[go: up one dir, main page]

CN108136954A - 用于将图像投影到投影表面上的用于机动车辆的投影方法 - Google Patents

用于将图像投影到投影表面上的用于机动车辆的投影方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108136954A
CN108136954A CN201680062282.5A CN201680062282A CN108136954A CN 108136954 A CN108136954 A CN 108136954A CN 201680062282 A CN201680062282 A CN 201680062282A CN 108136954 A CN108136954 A CN 108136954A
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
projection
coordinate system
projected
mth
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
Application number
CN201680062282.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108136954B (zh
Inventor
泽维尔·莫雷尔
哈费德·埃尔埃迪瑞斯
斯迪芬·萨摩斯库
皮尔·阿尔布
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of CN108136954A publication Critical patent/CN108136954A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108136954B publication Critical patent/CN108136954B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/013—Eye tracking input arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2400/00—Special features or arrangements of exterior signal lamps for vehicles
    • B60Q2400/50—Projected symbol or information, e.g. onto the road or car body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(V)的投影方法(MTH)，该投影方法(MTH)借助于设计为投射光束(Fx)的发光模块(ML)将至少一个图像(Ip)投影到投影表面(S)上，其中，所述投影方法(MTH)包括以下步骤：检测发光模块坐标系(RP)中的观察者(O)的观察位置(PosO1)；计算图像坐标系(RI)中的所述观察者(O)的观察位置(PosO2)；根据所述图像坐标系(RI)中的所述观察者(O)的观察位置(PosO2)将所述图像(Ip)投影到所述投影表面(S)上，所述图像(Ip)被包含在所述发光模块(ML)的光束(Fx)中。

Description

用于将图像投影到投影表面上的用于机动车辆的投影方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的投影方法，该方法用于借助于发光模块将至少一个图像投影到投影表面上。
本发明找到了一种诸如机动车辆前照灯等照明装置中的特殊的但非限制性的应用。
背景技术
本领域的技术人员已知的、用于投影至少一个图像的、用于机动车辆的投影方法包括：将机动车辆的驾驶员可以理解的图形符号投影到诸如公路等投影表面上，以便帮助他们驾驶车辆。例如，所述图形符号可以是不允许超过的公路速度限制，或者是距另一辆机动车辆的距离。
这种现有技术的一个缺点是这种方法仅适用于驾驶员。
在本文中，本发明旨在提供一种用于机动车辆的投影方法，所述投影方法用于借助于发光模块将至少一个图像投影到投影表面上，无论观察者相对于机动车辆的观察位置如何，该投影方法都适用并且该投影方法因而可以获得位于车辆外部的观察者能够理解的或者位于机动车辆内部的观察者能够理解的图像。
发明内容
为此，本发明提供一种用于机动车辆的投影方法，所述投影方法用于借助于适合投射光束的发光模块将至少一个图像投影到投影表面上，其中，所述投影方法包括以下步骤：
-检测发光模块坐标系中的观察者的观察位置；
-计算图像坐标系中的所述观察者的观察位置；
-根据所述图像坐标系中的观察者的观察位置将所述图像投影到所述投影表面上，所述图像被包含在所述发光模块的光束中。
因此，如下面将详细看到的，待投影的图像的投影取决于观察者的观察位置并被引入到发光模块的光束中。这样，无论观察者位于机动车辆的车厢内还是机动车辆的外部，所述图像对于观察者而言都是可见的并且是可以理解的。
根据一些非限制性实施例，所述投影方法可以进一步包括以下附加特征中的一个或多个：根据一个非限制性实施例，所述图像的投影包括以下子步骤：
-根据包括多个强度指示元的所述发光模块的光束的光强度图，计算所述投影表面上的亮度映射，从而得到亮度点；
-计算所述图像坐标系中的每个亮度点的位置；
-根据所述图像坐标系中的亮度点的位置和所述观察者的观察位置，在待投影的所述图像的图像平面上限定每个亮度点的投影的坐标；
-如果所述投影属于待投影的所述图像，则限定相应的像素的坐标；
-对于属于待投影的所述图像的亮度点的每个投影，根据相应的像素的颜色来校正相应的强度指示元的强度值。
根据一个非限制性实施例，计算所述投影表面上的亮度映射包括以下步骤：
-对所述强度指示元在所述投影表面上的位置执行第一计算，从而得到照射点；
-执行所述照射点的照明映射的第二计算；
-根据所述照明映射执行所述照射点的亮度映射的第三计算，从而得到所述亮度点。
根据一个非限制性实施例，所述第一计算基于：
-所述发光模块的位置；和
-所述强度指示元的方向。
根据一个非限制性实施例，所述第二计算基于：
-所述强度指示元的计算出的位置；
-所述强度指示元的光强度；和
-所述发光模块与所述照射点之间的距离。
根据一个非限制性实施例，根据所述投影表面的性质来计算待投影的图像。
根据一个非限制性实施例，所述第三计算基于：
-所述照射点的照度；
-所述照明映射的照射点的位置与所述观察者的观察位置之间的位置矢量；和
-光漫射函数。
根据一个非限制性实施例，基于至少一个变换矩阵计算所述图像坐标系中的观察者的观察位置和亮度点的位置，所述至少一个变化矩阵用于从所述发光模块坐标系变换到所述图像坐标系，并且考虑到以下参数中的至少一个参数：
-所述发光模块坐标系中的待投影的图像的位置；
-待投影的图像的旋转量。
根据一个非限制性实施例，限定亮度点的投影的坐标包括以下子步骤：
-计算以下对象之间的交点：
-通过所述观察者在所述图像坐标系中的观察位置和所述亮度点在所述图像坐标系中的位置的直线；和
-待投影的所述图像的图像平面；
-根据待投影的所述图像的尺寸确定所述交点的坐标。
根据一个非限制性实施例，所述投影表面被认为是朗伯漫射体。
根据一个非限制性实施例，所述投影表面是地面或壁面。
根据一个非限制性实施例，所述观察者位于所述机动车辆外部或者位于所述机动车辆内部。
根据一个非限制性实施例，所述图像在所述发光模块坐标系中出现变形，而在所述图像坐标系中不变形。
根据一个非限制性实施例，计算所述图像坐标系中的观察者的观察位置是所述发光模块坐标系中待投影的所述图像的位置和旋转量的函数，所述旋转量是大于-90°且小于或等于0°的仰角的函数。
根据一个非限制性实施例，计算所述图像坐标系中的每个亮度点的位置是所述发光模块坐标系中的待投影的图像的位置和旋转量的函数，所述旋转量是大于-90°且小于或等于0°的仰角的函数。
根据一个非限制性实施例，所述仰角等于0。
根据一个非限制性实施例，所述仰角大致等于负35°。
根据一个非限制性实施例，各个亮度点在所述图像的图像平面上的投影是中心型的，以便产生圆锥透视效果。
根据一个非限制性实施例，根据下式对所述强度指示元的强度值执行校正：
Vi＝σ.Vi0*Co/255，其中，Vi是校正后的强度值，Vi0是所述发光模块的强度指示元的初始强度值，Co是相应的像素的颜色，σ是最大过载因子。
根据一个非限制性实施例，根据下式执行对所述强度指示元的强度值执行校正：
其中，Vi是校正后的强度值，是亮度系数，Co是相应的像素的颜色。
根据一个非限制性实施例，借助于照相机来计算观察者的观察位置。
根据一个非限制性实施例，所述光强度图被存储在存储器中。
根据一个非限制性实施例，将所述图像投影到所述投影表面上还包括以下子步骤：借助于所述发光模块将具有所述强度指示元的校正后的强度值的光束投影到所述投影表面上。
本发明还提供一种用于机动车辆的照明装置，包括处理单元和适于投射光束的发光模块，其中：
-所述处理单元适用于：
-检测发光模块坐标系中的观察者的观察位置；
-计算图像坐标系中的所述观察者的观察位置；
-所述照明装置适于根据所述图像坐标系中的所述观察者的观察位置将所述图像投影到所述投影表面上，所述图像被包含在所述发光模块的光束中。
根据一个非限制性实施例，为了将所述图像投影到所述投影表面上，所述处理单元还适于：
-根据包括多个强度指示元的所述发光模块的光束的光强度图，计算所述投影表面上的亮度映射，从而得到亮度点；
-计算所述图像坐标系中的每个亮度点的位置；
-根据所述图像坐标系中的亮度点的位置和所述观察者的观察位置，在待投影的所述图像的图像平面上限定每个亮度点的投影的坐标；
-如果所述投影属于待投影的所述图像，则限定相应的像素的坐标；
-对于属于待投影的所述图像的亮度点的每个投影，根据相应的像素的颜色来校正相应的强度指示元的强度值。
根据一个非限制性实施例，为了将所述图像投影到所述投影表面上，所述发光模块适于将具有所述强度指示元的校正后的强度值的光束投影到所述投影表面上。
根据一个非限制性实施例，所述照明装置是前照灯或尾灯。
根据一个非限制性实施例，所述处理单元被集成到所述发光模块中。
还提供了一种机动车辆，所述机动车辆包括根据前述特征所述的照明装置。
附图说明
通过阅读以下描述并检查其附图，将会更好地理解本发明及其各种应用。
-图1表示根据本发明的非限制性实施例的用于将至少一个图像投影到投影表面上的投影方法的步骤的流程图；
-图2表示根据非限制性实施例的包括适于实现图1中的投影方法的照明装置的机动车辆；
-图3表示根据非限制性实施例的根据图1中的投影方法中的步骤制备的光强度图；
-图4表示集成有发光模块的前照灯以及来自所述前照灯的发光模块的光线的方向，所述发光模块适于执行图1中的投影方法中的至少一个步骤；
-图5表示根据非限制性实施例说明在图1中的投影方法中准备亮度图的步骤的子步骤的流程图；
-图6表示图4中的前照灯和光束在地面上的照射点；
-图7表示图6中的前照灯和照射点的照明；
-图8表示在图1的投影方法中计算观察者的观察位置的步骤中考虑的仰角和方位角；
-图9示意性地表示照射点、机动车辆外部的观察者在图像坐标系中的观察位置、以及由图1中的投影方法投影的图像；
-图10示出了根据图1中的投影方法投影的图像，该图像虽然是从所述机动车辆的驾驶员的观察点看到的，但只能被机动车辆外部的观察者理解；
-图11示出了根据图1中的投影方法投影的图像，该图像是从所述机动车辆的后部乘客的观察点看到的，并且仅被机动车辆外部的观察者理解；
-图12示出了根据图1中的投影方法投影的图像，该图像是从机动车辆外部的所述观察者的观察点看到的，并且该图像能够被机动车辆外部的所述观察者理解；
-图13表示根据非限制性实施例的图1中的投影方法中的限定亮度点的投影的坐标的步骤的子步骤的流程图；
-图14示意性地表示了照射点、机动车辆外部的观察者的观察位置、通过图1中的投影方法投影的图9中的图像、以及照射点与待投影的图像之间的交点的坐标；
-图15示意性地表示了图14中的照射点、机动车辆外部的观察者的观察位置、以及待投影的归一化图像；和
-图16示意性地表示了图14中的待投影的图像的像素；和
-图17示出了适于实现图1中的投影方法的照明装置。
具体实施方式
出现在不同的附图中的结构或功能相同的元件保持相同的附图标记，除非另有规定。
参考图1至图16来描述用于机动车辆的投影方法MTH，该投影方法用于借助于根据本发明的发光模块ML将至少一个图像投影到投影表面上。
机动车辆被理解为指任何类型的机动车辆。
如图1所示，方法MTH包括以下步骤：
-在发光模块坐标系RP中检测观察者O的观察位置PosO1(图中所示的步骤DET_POS(O，PosO1，RP))；
-在图像坐标系RI中计算观察者O的观察位置PosO2(图中所示的步骤DET_POS(O，PosO2，RI))；
-根据观察者O在所述图像坐标系RI中的所述观察位置PosO2将所述图像Ip投影到所述投影表面S上，所述图像Ip被包含在发光模块ML的所述光束Fx中(图中所示的步骤PROJ(Fx，Ip，S))。
如图1所示，投影所述图像包括以下子步骤：
-3a)根据包括多个强度指示元pf的发光模块ML的光强度图CLUX，计算投影表面S上的亮度映射CLUM，从而得到亮度点pl(图中所示的步骤CALC_CLUM(CLUX，S，p1))；
-3b)计算每个亮度点pl在图像坐标系RI中的位置PosL2(图示步骤CALC_POS(pl，PosL2，O，RI))；
-3c)根据所述图像坐标系RI中的每个亮度点p1的位置PosL2和观察者O的观察位置PosO2，限定每个亮度点p1在待投影的所述图像P1的图像平面P1中的投影plr的坐标ply、plz(图中所示的步骤DEF_PLR(plr，P1，PosL2，PosO2))；
-3d)如果所述投影plr属于待投影的所述图像Ip，则限定相应的像素Pix的坐标lig，col(所示步骤DEF_PIX(pl(lig，col)，ply，plz))；
-3e)针对属于待投影的所述图像Ip的亮度点p1的每个投影plr，根据相应的像素Pix的颜色Co校正对应的强度指示元pf的强度值Vi(图中所示的步骤MOD_PF(pf，Vi，Pix，Co))。
应该注意的是，特别是第一步骤3a，特别是像步骤3b一样，可以在迭代后续步骤之前执行。更一般地，所描述的步骤不一定按顺序执行，也就是说，在同一个迭代循环中，可以经历具有不同的迭代频率的不同迭代。
投影图像Ip的步骤还包括子步骤3f)，该子步骤3f)将具有强度指示元pf的校正后的强度值Vi的光束Fx投影到投影表面S上(图1所示的步骤PROJ(ML，Fx，Vi，pf))。
投影方法MTH适于同时投影一个或多个图像Ip。在以下描述中，以投影单个图像作为非限制性示例。
应该注意的是，投影可以发生在机动车辆V的前部、后部或侧部。
发光模块ML可以产生光束Fx，所述光束Fx包括沿着不同方向的多条光线Rx。
发光模块ML能够修改每个强度指示元pf的强度值Vi，因此它是数字化的发光模块。如下所述，待投影的图像Ip被包含在发光模块ML的光束Fx中。
将会注意到的是，光强度图CLUX被离散化以便能够被数字化地使用。
发光模块ML被认为是点光源，所述光源周围的空间从点光源离散。因此，强度指示元pf是发光模块ML所照亮的空间中的点，该点具有特定方向dir1以及由发光模块ML在所述方向dir1上提供的给定强度值Vi。方向dirl由两个角度θ和δ给出(稍后描述)。
在一个非限制性实施例中，投影表面S是地面(标记为S1)或壁面(标记为S2)。因此，待投影到地面或壁面上的图像是2D图像。
在图2所示的一个非限制性实施例中，机动车辆V的照明装置DISP包括至少一个发光模块ML并且适于实施投影方法MTH。在图中所示的非限制性示例中，照明装置是前照灯。
如将会在下文中看到的那样，观察者O的观察位置被考虑用于投影待投影的图像Ip。为此，将会使待投影的图像Ip变形，以便所述观察者能够理解，无论所述观察者是机动车辆的驾驶员、或者前方或后方的乘客、或者机动车辆外的观察者。
因此，从观察者O的观察点来看，图像Ip将被投影。从观察者的角度来看，图像Ip不会变形。从观察者的不同观察点来看，图像Ip将会变形。
在一些非限制性实施例中，车辆外部的观察者O是行人、另一辆机动车辆的驾驶员、骑自行车的人、骑摩托车的人等。他们可能位于机动车辆V的前部、后部或两侧中的一侧。
在一个非限制性实施例中，投影图像Ip包括至少一个图形符号。该图形符号可以提高观察者O的舒适性和/或安全性。在一个非限制性示例中，如果观察者O是机动车辆的驾驶员，则图形符号能够表示在公路上不允许超过的速度限制、当机动车辆后退时障碍物(行人、壁面等)距离机动车辆太近的情况下的停止(STOP)图形符号、当机动车辆正在公路上转弯时将会提供帮助的箭头等。
在一个非限制性示例中，如果观察者O在机动车辆的外部，例如行人或骑自行车的人，则图形符号可以是用于他们的停止信号，表示他们不应该穿过机动车辆的前方，因为车辆即将开动。
在一个非限制性示例中，如果观察者O在机动车辆的外部，例如后面的机动车辆，则当机动车辆考虑刹车时，图形符号可以是停止信号，使得后面的车辆的驾驶员接着可以刹车。在另一个非限制性示例中，如果观察者O在机动车辆外部并且是与其并行的机动车辆，则图形符号可以是警告符号，以指示所述机动车辆由于另一辆机动车辆将要到达而退却。
如图2所示，投影图像Ip是停止(STOP)符号。它被引导到投影表面S上，这里的投影表面S是图中所示的非限制性示例中的地面，这样使得观察者O可以看到并理解该停止符号。在图中所示的非限制性示例中，投影发生在机动车辆V的前方，并且观察者O在机动车辆V的外部。
下面详细地描述投影方法MTH中的各个步骤。
●1)检测观察者在发光模块坐标系RP中的观察位置
为了检测观察者O在发光模块坐标系RP中的观察位置PosO1，需要检测实际观察者O在发光模块坐标系RP中的位置。为此，在一个非限制性示例中，使用了照相机(未示出)。它适用于检测和计算位于机动车辆V外部的观察者O的位置。
在一些非限制性实施例中，照相机由雷达或激光雷达代替。
例如，对于位于机动车辆内部的观察者O(驾驶员或乘客)而言，需要考虑基准观察位置。因此，在一个非限制性示例中，在机动车辆是轿车的情况下，认为驾驶员的眼睛位于距离发光模块ML的位置PosO1(1.5；-0.5；1)(以米为单位)处。当然，如果机动车辆是卡车，则眼睛相对于发光模块ML的位置是不同的。
对于外部观察者而言，可以根据所述观察者O的位置来推导出他们的观察位置PosO1，所述观察位置PosO1与他们的眼睛相对应。例如，他们的眼睛的位置距离地面约1.5米。
由于观察者的位置的这种检测对于本领域的技术人员来说是公知的，所以在此不再详细地描述。
●2)计算观察者在图像坐标系RI中的观察位置
观察者O的观察位置PosO1已经根据发光模块坐标系RP预先确定。它将被用于下文描述的坐标系的变换。
该步骤执行坐标系的变换。实际上，发光模块坐标系RP(由轴线pjx、pjy、pjz限定)变换为待投影的图像Ip的图像坐标系RI(由轴线Ix、Iy、Iz限定)。
基于用于由发光模块坐标系RP到所述图像坐标系RI的至少一个变换矩阵M，计算观察者O在图像坐标系RI中的观察位置PosO2。
在一个非限制性实施例中，位置PosO2具有以下形式：
在一个非限制性实施例中，所述至少一个变换矩阵M考虑以下参数中的至少一个：
-待投影的图像Ip在发光模块坐标系RP中的位置PosIp；
-待投影的图像Ip在发光模块坐标系RP中的旋转量RotIp；
-待投影的图像Ip的大小。
根据沿着所述发光模块坐标系RP的三条轴线pjx、pjy、pjz的平移，从发光模块坐标系RP推导出待投影的图像Ip的位置PosIp。
在一个非限制性实施例中，变换矩阵M具有以下形式：
其中，a、e和i是仿射项(affinité)，b、c、d、f、g和h是旋转项，并且t、u和v是平移项。
仿射项a、e和i能够实现图像Ip的扩大或缩小，例如，a、e和i的值分别增加50％或减少20％，整体尺寸(相似性)增加50％或减少20％。例如，a、e和i的值等于1对应于投影图像分别在方向pjx、pjy和pjz上的基准尺寸。另外，可以将扩大或缩小因子应用于一个尺寸或者两个尺寸(非相似性)。与其它尺寸相比，还可以对某些尺寸应用不同的扩大或缩小因子，特别是可以对每个尺寸应用不同的扩大或缩小因子。这样，根据观察者O的眼睛的位置PosO2，可以根据a、e和i的值是否分别增加或减少来决定投影图像，所述图像在观察者O看来总体上或者沿着某一些尺寸比较大。
应该注意的是，旋转量RotIp取决于如下三个角度：
-β：方位角(例如当观察者朝左看或朝右看时，指示待投影的图像是位于观察者的右侧还是左侧)。
-Ω：倾斜角(例如当观察者将他们的头部倾斜到侧面时，表示待投影的图像Ip的倾斜度，这相当于将图像Ip倾斜)；。
-ε：仰角(表示希望赋予图像Ip的图形符号的效果)。
图8示出了待投影的图像Ip的仰角和方位角以及平面P1。
因此，PosO2＝M*PosO1。
PosO1是用于在发光模块坐标系RP中投影图像Ip的观察者O的观察位置。
PosO2是用于在图像坐标系RI中投影图像Ip的观察者O的观察位置。
因此，待投影的图像Ip的位置和旋转量对于观察者O来说是适当的。这样，待投影的图像Ip将会被观察者O理解。因此，从期望的观察点得到图像的仿射变形，又称为畸变。
因此，相对于汽车驾驶员的眼睛，投影图像Ip没有变形。同样地，相对于卡车司机的眼睛，虽然它们位于发光模块坐标系RP的上方，但投影图像Ip仍然没有变形。最后，相对于外部观察者，投影图像Ip也没有变形。
应该注意的是，投影图像Ip由此能够被观察者清晰地看到，这是因为它的投影取决于观察者O的观察位置并且它的大小可以如期望的那样进行调节。因此，即使他们远离机动车辆，观察者O仍然能够理解和看到投影图像Ip的图形符号。
●3)将图像Ip投影到投影表面上
该步骤包括以下子步骤：
●3a)计算亮度映射CLUM
在一个非限制性实施例中，光强度图CLUX被存储在存储器中。它会在产品设计期间借助于测角光度计(未示出)而被预先准备好。测角光度计例如是A型的，即围绕水平轴线的旋转运动支持围绕竖直轴线的旋转运动，针对围绕水平轴线的旋转量来调节所述旋转运动。光强度图CLUX给出了发光模块ML的被视为点光源的强度指示元pf。从发光模块ML发出的光线Rx的方向dir1被表示为两个角度θ和δ的函数，并且由以下公式给出：
其中，δ是测角光度计的竖直旋转量V，并且θ是测角光度计的水平旋转量H。
因此，光强度图CLUX包括多个强度指示元pf，它们的方向dir1由上述公式给出，其中，θ是强度指示元pf的水平角度，并且δ是强度指示元pf的竖直角度。在图3中示出了光强度图CLUX。可以看出，存在极坐标δ＝0V，θ＝0H的强度指示元pf。因此，光强度图CLUX能够确定给定方向上的强度I(θ，δ)。
因此，CLUX＝{(δi，θj，Ii，j)，(i，j)∈[1，M]x[1，N]}，其中，M和N是光束Fx(分别)沿着竖直方向和水平方向的离散化点(或强度指示元)的数目。
因此，强度指示元pf由其方向dir1及其强度I(θ，δ)限定。
图4示出了包括具有光线Fx的方向的发光模块ML的照明装置DISP。
计算投影表面S上的亮度映射CLUM包括图5所示的以下子步骤。
-i)对投影表面S上的所述强度指示元pf的位置POSpf进行第一计算，从而得到照射点pi(图中所示的步骤CALC_POSF(pf，POSpf，pi))；
-ii)所述照射点pi的照明映射CECL的第二计算(图中所示的步骤CALC_CECL(pi，CECL))；
-iii)根据照明映射CECL的所述照射点pi的亮度映射CLUM的第三计算，从而得到所述亮度点p1(图中所示的步骤CALC_CLUM(p1，CECL))。
下面详细地给出各个子步骤。
应该注意的是，以下计算是根据投影表面S(地面S1或壁面S2)进行的。
◎子步骤i)
第一计算是基于：
-发光模块ML在x、y、z笛卡尔坐标系中的位置POSpj；和
-前文描述的所述强度指示元pf的方向dir1。
对于地面S1，通过以下公式在x、y、z笛卡尔坐标系中获得地面上的强度指示元pf的位置POSpf1：
POSpf1＝POSpj-(POSpj.z/dir1.z)*dir1
其中，POSpj.z是发光模块ML的位置的z值(发光模块在地面以上的高度)，并且dir1.z是光线Rx的方向矢量的z值。
对于壁面S2，通过以下公式在x、y、z笛卡尔坐标系中获得壁面上的强度指示元pf的位置POSpf2：
POSpf2＝POSpj-(D/dir1.x)*dir1
其中，
-dir1.x是光线Rx的方向矢量的x值；
-D是发光模块ML和壁面之间的距离。在一个非限制性的示例中，D等于25米。
这样，在地面S1或壁面S2上获得(在位置POSpf1或POSpf2处的)照射点pi。图6示出了投影表面S(它是地面S1)上的照射点pi的非限制性示例。
◎子步骤ii)
一旦已经确定了地面S1或壁面S2上的照射点pi，就根据以前确定的强度指示元pf的强度I(θ，δ)计算该照射点pi的照度E。
对于地面S1，通过以下公式获得地面上的照射点pi的照度ER：
ER＝-I(θ，δ)/dist12)*cosθ*sinδ
其中，dist1是照射点pi和发光模块ML之间的距离。
对于壁面S2，通过以下公式获得壁面上的照射点pi的照度EM：
EM＝(I(θ，δ)/dist12)*cosθ*cosδ
其中，dist1是照射点pi和发光模块ML之间的距离。
图7示出了投影表面S(它是地面S1)上的照射点pi的照度E(由虚线圆圈限定)。
◎子步骤iii)
第三计算基于：
-所述照射点pi的照度E；
-照明映射CECL的照射点的位置与观察者O(在发光模块坐标系RP中)的观察位置PosO1之间的位置矢量Roeil/Moeil；和
-光漫射函数d。
d是能够计算投影表面S的光漫射的已知函数。应该注意的是，它根据投影表面S的性质而变化。例如，如果所述表面是沥青、混凝土、焦油、鹅卵石等，则函数d是不同的。
对于地面S1，通过以下公式获得地面上的照射点pi的照度LR：
其中，是归一化向量Roeil的z值。
对于壁面S2，通过以下公式获得壁面上的照射点pi的照度LM：
其中，为归一化向量Moeil的x值。
在一个非限制性实施例中，假定投影表面S在所有方向上都均匀地发光。在这种情况下，漫射参数不依赖于角度δ和θ。
在一个非限制性实施例中，投影表面S被认为是朗伯漫射体(例如灰体)。然后，在投影表面S上具有与照度E成比例的恒定亮度，并且在这种情况下漫射函数d是余弦函数。
在这种情况下，LR＝a/πER，这是因为
其中，a是材料的漫反射系数(albédo)，
并且LM＝a/πEM
在一些非限制性示例中，沥青的漫反射系数为7％，混凝土的漫反射系数在17％和27％之间变化。
●3b)计算图像坐标系RI中的亮度点pl的位置
亮度点p1的位置PosL1已经根据发光模块坐标系RP预先确定。它将被用于下文描述的坐标系的变换。
以与计算观察者O的观测位置PosO2相同的方式，该步骤执行坐标系统的变换。实际上，发光模块坐标系RP(由轴线pjx、pjy、pjz限定)变换为待投影的图像Ip的图像坐标系RI(由轴线Ix、Iy、Iz限定)。
基于用于从发光模块坐标系RP到所述图像坐标系RI的所述至少一个变换矩阵M(前文描述的变换矩阵M)计算图像坐标系RI中的亮度点pl的位置PosL2。
在一个非限制性实施例中，位置PosL2具有与前文描述的位置PosO2相同的形式：
应该注意的是，在计算图像坐标系RI中的观察者O的观察位置PosO2期间已经描述了变换矩阵M。因此，这里不再描述。
因此，PosL2＝M*PosL1。
PosL1是发光模块坐标系RP中的亮度点pl的位置。
PosL2是图像坐标系RI中的亮度点pl的位置。
图9示出了待投影的图像Ip以及图像坐标系RI。另外，可以利用在图像坐标系RI中限定的它们各自的位置PosL2和PosO2来看到亮度点pl和观察者O的眼睛(它对应于观察位置)。
应该注意的是，尽管投影图像Ip在地面或壁面上是2D(二维)的，但可以通过调节之前看到的仰角ε来获得3D(三维)效果，即透视或错视效果。观察者O(无论是驾驶员、乘客或外部观察者)将以透视的方式看到图像。为此，使仰角ε大于-90°。
特别地，它大于-90°并且小于或等于0°。因此，3D效果在0°和-90°(不含-90°)之间是可见的。
应该注意的是，在-90°处，图像Ip在地面上是平坦的，因而不具有3D效果。
图10至图12示出了棱锥体的投影图像Ip。将机动车辆外部的观察者O(例如行人)作为非限制性示例。虽然可以从如下三个特定观察点看到该棱锥体：驾驶员的观察点(图10)、后排乘客的观察点(图11)和行人的观察点(图12)，但仅从能单独一个观察点看到3D效果。在图中所示的非限制性示例中，只有行人才能看到3D棱锥体(如图12所示)。从驾驶员或乘客的观察点来看，棱锥体显得变形。
在一个非限制性变体实施例中，仰角ε等于0。观察者O直视前方。在这种情况下，观察者O将会看到图像，即所述棱锥体，仿佛它是直立的。
在一个非限制性变体实施例中，仰角ε等于-35°。这样可以在公路的方向上产生凸起的3D效果。
因此，图像Ip的平面P1垂直于观察者O的观察方向。
如果仰角ε不是-90°，则棱锥体仍然能够以3D的方式看到，但会或多或少地倾斜。
●3c)限定亮度点pl的投影plr的坐标ply、plz
如图13所示，在一个非限制性实施例中，限定亮度点pl的投影plr的坐标ply、plz包括如下子步骤：
-i)计算以下各项之间的交点Int(图中所示的子步骤CALC_INT(PosO2，PosL2，P1))：
-通过观察者O在所述图像坐标系RI中的观察位置PosO2和所述亮度点pl在所述图像坐标系RI中的位置PosL2的直线V(PosO2，PosL2)；和
-待投影的图像Ip的图像平面P1。
-ii)根据待投影的所述图像Ip的尺寸L1、H1确定所述交点Int的坐标ply、plz(图中所示的子步骤DEF_COORD(Int，L1，H1))。
这两个子步骤如下文所述。
◎子步骤i)
在图像坐标系RI中，直线(眼睛、亮度点)和图像平面P1之间的交点Int是该直线(眼睛、亮度点)上Ix＝0的点。因此，
Int＝PosO2-((PosO2.x)/(V(PosO2，PosL2).x))*V(PosO2，PosL2)
其中，
-V(PosO2，posL2)是表示图像坐标系RI中的直线(眼睛、亮度点)的矢量；
-V(PosO2，posL2).x是所述矢量的x值；
-Int是直线(眼睛、pl)与图像坐标系RI中待投影的图像Ip之间的交点。因此，所述交点Int是待投影的图像Ip的图像平面P1上的亮度点pl的投影plr；
-PosL2.x是亮度点pl的位置的x值；
-PosO2.x是观察者的观察位置的x值。
应该注意的是，假设观察者O的观察位置被布置在Ix轴线上。
图14示出了待投影的图像Ip、与所述平面P1上的亮度点pl的投影plr对应的交点Int、以及矢量V(posO2，posL2)(以虚线示出)。应该注意的是，投影plr是中心型的，以便产生圆锥透视效果。在下文中，术语投影plr或中心投影plr可以互换使用。
◎子步骤ii)
图像坐标系RI中的亮度点pl的中心投影plr的坐标ply、plz对应于前文确定的交点Int的位置沿着Iy(竖直)轴线和沿着Iz(水平)轴线的坐标。在一个非限制性实施例中，它们以米为单位。
这个点在图14的坐标系中的坐标由以下公式推导出来：
ply＝(Int.y+(L1/2))/L1
plz＝Int.z/H1
其中，
-L1是待投影的图像Ip的宽度(在一个非限制性示例中以米为单位)；
-H1是待投影的图像Ip的高度(在一个非限制性示例中以米为单位)；
-Int.y是交点的y值；
-Int.z是交点的z值。
图14示出了图像坐标系RI中以米为单位的坐标ply和plz的定义。
应该注意的是，L1和H1是投影方法MTH的输入参数。
这个子步骤能够随后确定坐标ply、plz是否属于待投影的图像Ip(它们必须在0和1之间)，并且因此确定亮度点pl的中心投影plr是否属于待投影的图像Ip。
为此，在一个非限制性实施例中，将待投影的图像Ip和如此计算出的投影plr的坐标归一化。这样能够简化属于待投影的图像Ip的测试。
这样，如图15所示，获得了归一化的坐标系IX(竖直轴线)、IY(水平轴线)。投影plr的坐标ply、plz的值现在在0和1之间。在图中所示的示例中，轴线Iy和Iz分别成为IX轴线和-IY轴线。这样，获得了在0和1之间的图像尺寸H2、L2。
图15示出了图像坐标系RI中的无单位值的坐标ply和plz的定义。
应该注意的是，待投影的图像Ip的大小(L1、H1)可以在该步骤3c)中或者在变换矩阵M的步骤中限定。
假定尺寸L1和H1以及因此L2和H2、待投影的图像Ip的位置和旋转量是已知的(这些参数是投影方法MTH的输入参数)，可以利用其坐标ply、plz而很容易地确定投影pl是否属于待投影的图像Ip。
●3d)限定相应的像素Pix的坐标
对于属于待投影的图像Ip的每个(亮度点pl的)投影plr限定像素Pix的行(lig)坐标和列(col)坐标，即，投影plr位于待投影的图像Ip的矩形L2*H2内部，这在步骤3c-ii)中被验证。
因此，如果投影plr属于待投影的图像Ip，则计算相应的像素Pix的坐标。它们计算方式如下：
Lig＝-plz*L2
Col＝ply*H2
其中，
-lig是像素的行；
-col是像素的列；
-L2是待投影的图像Ip的宽度(这次以像素为单位)；
-H2是待投影的图像Ip的高度(这次以像素为单位)；
-ply是沿着IX轴线的投影plr的坐标；
-plz是沿着IY轴线的投影plr的坐标。
●3e)校正相应的强度指示元pf的强度值
其中，利用像素Pix的坐标lig、col，可以在待投影的图像中重新获得它的颜色Co的值。
在一个非限制性示例中，该值在0和255之间。因此，它可以从白色到黑色的范围中穿过多个灰度阴影，如图16所示。术语“白色”应该被理解为意味着任何单一颜色，并且措辞“灰度阴影”应该被理解为意指在其最清晰的阴影和黑色之间获得的所述阴影。因此，投影图像不一定由白色和与0到255之间的Co值相关的灰度阴影构成，而是由人眼可见的任何颜色的或多或少的深色阴影组成。有利地，它是白色、黄色、蓝色、红色或琥珀色。
然后，校正相应的强度指示元pf的强度值Vi。
应该注意的是，由于发光模块ML被数字化，所以这是可能的。
在第一非限制性实施例中，如下所述地执行校正：
Vi＝σ.Vi0*Co/255
其中，
-Vi0是发光模块的强度指示元pf的初始强度值。
-Co是相应的像素Pix的颜色；并且
-σ是最大过载因子。
在第二非限制性实施例中，如下所述地执行校正：
其中，是亮度系数。这样，执行了亮度替换。这样能够在独立于基本光分布的背景上显示图像。
该步骤针对所有亮度点pl执行，这些亮度点pl的中心投影plr属于待投影的图像Ip的矩形L2*H2。
因此，发光模块ML可以将包括光线Rx的光束Fx投影到投影表面S上，其中，光线Rx具有强度指示元的校正后的强度值Vi(步骤3f)，如图1中的PROJ(ML，Fx，pf，Vi)所示。这样能够为所考虑的强度指示元显示正确的颜色Co。这样，待投影的图像Ip被包含在发光模块ML的光束Fx(由于它由所述发光模块ML本身产生)中并且以正确的颜色投影到投影表面S上。
因此，根据像素Pix的期望颜色Co，将确定的校正因子应用于相应的强度指示元pf的强度值Vi。这样，可以获得强度指示元，强度指示元的颜色不取决于光束Fx本身的光强度。例如，图中所示的投影棱锥体具有均匀的颜色。
在独立于发光模块ML的光源的情况下，所述发光模块ML将叠加在所述光束上的所述棱锥体投影，则不是这种情况。根据所述光束的光强度的分布，图像的像素或多或少地被照亮。因此，它们的颜色会根据所述光束的光强度而变化。
此外，待投影的图像Ip被包含在所述光束Fx中并且不被叠加的事实能够比在使用独立光源的情况下获得图像在投影表面S上的更好的对比度。在独立光源的情况下，光束也照射投影图像。因此，投影图像在颜色的水平上更清晰。
应该注意的是，也可以使用像素的颜色值Co或与投影图像的预定部分对应的一系列像素的颜色值Co来增强3D效果。例如，参考图12，与投影图像的图案的面F1对应的像素和与投影图像的图案的面F2对应的像素可以包括特定的和不同的颜色值Co。因此，根据与面F1的分量像素对应的颜色Co的值是否高于或低于与面F2的分量像素对应的颜色的值，面F1看起来比面F2更亮或者更暗。与面F1和/或F2的分量像素对应的颜色Co的值也可以变化，以便产生例如从面F1和/或F2的一侧到另一侧的阴影效果，从而能够更加强化3D效果。
通过使用根据上述方法操作并且分别发射视觉上不同的颜色的多个系统，可以获得多色图像。然后，计算由每个系统投影的图像，所述图像以叠加的方式投影到投影表面S上，以便获得整体多色的投影图像。
应该注意的是，由于待投影的图像Ip的投影取决于观察者O的观察位置，所以当观察者在机动车辆外部时，根据观察者O相对于机动车辆的移动而不断地更新待投影的图像Ip；当观察者O在机动车辆内部时，根据机动车辆自身的移动而不断地更新待投影的图像Ip。因此，在一个非限制性实施例中，上述计算的更新速度是外部观察者情况下观察者相对于机动车辆的运动速度的函数。速度增加得越多，更新速度就增加得越多。速度减少得越多，更新速度就减少越多。
在另一个非限制性实施例中，上述计算的更新速度是恒定的。在一个非限制性的示例中，所述速度是1秒。
因此，由于这些计算是实时执行的，所以不需要具有包括相同图形符号的图像的数据库，该数据库预先加载到与观察者相对于机动车辆的多个可能的观察位置相对应的存储器中(当观察者在外部时)，或预先加载到机动车辆中(当观察者在内部时)。
因此，投影方法MTH能够将一个或多个图像Ip投影到投影表面S上，因为投影图像Ip沿着观察者O的注视方向定向，所以图像Ip不仅能够被位于机动车辆内部或外部的观察者看到，而且能够被他们理解。
应该注意的是，在同时投影多个图像Ip的情况下，在投影整体结果之前，计算不同的图像与光束Fx的组合。
在一个非限制性实施例中，投影方法MTH由用于机动车辆V的照明装置DISP实现。
在一个非限制性实施例中，照明装置DISP能够实现调节光度功能，例如近光灯、远光灯或前部、后部和/或侧面信号功能。因此，所述照明装置位于机动车辆的前部或后部。
照明装置DISP在图17中示出。它包括处理单元PR和至少一个发光模块ML。在一些非限制性实施例中，所述照明装置是前照灯或尾灯。
处理单元PR适用于：
-检测发光模块坐标系RP中的观察者O的观察位置PosO1(图中所示的函数DET_POS(O，PosO1，RP))；
-计算图像坐标系RI中的观察者O的眼睛的观察位置PosO2(图中所示的函数DET_POS(O，PosO2，RI))；
所述照明装置DISP适于根据所述图像坐标系RI中的观察者O的观察位置PosO2将所述图像Ip投影到所述投影表面S上，所述图像Ip被包含在发光模块ML的所述光束Fx中(图中所示的函数PROJ(Fx，Ip，S))。
为了将所述图像Ip投影到所述投影面S上，处理单元PR还适于：
-根据包括多个强度指示元pf的发光模块ML的光强度图CLUX，计算投影表面S上的亮度映射CLUM，从而得到亮度点pl(图中所示的函数CALC_CLUM(CLUX，S，pl))；
-计算每个亮度点pl在图像坐标系RI中的位置PosL2(图中所示的函数CALC_POS(pl，PosL2，O，RI))；
-根据所述图像坐标系RI中的每个亮度点pl在的位置PosL2和观察者O的观察位置PosO2，限定每个亮度点pl在待投影的所述图像Ip的图像平面P1中的投影plr的坐标ply、plz(图中所示的函数DEF_PLR(plr，P1，PosL2，PosO2))；
-如果所述投影plr属于待投影的所述图像Ip，则限定相应的像素Pix的坐标lig、col(图中所示的函数DEF_PIX(pl(lig，col)，ply，plz))；
-对于属于待投影的所述图像Ip的亮度点p1的每个投影plr，根据相应的像素Pix的颜色Co校正对应的强度指示元pf的强度值Vi(图中所示的函数MOD_PF(pf，Vi，Pix，Co))；
为了将所述图像Ip投影到投影表面S上，发光模块ML适于将具有强度指示元pf的校正后的强度值Vi的光束Fx投影到投影表面S上(图中所示的函数PROJ(ML，Fx，Vi，PF))。
应该注意的是，处理单元PR被集成在发光模块ML中或者独立于所述发光模块ML。
当然，本发明的描述不限于上述实施例。
因此，在另一个非限制性实施例中，也可以使用B型测角光度计，即围绕竖直轴线的旋转运动支持围绕水平轴线的旋转运动的测角光度计。
因此，在另一个非限制性实施例中，处理单元PR能够相对于照明装置DISP偏移。
因此，可以在计算亮度位置PosL2之前执行或与其同时执行计算图像坐标系RI中的观察位置PosO2的步骤。
因此，机动车辆V包括适于实施所述投影方法MTH的一个或多个照明装置DISP。
因此，所描述的发明具有以下优点：
-能够投影包括至少一个图形符号的图像，这样能够改善机动车辆内部或外部的观察者的舒适性和/或安全性；
-由于所述投影取决于所述观察者的位置，所以能够向给定的观察者投影可见和可以理解的图像；例如，相同的投影方法被应用于投影驾驶员可以理解的图像，或者用于将可以理解的图像投射到行人甚至投影到后续车辆的驾驶员；能够使待投影的图像Ip变形，以便于给定的观察者理解。因此，产生图像的畸变，所述畸变取决于观察者O的观察位置；
-观察者在图像坐标系中的观察位置是待投影的所述图像的位置和旋转量的函数。由于旋转量尤其取决于仰角，所以当以特定方式设置仰角时，观察者具有以3D效果观看图像的印象；
-能够将待投影的信息整合到机动车辆的发光模块ML的照明光束Fx中。不必具备额外的专用光源；
-因此，与直接在机动车辆的尾灯的玻璃上显示图像并且在一定距离处可能显得太小的现有技术不同，因为图像根据观察者的实际位置投影到不是机动车辆的灯玻璃的投影表面上，所以本发明使得位于距所述机动车辆的一定距离处的外部观察者正确地看到图像。待投影的图像的尺寸Ip不再局限于诸如灯的玻璃之类的较小的投影表面；
-例如，可以提供一种解决方案，该解决方案可以用于仅能够看见机动车辆的前部或侧部的信息的接收者，而不像在机动车尾灯上显示图像的解决方案；
-能够提供在机动车辆的尾灯上显示图像之外的解决方案；
-能够提供一个解决方案，该解决方案不仅是专门针对机动车辆的驾驶员的图像的投影。

Claims (28)

1.一种用于机动车辆(V)的投影方法(MTH)，所述投影方法用于借助于适合投射光束(Fx)的发光模块(ML)将至少一个图像(Ip)投影到投影表面(S)上，其中，所述投影方法(MTH)包括以下步骤：
-检测发光模块坐标系(RP)中的观察者(O)的观察位置(PosO1)；
-计算图像坐标系(RI)中的所述观察者(O)的观察位置(PosO2)；
-根据所述图像坐标系(RI)中的所述观察者(O)的观察位置(PosO2)将所述图像(Ip)投影到所述投影表面(S)上，所述图像(Ip)被包含在所述发光模块(ML)的光束(Fx)中。
2.根据权利要求1所述的投影方法(MTH)，其中，投影所述图像(Ip)包括以下子步骤：
-根据包括多个强度指示元(pf)的所述发光模块(ML)的光束(Fx)的光强度图(CLUX)计算所述投影表面(S)上的亮度映射(CLUM)，从而得到亮度点(pl)；
-计算所述图像坐标系(RI)中的每个亮度点(pl)的位置(PosL2)；
-根据所述图像坐标系(RI)中的亮度点(pl)的位置(PosL2)和所述观察者(O)的观察位置(PosO2)，在待投影的所述图像(Ip)的图像平面(P1)上限定每个亮度点(pl)的投影(plr)的坐标(ply，plz)；
-如果所述投影(plr)属于待投影的所述图像(Ip)，则限定相应的像素(Pix)的坐标(lig，col)；
-对于属于待投影的所述图像(Ip)的亮度点(pl)的每个投影(plr)，根据相应的像素(Pix)的颜色(Co)校正相应的强度指示元(pf)的强度值(Vi)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的投影方法(MTH)，其中，计算所述投影表面(S)上的亮度映射(CLUM)包括以下步骤：
-对所述投影表面(S)上的所述强度指示元(pf)的位置(POSpf)执行第一计算，从而得到照射点(pi)；
-执行所述照射点(pi)的照明映射(CECL)的第二计算；
-根据所述照明映射(CECL)执行所述照射点(pi)的亮度映射(CLUM)的第三计算，从而得到所述亮度点(pl)。
4.根据权利要求3所述的投影方法(MTH)，其中，所述第一计算基于：
-所述发光模块(ML)的位置(POSpj)；和
-所述强度指示元(pf)的方向(dirl)。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的投影方法(MTH)，其中，所述第二计算基于：
-所述强度指示元(pf)的计算出的位置(POSpf)；
-所述强度指示元(pf)的光强度(I(θ，δ))；和
-所述发光模块(ML)和所述照射点(pi)之间的距离(dist1)。
6.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，根据所述投影表面的性质来计算待投影的图像。
7.根据与前述权利要求3至5中的任何一项权利要求相结合的权利要求6所述的投影方法(MTH)，其中，所述第三计算基于：
-所述照射点(pi)的照度(E)；
-所述照明映射(CECL)的照射点(pi)的位置与所述观察者(O)的观察位置(PosO1)之间的位置矢量(Roeil)；和
-光漫射函数(d)。
8.根据前述权利要求2至7中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，基于至少一个变换矩阵(M)计算所述图像坐标系(RI)中的观察者(O)的观察位置(PosO2)和亮度点(pl)的位置，所述至少一个变换矩阵(M)用于从所述发光模块坐标系(RP)变换到所述图像坐标系(RI)，并且考虑到以下参数中的至少一个参数：
-所述发光模块坐标系(RP)中的待投影的图像(Ip)的位置(PosIp)；
-待投影的图像(Ip)的旋转量(RotIp)。
9.根据前述权利要求2至8中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，限定亮度点(pl)的投影(plr)的坐标(ply，plz)包括以下子步骤：
-计算以下对象之间的交点(Int)：
-通过所述观察者(O)在所述图像坐标系(RI)中的观察位置(PosO2)和所述亮度点(pl)在所述图像坐标系(RI)中的位置(PosL2)的直线；和
-待投影的所述图像(Ip)的图像平面(P1)；
-根据待投影的所述图像(Ip)的尺寸(L1、H1)确定所述交点(Int)的坐标(ply，plz)。
10.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，所述投影表面(S)被认为是朗伯漫射体。
11.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，所述投影表面(S)是地面或壁面。
12.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，所述观察者(O)位于所述机动车辆(V)外部或者位于所述机动车辆(V)内部。
13.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，所述图像在所述发光模块坐标系(RP)中出现变形，而在所述图像坐标系(RI)中不变形。
14.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，计算所述图像坐标系(RI)中的观察者(O)的观察位置(PosO2)是所述发光模块坐标系(RP)中待投影的所述图像(Ip)的位置(PosIp)和旋转量(RotIp)的函数，所述旋转量(RotIp)是大于-90°且小于或等于0°的仰角(ε)的函数。
15.根据前述权利要求2至14中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，计算所述图像坐标系(RI)中的每个亮度点(pl)的位置(PosL2)是所述发光模块坐标系(RP)中的待投影的图像(Ip)的位置(PosIp)和旋转量(RotIp)的函数，所述旋转量(RotIp)是大于-90°以及小于或等于0°的仰角(ε)的函数。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的投影方法(MTH)，其中，所述仰角(ε)等于0。
17.根据权利要求14或权利要求15所述的投影方法(MTH)，其中，所述仰角(ε)大致等于负35°。
18.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，待投影的所述图像(Ip)的投影(plr)是中心型的。
19.根据前述权利要求2至18中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，根据下式对所述强度指示元(pf)的强度值(Vi)执行校正：
Vi＝σ.Vi0*Co/255，其中，Vi是校正后的强度值，Vi0是所述发光模块(ML)的强度指示元(pf)的初始强度值，Co是相应的像素(Pix)的颜色，σ是最大过载因子。
20.根据前述权利要求2至18中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，根据下式对所述强度指示元(pf)的强度值(Vi)执行校正：
其中，Vi是校正后的强度值，是亮度系数，Co是相应的像素(Pix)的颜色。
21.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，借助于照相机计算观察者(O)的观察位置(PosO1)。
22.根据前述权利要求中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，所述光强度图(CLUX)被存储在存储器中。
23.根据前述权利要求2至22中的任何一项权利要求所述的投影方法(MTH)，其中，将所述图像(Ip)投影到所述投影表面(S)上还包括以下子步骤：借助于所述发光模块(ML)将具有所述强度指示元(pf)的校正后的强度值(Vi)的光束(Fx)投影到所述投影表面(S)上。
24.一种用于机动车辆(V)的照明装置(DISP)，包括处理单元(PR)和适于投射光束(Fx)的发光模块(ML)，其中：
-所述处理单元(PR)适于：
-检测发光模块坐标系(RP)中的观察者(O)的观察位置(PosO1)；
-计算图像坐标系(RI)中的所述观察者(O)的观察位置(PosO2)；
-所述照明装置(DISP)适于根据所述图像坐标系(RI)中的所述观察者(O)的观察位置(PosO2)将所述图像(Ip)投影到所述投影表面(S)上，所述图像(Ip)被包含在所述发光模块(ML)的光束(Fx)中。
25.根据前一项权利要求所述的照明装置(DISP)，其中，为了将所述图像(Ip)投影到所述投影表面(S)上，所述处理单元(PR)还适于：
-根据包括多个强度指示元(pf)的所述发光模块(ML)的光束(Fx)的光强度图(CLUX)计算所述投影表面(S)上的亮度映射(CLUM)，从而得到亮度点(pl)；
-计算所述图像坐标系(RI)中的每个亮度点(pl)的位置(PosL2)；
-根据所述图像坐标系(RI)中的亮度点(pl)的位置(PosL2)和所述观察者(O)的观察位置(PosO2)，在待投影的所述图像(Ip)的图像平面(P1)上限定每个亮度点(pl)的投影(plr)的坐标(ply，plz)；
-如果所述投影(plr)属于待投影的所述图像(Ip)，则限定相应的像素(Pix)的坐标(lig，col)；
-对于属于待投影的所述图像(Ip)的亮度点(pl)的每个投影(plr)，根据相应的像素(Pix)的颜色(Co)校正相应的强度指示元(pf)的强度值(Vi)。
26.根据权利要求24或权利要求25所述的照明装置(DISP)，其中，为了将所述图像(Ip)投影到所述投影表面(S)上，所述发光模块(ML)适于将具有所述强度指示元(pf)的校正后的强度值(Vi)的光束(Fx)投影到所述投影表面(S)上。
27.根据权利要求24至26中的任何一项权利要求所述的照明装置，其中，所述照明装置是前照灯或尾灯。
28.一种机动车辆，包括根据权利要求24至27中的任何一项权利要求所述的照明装置。
CN201680062282.5A 2015-09-14 2016-09-13 用于将图像投影到投影表面上的用于机动车辆的投影方法 Active CN108136954B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1558592A FR3041110B1 (fr) 2015-09-14 2015-09-14 Procede de projection pour vehicule automobile d'une image sur une surface de projection
FR1558592 2015-09-14
PCT/EP2016/071596 WO2017046105A1 (fr) 2015-09-14 2016-09-13 Procede de projection pour vehicule automobile d'une image sur une surface de projection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108136954A true CN108136954A (zh) 2018-06-08
CN108136954B CN108136954B (zh) 2021-06-11

Family

ID=54356600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680062282.5A Active CN108136954B (zh) 2015-09-14 2016-09-13 用于将图像投影到投影表面上的用于机动车辆的投影方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10173577B2 (zh)
EP (2) EP4316910A1 (zh)
JP (1) JP6936791B2 (zh)
CN (1) CN108136954B (zh)
FR (1) FR3041110B1 (zh)
WO (1) WO2017046105A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111267724A (zh) * 2020-03-31 2020-06-12 东风柳州汽车有限公司 一种车辆开启车门的保护和提醒方法及其系统

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11066009B2 (en) * 2015-10-27 2021-07-20 Koito Manufacturing Co., Ltd. Vehicular illumination device, vehicle system, and vehicle
FR3065191B1 (fr) * 2017-04-13 2019-04-26 Valeo Vision Dispositif de signalisation lumineuse d'un changement de voie pour vehicule automobile
US10829036B2 (en) * 2018-04-18 2020-11-10 Maxell, Ltd. Road sign projector and vehicle lamp
KR102619558B1 (ko) * 2018-11-16 2024-01-02 현대모비스 주식회사 자율주행차의 제어시스템 및 그 제어방법
US11120691B2 (en) 2019-12-02 2021-09-14 Denso Corporation Systems and methods for providing warnings to surrounding vehicles to avoid collisions
DE102020101280B4 (de) * 2020-01-21 2025-02-06 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Kraftfahrzeugs
FR3109653B1 (fr) * 2020-04-24 2022-04-15 Valeo Vision Procédé de gestion de données d’image et système d’éclairage de véhicule
JP7571144B2 (ja) * 2020-08-05 2024-10-22 株式会社小糸製作所 車両用投影装置
KR102446274B1 (ko) 2020-11-30 2022-09-22 현대모비스 주식회사 노면 정보를 조사하기 위한 장치 및 그에 관한 방법
EP4183630B1 (en) * 2021-11-23 2025-06-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for modifying a light signal emitted by a road vehicle and signaling device
KR20230168859A (ko) * 2022-06-08 2023-12-15 현대모비스 주식회사 자동차 조명 장치 및 그 작동 방법
US12449106B2 (en) 2022-09-23 2025-10-21 Autosystems, A Division Of Magna Exteriors Inc. Vehicle headlight assembly and system with hybrid matrix low beam
EP4513463A1 (en) * 2023-08-25 2025-02-26 Tata Consultancy Services Limited Symbiotic warning methods and systems to warn nearby target actors while driving for collision avoidance
CN120378585A (zh) * 2024-01-25 2025-07-25 浙江极氪智能科技有限公司 车辆投影设备的校正方法、系统、车辆及存储介质
CN118869960B (zh) * 2024-09-26 2025-03-21 深圳市大屏影音技术有限公司 一种基于智能家居的投影质量智能化监管系统及方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07186833A (ja) * 1993-12-24 1995-07-25 Nissan Motor Co Ltd 車両用周囲状況表示装置
JPH1055446A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Omron Corp 物体認識装置
JP2002532795A (ja) * 1998-12-07 2002-10-02 ユニバーサル シティ スタジオズ インコーポレイテッド 視点画像ゆがみを補償するための画像補正方法
CN1401984A (zh) * 2001-08-29 2003-03-12 精工爱普生株式会社 照明光学元件检查装置及照明光学元件检查方法
US6709141B1 (en) * 2003-01-24 2004-03-23 Sebastian Sisti Automotive warning light
CN1485646A (zh) * 2002-08-09 2004-03-31 奥林巴斯株式会社 投影观察装置
US20050024598A1 (en) * 2003-07-30 2005-02-03 Casio Computer Co., Ltd. Projector and method of projecting projection image
TWI229235B (en) * 2003-12-01 2005-03-11 K Laser Technology Inc Holographic stereogram device
JP2009184428A (ja) * 2008-02-04 2009-08-20 Toyota Central R&D Labs Inc 車両用照明装置
JP2010536061A (ja) * 2007-08-09 2010-11-25 ユニヴェルシテ クレルモン １ パノラマ投影デバイス及び前記デバイスによって実施される方法
CN102149574A (zh) * 2008-09-12 2011-08-10 株式会社东芝 图像照射系统及图像照射方法
CN103019643A (zh) * 2012-12-30 2013-04-03 中国海洋大学 一种即插即用的大屏幕投影自动校正与拼接显示方法
EP2667325A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-27 Connaught Electronics Ltd. Method for determining an analysis region in a camera image, camera system and motor vehicle with a camera system
CN104103081A (zh) * 2014-07-14 2014-10-15 西安电子科技大学 一种虚拟的多摄像机目标跟踪视频素材产生方法
CN104835159A (zh) * 2015-05-07 2015-08-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 用于连续变焦距光学成像系统的数字图像校正方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020180733A1 (en) * 2001-05-15 2002-12-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for adjusting an image to compensate for an offset position of a user
DE10253509A1 (de) * 2002-11-16 2004-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges
JP4720650B2 (ja) * 2006-06-30 2011-07-13 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 路面投影装置及び路面投影方法
JP5262057B2 (ja) * 2006-11-17 2013-08-14 株式会社豊田中央研究所 照射装置
JP2009105679A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Canon Inc 画像処理装置及びその制御方法
JP5151452B2 (ja) * 2007-12-19 2013-02-27 株式会社豊田中央研究所 情報表示装置
US7924146B2 (en) * 2009-04-02 2011-04-12 GM Global Technology Operations LLC Daytime pedestrian detection on full-windscreen head-up display
US9230419B2 (en) * 2010-07-27 2016-01-05 Rite-Hite Holding Corporation Methods and apparatus to detect and warn proximate entities of interest
DE102010034853A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Kraftfahrzeug mit Digitalprojektoren
KR101312630B1 (ko) * 2011-07-08 2013-10-04 에스엘 주식회사 차량용 램프 및 그 제어 방법
KR101338075B1 (ko) * 2011-12-14 2013-12-06 현대자동차주식회사 레이저 빔을 이용한 보행자 경고방법
US8733939B2 (en) * 2012-07-26 2014-05-27 Cloudcar, Inc. Vehicle content projection
DE102012016255A1 (de) * 2012-08-16 2014-02-20 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zum Warnen eines nachfolgenden Kraftfahrzeugs
JP5696701B2 (ja) * 2012-08-31 2015-04-08 株式会社デンソー 対歩行者報知装置
JP2014061786A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Sony Corp 移動体およびプログラム
US10195980B2 (en) * 2013-09-03 2019-02-05 Jaguar Land Rover Limited System for imaging
JP6214389B2 (ja) * 2013-12-26 2017-10-18 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US9481287B2 (en) * 2014-01-21 2016-11-01 Harman International Industries, Inc. Roadway projection system
US9616802B1 (en) * 2015-11-02 2017-04-11 AISIN Technical Center of America, Inc. Apparatus and method to visually communicate with a vehicle
KR20170058188A (ko) * 2015-11-18 2017-05-26 엘지전자 주식회사 차량 운전 보조장치 및 이를 포함하는 차량
JP6418182B2 (ja) * 2016-03-07 2018-11-07 トヨタ自動車株式会社 車両用照明装置
JP6500814B2 (ja) * 2016-03-07 2019-04-17 トヨタ自動車株式会社 車両用照明装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07186833A (ja) * 1993-12-24 1995-07-25 Nissan Motor Co Ltd 車両用周囲状況表示装置
JPH1055446A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Omron Corp 物体認識装置
JP2002532795A (ja) * 1998-12-07 2002-10-02 ユニバーサル シティ スタジオズ インコーポレイテッド 視点画像ゆがみを補償するための画像補正方法
CN1401984A (zh) * 2001-08-29 2003-03-12 精工爱普生株式会社 照明光学元件检查装置及照明光学元件检查方法
CN1485646A (zh) * 2002-08-09 2004-03-31 奥林巴斯株式会社 投影观察装置
US6709141B1 (en) * 2003-01-24 2004-03-23 Sebastian Sisti Automotive warning light
US20050024598A1 (en) * 2003-07-30 2005-02-03 Casio Computer Co., Ltd. Projector and method of projecting projection image
TWI229235B (en) * 2003-12-01 2005-03-11 K Laser Technology Inc Holographic stereogram device
JP2010536061A (ja) * 2007-08-09 2010-11-25 ユニヴェルシテ クレルモン １ パノラマ投影デバイス及び前記デバイスによって実施される方法
JP2009184428A (ja) * 2008-02-04 2009-08-20 Toyota Central R&D Labs Inc 車両用照明装置
CN102149574A (zh) * 2008-09-12 2011-08-10 株式会社东芝 图像照射系统及图像照射方法
EP2667325A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-27 Connaught Electronics Ltd. Method for determining an analysis region in a camera image, camera system and motor vehicle with a camera system
CN103019643A (zh) * 2012-12-30 2013-04-03 中国海洋大学 一种即插即用的大屏幕投影自动校正与拼接显示方法
CN104103081A (zh) * 2014-07-14 2014-10-15 西安电子科技大学 一种虚拟的多摄像机目标跟踪视频素材产生方法
CN104835159A (zh) * 2015-05-07 2015-08-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 用于连续变焦距光学成像系统的数字图像校正方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111267724A (zh) * 2020-03-31 2020-06-12 东风柳州汽车有限公司 一种车辆开启车门的保护和提醒方法及其系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017046105A1 (fr) 2017-03-23
JP2018530467A (ja) 2018-10-18
FR3041110B1 (fr) 2018-03-16
US20180251064A1 (en) 2018-09-06
FR3041110A1 (fr) 2017-03-17
US10173577B2 (en) 2019-01-08
EP4316910A1 (fr) 2024-02-07
EP3350018A1 (fr) 2018-07-25
EP3350018B1 (fr) 2023-11-01
CN108136954B (zh) 2021-06-11
JP6936791B2 (ja) 2021-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108136954B (zh) 用于将图像投影到投影表面上的用于机动车辆的投影方法
CN107878301B (zh) 用于通过机动车辆的投影系统投射图像的方法和投影系统
CN108025672B (zh) 可预先给定的光图案的投影
US11689703B2 (en) Vehicular vision system with customized display
CN107878300B (zh) 通过机动车辆的投影系统投射图像的方法和投影系统
US8502860B2 (en) Electronic control system, electronic control unit and associated methodology of adapting 3D panoramic views of vehicle surroundings by predicting driver intent
JP6643969B2 (ja) 車両用表示装置
US11295702B2 (en) Head-up display device and display control method
US11420559B2 (en) Apparatus and method for generating a composite image from images showing adjacent or overlapping regions external to a vehicle
CN109424922A (zh) 车辆用灯具、车辆系统及灯具单元、车辆用照明系统
CN112839841A (zh) 用于对机动车的信息内容进行投影的系统和方法
JP7396404B2 (ja) 表示制御装置及び表示制御プログラム
CN108700744A (zh) 信息显示装置
CN112703527A (zh) 平视显示器（hud）内容控制系统和方法
US9610890B2 (en) Method for controlling the illumination of a road profile
CN110430643B (zh) 一种汽车灯光均匀度控制方法及装置
WO2024057060A1 (en) Surround view monitoring system and method
JP7685170B2 (ja) フロントガラスに画像を表示するシステム及び方法
JP4840611B2 (ja) 車両用画像形成装置
CN118269807A (zh) 一种车灯控制方法、车载照明装置和车
WO2025047810A1 (ja) 虚像表示装置および移動体
WO2025205129A1 (ja) 情報処理システム及び情報処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant