可以以任意方式來進(jìn)行。
[0060]當(dāng)檢測到障礙時，車輛控制系統(tǒng)180將障礙信息傳輸至控制器104?？刂破?04從車輛控制系統(tǒng)180接收該障礙信息并且基于所接收的障礙信息確定要作為第一圖形要素160呈現(xiàn)的圖形要素的類型以及目標(biāo)第一圖形要素位置。雖然可以使用各種類型的圖形要素，諸如閃爍圖標(biāo)、其它標(biāo)志等，但是這里將參考在檢測到障礙時出現(xiàn)的“避讓”標(biāo)志對示例進(jìn)行描述。
[0061]參考圖4，車輛控制系統(tǒng)180所檢測到的障礙可能是穿越車輛106所行駛道路的行人182。在圖14的示例性駕駛員視野中，車輛106行駛在行人182正在穿越的道路上。因此，車輛控制系統(tǒng)180能夠向控制器104發(fā)送與該行人182相關(guān)的障礙信息。基于該障礙信息，控制器104可以確定要作為第一圖形要素160進(jìn)行顯示的圖形要素的類型；例如在該情況下，該圖形要素可以是“避讓”標(biāo)志，雖然也可以使用其它圖形標(biāo)志?？刂破?04能夠確定目標(biāo)第一圖形要素位置而使得第一圖形要素160將被投影和呈現(xiàn)以便被駕駛員感知為處于與行人182相同的深度(例如，焦平面)。另外，例如，控制器104能夠被配置為調(diào)節(jié)目標(biāo)第一圖形要素位置而使得第一圖形要素160在行人182行走的同時“追蹤”或“跟隨”行人182。
[0062]控制器104隨后控制第一投影儀118將“避讓”信號作為第一圖形要素160進(jìn)行投影，并且控制第一致動器156線性移動第一投影儀118而使得第一圖像要素160能夠被投影并呈現(xiàn)，以便由駕駛員(例如，在駕駛員的眼睛處于眼睛盒116中并且駕駛員通過擋風(fēng)罩112看向前方方向的同時)感知為處于與行人182相同的深度。第一致動器156能夠被控制而使得第一圖形要素160能夠被投影在第一焦平面162上，第一焦平面162能夠定位在目標(biāo)第一圖形要素位置并且可以被定向?yàn)榛旧洗怪庇谝暰€178。
[0063]當(dāng)車輛106和行人182在道路上行進(jìn)時，二者之間的相對距離將會發(fā)生變化。該距離變化可以被車輛控制系統(tǒng)180傳輸給控制器104，目標(biāo)第一圖形要素位置可以相應(yīng)地變化，并且第一致動器156可以被控制器104進(jìn)行控制以移動第一焦平面162而保持在(例如，已變化/正在變化的)目標(biāo)第一圖形要素位置。因此，將第一圖形要素160投影在可以在駕駛員視線178的方向進(jìn)行移動的第一焦平面162上，與第一圖形要素160相關(guān)聯(lián)的深度提示可以被正確再現(xiàn)而使得駕駛員可以準(zhǔn)確判斷第一圖形要素160(例如，所檢測到的障礙)的位置。
[0064]此外，與導(dǎo)航功能相關(guān)的信息可以作為HUD設(shè)備102的第二投影儀120所投影的觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素被呈現(xiàn)給駕駛員。就此而言，車輛控制系統(tǒng)180在接收到來自駕駛員的導(dǎo)航請求(例如，所期望位置的輸入)時，生成供駕駛員遵循以到達(dá)所期望位置的導(dǎo)航路線。該導(dǎo)航路線包括供駕駛員遵循的一組駕駛方向，包括轉(zhuǎn)往去向所期望位置的路線上的街道。導(dǎo)航功能可以以任意方式來執(zhí)行。當(dāng)導(dǎo)航功能被激活時，車輛控制系統(tǒng)180能夠向控制器104傳輸與導(dǎo)航功能相關(guān)聯(lián)的駕駛方向。
[0065]控制器104能夠從車輛控制系統(tǒng)180接收駕駛方向并且確定要作為第二圖形要素164進(jìn)行呈現(xiàn)的圖形要素的類型。與導(dǎo)航功能相關(guān)聯(lián)的圖形要素的類型可以包括以下圖形要素，該圖形要素指示駕駛員繼續(xù)留在當(dāng)前道路上(例如，直線或箭頭)，在前方路口左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)(例如，以適當(dāng)方向轉(zhuǎn)向的左/右箭頭或線條)，進(jìn)入、匯入或離開高速公路(例如，指示適當(dāng)路徑的線條或箭頭)等的圖形要素?？刂破?04基于從車輛控制系統(tǒng)180所傳輸?shù)鸟{駛方向而選擇適當(dāng)圖形要素而作為第二圖形要素164進(jìn)行呈現(xiàn)。
[0066]參考圖4的示例性駕駛員視野，針對車輛控制系統(tǒng)180的導(dǎo)航功能所確定的駕駛路線的駕駛方向包括在前方街道左轉(zhuǎn)。因此，控制器104控制第二投影儀120生成左轉(zhuǎn)圖形要素并且作為第二圖形要素164投影在第二焦平面166上。如圖4所示，第二焦平面166可以被定向?yàn)槠叫杏诘孛姹砻?76并且被布置在地面表面176上。如以上所提到的，第二投影儀120能夠被固定布置在HUD設(shè)備102中，而使得第二焦平面166是靜態(tài)的。如以上所提到的，第二焦平面166可以是連續(xù)的，而使得第二圖形要素164能夠像3D圖像那樣利用適當(dāng)深度提示而被呈現(xiàn)給駕駛員。
[0067]類似地，與導(dǎo)航指令功能相關(guān)的信息可以作為HUD設(shè)備102的第三投影儀122所投影的觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素而被呈現(xiàn)給駕駛員。就此而言，車輛控制系統(tǒng)180可以使用傳感器或存儲在數(shù)據(jù)庫中并且與地圖相關(guān)聯(lián)的信息來監(jiān)視車輛106所行駛的道路，并且確定即將到來的與該道路上的行駛相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航指令。例如，車輛控制系統(tǒng)180可以檢測車輛106在其上行駛的道路上即將到來的所要求停車、避讓或其它條件(這里，統(tǒng)稱為“道路條件”)。車輛控制系統(tǒng)180可以確定與所檢測的道路條件相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航指令(例如，與停車道路條件相關(guān)聯(lián)的停車指令等)。導(dǎo)航指令功能可以以任意方式來執(zhí)行，其具體細(xì)節(jié)并非必然與HUD系統(tǒng)100的操作相關(guān)。另外，除其它之外，道路條件可以包括路段上的交通、阻礙、障礙、天氣條件、路段表面條件、與部分道路或路段相關(guān)聯(lián)的限速等。換句話說，道路條件總體上例如可以包括在駕車的同時進(jìn)行加速、減速、繞道、停車、當(dāng)心的原因。
[0068]車輛控制系統(tǒng)180將道路條件或與道路條件相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航指令以及與道路條件的位置相關(guān)的信息傳輸至控制器104?？刂破?04能夠控制第三投影儀122以投影第三圖形要素168而向駕駛員傳輸與道路條件相關(guān)或者與相應(yīng)導(dǎo)航指令相關(guān)聯(lián)的信息。控制器104能夠從車輛控制系統(tǒng)180接收道路條件或?qū)Ш街噶钚畔⒁约拔恢眯畔?，并且確定要作為第三圖形要素168進(jìn)行呈現(xiàn)的圖形要素的類型以及目標(biāo)第三圖形要素位置。
[0069]可以結(jié)合導(dǎo)航指令功能使用各種類型的圖形要素，例如:停車標(biāo)志、避讓標(biāo)志、單行道標(biāo)志、紅燈禁止右轉(zhuǎn)標(biāo)志等?？梢赃x擇圖形要素的類型以傳輸與道路條件相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航指令。無論控制器104確定何種類型的圖形要素應(yīng)當(dāng)被用作第三圖形要素168，該圖形要素可以被投影以出現(xiàn)在該駕駛條件的位置。就此而言，可以基于所檢測的道路條件相對于車輛106的位置而將目標(biāo)第三圖形要素位置確定為應(yīng)當(dāng)在駕駛員視野中呈現(xiàn)第三圖形要素168的位置。
[0070]控制器104可以被配置為控制第三投影儀122以將適當(dāng)圖形要素作為第三圖形要素168進(jìn)行投影。該控制器能夠控制第二致動器158以線性移動第三投影儀122，而使得第三圖形要素168被投影并呈現(xiàn)以便由駕駛員(例如，在駕駛員的眼睛處于眼睛盒116中并且駕駛員通過擋風(fēng)罩112看向前方方向的同時)感知為處于與道路條件相同的深度(例如，具有相同的焦平面)。第二致動器158能夠被控制而使得第三圖形要素168被投影在第三焦平面170上，第三焦平面170能夠位于目標(biāo)第三圖形要素位置并且被基本上定向?yàn)榇怪庇谝暰€178?？刂破?04能夠控制第二致動器158以連續(xù)地線性移動第三投影儀122，而使得第三焦平面170在車輛106和所檢測道路條件之間的距離(例如，目標(biāo)第三圖形要素位置)改變(如車輛控制系統(tǒng)180所檢測并且傳輸至控制器104的)，該改變例如由于車輛106朝向所檢測道路條件行使的結(jié)果。
[0071]在來自圖4的駕駛員視角的示例性視野中，車輛106正在接近車輛106應(yīng)當(dāng)停車的四向交叉路口。因此，車輛控制系統(tǒng)180檢測到處于交叉路口入口位置處的停車道路條件，并且確定與停車道路條件相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航指令為停車指令。該停車道路條件或指令以及停車道路條件的位置能夠被傳輸至控制器104，控制器104確定應(yīng)當(dāng)將停車標(biāo)志作為第三圖形要素168進(jìn)行呈現(xiàn)?？刂破?04能夠確定第三圖形要素168(例如，停車標(biāo)志)應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在該四向交叉路口的入口位置。該交叉路口的入口位置因此能夠被確定為目標(biāo)第三圖形要素位置。
[0072]控制器104能夠控制第三投影儀122投影“停車”標(biāo)志作為第三圖形要素168，并且控制第二致動器158移動第三投影儀122而使得第三圖形要素168被投影并且被呈現(xiàn)以便被駕駛員(例如，在駕駛員的眼睛處于眼睛盒116中并且駕駛員通過擋風(fēng)罩112看向前方方向的同時)感知為處于與該四向交叉路口入口相同的深度。第二致動器158能夠被控制而使得第三圖形要素168能夠被投影在第三焦平面170上，第三焦平面170定位在目標(biāo)第三圖形要素位置并且被定向?yàn)榛旧洗怪庇谝暰€178。隨著車輛106在道路上行駛，車輛106和該四向交叉路口的入口之間的距離將會發(fā)生變化。該距離變化可以被車輛控制系統(tǒng)180傳輸至控制器104，目標(biāo)第三圖像要素位置可以相應(yīng)地有所變化，并且第二致動器158可以被控制器104進(jìn)行控制以移動第三焦平面170而保持在(例如，已變化/正在變化的)目標(biāo)第三圖形要素位置。因此，將第三圖形要素168投影在可以在駕駛員視線178的方向進(jìn)行移動的第三焦平面170上，因此與第三圖形要素168相關(guān)聯(lián)的深度提示可以被正確再現(xiàn)而使得駕駛員可以準(zhǔn)確判斷第三圖形要素168 (例如，所檢測到的道路條件)的位置。
[0073]與車輛周邊(例如，盲點(diǎn))監(jiān)視功能相關(guān)的信息可以被HUD設(shè)備102的第四投影儀124呈現(xiàn)給駕駛員。就此而言，車輛控制系統(tǒng)180可以檢測近距離環(huán)繞或環(huán)繞車輛106的區(qū)域中其它車輛的存在。近距離環(huán)繞車輛106的其它車輛的檢測可以通過對與車輛106上提供的傳感器(未示出)所感應(yīng)的車輛106周邊相關(guān)的信息進(jìn)行處理而執(zhí)行。車輛周邊確定可以以任意方式來執(zhí)行。
[0074]車輛周邊信息可以由車輛控制系統(tǒng)180確定并且傳輸至控制器104。控制器104從車輛控制系統(tǒng)180接收車輛周邊信息并且確定如果存在如何修改投影在第四焦平面174上的第四圖形要素172。就此而言，用作第四圖形要素172以促成車輛周邊(例如，盲點(diǎn))監(jiān)視功能的圖形要素可以是圖4所示的車輛周邊指示符。
[0075]車輛周邊指示符包括表示車輛106的中間標(biāo)記以及表示近距離環(huán)繞車輛106的位置的八個周邊標(biāo)記。車輛控制系統(tǒng)180傳輸與車輛106近距離周邊中的車輛位置相關(guān)的信息，并且控制器104對第四投影儀124進(jìn)行控制以改變第四圖形要素172，而使得與八個相關(guān)聯(lián)周邊標(biāo)記中的一個或多個被高亮顯示。八個周邊標(biāo)記的高亮顯示向駕駛員指示近距離處于車輛106周邊的其它車輛的位置。
[0076]在圖4中，第四圖形要素172可以被投影在第四焦平面174上，第四焦平面174可以并定向?yàn)槠叫杏诘孛姹砻?76并且可以被布置在地面表面176和視線178的上方。如以上所提到的，第四投影儀124可以固定布置在HUD設(shè)備102中，而使得第四焦平面174是靜態(tài)的。如以上所提到的，第四焦平面174可以是連續(xù)的，而使得第四圖形要素172能夠像3D圖像那樣利用適當(dāng)深度提示而被呈現(xiàn)給駕駛員。
[0077]第四圖形要素172可以以不同于圖4的車輛周邊指示符的形式進(jìn)行呈現(xiàn)。在任意情況下，第四圖形要素172可以被投影到第四焦平面174上，第四焦平面可以被定向?yàn)槠叫杏诘孛姹砻?76并且能夠被布置在地面表面176和駕駛員視線178的上方。因此，第四圖形要素172能夠被提供在天空焦平面上，由于第四圖形要素172所傳輸?shù)男畔⒉⒉恍枰c環(huán)境進(jìn)行交互，所以這可以是適宜的。
[0078]以上所描述的HUD系統(tǒng)100可以以連續(xù)變化的焦距以及在駕駛員視線178的方向前后連續(xù)變化焦點(diǎn)的平行于地面的焦平面投影圖形要素，其中的一些圖形要素作為觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素進(jìn)行投影。因此，深度感知提示可以有所改進(jìn)而同步或同時(或接近同步)促成對焦并提高駕駛員對環(huán)境的注意力。這使得駕駛員能夠觀察到經(jīng)由圖形要素所呈現(xiàn)的信息以及環(huán)境。就此而言，通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人已經(jīng)確定空間感知會被焦點(diǎn)提示大幅影響，并且這里所描述的HUD系統(tǒng)100的焦平面調(diào)節(jié)能力以及在連續(xù)的靜態(tài)的平行于地面的焦平面上示出圖形要素的能力改善的空間感知。為此，當(dāng)如這里所描述地對焦點(diǎn)提示進(jìn)行調(diào)節(jié)時，與調(diào)節(jié)圖形要素的大小時所觀察到的相比，觀察到了空間感知的更大改進(jìn)。
[0079]包括分束器126、130、134和透鏡128、132、136、138的使用在內(nèi)的HUD設(shè)備102的配置允許HUD設(shè)備102具有相對緊湊的大小。另外，透鏡128、132、136、138允許深度范圍從車輛106的前方數(shù)米擴(kuò)展至為HUD設(shè)備102的光學(xué)器件所分配的空間內(nèi)的無限遠(yuǎn)。進(jìn)一步地，分束器126、130、134能夠被用作光學(xué)組合器已將從第一、第二、第三和第四投影儀118、120、122、124通過透鏡128、132、136、138所投影的所有分離射線集合進(jìn)行融合以將來自第一、第二、第三和第四投影儀118、120、122、124的分離圖像合并為在駕駛員視野中投影的一個統(tǒng)一圖像(例如，或者圖形要素)。
[0080]在一個或多個實(shí)施例中，若干以上所公開的和其它特征與功能或者其替換或變化形式可以按需要組合到許多其它不同的系統(tǒng)或應(yīng)用之中。此外，當(dāng)前所未能預(yù)計(jì)或預(yù)見到的許多替換、修改、變化或其改進(jìn)隨后可能由本領(lǐng)域技術(shù)人員所作出，它們意在也被以下權(quán)利要求所包含。
[0081]例如，可以在HUD系統(tǒng)100中使用更少或更多的投影儀以投影更少或更多的圖形要素。另外，雖然HUD系統(tǒng)100被描述為具有兩個在前方焦平面中投影圖形要素的兩個投影儀以及在平行于地面的焦平面中投影圖形要素的兩個投影儀，但是前方和平行于地面的焦平面的比例可以有所變化。以上所描述的與HUD系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的車輛功能是示例性的，并且可以有所變化或修改。
[0082]再進(jìn)一步地，前方焦平面進(jìn)行移動的機(jī)制可以與以上所描述的相比有所修改。例如，不同于移動整個投影儀(例如，使用第一和第二致動器156、158的第一和第三投影儀118、122)，可以僅使得擴(kuò)散屏(例如，第一和第三投影儀118、122的擴(kuò)散屏148、152)相對于相應(yīng)投影儀單元(例如，投影儀單元140、144)進(jìn)行移動。
[0083]此外，雖然已經(jīng)參考車輛106對HUD系統(tǒng)100進(jìn)行了描述，該車輛可以是供戶外使用的四輪汽車，但是HUD系統(tǒng)100可以在不同類型的交通工具中使用。例如，該HUD系統(tǒng)可以在航海交通工具(例如，船)、空中交通工具(例如，飛機(jī)或噴氣機(jī))或者供室內(nèi)使用的車輛(例如，運(yùn)輸車、諸如叉車之類的用于物料處理的車輛，等等)中提供。
[0084]圖5是圖示根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的系統(tǒng)500的示例組件圖的圖示。系統(tǒng)500包括HUD組件100、車輛控制組件180、控制器組件104、導(dǎo)航組件540、深度圖組件550、深度緩存組件560、一個或多個傳感器組件570以及一個或多個控制器域網(wǎng)絡(luò)(CAN) 580。HUD組件100可以是車輛等體積HUD系統(tǒng)，諸如圖1的HUD系統(tǒng)100，并且可以包括以上所描述的組件。在一個或多個實(shí)施例中，除其它之外，HUD組件100可以是3的HUD、距離可變HUD、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)HUD (AR-HUD)等。
[0085]導(dǎo)航組件540可以被配置為接收或識別原點(diǎn)位置(例如，點(diǎn)A)以及一個或多個目的位置(例如，點(diǎn)B)。導(dǎo)航組件540可以被配置為計(jì)算或確定例如從點(diǎn)A到點(diǎn)B的一條或多條路線。通常，導(dǎo)航組件540與車輛相關(guān)聯(lián)。例如，導(dǎo)航組件540可以安裝內(nèi)在車輛上，與容納于車輛內(nèi)的該車輛的一個或多個系統(tǒng)或者一個或多個組件進(jìn)行集成，與車輛的一個或多個組件進(jìn)行鏈接或通信耦合，或者位于車輛之內(nèi)，等等。在任意情況下，導(dǎo)航組件540能夠識別或接收原點(diǎn)位置和目的位置。在一個或多個實(shí)施例中，導(dǎo)航組件540可以包括車載資訊系統(tǒng)組件(未示出)，其可以被配置為確定車輛的當(dāng)前位置或當(dāng)前定位。
[0086]此外，導(dǎo)航組件540可以被配置為生成從原點(diǎn)位置到目的位置中的一個或多個的一條或多條路線。在一個或多個實(shí)施例中，導(dǎo)航組件540可以被配置為生成從車輛的當(dāng)前位置或當(dāng)前定位到目的位置中的一個或多個的一條或多條路線。該一條或多條路線中的一條路線可以包括一個或多個位置或者一個或多個路線部分。作為示例，該路線的一個或多個部分可以包括與一個或多個路段或者路段的一個或多個路口相關(guān)聯(lián)的一個或多個導(dǎo)航指令或調(diào)遣。換句話說，該路線的一個或多個部分可以包括一個或多個轉(zhuǎn)彎、導(dǎo)航調(diào)遣、路段、路口、地標(biāo)或者沿路線的其它要素。導(dǎo)航組件540可以被配置為識別這些轉(zhuǎn)彎、導(dǎo)航調(diào)遣、地標(biāo)等中的一個或多個并且相應(yīng)地諸如向車輛駕駛員發(fā)出一個或多個導(dǎo)航命令或者一個或多個導(dǎo)航指令。
[0087]導(dǎo)航組件540可以經(jīng)由音頻提示、視頻提示、觸覺提示等發(fā)出一個或多個導(dǎo)航命令或?qū)Ш街噶?。例如，?dǎo)航組件540可以通過跨一個或多個控制器域網(wǎng)絡(luò)(CAN) 580傳送一個或多個提示而與一個或多個外部組件(未示出)進(jìn)行交互。導(dǎo)航組件540可以播放諸如“在主街道左轉(zhuǎn)”的可聽指令，或者在顯示器的左側(cè)部分上閃爍燈光，使得方向盤振動等以向駕駛員指示所應(yīng)當(dāng)采取的駕駛動作。導(dǎo)航組件540能夠與一個或多個其它組件進(jìn)行交互以促成一個或多個駕駛指令的傳送或傳遞。
[0088]例如，HUD組件100可以被配置為將一個或多個導(dǎo)航指令或者一個或多個導(dǎo)航調(diào)遣作為一個或多個圖形要素或虛像投影在車輛乘員或駕駛員的視野之中。這些導(dǎo)航指令可以(例如，直接或間接)從導(dǎo)航組件540接收。HUD組件100可以被配置為將虛像投影在連續(xù)焦平面上而使得該虛像表現(xiàn)為朝向乘員進(jìn)行移動，該乘員諸如具有來自圖2的眼睛盒116的視野的駕駛員。以這種方式，HUD組件100能夠使得駕駛員在駕駛員的視野中感知到等體積圖像，其中該等體積圖像能夠用作供車輛駕駛員遵循的“虛擬”引導(dǎo)車輛。換句話說，其例如可以對車輛的駕駛員表現(xiàn)為他或她僅是在跟隨一輛引導(dǎo)車輛去往目的位置。此夕卜，如這里將要描述的，一個或多個其它導(dǎo)航命令或?qū)Ш街噶羁梢宰鳛轶w積預(yù)留位、標(biāo)記或旗桿進(jìn)行投影。
[0089]HUD組件100可以被配置為投影一個或多個圖形要素，該圖形要素可以是觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素、共形增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素、虛像、圖標(biāo)等。這些圖形要素可以由HUD組件100以立體方式進(jìn)行投影。因此，與圖形要素相關(guān)聯(lián)的一個或多個視覺提示或者一個或多個深度提示基本上能夠被保留。保留這些視覺提示或深度提示中的一個或多個可以通過在動態(tài)焦平面或可移動焦平面上投影或呈現(xiàn)圖形要素而實(shí)現(xiàn)。也就是說，HUD組件100可以被配置為在可移動或可調(diào)節(jié)焦平面上投影或呈現(xiàn)一個或多個圖形要素。例如參考圖1和圖3所討論的，動態(tài)焦平面或可移動焦平面能夠沿路徑或線條進(jìn)行移動或調(diào)節(jié)，該路徑或線條諸如車輛乘員的視線。換句話說，動態(tài)焦平面能夠朝向或遠(yuǎn)離車輛或車輛擋風(fēng)罩進(jìn)行移動。
[0090]在一個或多個實(shí)施例中，例如，焦平面由于HUD組件100的投影儀或屏幕諸如通過致動器的移動而可以是動態(tài)的。也就是說，HUD組件100的一個或多個投影儀可以被配置為以線性方式進(jìn)行移動，由此使得相應(yīng)投影儀能夠?qū)⒁粋€或多個圖形要素投影在動態(tài)、可移動或可調(diào)節(jié)的焦平面上，動態(tài)、可移動或可調(diào)節(jié)的焦平面在投影儀移動時進(jìn)行移動。在其它實(shí)施例中，可以采用一種或多種用于調(diào)節(jié)的其它裝置或可替換裝置。
[0091]以所解釋的另一種方式，當(dāng)圖形要素被投影在動態(tài)、可移動或可調(diào)節(jié)焦平面上時，圖形要素可以被投影到焦平面上，其中距焦平面和車輛的距離(例如，圖3的距離162’或距離170’)被調(diào)節(jié)。由于HUD組件100的投影儀能夠?qū)D形要素投影或呈現(xiàn)在可移動的焦平面上，所以能夠?qū)嘬囕v的各個距離進(jìn)行投影的圖形要素的焦點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如所提到的，焦平面中的一個或多個可以被定向?yàn)榛旧洗怪被蚧旧掀叫杏谲囕v乘員的視線。換句話說，焦平面可以是平行于地面或垂直于地面的。此外，一個或多個焦平面關(guān)于乘員視線或地面可以是可移動或靜態(tài)的。這使得深度提示在車輛移動或行駛的同時被正確呈現(xiàn)給諸如駕駛員的車輛乘員(例如，并且因此用作移動平臺)。
[0092]圖5的HUD組件100能夠被配置為投影或呈現(xiàn)等體積的觸點(diǎn)模擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖形要素。這意味著這些圖形要素可以被投影以出現(xiàn)在各個距離。換句話說，HUD組件100能夠在多個焦平面或以可調(diào)節(jié)方式投影圖形要素。以所解釋的又另一種方式，HUD組件100所投影的圖形要素的焦平面可以被調(diào)節(jié)至在擋風(fēng)罩以外進(jìn)行延伸的距離，諸如人行道上的行人，由此使得乘員能夠?qū)Ｗ⒂诓僮鳝h(huán)境或駕駛環(huán)境，而不是將其眼睛的焦點(diǎn)在擋風(fēng)罩或車輛儀表板和駕駛環(huán)境之間進(jìn)行切換。以這種方式，能夠通過用于3D導(dǎo)航的系統(tǒng)500而促進(jìn)安全性。
[0093]因此，圖形要素可以(例如，由HUD組件100)投影或視覺布置在乘員直接視野中的環(huán)境之中。這意味著圖形要素能夠被呈現(xiàn)在與真實(shí)環(huán)境相同的空間中，而不是被呈現(xiàn)在擋風(fēng)罩上，這允許與圖形要素相關(guān)聯(lián)的深度提示以準(zhǔn)確或正確的方式得以再現(xiàn)。因此，圖形要素能夠被投影在與真實(shí)世界對象(例如，道路)相同的焦平面上，而使得車輛的乘員例如可以在并不將視線離開道路的情況下觀看圖形要素。
[0094]這些多個焦平面或可調(diào)節(jié)焦平面可以被實(shí)現(xiàn)是因?yàn)楫?dāng)HUD組件100的投影儀進(jìn)行移動時，光射線能夠被重新定形或改變而使得被投影的圖形要素或視覺對象能夠表現(xiàn)為比擋風(fēng)罩更遠(yuǎn)或者具有并不處于擋風(fēng)罩上的焦平面。也就是說，所投影的圖形要素或視覺對象例如可以具有與遠(yuǎn)距離的(例如，十米)真實(shí)對象(例如行人、車輛、標(biāo)志等)相類似的焦點(diǎn)屬性。當(dāng)光射線從擋風(fēng)罩的進(jìn)行玻璃反射時，外出光射線發(fā)生偏離，由此形成可以作為圖形要素進(jìn)行投影的“反射”圖像或真實(shí)圖像。
[0095]由于光射線被擋風(fēng)罩反射而不是從擋風(fēng)罩發(fā)射或顯現(xiàn)(例如，像利用特殊涂層那樣)，所以當(dāng)乘員移動其頭部時并不必然要進(jìn)行圖形要素的重新呈現(xiàn)。例如，圖3中連續(xù)的靜態(tài)焦平面使得在光學(xué)上“正確”或真實(shí)的圖像得以通過3維空間中前后方向(例如，乘員視線的方向)而生成，由此允許生成正確的運(yùn)動視差提示。因此，當(dāng)乘員的頭部移動時，與這些焦平面相關(guān)聯(lián)的圖形要素可以表現(xiàn)為固定在環(huán)境中的位置而不是四處移動。如所提到的，這意味著HUD組件100并不需要頭部追蹤功能而對乘員頭部的移動進(jìn)行補(bǔ)償。
[0096]HUD組件100可以是基于光柵而不是基于矢量的。這意味著HUD組件100所投影的圖形要素可以是位圖，位圖具有點(diǎn)矩陣結(jié)構(gòu)，或者可以是像素的矩形網(wǎng)格。此外，HUD組件100可以被配置為利用不同陰影、透明度水平、色彩、亮度等對一個或多個圖像要素的一個或多個部分進(jìn)行投影。
[0097]以這種方式，HUD組件100能夠被配置為利用各種自由度來呈現(xiàn)或投影圖形要素或虛像。也就是說，可以保留適應(yīng)度而使得乘員的眼睛可以主動改變光學(xué)功率以聚焦于在焦平面上所投影的圖形要素。類似地，可以保留聚散度而使得乘員可以在圖形要素被投影為移動得“更為接近”(例如，通過投影到連續(xù)地更為接近的焦平面上)時具有圖形要素的并發(fā)的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0098]在一個或多個實(shí)施例中，HUD組件100可以將圖形要素投影為供車輛駕駛員或乘員像導(dǎo)航指令、調(diào)遣或命令那樣遵循的虛像或移動虛像。例如，HUD組件100能夠被配置為將圖形要素中的一個或多個投影或呈現(xiàn)為移動的虛像、預(yù)留位、標(biāo)識符、旗桿、標(biāo)記等。這些圖形要素可以被投影在車輛周邊環(huán)境周圍的一個或多個焦平面上，并且被投影在車輛乘員的視野之中。HUD組件100所投影的虛像或圖形要素可以引導(dǎo)車輛駕駛員經(jīng)過路線的一個或多個部分，并且通過被投影以繞障礙物進(jìn)行迂回、導(dǎo)航、移動或行進(jìn)而避免與障礙、阻礙或道路條件的沖突。例如，傳感器組件570能夠被配置為感應(yīng)一個或多個障礙或道路條件，并且控制器組件104能夠指示HUD組件100以投影圖形要素而使得圖形要素繞開或繞過道路條件進(jìn)行行駛，諸如通過變換車道以避開交通管道。
[0099]在一個或多個實(shí)施例中，傳感器組件570可以被配置為感應(yīng)、識別或檢測車輛周圍或周邊環(huán)境中的一個或多個道路條件。傳感器組件570能夠檢測或識別路段、人行道、物體、行人、其它車輛、阻礙、障礙、雜物、凹坑、道路表面條件(例如，冰、雨、沙、碎石等)、交通條件、交通信號(例如，紅燈、限速標(biāo)志、停車標(biāo)志、鐵路穿越、火車等)。這些道路條件可以被傳送至控制器組件104或車輛控制組件180。例如，可以使用CAN580中的一個或多個來促成傳感器組件570和控制器組件104或車輛控制組件180之間的通信。在一個或多個實(shí)施例中，傳感器組件570可以包括一個或多個圖像捕捉設(shè)備、麥克風(fēng)、盲點(diǎn)監(jiān)視器、泊車傳感器、接近度傳感器、存在傳感器、紅外傳感器、運(yùn)動傳感器等。
[0100]車輛控制組件180可以被配置為接收與道路條件中的一個或多個相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)或者涉及車輛周邊的環(huán)境(例如，操作環(huán)境、駕駛環(huán)境、周邊環(huán)境等)的數(shù)據(jù)。在一個或多個實(shí)施例中，車輛控制組件180能夠從傳感器組件570接收一個或多個道路條件。此外，例如，車輛控制組件180能夠從諸如服務(wù)器(未示出)或數(shù)據(jù)庫(未示出)的一個或多個其它來源接收一個或多個道路條件。車輛控制組件180可以經(jīng)由車載資訊系統(tǒng)組件(未示出)所發(fā)起的車載資訊系統(tǒng)信道而與服務(wù)器、第三方、數(shù)據(jù)庫或其它實(shí)體通信耦合。以這種方式，車輛控制組件180能夠收集與從原點(diǎn)位置到目的位置的路線的一個或多個部分相關(guān)聯(lián)的息。
[0101]例如，車輛控制組件180可以接收包括路段的交通信息(例如，交通是否擁堵，道路上是否有事故等)的道路條件信息。此外，車輛控制組件180可以接收與路線中一個或多個路段相關(guān)聯(lián)的限速信息。該信息可以被用來如何向車輛駕駛員或乘員投影一個或多個圖形要素。也就是說，如果路段與65mph的限速相關(guān)聯(lián)，并且車輛的當(dāng)前速度(例如，由傳感器組件570所檢測)為25mph，則車輛控制組件180可以命令HUD組件100投影虛像而使得該虛像表現(xiàn)為在轉(zhuǎn)上該路段時進(jìn)行加速。
[0102]作為另一個示例，如果傳感器組件570檢測到車輛正在其中行駛的當(dāng)前車道中的交通管道，則車輛控制組件180能接收該信息并且作出HUD組件100應(yīng)當(dāng)投影出變換車道的導(dǎo)航指令的決定。該命令可以通過一個或多個CAN580傳送至HUD組件100，HUD組件100能夠響應(yīng)于所檢測到的交通管道而投影、呈現(xiàn)或動畫顯示表示變換車道或改變位置的虛像或圖形要素。換句話說，HUD組件100可以投影出表現(xiàn)為在交通管道周圍進(jìn)行迂回或?qū)Ш降奶撓窕驁D標(biāo)，該交通管道在車輛周邊的操作環(huán)境中位于該車輛的前方。同樣，車輛控制組件180可以被配置為使得HUD組件100像真實(shí)車輛在變換車道時可能指示的那樣在虛像上投影轉(zhuǎn)向信號。另外，車輛控制組件180可以在虛像接近交通管道時調(diào)節(jié)虛像的感知速度。這可以通過將虛像或圖形要素投影在持續(xù)更為接近的焦平面上或者通過調(diào)節(jié)圖形要素的動態(tài)焦平面而使得動態(tài)焦平面和車輛或車輛擋風(fēng)罩之間的距離有所減少來實(shí)現(xiàn)。(相反地，當(dāng)期望將虛像投影為加速時，動態(tài)焦平面可以被調(diào)節(jié)而使得動態(tài)焦平面和車輛或其擋風(fēng)罩之間的距離增加)。
[0103]換句話說，車輛控制組件180可以被配置為接收一個或多個道路條件，其中該一個或多個道路條件中的道路條件包括路段中的一個或多個路段的交通信息或者與路段中的一個或多個路段相關(guān)聯(lián)的限速信息。另外，車輛控制組件180可以被配置為驅(qū)動HUD組件100以基于諸如路段限速和車輛當(dāng)前速度之類的一個或多個道路條件投影一個或多個圖形要素。以這種方式，車輛控制組件180能夠確定要由HUD組件100進(jìn)行投影的一個或多個適當(dāng)動作(例如，停車、加速、變換車道、減速等)或?qū)Ш街噶睢?br> [0104]在一個或多個實(shí)施例中，系統(tǒng)500可以包括視野管理組件(未示出)，其對HUD組件100所投影的一個或多個圖形要素的一個或多個方面進(jìn)行管理。在一個或多個實(shí)施例中，控制器組件104可以被配置為管理與車輛控制組件180相關(guān)聯(lián)的這些方面或功能中的一個或多個。例如，控制器組件104可以被配置為接收一個或多個道路條件。
[0105]控制器組件104可以被配置為確定要由HUD組件100顯示、投影、動畫顯示、呈現(xiàn)等的圖形要素的類型。作為示例，當(dāng)車輛沿路線中包括相對筆直的路段的一個或多個部分行駛時，控制器組件104可以將圖形要素投影為虛像。該虛像可以表現(xiàn)或被投影為車輛或引導(dǎo)車輛。在車輛沿路線中包括一個或多個轉(zhuǎn)彎或其它導(dǎo)航調(diào)遣的一個或多個部分行駛時，控制器組件104可以命令HUD組件100將圖形要素投影為與一個或多個轉(zhuǎn)彎相關(guān)聯(lián)的位置處的標(biāo)記。例如，如果路線包括從第一街道到第二街道的右轉(zhuǎn)彎，則控制器組件104可以命令HUD組件100投影標(biāo)記或標(biāo)識符，其位于第一街道和第二街道的路口處、指向該路口、處于路口周圍等。以這一方式，控制器組件104可以被配置為確定所要顯示的圖形要素的一個或多個類型(例如，標(biāo)記、標(biāo)識符、旗桿、指引虛像等)。
[0106]此外，控制器組件104可以被配置為確定將要投影圖形要素的一個或多個位置。換句話說，控制器組件104能夠決定何時和何處將要投影圖形要素或者將如何對圖形要素進(jìn)行顯示。例如，圖形要素的位置可以包括焦平面、焦平面距車輛或其擋風(fēng)罩的距離、沿X、Y或z軸的X坐標(biāo)、y坐標(biāo)、z坐標(biāo)等。該位置可以被稱作一個或多個圖形要素的目標(biāo)定位。在一個或多個實(shí)施例中，控制器組件104能夠被配置為基于與路線的一個或多個部分相關(guān)聯(lián)的一個或多個道路條件、車輛的當(dāng)前位置、車輛的當(dāng)前速度等對一個或多個圖形要素的一個或多個焦平面與車輛(例如，或者車輛的擋風(fēng)罩)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0107]也就是說，如果路段(例如，車輛當(dāng)前所在或所處的路線部分)與65mph的限速相關(guān)聯(lián)(例如，道路條件)，并且車輛的當(dāng)前速度(例如，由傳感器組件570所檢測)為25mph (例如，車輛的當(dāng)前速度)，則控制器組件104能夠被配置為命令HUD組件100投影表現(xiàn)為以大約65mph行駛的虛像或圖形要素。在一個或多個實(shí)施例中，該虛像可以以表現(xiàn)出從25mph到65mph的逐漸加速的方式進(jìn)行投影。這意味著虛像的焦平面和車輛之間的距離可以相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，在車輛以大約相同速度進(jìn)行加速的情況下，焦平面與車輛之間的距離可以保持大致相同。如果車輛以比虛像更慢的速度進(jìn)行加速，則焦平面和車輛之間的距離可以被控制器組件104調(diào)節(jié)為有所增加。在任何情況下，該調(diào)節(jié)都可以基于車輛的當(dāng)前位置和車輛的當(dāng)前速度以及與之相關(guān)聯(lián)的路線的道路條件。
[0108]此外，控制器組件104可以被配置為利用HUD組件100根據(jù)或基于圖形要素的焦平面和車輛之間的距離而調(diào)節(jié)或確定圖形要素的大小。這意味著控制器組件104能夠基于所期望的感知而對圖形要素、引導(dǎo)圖標(biāo)或虛像的高度、大小、寬度、深度等進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，為了使得虛像表現(xiàn)為加速，控制器組件104能夠在將虛像投影到連續(xù)更遠(yuǎn)的焦平面上或者將動態(tài)焦平面調(diào)節(jié)為距車輛越來越遠(yuǎn)的同時將該虛像的大小調(diào)節(jié)為有所縮小或減小。
[0109]在一個或多個實(shí)施例中，圖形要素的大小可以被用作導(dǎo)航指令或消息的重要級別的指示。換句話說，消息或?qū)Ш街噶钤街匾?，虛像、圖標(biāo)或圖形要素將被投影得越大。
[0110]控制器組件104能夠被配置為針對要由HUD組件100進(jìn)行投影的圖形要素中的一個或多個確定一個或多個動作。例如，控制器組件104可以命令HUD組件100將虛像投影為加速、減速、停車、變換車道、變換車道前激活轉(zhuǎn)向信號、閃動、閃爍、改變虛像方位或角度、改變虛像顏色，等等。另外，控制器組件104可以基于道路條件、車輛的當(dāng)前位置、車輛的當(dāng)前速度或者其它屬性、特性或測量而針對一個或多個圖形要素調(diào)節(jié)目標(biāo)位置。在一個或多個實(shí)施例中，控制器組件104能夠通過一個或多個CAN580而與導(dǎo)航組件540進(jìn)行對接或通信。
[0111]控制器組件104可以被配置為緩解可能對車輛駕駛員或乘員造成阻礙的障礙、干擾或其它方面。在一個或多個實(shí)施例中，控制器組件104可以被配置為例如從傳感器組件570接收地平線位置并且將圖形要素投影在地平線或天空平面上方，等等。控制器組件可以被配置為基于一天中的時間、與路線相關(guān)聯(lián)的交通水平、駕駛員對路線的熟悉程度等來確定或調(diào)節(jié)一個或多個圖形要素的顏色、透明度或陰影。
[0112]深度圖組件550能夠被配置為構(gòu)建或接收諸如操作環(huán)境之類的車輛周圍或周邊環(huán)境的深度圖。HUD組件100能夠利用該深度圖來相應(yīng)地投影一個或多個圖形要素。這意味著如果虛像轉(zhuǎn)過街角并且處于建筑物(例如，車輛乘員視線與圖形要素或虛像的所感知或目標(biāo)位置之間的建筑物)“之后”，則HUD組件100能夠依據(jù)所應(yīng)當(dāng)看到的內(nèi)容而使能或無效虛像或圖形要素的一個或多個部分的投影。
[0113]深度圖組件550可以被配置為從服務(wù)器或第三方服務(wù)器接收深度圖。例如，深度圖組件550能夠經(jīng)由車載資訊系統(tǒng)組件(未示出)所發(fā)起的車載資訊系統(tǒng)信道而從服務(wù)器下載深度圖。在其它實(shí)施例中，傳感器組件570能夠被配置為檢測深度信息，深度信息能夠被用來由深度圖組件550構(gòu)建深度圖。也就是說，深度圖組件550能夠與一個或多個傳感器進(jìn)行對接或通信以構(gòu)建深度圖或從數(shù)據(jù)庫接收預(yù)先構(gòu)建的深度圖。在任意情況下，深度圖組件550都能夠基于深度信息來構(gòu)建或接收深度圖。深度圖可以指示車輛周邊環(huán)境或區(qū)域中的一個或多個表面、物體、阻礙、幾何形狀等。
[0114]深度圖可以被輸送或傳送至控制器組件104，控制器組件104能夠命令HUD組件100相應(yīng)地呈現(xiàn)圖形要素中的一個或多個。例如，HUD組件100能夠基于可以被主動感應(yīng)或者從數(shù)據(jù)庫接收的與車輛乘員相關(guān)聯(lián)的眼睛盒的高度、車輛位置和區(qū)域深度圖來投影或呈現(xiàn)圖形要素。HUD組件100因此能夠基于該深度圖投影圖形要素中的一個或多個以考慮車輛中一個或多個成員的視角。
[0115]深度緩存組件560能夠被配置為利用由深度圖組件550所生成或接收的深度圖而針對車輛中的一個或多個乘員助于視角管理。也就是說，深度緩存組件能夠被配置為促成圖形要素的呈現(xiàn)，而使得圖形要素對于乘員而言在視覺上表現(xiàn)為是“正確的”。例如，如果圖形要素要被投影在真實(shí)世界的物體之后，則深度緩存組件560能夠通過不對圖形要素的一部分進(jìn)行投影或呈現(xiàn)而針對乘員“隱藏”圖形要素的該部分。換句話說，深度緩存組件560能夠管理圖形要素的哪些部分(例如，像素)被繪制、投影或呈現(xiàn)而哪些部分則不被繪制、投影或呈現(xiàn)。為此，深度緩存組件560能夠被配置為基于深度圖使能或無效一個或多個圖形要素的一個或多個部分的呈現(xiàn)。
[0116]此外，深度緩存組件560能夠被配置為遮蔽真實(shí)世界的物體，由此使得其無法被車輛乘員所看到。例如，深度緩存組件560可以命令HUD組件100投影白色圖形要素而使得該圖形要素覆蓋真實(shí)世界的物體，諸如(例如，傳感器組件570所檢測的)廣告牌。結(jié)果，乘員可能不會看到該廣告牌或者被遮蔽該廣告牌的視圖。以這種方式，深度緩存組件能夠被配置為通過提供促成減弱現(xiàn)實(shí)的圖形要素而緩解對車輛駕駛員或乘員的干擾。
[0117]能夠由HUD組件100所投影的導(dǎo)航指令的示例包括如下:跟隨引導(dǎo)車輛、加速(例如，改變動態(tài)焦平面而使得從焦平面到車輛的距離有所增加，由此調(diào)節(jié)駕駛員或乘員對圖形要素的遠(yuǎn)近感知)、減速(例如，調(diào)節(jié)焦平面與車輛之間的距離而使其有所減小)、變換車道(例如，調(diào)節(jié)圖形要素的目標(biāo)位置)、繞開阻礙導(dǎo)航、轉(zhuǎn)向、到達(dá)、標(biāo)記位置等。作為示例，控制器組件104可以命令HUD組件100在行人走上路段、道路、人行橫道等的情況下將虛像投影為“減速”。作為另一個示例，控制器104可以命令HUD組件100基于轉(zhuǎn)向角度、與路段相關(guān)聯(lián)的限速、諸如結(jié)冰之類的道路條件等投影減速。也就是說，如果道路表面上結(jié)冰，則控制器104可以命令HUD組件100將虛像投影為比道路表面上沒有冰的情況下移動得更慢。
[0118]在一個或多個實(shí)施例中，控制器組件104能夠利用標(biāo)記、旗柱、旗桿、標(biāo)識符等標(biāo)記或識別即將到來的轉(zhuǎn)彎或路口。例如，HUD組件100能夠根據(jù)車輛乘員的視角而呈現(xiàn)或投影預(yù)留位或標(biāo)記。深度圖組件550可以被配置為提供深度圖而使得諸如建筑物、街道等的真實(shí)物體針對預(yù)留位的一個或多個部分表現(xiàn)為視線阻擋物體的線條。作為示例，如果預(yù)留位具有所感知的100英尺的高度，并且50英尺高的建筑物處于該預(yù)留位之前，則深度緩存組件560可以通過使預(yù)留位圖形要素的底部部分的呈現(xiàn)或投影無效而對視線阻擋進(jìn)行補(bǔ)償，由此根據(jù)駕駛員或乘員的視角來呈現(xiàn)預(yù)留位。
[0119]在一個或多個實(shí)施例中，圖形要素中的一個或多個基于路線而被投影在車輛乘員的視野中(例如，跟隨引導(dǎo)車輛模式)。在一個或多個實(shí)施例中，圖形要素可以被投影為虛像或其它指引圖標(biāo)。虛像可以表現(xiàn)為正在飛行并且可以針對車輛周邊的真實(shí)世界環(huán)境進(jìn)行顯示。虛像可以在3D空間或三個維度中進(jìn)行移動、行進(jìn)或“飛行”。因此，虛像或圖形要素可以表現(xiàn)為在3D中移動，由此為跟隨虛像的乘員或駕駛員提供更為直觀的感覺或安全的感受。作為示例，虛像、圖形要素或引導(dǎo)圖標(biāo)可以被投影而使得其表現(xiàn)為基于所感知的距車輛乘員的距離而發(fā)生高度或大小的變化?？梢酝ㄟ^將移動虛像順序投影在一個或多個不同焦平面上而將虛像動畫顯示。此外，虛像可以表現(xiàn)為向真實(shí)車輛世界中那樣繞阻礙、障礙、行人、雜物、凹坑等進(jìn)行導(dǎo)航。在一個或多個實(shí)施例中，虛像可以根據(jù)實(shí)時交通進(jìn)行“駕駛”、移動、表現(xiàn)為移動等。虛像可以以使得該虛像并不表現(xiàn)為與另一車輛“相撞”或以其它方式干擾交通的方式變換車道。作為另一個示例，如果路線使得駕駛員或車輛穿越鐵路，則虛像可以在火車經(jīng)過時停在鐵路前。在其它實(shí)施例中，HUD組件100可以被配置為投影虛像或圖像要素以在停車標(biāo)志、紅燈處停車或者遵守交通法規(guī)。例如，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地位置時，HUD組件100可以被配置為以休息姿態(tài)呈現(xiàn)或投影虛像。
[0120]以這種方式，用于3D導(dǎo)航的系統(tǒng)500能夠?yàn)橹T如駕駛員的車輛乘員生成直觀的消息、指令或命令。該指令可以基于涉及如HUD組件沿一個或多個可調(diào)節(jié)焦平面投影或呈現(xiàn)等體積的3D圖像要素的能力所提供的視角的一個或多個方面。例如，可以基于距離、視角、感知距離、道路條件等確定3D效果。
[0121]圖6是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的方法600的示例流程圖的圖示。在602處，可以生成從原點(diǎn)位置到目的位置的路線。在一個或多個實(shí)施例中，原點(diǎn)位置或目的位置諸如可以經(jīng)由車輛資訊系統(tǒng)信道而從全球定位系統(tǒng)(GPS)單元接收。在604處，一個或多個圖形要素能夠被投影在車輛乘員的視野中的一個或多個焦平面上。這里，圖形要素可以作為虛像、圖像、圖標(biāo)、標(biāo)識符、標(biāo)記等進(jìn)行顯示。此外，這些圖形要素能夠基于路線的一個或多個部分。這意味著這些圖形要素可以根據(jù)車輛可能所在的路線部分(例如，車輛的當(dāng)前位置)而在各個距離進(jìn)行投影。
[0122]在606處，可以基于與路線的一個或多個部分相關(guān)聯(lián)的道路條件對焦平面和車輛之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，該距離也可以基于車輛的當(dāng)前速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，如果車輛沿著與65英里每小時(mph)的限速相關(guān)聯(lián)的路線部分行進(jìn)，并且車輛的當(dāng)前速度為25mph，則所投影的圖形要素或虛像的焦平面之間的距離可以有所增加(例如，向駕駛員或乘員指示加速)。換句話說，圖形要素可以被投影為就像其正以大約65mph行駛，由此提示乘員或駕駛員加速并且“追上”虛像(例如，類似或仿真跟隨引導(dǎo)車輛)。
[0123]圖7A是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像700的圖示。圖7A的虛像可以出現(xiàn)在車輛前方并且在要素、阻礙、交通、道路條件等的周圍進(jìn)行飛行、滑行、移動、調(diào)遣。圖7B是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的(多個)示例虛像710的圖示。圖7B的(多個)虛像710是從升高視野進(jìn)行觀看，諸如稍微落后于(多個)虛像710的鳥瞰視野。能夠看到的是，虛像710中的一個或多個被投影在不同焦平面或目標(biāo)位置，由此提供了駕駛員或乘員正在跟隨真實(shí)車輛的感官。
[0124]圖8A是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像800的圖示。圖8A的虛像800進(jìn)行逆時針旋轉(zhuǎn)以指示左轉(zhuǎn)。圖SB是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像810的圖示。在一個或多個實(shí)施例中，圖8B的虛像810能夠通過閃爍、閃動、改變顏色等指示左轉(zhuǎn)。例如，紙飛機(jī)虛像810的左翼可以發(fā)光或改變強(qiáng)度以指示即將到來的左轉(zhuǎn)。在一個或多個實(shí)施例中，虛像可以被投影在與車輛更為接近的焦平面上而使得其表現(xiàn)為該虛像在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎前“減速”。
[0125]圖9A是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像900的圖示。圖9B是根據(jù)一個或多個實(shí)施例的用于3D導(dǎo)航的示例虛像910的圖示。圖9A的虛像900例如可以被投影為用于車輛駕駛員的減速的導(dǎo)航指令。在圖9B中，虛像910被投影在地平線或天空平面上方而使得虛像910并不遮擋駕駛員或乘員觀看車輛周邊環(huán)境的一個或多個部分。
[0126]再另一個實(shí)施例涉及一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其包括被配置為實(shí)施這里所提供的技術(shù)的一個或多個實(shí)施例的處理器可執(zhí)行指令。以這些方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備的實(shí)施例在圖10中進(jìn)行圖示，其中實(shí)施方式1000包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1008，諸如⑶-R、DVD-R、閃存、硬盤驅(qū)動的盤片等，其上編碼有計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)1006。諸如包括如1006中所示的多個O或I的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)1006進(jìn)而包括被配置為根據(jù)這里所給出一個或多個原則進(jìn)行操作的計(jì)算機(jī)指令1004的集合。在一個這樣的實(shí)施例1000中，處理器可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令1004被配置為執(zhí)行諸如圖6的方法600的方法1002。在另一個實(shí)施例中，處理器可執(zhí)行指令1004被配置為實(shí)施諸如圖5的系統(tǒng)500的系統(tǒng)。許多這樣的計(jì)算機(jī)可讀媒體由本領(lǐng)域技術(shù)人員所設(shè)計(jì)，其被配置為根據(jù)這里所提供的技術(shù)進(jìn)行操作。
[0127]如本申請中所使用的，術(shù)語“組件”、“模塊”、“系統(tǒng)”、“接口”等總體上意在指代計(jì)算機(jī)相關(guān)實(shí)體，其為硬件、硬件和軟件的組合、軟件或者執(zhí)行中的軟件。例如，組件可以是但并不局限于在處理器上運(yùn)行的處理、處理器、對象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行線程、程序或計(jì)算機(jī)。作為說明，在控制器上運(yùn)行的應(yīng)用以及控制器都可以是組件。處于處理或執(zhí)行線程內(nèi)的一個或多個組件以及一個組件可以位于一個計(jì)算機(jī)上或者在兩個或更多計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行分布。
[0128]另外，所請求保護(hù)的主題使用標(biāo)準(zhǔn)編程或工程技術(shù)而被實(shí)施為方法、裝置或制造品以生產(chǎn)出軟件、固件、硬件或者其任意組合以控制計(jì)算機(jī)來實(shí)施所公開的主題。如這里所使用的術(shù)語“制造品”意在包含可從任意計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備、載體或媒體進(jìn)行訪問的計(jì)算機(jī)程序。顯然，可以針對該配置進(jìn)行許多修改而并不背離所請求保護(hù)主題的范圍或精神。
[0129]圖11和以下討論提供了對用于實(shí)施這里所給出的一個或多個方面的實(shí)施例的適當(dāng)計(jì)算環(huán)境的描述。圖11的操作環(huán)境僅是適當(dāng)操作環(huán)境的一個示例而并非意在關(guān)于操作環(huán)境的使用或功能的范圍建議任何限制。示例計(jì)算設(shè)備包括但并不局限于個人計(jì)算機(jī)、月艮務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持或膝上設(shè)備、諸如移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、媒體播放器等的移動設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、消費(fèi)者電子裝置、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、包括任意上述系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計(jì)算環(huán)境，等等。
[0130]總體上，實(shí)施例在一個或多個計(jì)算設(shè)備所執(zhí)行的“計(jì)算機(jī)可讀指令”的一般環(huán)境中進(jìn)行描述。計(jì)算機(jī)可讀指令經(jīng)由將在以下討論的計(jì)算機(jī)可讀媒體進(jìn)行分布。計(jì)算機(jī)可讀指令被實(shí)施為執(zhí)行一種或多種任務(wù)或者實(shí)施一種或多種抽象數(shù)據(jù)類型的程序模塊，諸如函數(shù)、對象、應(yīng)用編程接口(API)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。典型地，計(jì)算機(jī)可讀指令的功能在各個實(shí)施方式中按照需要進(jìn)行組合或分布。
[0131]圖11圖示了系統(tǒng)1100，其包括被配置為實(shí)施這里所提供的一個或多個實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備1112。在一種配置中，計(jì)算設(shè)備1112包括一個或多個處理單元1116和存儲器1118。根據(jù)計(jì)算設(shè)備的確切配置和類型，存儲器1118可以是易失性的，諸如RAM;可以是非易失性的，諸如ROM、閃存等；或者是二者的組合。該配置在圖11中由虛線1114進(jìn)行圖示。
[0132]在其它實(shí)施例中，設(shè)備1112包括另外的特征或功能。例如，設(shè)備1112可以包括附加存儲裝置，諸如可移動存儲裝置或非可移動存儲裝置，包括但并不局限于磁性存儲、光學(xué)存儲等。這樣的附加存儲在圖11中由存儲裝置1120所圖示。在一個或多個實(shí)施例中，用于實(shí)施這里所提供的一個或多個實(shí)施例的計(jì)算機(jī)可讀指令處于存儲裝置1120中。存儲裝置1120能夠存儲用于實(shí)施操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序等的其它計(jì)算機(jī)可讀指令。計(jì)算機(jī)可讀指令例如被加載在存儲器1118中以便由處理單元1116執(zhí)行。
[0133]如這里所使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀媒體”包括計(jì)算機(jī)存儲媒體。計(jì)算機(jī)存儲媒體包括以用于存儲諸如計(jì)算機(jī)可讀指令或其它數(shù)據(jù)之類的信息的任意方法或技術(shù)所實(shí)施的易失性和非易失性、可移動和非可移動媒體。存儲器1118和存儲裝置1120是計(jì)算機(jī)存儲媒體的示例。計(jì)算機(jī)存儲媒體包括但并不局限于RAM、ROM、EEPR0M、閃存或其它存儲器技術(shù)，CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或其它光學(xué)存儲，磁性卡盒、磁帶、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲設(shè)備，或者能夠被用來存儲所期望信息并且能夠由設(shè)備1112訪問的任何其他介質(zhì)。任意這樣的計(jì)算機(jī)存儲媒體都是設(shè)備1112的一部分。
[0134]術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀媒體”包括通信媒體。通信媒體通常在諸如載波或其它傳輸機(jī)制的“調(diào)制數(shù)據(jù)信號”中體現(xiàn)計(jì)算機(jī)可讀指令或其它數(shù)據(jù)，并且可以包括任意信息傳遞媒體。術(shù)語“調(diào)制數(shù)據(jù)信號”包括使得其一個或多個特征以將信息編碼在信號的方式進(jìn)行設(shè)置或改變的信號。
[0135]設(shè)備1112包括(多個)輸入設(shè)備1124，諸如鍵盤、鼠標(biāo)、筆、語音輸入設(shè)備、觸摸輸入設(shè)備、紅外相機(jī)、視頻輸入設(shè)備或任意其它輸入設(shè)備?？梢噪S設(shè)備1112包括(多個)輸出設(shè)備1122,諸如一個或多個顯不器、揚(yáng)聲器、打印機(jī)或任意其它輸出設(shè)備。(多個)輸入設(shè)備1124和(多個)輸出設(shè)備1122經(jīng)由有線連接、無線連接或者其任意組合連接至設(shè)備1112。在一個或多個實(shí)施例中，來自另一計(jì)算設(shè)備的輸入設(shè)備或輸出設(shè)備被用作用于計(jì)算設(shè)備1112的(多個)輸入設(shè)備1124和(多個)輸出設(shè)備1122。設(shè)備1112可以包括(多個)通信連接1126以促成與一個或多個其它設(shè)備的通信。
[0136]根據(jù)一個或多個方面，提供了一種用于3維(3D)導(dǎo)航的系統(tǒng)，其包括被配置為接收原點(diǎn)位置和目的位置的導(dǎo)航組件。該導(dǎo)航組件可以與車輛相關(guān)聯(lián)并且被配置為生成從原點(diǎn)位置到目的位置的路線。該路線的一個或多個部分可以包括與一個或多個路段或者路段的一個或多個路口相關(guān)聯(lián)的一個或多個導(dǎo)航指令。該系統(tǒng)可以包括平視顯示(HUD)組件，其被配置為將一個或多個圖形要素投影在車輛周邊環(huán)境周圍的一個或多個焦平面上。該HUD組件可以被配置為基于該路線在車輛乘員的視野中投影圖形要素中的一個或多個。該系統(tǒng)可以包括控制器組件，其被配置為基于與該路線的一個或多個部分以及車輛的當(dāng)前位置相關(guān)聯(lián)的一個或多個道路條件而調(diào)節(jié)一個或多個圖形要素的一個或多個焦平面與車輛之間的距離。
[0137]在一個或多個實(shí)施例中，該控制器組件能夠被配置為基于一個或多個道路條件以及車輛的當(dāng)前位置而調(diào)節(jié)一個或多個圖形要素的目標(biāo)位置。該系統(tǒng)可以包括車輛控制組件，其被配置為接收道路條件中的一個或多個。此外，該系統(tǒng)可以包括傳感器組件，其被配置為檢測道路條件中的一個或多個。一個或多個道路條件中的一個道路條件可以包括一個或多個路段的交通信息或者與一個或多個路段相關(guān)聯(lián)的限速信息。此外，道路條件例如可以包括阻礙、障礙、行人、雜物或凹坑。
[0138]該系統(tǒng)可以包括深度圖組件，其被配置為構(gòu)建車輛周邊環(huán)境的深度圖。該HUD組件可以被配置為基于環(huán)境的深度圖來投影一個或多個圖形要素。該深度圖組件可以被配置為基于深度信息構(gòu)建深度圖。在一個或多個實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以包括傳感器組件，其被配置為從車輛周邊環(huán)境檢測深度信息。該深度圖組件可以被配置為基于車輛資訊信道接收深度圖。該系統(tǒng)可以包括深度緩存組件，其被配置為基于深度圖而使能或無效一個或多個圖形要素的一個或多個部分的呈現(xiàn)。
[0139]該HUD組件可以被配置為將一個或多個圖形要素投影為移動的虛像或預(yù)留位，諸如旗桿、標(biāo)記、標(biāo)識符等。
[0140]根據(jù)一個或多個方面，提供了一種用于3維(3D)導(dǎo)航的方法，包括為車輛生成從原點(diǎn)位置到目的位置的路線。該路線的一個或多個部分可以包括與一個或多個路段或者路段的一個或多個路口相關(guān)聯(lián)的一個或多個導(dǎo)航指令。該方法可以包括將一個或多個圖形要素投影在車輛周邊環(huán)境周圍的一個或多個焦平面上。一個或多個圖形要素可以基于該路線而被投影在車輛乘員的視野中。該方法可以包括基于與該路線的一個或多個部分以及車輛的當(dāng)前位置相關(guān)聯(lián)的一個或多個道路條件而調(diào)節(jié)一個或多個圖形要素的一個或多個焦平面與車輛之間的距離。該方法的一個或多個部分能夠經(jīng)由處理單元實(shí)施。
[0141]該方法可以包括基于一個或多個道路條件以及車輛的當(dāng)前位置而調(diào)節(jié)一個或多個圖形要素的目標(biāo)位置。該方法可以包括接收或檢測道路條件中的一個或多個。一個或多個道路條件中的一個道路條件可以包括一個或多個路段的交通信息、與一個或多個路段相關(guān)聯(lián)的限速信息、阻礙、障礙、行人、雜物或凹坑。
[0142]除其它之外，該方法可以包括構(gòu)建車輛周邊環(huán)境的深度圖，基于環(huán)境的深度圖來投影一個或多個圖形要素，從車輛周邊環(huán)境檢測深度信息，基于檢測的深度信息構(gòu)建深度圖，基于深度圖而使能或無效一個或多個圖形要素的一個或多個部分的呈現(xiàn)。
[0143]根據(jù)一個或多個方面，一種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)經(jīng)由計(jì)算機(jī)上的處理單元執(zhí)行時，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令實(shí)施動作，該動作包括為車輛生成從原點(diǎn)位置到目的位置的路線，其中該路線的一個或多個部分包括與一個或多個路段或者路段的一個或多個路口相關(guān)聯(lián)的一個或多個導(dǎo)航指令；將一個或多個圖形要素投影在車輛周邊環(huán)境周圍的一個或多個焦平面上，其中圖形要素中的一個或多個基于該路線而被投影在車輛乘員的視野中，或者基于與該路線的一個或多個部分以及車輛的當(dāng)前位置相關(guān)聯(lián)的一個或多個道路條件而調(diào)節(jié)一個或多個圖形要素的一個或多個焦平面與車輛之間的距離。
[0144]在一個或多個實(shí)施例中，投影一個或多個圖形要素利用基于光柵的圖形。此外，一個或多個實(shí)施例可以包括經(jīng)由將一個或多個圖形要素作為移動虛像進(jìn)行投影而提供一個或多個導(dǎo)航指令，或者通過將移動虛像順序投影在一個或多個不同焦平面上而使得該移動虛像動畫顯示。
[0145]雖然已經(jīng)以特定于結(jié)構(gòu)特征或方法動作的語言對主題進(jìn)行了描述，但是所要理解的是，所附權(quán)利要求的主題并非必然局限于以上所描述的具體特征或動作。相反，以上所描述的具體特征和動作是作為示例實(shí)施例而被公開。
[0146]這里提供了實(shí)施例的各種操作。對一個或多個或者全部操作描述的順序并不應(yīng)當(dāng)被理解為暗示這些操作必然是依賴于順序的?；谠撁枋鰧⒁庾R到可替換的順序。另外，并非全部操作都必然在這里所提供的每個實(shí)施例中出現(xiàn)。
[0147]如本申請中所使用的，“或”意在表示包含性的“或”而非排斥性的“或”。此外，除非另外指出或者從上下文明確為表示單數(shù)形式，否則如本申請中所使用的“一”和“一個”一般被理解為表示“一個或多個”。此外，A和B中的至少一個等至少意味著A或B或者A和B 二者。另外，就“包括”、“具有”、“擁有”、“帶有”或其變化形式在具體描述或權(quán)利要求中所使用的范圍而言，這樣的術(shù)語意在以類似于術(shù)語“包含”的方式而是包含性的。
[0148]另外，除非以其它方式指出，否則“第一”、“第二”等并非意在暗示時間方面、空間方面、排序等。相反，這樣的術(shù)語僅是被用作特征、要素、事項(xiàng)等的標(biāo)識符、名稱等。例如，第一信道和第二信道通常對應(yīng)于信道A和信道B或者兩個不同信道或者兩個相同信道或者兩個同樣的信道。
[0149]雖然已經(jīng)參考一種或多種實(shí)施方式示出并描述了本公開，但是基于該說明書和附圖的閱讀和理解將進(jìn)行等同的改變和修改。本公開包括所有這樣的修改和改變并且僅由以下權(quán)利要求范圍所限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于3維(3D)導(dǎo)航的系統(tǒng)，包括: 導(dǎo)航組件，所述導(dǎo)航組件被配置為: 接收原點(diǎn)位置和目的位置，所述導(dǎo)航組件與車輛相關(guān)聯(lián)；以及 生成從所述原點(diǎn)位置到所述目的位置的路線，其中所述路線的一個或多個部分包括與一個或多個路段或者所述路段的一個或多個路口相關(guān)聯(lián)的一個或多個導(dǎo)航指令； 平視顯示(HUD)組件，所述平視顯示組件將一個或多個圖形要素投影在圍繞所述車輛的環(huán)境周圍的一個或多個焦平面上，其中所述圖形要素中的一個或多個基于所述路線而被投影在所述車輛的乘員的視野中；以及 控制器組件，所述控制器組件基于與所述路線的一個或多個部分以及所述車輛的當(dāng)前位置相關(guān)聯(lián)的一個或多個道路條件而調(diào)節(jié)所述圖形要素中的一個或多個圖形要素的所述焦平面中的一個或多個焦平面與所述車輛之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制器組件基于所述道路條件中的一個或多個道路條件以及所述車輛的當(dāng)前位置而調(diào)節(jié)所述圖形要素中的一個或多個圖形要素的目標(biāo)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括車輛控制組件，所述車輛控制組件接收所述道路條件中的一個或多個道路條件，其中所述一個或多個道路條件中的一個道路條件包括與所述路段中的一個或多個路段的交通信息或者與所述路段中的一個或多個路段相關(guān)聯(lián)的限速信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括傳感器組件，所述傳感器組件檢測所述道路條件中的一個或多個道路條件，其中所述一個或多個道路條件中的一個道路條件包括阻礙、障礙、行人、雜物或凹坑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括深度圖組件，所述深度圖組件構(gòu)建圍繞所述車輛的所述環(huán)境的深度圖，所述HUD組件基于所述環(huán)境的所述深度圖來投影所述圖形要素中的一個或多個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，包括傳感器組件，所述傳感器組件從圍繞所述車輛的所述環(huán)境檢測深度信息，其中所述深度圖組件基于所述深度信息構(gòu)建所述深度圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述深度圖組件基于車輛資訊信道接收所述深度圖。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，包括深度緩存組件，所述深度緩存組件基于所述深度圖而使能或無效所述圖形要素中的一個或多個的一個或多個部分的呈現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述HUD組件將一個或多個圖形要素投影為移動的虛像。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述HUD組件將所述圖形要素中的一個或多個投影為預(yù)留位。
11.一種用于3維(3D)導(dǎo)航的方法，包括: 為車輛生成從原點(diǎn)位置到目的位置的路線，其中所述路線的一個或多個部分包括與一個或多個路段或者所述路段的一個或多個路口相關(guān)聯(lián)的一個或多個導(dǎo)航指令； 將一個或多個圖形要素投影在圍繞所述車輛的環(huán)境周圍的一個或多個焦平面上，其中所述圖形要素中的一個或多個基于所述路線而被投影在所述車輛的乘員的視野中；以及 基于與所述路線的一個或多個部分以及所述車輛的當(dāng)前位置相關(guān)聯(lián)的一個或多個道路條件而調(diào)節(jié)所述圖形要素中的一個或多個圖形要素的所述焦平面一個或多個焦平面與所述車輛之間的距離，其中所述生成或所述調(diào)節(jié)是經(jīng)由處理單元而實(shí)施的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，包括基于所述道路條件的一個或多個道路條件以及所述車輛的當(dāng)前位置而調(diào)節(jié)用于所述圖形要素的一個或多個圖形要素的目標(biāo)位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，包括接收或檢測所述道路條件中的一個或多個道路條件，其中所述一個或多個道路條件中的一個道路條件包括所述路段的一個或多個路段的交通信息、與所述路段的一個或多個路段相關(guān)聯(lián)的限速信息、阻礙、障礙、行人、雜物或凹坑。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，包括: 構(gòu)建圍繞所述車輛的所述環(huán)境的深度圖；以及 基于所述環(huán)境的所述深度圖來投影所述圖形要素中的一個或多個圖形要素。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括: 從圍繞所述車輛的所述環(huán)境檢測深度信息；以及 基于所檢測的深度信息構(gòu)建所述深度圖。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括基于所述深度圖而使能或無效所述圖形要素中的一個或多個圖形要素的一個或多個部分的呈現(xiàn)。
17.—種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令經(jīng)由計(jì)算機(jī)上的處理單元執(zhí)行時，所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下動作，所述動作包括: 為車輛生成從原點(diǎn)位置到目的位置的路線，其中所述路線的一個或多個部分包括與一個或多個路段或者所述路段的一個或多個路口相關(guān)聯(lián)的一個或多個導(dǎo)航指令； 將一個或多個圖形要素投影在圍繞所述車輛的環(huán)境周圍的一個或多個焦平面上，其中所述圖形要素的一個或多個圖形要素基于所述路線而被投影在所述車輛的乘員的視野中；以及 基于與所述路線的一個或多個部分以及所述車輛的當(dāng)前位置相關(guān)聯(lián)的一個或多個道路條件而調(diào)節(jié)所述圖形要素的一個或多個圖形要素的所述焦平面的一個或多個焦平面與所述車輛之間的距離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中投影所述圖形要素的一個或多個圖形要素利用基于光柵的圖形。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包括經(jīng)由將所述圖形要素的一個或多個圖形要素作為移動虛像進(jìn)行投影而提供所述導(dǎo)航指令中的一個或多個導(dǎo)航指令。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包括通過將所述移動虛像順序投影在一個或多個不同焦平面上而使得所述移動虛像動畫顯示。
【文檔編號】B60R16/02GK104512336SQ201410515899
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】藤村希久雄, V·恩格-索-欣 申請人:本田技研工業(yè)株式會社