(57)【要約】【課題】画像を投影面に投影するための自動車用投影方法。【解決手段】本発明は、自動車用の投影方法（ＭＴＨ）に関するものであり、光束（Ｆｘ）を投影するのに適した光モジュール（ＭＬ）を用いて投影面（Ｓ）上に少なくとも１つの画像（Ｉｐ）を投影するための投影方法（ＭＴＨ）であって、投影方法（ＭＴＨ）は、光モジュール参照フレーム（ＲＰ）内の観察者（Ｏ）の観察位置（ＰｏｓＯ１）を検出するステップと、画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）を計算するステップと、前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）によって前記投影面（Ｓ）上に前記画像（Ｉｐ）を投影するステップであって、前記画像（Ｉｐ）が前記光モジュール（ＭＬ）の前記光束（Ｆｘ）内に統合されているステップと、を備える。
2018530467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（Ｖ）のための投影方法（ＭＴＨ）であり、少なくとも１の画像（Ｉｐ）を、投影面（Ｓ）上に、光束（Ｆｘ）を投影するために好適な光モジュール（ＭＬ）を用いて投影する投影方法（ＭＴＨ）であって、
光モジュール参照フレーム（ＲＰ）内の観察者（Ｏ）の観察位置（ＰｏｓＯ１）を検出するステップと、
画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）を計算するステップと、
前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）にしたがって前記投影面（Ｓ）上に前記画像（Ｉｐ）を投影するステップであって、前記画像（Ｉｐ）が、前記光モジュール（ＭＬ）の前記光束（Ｆｘ）に統合されているステップと、
を備える投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項２】
前記画像（Ｉｐ）を投影するステップは、
複数の強度インジケータ（ｐｆ）を含む、前記光モジュール（ＭＬ）の前記光束（Ｆｘ）の光強度マップ（ＣＬＵＸ）から、前記投影面（Ｓ）上の輝度マップ（ＣＬＵＭ）を計算して輝点（ｐｌ）を算出するサブステップと、
前記画像参照フレーム（ＲＩ）内のそれぞれの輝点（ｐｌ）の前記位置（ＰｏｓＬ２）を計算するサブステップと、
前記位置（ＰｏｓＬ２）及び前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）から、投影される前記画像（Ｉｐ）の前記像平面（Ｐ１）上のそれぞれの輝点（ｐｌ）の投影（ｐｌｒ）の座標（ｐｌｙ，ｐｌｚ）を定義するサブステップと、
前記投影（ｐｌｒ）が投影される前記画像（Ｉｐ）に属する場合に、対応する前記ピクセル（Ｐｉｘ）の座標（ｌｉｇ，ｃｏｌ）を定義するサブステップと、
投影される前記画像（Ｉｐ）に属している輝点（ｐｌ）のそれぞれの投影（ｐｌｒ）に対して、対応する前記ピクセル（Ｐｉｘ）の前記色（Ｃｏ）にしたがって対応する前記強度インジケータ（ｐｆ）の前記強度値（Ｖｉ）を修正するサブステップと、
を備える請求項１に記載の投影方法（ＭＴＨ）
【請求項３】
前記投影面（Ｓ）上の前記輝度マップ（ＣＬＵＭ）を計算するステップは、
前記投影面（Ｓ）上の前記強度インジケータ（ｐｆ）の前記位置（ＰＯＳｐｆ）の第１の計算を実行し、インパクトポイント（ｐｉ）を算出するステップと、
前記インパクトポイント（ｐｉ）の照度マップ（ＣＥＣＬ）の第２の計算を実行するステップと、
前記照度マップ（ＣＥＣＬ）から前記インパクトポイント（ｐｉ）の前記輝度マップ（ＣＬＵＭ）の第３の計算を実行し、前記輝点（ｐｌ）を算出するステップと、
を備える、請求項１又は請求項２に記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項４】
前記第１の計算は、
前記光モジュール（ＭＬ）の前記位置（ＰＯＳｐｊ）と、
前記強度インジケータ（ｐｆ）の前記方向（ｄｉｒ１）と、
に基づく、請求項３に記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項５】
前記第２の計算は、
前記強度インジケータ（ｐｆ）の計算された前記位置（ＰＯＳｐｆ）と、
前記強度インジケータ（ｐｆ）の前記光強度（Ｉ（θ，δ））と、
前記光モジュール（ＭＬ）と前記インパクトポイント（ｐｉ）との前記距離（ｄｉｓｔ１）と、
に基づく、請求項３又は請求項４に記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項６】
投影される前記画像は、前記投影面の前記性質にしたがって計算される、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項７】
前記第３の計算は、
前記インパクトポイント（ｐｉ）の前記照度（Ｅ）と、
前記照度マップ（ＣＥＣＬ）のインパクトポイント（ｐｉ）の前記位置と、前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ１）との間の位置ベクトル（Ｒｏｅｉｌ）と、
光拡散関数（ｄ）と、
に基づく、請求項１乃至請求項５のうち、請求項３乃至請求項５のいずれか１つとの組み合わせに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項８】
観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）の計算ステップ及び前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の輝点（ｐｌ）の前記位置の計算ステップは、
前記光モジュール参照フレーム（ＲＰ）内に投影される前記画像（Ｉｐ）の前記位置（ＰｏｓＩｐ）と、
投影される前記画像（Ｉｐ）の回転（ＲｏｔＩｐ）と、
のうち少なくとも１つのパラメータを考慮に入れた、前記光モジュール参照フレーム（ＲＰ）から前記画像参照フレーム（ＲＩ）への変換のための少なくとも１つの変換行列（Ｍ）に基づく、請求項２乃至請求項７のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項９】
輝点（ｐｌ）の投影（ｐｌｒ）の前記座標（ｐｌｙ，ｐｌｚ）を定義するステップは、
前記観察者（Ｏ）の前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）と、前記輝点（ｐｌ）の前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記位置（ＰｏｓＬ２）と、を通る直線と、
投影される前記画像（Ｉｐ）の前記像平面（Ｐ１）と、の前記交点（Ｉｎｔ）を計算するサブステップと、
投影される前記画像（Ｉｐ）の寸法（Ｌ１，Ｈ１）から前記交点（Ｉｎｔ）の前記座標（ｐｌｙ，ｐｌｚ）を決定するサブステップと、
を備える、請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１０】
前記投影面（Ｓ）は、ランバート拡散器（Lambertian Diffuser）と考えられる、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１１】
前記投影面（Ｓ）は、地面又は壁である、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１２】
前記観察者（Ｏ）は、自動車（Ｖ）外にいる、又は、前記自動車（Ｖ）内に位置している、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１３】
前記画像は、前記光モジュール参照フレーム（ＲＩ）内では歪んで現れ、前記画像参照フレーム（ＲＩ）内では歪んでいない、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１４】
前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）の計算は、前記位置（ＰｏｓＩｐ）及び前記光モジュール参照フレーム（ＲＰ）内の投影される画像（Ｉｐ）の回転（ＲｏｔＩｐ）の関数であり、前記回転（ＲｏｔＩｐ）は、−９０°よりも大きく０°以下である仰角（ε）の関数である、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１５】
前記画像参照フレーム（ＲＩ）内のそれぞれの輝点（ｐｌ）の前記観測位置（ＰｏｓＬ２）の計算は、前記位置（ＰｏｓＩｐ）及び前記光モジュール参照フレーム（ＲＰ）内の投影される前記画像（Ｉｐ）の前記回転（ＲｏｔＩｐ）の関数であり、前記回転（ＲｏｔＩｐ）は、−９０°よりも大きく０°以下である仰角（ε）の関数である、請求項２乃至請求項１４のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１６】
前記仰角（ε）は、０である、請求項１４又は請求項１５に記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１７】
前記仰角（ε）は、実質的に−３５°に等しい、請求項１４又は請求項１５に記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１８】
投影される前記画像（Ｉｐ）の投影（ｐｌｒ）は、中心型である、請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項１９】
前記強度インジケータ（ｐｆ）の強度値（Ｖｉ）の修正は、
Ｖｉを修正された強度値、Ｖｉ０を前記光モジュール（ＭＬ）の前記強度インジケータ（ｐｆ）の前記初期強度値、Ｃｏを対応するピクセル（Ｐｉｘ）の色、σを最大オーバードライブ係数として、
Ｖｉ＝σ．Ｖｉ０×Ｃｏ／２５５
で実行される、請求項２乃至請求項１８のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項２０】
前記強度インジケータ（ｐｆ）の強度値（Ｖｉ）の修正は、
Ｖｉを修正された強度値、φを輝度係数、Ｃｏを対応するピクセル（Ｐｉｘ）の色として、
Ｖｉ＝φ．Ｃｏ
で実行される、請求項２乃至請求項１８のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項２１】
観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ１）は、カメラを用いて計算される、請求項１乃至請求項２０のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項２２】
前記光強度マップ（ＣＬＵＸ）は、メモリに格納されている、請求項１乃至請求項２１に記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項２３】
前記投影面（Ｓ）上に前記画像（Ｉｐ）を投影するステップはさらに、前記光モジュール（ＭＬ）を用いて、前記投影面（Ｓ）上に、前記強度インジケータ（ｐｆ）の修正された前記強度値（Ｖｉ）を有する前記光束（Ｆｘ）を投影するサブステップをさらに備える、請求項２乃至請求項２２のいずれかに記載の投影方法（ＭＴＨ）。
【請求項２４】
処理ユニット（ＲＰ）と、光束（Ｆｘ）を投影するのに好適な光モジュール（Ｆｘ）と、を備える、自動車（Ｖ）用の照明装置（ＤＩＳＰ）であって、
前記処理ユニット（ＰＲ）は、
光モジュール参照フレーム（ＲＰ）内の観察者（Ｏ）の観察位置（ＰｏｓＯ１）を検出し、
画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）を計算する、
ことに適しており、
前記照明装置（ＤＩＳＰ）は、
前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）にしたがって前記投影面（Ｓ）上に前記画像（Ｉｐ）を投影することに適しており、前記画像（Ｉｐ）は、前記光モジュール（ＭＬ）の前記光束（Ｆｘ）に統合されている、
照明装置（ＤＩＳＰ）。
【請求項２５】
前記投影面（Ｓ）上に前記画像（Ｉｐ）を投影するために、前記処理ユニット（ＰＲ）はさらに、
複数の強度インジケータ（ｐｆ）を含む、前記光モジュール（ＭＬ）の前記光束（Ｆｘ）の光強度マップ（ＣＬＵＸ）から、前記投影面（Ｓ）上の輝度マップ（ＣＬＵＭ）を計算して輝点（ｐｌ）を算出し、
前記画像参照フレーム（ＲＩ）内のそれぞれの輝点（ｐｌ）の前記位置（ＰｏｓＬ２）を計算し、
前記位置（ＰｏｓＬ２）及び前記画像参照フレーム（ＲＩ）内の前記観察者（Ｏ）の前記観察位置（ＰｏｓＯ２）から、投影される前記画像（Ｉｐ）の前記像平面（Ｐ１）上のそれぞれの輝点（ｐｌ）の投影（ｐｌｒ）の座標（ｐｌｙ，ｐｌｚ）を定義し、
前記投影（ｐｌｒ）が投影される前記画像（Ｉｐ）に属する場合に、対応するピクセル（Ｐｉｘ）の座標（ｌｉｇ，ｃｏｌ）を定義し、
投影される前記画像（Ｉｐ）に属している輝点（ｐｌ）のそれぞれの投影（ｐｌｒ）に対して、対応する前記ピクセル（Ｐｉｘ）の前記色（Ｃｏ）にしたがって、対応する前記強度インジケータ（ｐｆ）の前記強度値（Ｖｉ）を修正する、
ことに適している請求項２４に記載の照明装置（ＤＩＳＰ）。
【請求項２６】
前記投影面（Ｓ）上に前記画像（Ｉｐ）を投影するために、前記光モジュール（ＭＬ）は、前記強度インジケータ（ｐｆ）の修正された前記強度値（Ｖｉ）を有する前記光束（Ｆｘ）を前記投影面（Ｓ）上に投影することに適している請求項２４又は請求項２５に記載の照明装置（ＤＩＳＰ）。
【請求項２７】
前記照明装置は、ヘッドライト又はリアライトである、請求項２４乃至請求項２６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項２８】
請求項２４乃至請求項２７のいずれかに記載の照明装置を備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールを用いた画像を投影面に投影するための自動車用投影方法に関する。
【０００２】
自動車のヘッドライトのような照明装置において特に限定されるものではなく、特定の用途を見出す。
【背景技術】
【０００３】
当業者に知られている少なくとも１つの画像を投影するための自動車用の投影方法は、自動車の運転手の車両の運転を支援するために、彼らに理解可能なグラフィックシンボルを高速道路等の投影面に投影することを含む。例えば、グラフィックシンボルは、超過すべきではない高速道路の速度制限であってもよく、又は、他の自動車との距離であってもよい。
【０００４】
この先行技術の１つの欠点は、この方法が運転手にのみ適用されることである。
【０００５】
このコンテキストにおいて、本発明は、光モジュールにより投影面に少なくとも１つの画像を投影するための自動車用の投影方法を提供することを目的とし、これは、自動車に対する観察者の観察する位置に関係することなく適用され、かつ、自動車外の観察者にも理解でき、又は、自動車内に位置する観察者にも理解できる画像を取得することを可能とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため、本発明は、自動車のための投影方法であり、少なくとも１の画像を投影面に光束を投影する好適な光モジュールの手段により投影する投影方法であって、
光モジュール参照フレーム内の観察者の観察位置を検出するステップと、
画像参照フレーム内の前記観察者の観察位置を計算するステップと、
画像参照フレーム内の前記観察者の前記観察位置にしたがった前記投影面上に前記画像を投射するステップであって、前記画像は、前記光モジュールの前記光束に統合されているステップと、
を備える。
【０００７】
したがって、下記の詳細が見られるように、投影される画像の投影は、観察者の観察位置に依存し、光モジュールの光束内に導入される。このように、画像は、彼らが自動車の乗客であっても、自動車の外側にいても、観察者に可視であり、かつ、理解可能に作成される。
【０００８】
非限定的ないくつかの実施形態によれば、この投影方法は、さらに、１又は複数の以下の追加の特徴を備える。非限定な１実施形態によれば、前記画像の前記投影ステップは、複数の強度インジケータを含む、前記光モジュールの光束の光強度マップから、投影面上の輝度マップを計算して輝点を算出するサブステップと、
前記画像参照フレーム内のそれぞれの輝点の位置を計算するサブステップと、
その位置及び前記画像参照フレーム内の前記観察者の前記観察位置から、投影される前記画像の前記画像面上のそれぞれの輝点の投影の座標を定義するサブステップと、
前記投影が投影される前記画像に属する場合に、対応する前記ピクセルの座標を定義するサブステップと、
投影される前記画像に属する輝点のそれぞれの投影に対して、対応する前記ピクセルの前記色にしたがった対応する前記強度インジケータの前記強度値を修正するサブステップと、
を備える。
【０００９】
非限定的な１実施形態によれば、前記投影面上の前記輝度マップを計算するステップは、
前記投影面上の前記強度インジケータの前記位置の第１の計算を実行し、インパクトポイントを算出するステップと、
前記インパクトポイントの照度マップの第２の計算を実行するステップと、
前記照度マップから前記インパクトポイントの前記輝度マップの第３の計算を実行し、前記輝点を算出するステップと、
を備える。
【００１０】
非限定的な１実施形態によれば、前記第１の計算は、
前記光モジュールの前記位置と、
前記強度インジケータの前記方向と、
に基づく。
【００１１】
非限定的な１実施形態によれば、前記第２の計算は、
前記強度インジケータの計算された前記位置と、
前記強度インジケータの前記光強度と、
前記光モジュールと前記インパクトポイントとの間の前記距離と、
に基づく。
【００１２】
非限定的な１実施形態によれば、投影される前記画像は、前記投影面の前記性質にしたがって計算される。
【００１３】
非限定的な１実施形態によれば、前記第３の計算は、
前記インパクトポイントの前記照度と、
前記照度マップのインパクトポイントの前記位置と、前記観察者の前記位置との間の位置ベクトルと、
光拡散関数と、
に基づく。
【００１４】
非限定的な１実施形態によれば、前記観察者の前記観察位置の計算ステップ及び前記画像参照フレーム内の輝点の前記位置の計算ステップは、
前記光モジュール参照フレーム内に投影される前記画像の前記位置と、
投影される前記画像の回転と、
のうち少なくとも１つのパラメータを考慮に入れた前記光モジュール参照フレームから前記画像参照フレームへの変換のための少なくとも１つの変換行列に基づく。
【００１５】
非限定的な１実施形態によれば、輝点の投影の前記座標を定義するステップは、
前記観察者の前記画像参照フレーム内の前記観察位置と、前記輝点の前記画像参照フレーム内の前記位置と、を通る直線と、
投影される前記画像の前記像平面と、の前記交点を計算するサブステップと、
投影される前記画像の寸法から前記交点の前記座標を決定するサブステップと、
を備える。
【００１６】
非限定的な１実施形態によれば、前記画像面はランバート拡散器であると考えられる。
【００１７】
非限定的な１実施形態によれば、前記投影面は、地面又は壁である。
【００１８】
非限定的な１実施形態によれば、前記観察者は前記自動車外にいる、又は、前記自動車内に位置している。
【００１９】
非限定的な１実施形態によれば、前記画像は前記光モジュール参照フレームでは歪んで現れ、前記画像参照フレームでは歪んでいないように見える。
【００２０】
非限定的な１実施形態によれば、前記画像参照フレーム内の前記観察者の前記観察位置の計算は、前記位置及び前記光モジュール参照フレーム内の投影される画像の回転の関数であり、前記回転は、−９０°よりも大きく０°以下である仰角の関数である。
【００２１】
非限定的な１実施形態によれば、前記画像参照フレーム内のそれぞれの輝点の前記観測位置の計算は、前記位置及び前記光モジュール参照フレーム内の投影される前記画像の前記回転の関数であり、前記回転は、−９０°よりも大きく０°以下である仰角の関数である。
【００２２】
非限定的な１実施形態によれば、前記仰角は０である。
【００２３】
非限定的な１実施形態によれば、前記仰角は−３５°である。
【００２４】
非限定的な１実施形態によれば、投影される前記画像の前記像平面上のそれぞれの輝点の投影は、中心であり、円錐状の視点効果を生じさせる。
【００２５】
非限定的な１実施形態によれば、前記強度インジケータの強度値の修正は、Ｖｉを修正された強度値、Ｖｉ０を前記光モジュールの前記強度インジケータの前記初期強度値、Ｃｏを対応するピクセルの色、σを最大オーバードライブ係数として、
Ｖｉ＝σ．Ｖｉ０×Ｃｏ／２５５
で実行される。
【００２６】
非限定的な１実施形態によれば、強度インジケータの強度値の修正は、Ｖｉを修正された強度値、φを輝度係数、Ｃｏを対応するピクセルの色として、
Ｖｉ＝φ．Ｃｏ
で実行される。
【００２７】
非限定的な１実施形態によれば、観察者の前記観察位置は、カメラを用いて計算される。
【００２８】
非限定的な１実施形態によれば、前記光強度マップは、メモリに格納されている。
【００２９】
非限定的な１実施形態によれば、前記投影面上に前記画像を投影するステップはさらに、前記光モジュールを用いて、前記強度インジケータの修正された前記強度値を有する前記光束を前記投影面上に投影するサブステップをさらに備える。
【００３０】
処理ユニットと、光束を投影することに適した光モジュールと、を備える、自動車用の照明装置であって、
前記処理ユニットは、
光モジュール参照フレーム内の観察者の観察位置を検出し、
画像参照フレーム内の前記観察者の前記観察位置を計算する、
ことに適しており、
前記照明装置は、
前記画像参照フレーム内の前記観察者の前記観察位置にしたがった前記投影面上に前記画像を投影することに適しており、前記画像は、前記光モジュールの前記光束に統合されている、
照明装置がまた提供される。
【００３１】
非限定的な１実施形態によれば、前記投影面上に前記画像を投影するために、前記処理ユニットはさらに、
複数の強度インジケータを含む、前記光モジュールの前記光束の光強度マップから、前記投影面上の輝度マップを計算して輝点を算出し、
前記画像参照フレーム内のそれぞれの輝点の前記位置を計算し、
前記位置及び前記画像参照フレーム内の前記観察者の前記観察位置から、投影される前記画像の前記像平面上のそれぞれの輝点の投影の座標を定義し、
前記投影が投影される前記画像に属する場合に、前記対応するピクセルの座標を定義し、
投影される前記画像に属している輝点のそれぞれの投影に対して、対応する前記ピクセルの前記色にしたがって、対応する前記強度インジケータの前記強度値を修正する、
ことに適している。
【００３２】
非限定的な１実施形態によれば、前記投影面上に前記画像を投影するために、前記光モジュールは、前記強度インジケータの修正された前記強度値を有する前記光束を前記投影面上に投影することに適している。
【００３３】
非限定的な１実施形態によれば、前記照明装置はヘッドライト又はリアライトである。
【００３４】
非限定的な１実施形態によれば、前記処理装置は、前記光モジュールに統合されている。
【００３５】
上述の特徴による照明装置を備えた自動車もまた、提供される。
【００３６】
本発明及び本発明の様々な応用は、以下の記載及び添付されている図を見ることにより、よりよく理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の非限定的な実施形態に係る少なくとも１つの画像を投影面に投影するための投影方法のステップのフローダイアグラムを表す。
【図２】非限定的な実施形態に係る図１の投影方法を実装するための好適な照明装置を含む自動車を表す。
【図３】非限定的な実施形態に係る図１の投影方法のステップにより準備された光強度マップを表す。
【図４】図１の投影方法の少なくとも１つのステップを実行するのに好適な光モジュールを組み込むヘッドライト及び当該ヘッドライトの光モジュールからの光線の方向を表す。
【図５】非限定的な実施形態に係る図１の投影方法における光強度マップを準備するステップのサブステップを示すフローダイアグラムを表す。
【図６】図４のヘッドライト及び地上の光束のインパクトポイントを表す。
【図７】図６のヘッドライト及びインパクトポイントの照明を表す。
【図８】図１の投影方法における観察者の観察位置を計算するステップに考慮される仰角及び方位角を表す。
【図９】インパクトポイント、画像参照フレームにおける自動車外の観察者の観察位置、及び、図１の投影方法により投影される画像を模式的に表す。
【図１０】図１の投影方法により投影された画像であって、自動車の運転者の視点から見た画像であるが、自動車外の観察者のみが理解できる画像を表す。
【図１１】図１の投影方法により投影された画像であって、自動車の後方の乗員の始点から見た画像であるが、自動車外の観察者のみが理解である画像を表す。
【図１２】図１の投影方法により投影された画像であって、自動車外の観察者から見た画像であり、自動車外の観察者のみが理解できる画像を表す。
【図１３】非限定的な実施形態に係る図１の投影方法における輝点の投影の座標を定義するステップのサブステップを示すフローダイアグラムを表す。
【図１４】インパクトポイント、自動車外の観察者の観察位置及び図１の投影方法により図９において投影される画像、及び、インパクトポイントと投影される画像との交差する位置の座標を模式的に表す。
【図１５】インパクトポイント、自動車外の観察者の観察位置及び図１４の投影される正規化された画像を模式的に表す。
【図１６】図１４の投影される画像のピクセルを模式的に表す。
【図１７】図１の投影方法の実装に好適な照明装置を表す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
異なる図に表れる構造又は機能による同一要素は、別段の指定が無い限り同一の符号を保持する。
【００３９】
光モジュールＭＬの手段による投影面に少なくとも１つの画像を投影するための本発明に関する自動車用の投影方法ＭＴＨは、図１〜図１６を参照することにより記載される。
【００４０】
自動車は、あらゆるモーターのついた乗り物手段として理解される。
【００４１】
図１に示すように、方法ＭＴＨは、
光モジュール参照フレームＲＰ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ１を検出するステップ（ＤＥＴ＿ＰＯＳ（Ｏ，ＰｏｓＯ１，ＲＰ）と表されるステップ）と、
画像の参照フレームＲＩ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２を計算するステップ（ＤＥＴ＿ＰＯＳ（Ｏ，ＰｏｓＯ２，ＲＩ）と表されるステップ）と、
画像の参照フレームＲＩ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２にしたがった投影面Ｓ上の画像Ｉｐであって、光モジュールＭＬの光束Ｆｘ内に組み込まれる画像Ｉｐを投影するステップ（ＰＲＯＪ（Ｆｘ，Ｉｐ，Ｓ）と表されるステップ）と、
を含む。
【００４２】
図１に示されるように、画像を投影するステップは、
３ａ）複数の強度インジケータｐｆを含む光モジュールＭＬの光強度マップＣＬＵＸから、輝度ｐｌの点を生じさせる、投影面Ｓ上における輝度マッピングＣＬＵＭを計算するサブステップ（ＣＡＬＣ＿ＣＬＵＭ（ＣＬＵＸ，Ｓ，ｐｌ）と表されるステップ）と、
３ｂ）画像の参照フレームＲＩにおいてそれぞれの輝点ｐｌの位置ＰｏｓＬ２を計算するサブステップ（ＣＡＬＣ＿ＰＯＳ（ｐｌ，ＰｏｓＬ２，Ｏ，ＲＩ）と表されるステップ）と、
３ｃ）その位置ＰｏｓＬ２と、画像の参照フレームＲＩ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２と、から、投影される画像Ｉｐの像平面Ｐ１内における各輝点ｐｌの投影ｐｌｒの座標ｐｌｙ，ｐｌｚを定義するサブステップ（ＤＥＦ＿ＰＬＲ（ｐｌｒ，Ｐ１，ＰｏｓＬ２，ＰｏｓＯ２）と表されるステップ）と、
３ｄ）投影ｐｌｒが投影された画像Ｉｐに属するのであれば、対応するピクセルぴｘの座標ｌｉｇ，ｃｏｌを定義するサブステップ（ＤＥＦ＿ＰＩＸ（ｐｌ（ｌｉｇ，ｃｏｌ），ｐｌｙ，ｐｌｚ））と表されるステップ）と、
３ｅ）投影された画像Ｉｐに属するそれぞれの輝点ｐｌの投影ｐｌｒに対し、対応するピクセルＰｉｘの色Ｃｏにしたがい、対応する強度インジケータｐｆの輝度値Ｖｉを補正するサブステップ（ＭＯＤ＿ＰＦ（ｐｆ，Ｖｉ，Ｐｉｘ、Ｃｏ）と表されるステップ）と、
を備える。
【００４３】
特に第１ステップ３ａは、特にステップ３ｂと同様に、次のステップの反復の前に実行してもよいことに留意されたい。より一般的には、記載されたステップは、連続的に実行される、すなわち、同じ反復において実行される必要は無く、異なる反復において異なる反復の頻度により実行されてもよい。
【００４４】
画像Ｉｐを投影するステップはさらに、３ｆ）投影面Ｓに、強度インジケータｐｆの輝度値Ｖｉを補正する光線Ｆｘを投影するサブステップ（図１においてＰＲＯＪ（ＭＬ，Ｆｘ，Ｖｉ，ｐｆ）と表されるステップ）を含む。
【００４５】
投影方法ＭＴＨは、同時に１又は複数の画像ｌｐを投影するために好適である。残りの記載は、非限定的な例として１枚の画像の投影が取得されることについて説明する。投影は、自動車Ｖの前方、後方又は側方で行われてもよいことに留意されたい。
【００４６】
光モジュールＭＬは、光束Ｆｘを生成することを可能とし、光束Ｆｘは、異なる方向を進む複数の光線Ｒｘを含む。光モジュールＭＬは、それぞれの強度インジケータｐｆの強度値Ｖｉを修正することが可能であり、したがって、デジタル化された光モジュールである。下記の記載するように、投影される画像Ｉｐは、光モジュールＭＬの光束Ｆｘに結合される。光強度マップＣＬＵＸは、デジタル的に使用できるように離散化されていることに留意されたい。光モジュールＭＬは、光源の周辺の空間が離散化される点光源と考えられる。したがって、強度インジケータｐｆは、ある方向ｄｉｒ１及び当該方向ｄｉｒ１内に当該光モジュールＭＬにより与えられた所定の強度値Ｖｉを有する光モジュールＭＬにより照射された空間内の点である。方向ｄｉｒ１は、（後述する）２つの角度θ及び角度δにより与えられる。非限定的な１実施形態において、投影面Ｓは、地面（Ｓ１で参照される）又は壁（Ｓ２で参照される）である。地面又は画像に投影される画像Ｉｐは、したがって２次元画像である。
【００４７】
図２に示される非限定的な１実施形態において、自動車Ｖの照明装置ＤＩＳＰは、少なくとも１つの光モジュールＭＬを含み、投影方法ＭＴＨを実装するために好適である。示される非限定的な例において、照明装置は、ヘッドライトである。
【００４８】
後ほど見るように、観察者Ｏの観察位置は、投影される画像Ｉｐを投影するために考慮される。この目的のために、投影される画像Ｉｐは、歪曲され、それ故に、それが、運転者、自動車の前部若しくは後部の乗客、又は、自動車外の観察者であるかどうかは、問題の観察者が理解することができる。
【００４９】
したがって、画像Ｉｐが投影されるということは、観察者Ｏからの視点からと言うことになる。観察者Ｏの視点から、画像Ｉｐは、歪曲しない。観察者とは異なる視点からは、画像Ｉｐは、歪曲する。非限定的ないくつかの実施形態では、自動車の外の観察者Ｏは、歩行者、別の自動車の運転者、サイクリスト（自転車の運転者）、モーターサイクリスト（バイクの運転者）等である。彼らは、自動車Ｖの前方、後方、又は、側方のうち一方にいてもよい。
【００５０】
非限定的な１実施形態において、投影された画像Ｉｐは、少なくとも１つのグラフィックシンボルを含む。グラフィックシンボルは、観察者Ｏの快適性及び／又は安全性を改善することが可能であろう。非限定的な１実施形態において、観察者Ｏが自動車の運転手であるならば、グラフィックシンボルは、高速道路において超過すべきではない速度制限、自動車がバックし、かつ、障害物（歩行者、壁等）が自動車に近すぎるように位置している場合における停止グラフィックシンボル、自動車が高速道路の曲がるポイントにいる場合に運転者を補助する矢印、等を表すことが可能である。
【００５１】
非限定的な一例において、観察者Ｏが歩行者又はサイクリストのような自動車外にいるとすると、グラフィックシンボルは、自動車が再び立ち去ろうとしているので、車両の前の横切らないようにするべきであることを示す停止信号であってもよい。非限定的な一例において、観察者Ｏが後続車のように自動車外にいるとすると、グラフィックシンボルは、自動車がブレーキを考えている場合の停止信号であってもよく、その結果、後続車の運転者が彼らの順番においてブレーキを掛けることができる。別の非限定的な一例において、観察者Ｏが自動車外におり、横に並んでいる自動車であるとすると、グラフィックシンボルは、別の自動車が前方に到着しているので、自動車を引き戻すことを示す警告信号であってもよい。
【００５２】
図２に示すように、投影された画像Ｉｐは、停止シンボル（ＳＴＯＰ）である。これは、投影面Ｓ、ここでは非限定的に例示に示されるように地面に向けられてもよく、観察者Ｏがこの停止シンボル（ＳＴＯＰ）を見て理解できるようにする。非限定的に示された例において、投影は、自動車の前方に行われ、観察者Ｏは、自動車外にいる。
【００５３】
投影方法ＭＴＨの種々のステップは、以下に詳細に記載される。
【００５４】
１）光モジュール参照フレームＲＰにおける観察者の観察位置を検出するステップ。
【００５５】
光モジュール参照フレームＲＰ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ１を検出するために、光モジュール参照フレームＲＰ内の実際の観察者Ｏの位置を検出することが必要となる。この目的のために、非限定的な一例において、カメラ（図示しない）が用いられる。これは、自動車Ｖの外側に位置している観察者Ｏの位置を検出し、計算するのに好適である。
【００５６】
非限定的ないくつかの実施形態において、カメラは、レーダー（Radar：Radio Detection And Ranging）又はライダー（Lidar：Light Detection And Ranging）で置換される。
【００５７】
自動車内に位置している観察者Ｏ（運転者又は乗客）に対して、例えば、参照観察位置が考慮される。したがって、非限定的な一例において、運転者の目は、車両が自動車である場合には、光モジュールからの位置ＰｏｓＯ１（１．５；−０．５；１）（メートルで表される）に位置すると考えられる。もちろん、車両がトラックであれば、光モジュールＭＬに対応する目の位置は、異なる。
【００５８】
外側の観察者に対して、観察者Ｏの位置から、観察位置ＰｏｓＯ１が彼らの目の位置に対応して推定されてもよい。例えば、彼らの目の位置は、地面から約１．５メートル離れている。このような観察者の位置の検出は、当業者には周知であるので、ここでは詳細には説明しない。
【００５９】
２）画像参照フレームＲＩにおいて、観察者の観察位置を計算するステップ。
【００６０】
観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ１は、光モジュール参照フレームＲＰにしたがって既に決定されている。これは、以下に説明する座標系の変換に使用される。
【００６１】
このステップは、座標系の変換を実行する。実際、光モジュール参照フレームＲＰ（座標軸ｐｊｘ，ｐｊｙ，ｐｊｚにより定義される）は、投影される画像Ｉｐの画像参照フレームＲＩ（座標軸Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚにより定義される）へと変換される。
【００６２】
画像参照フレームＲＩにおける観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２を計算することは、少なくとも１つの光モジュール参照フレームＲＰから画像参照フレームＲＩへの変換行列Ｍに基づいている。
【００６３】
非限定的な１実施形態において、位置ＰｏｓＯ２は、以下のように形成される。
【数１】
2018530467.tif 000003
【００６４】
非限定的な１実施形態において、変換行列Ｍは、少なくとも１つの以下のパラメータを考慮する。
光モジュール参照フレームＲＰ内の投影画像Ｉｐの位置ＰｏｓＩｐ。
光モジュール参照フレームＲＰ内の投影画像ＩｐのローテーションＲｏｔＩｐ
投影される画像Ｉｐのスケール。
【００６５】
投影される画像Ｉｐの位置ＰｏｓＩｐは、光モジュール参照フレームＲＰの３つの軸ｐｊｘ，ｐｊｙ，ｐｊｚに沿った変換にしたがって、光モジュール参照フレームＲＰから推定される。
【００６６】
非限定的な１実施形態において、変換行列Ｍは、以下のように形成される。
【数２】
2018530467.tif 000004
【００６７】
ここで、ａ，ｅ及びｉは、アフィニティタームであり、ｂ，ｃ，ｄ，ｆ，ｇ及びｈは、ローテーションタームであり、ｔ，ｕ及びｖは、トランスレーションタームである。
【００６８】
アフィニティタームａ，ｅ及びｉは、画像の拡大又は縮小を達成することが可能であり、例えば、ａ，ｅの値によりｉ、全体のサイズ（相似に）を５０％増加したり、２０％減少したり、それぞれを５０％増加したり、２０％減少させたりすることができる。ａ，ｅ及びｉの値の例として、１に等しい値は、投影される画像の基準寸法に方向ｐｊｘ，ｐｊｙ及びｐｊｚにおいてそれぞれ対応する。拡大又は収縮を１次元のみ又は２時点のみにおいて（非相似に）適用することもまた可能である。異なる拡大率又は収縮率を他の次元と比較して適用することもまた可能であり、特に、異なる拡大率又は収縮率をそれぞれの方向に適用することがかのである。このように、観察者Ｏの目の位置ＰｏｓＯ２にしたがって、観察者Ｏに見える画像を、より大きく又はより小さく全体的に又はある次元に沿って、ａ，ｅ及びｉの値をそれぞれ増加又は減少することにより、投影することを決定してもよい。
【００６９】
ローテーションＲｏｔＩｐは、以下に示す３つの角度に依存することに留意されたい。
β：方位角（投影される画像Ｉｐが観察者の右側又は左側、例えば、後者が左側又は右側に見えるかどうかをしめす。）
Ω：傾斜角（投射される画像Ｉｐの傾き、例えば、観察者が頭を一方に傾けた場合を示す。これは、画像を傾けることに等しい。）
ε：仰角（画像Ｉｐのグラフィックシンボルを与えることを望む効果を示す。）
【００７０】
図８は、仰角及び方位角、並びに、投影される画像Ｉｐの平面Ｐ１を示す。
【００７１】
したがって、ＰｏｓＯ２＝Ｍ×ＰｏｓＯ１となる。ＰｏｓＯ１は、光モジュール参照フレームＲＰ内に投影される画像Ｉｐに使用される、観察者Ｏの観察位置である。ＰｏｓＯ２は、画像参照フレームＲＩ内に投影される画像Ｉｐに使用される、観察者Ｏの観察位置である。
【００７２】
したがって、投影される画像Ｉｐの位置及びローテーションは、観察者Ｏに適切なものとなる。このように、投影される画像Ｉｐは、観察者Ｏに理解できるものとなる。
【００７３】
したがって、画像のアフィン歪みは、漸進的進化（Anamorphosis）と呼ばれ、所望の視点から取得される。このように、自動車の運転者の目には、投影された画像Ｉｐは、歪んでいない。同様に、トラック運転者の目には、光モジュール参照フレームＲＰの上方に位置しているとしても、投影された画像Ｉｐは、歪んでいない。最終的に、外側の観察者に対して、投影された画像Ｉｐは、歪んでいない。したがって、画像の投影が観察者の観察位置に依存し、観察者の望むようにそのスケールを調整することが可能であるので、投影された画像Ｉｐは、観察者にはっきりと見られることができる。したがって、自動車から遠くにいたとしてもなお、観察者Ｏは、投影された画像Ｉｐのグラフィックシンボルを理解し、見ることが可能である。
【００７４】
３）投影面上に画像Ｉｐを投影するステップ。
【００７５】
このステップは、以下のサブステップを含む。
３ａ）輝度マッピングＣＬＵＭを計算するサブステップ。
【００７６】
非限定的な１実施形態において、光強度マップＣＬＵＸは、メモリに格納される。これは、ゴニオフォトメーター（図示しない）を用いて、製品の設計中にあらかじめ調整されているであろう。ゴニオフォトメーターは、例えば、タイプＡであり、すなわち、水平軸の周りの回転運動は、水平軸の周りの回転のために調整された垂直軸の周りの回転運動を支持する。光強度マップＣＬＵＸは、点光源として考えられる光モジュールＭＬの強度インジケータｐｆを与える。光モジュールＭＬからスタートした光線Ｒｘの方向ｄｉｒ１は、２つの角θ及び角δの式として表され、以下の式により与えられる。
【数３】
2018530467.tif 000005
【００７７】
δは、ゴニオフォトメーターの垂直回転Ｖであり、θは、ゴニオフォトメーターの水平回転Ｈである。光強度マップＣＬＵＸは、したがって、複数の強度インジケータｐｆ、上記の式で与えられる方向ｄｉｒ１、強度インジケータｐｆの水平角θ及び強度インジケータｐｆの垂直角δを含む。光強度マップＣＬＵＸは、図３に示される。δ＝０Ｖ、θ＝０Ｈの極座標の強度インジケータｐｆが存在していることが分かる。光強度マップＣＬＵＸは、したがって、与えられた方向に対する強度Ｉ（θ，δ）を決定することを可能とする。したがって、ＣＬＵＸ＝｛（δｉ，θｊ，Ｉｉ，ｊ），（ｉ，ｊ）∈［１，Ｍ］×［１，Ｎ］｝、ここで、Ｍ及びＮは、垂直方向及び水平方向（それぞれ）に沿った光束Ｆｘの離散化点（又は強度インジケータ）の数である。強度インジケータｐｆは、故に、その方向ｄｉｒ１及びその強度Ｉ（θ，δ）により決定される。
【００７８】
図４は、光線Ｆｘの方向の光モジュールＭＬを含む照明装置ＤＩＳＰを示す。投影面Ｓ上の輝度マップＣＬＵＭを計算するステップは、図５に示す以下のサブステップを含む。
ｉ）インパクトポイントｐｉを算出する、投影面Ｓ上の強度インジケータｐｆの位置ＰＯＳｐｆの第１の計算のサブステップ（ＣＡＬＣ＿ＰＯＳＦ（ｐｆ，ＰＯＳｐｆ，ｐｉ）と表されるステップ）。
ｉｉ）インパクトポイントｐｉの照度マップＣＥＣＬの第２の計算のサブステップ（ＣＡＣＬ＿ＣＥＣＬ（ｐｉ，ＣＥＣＬ）で表されるステップ）。
ｉｉｉ）輝点ｐｌを算出する、照度マップＣＥＣＬからインパクトポイントｐｉの輝度マップＣＬＵＭの第３の計算のサブステップ（ＣＡＬＣ＿ＣＬＵＭ（ｐｉ，ＣＥＣＬ）と表されるステップ）。
【００７９】
種々のサブステップは、以下に詳細が与えられる。以下の計算は、投影面Ｓ（地面Ｓ１又は壁Ｓ２）にしたがって実行されることに留意されたい。
【００８０】
サブステップｉ）
第１の計算は、デカルト座標のｘ，ｙ，ｚにおける光モジュールＭＬの位置ＰＯＳｐｊ、及び、上述した強度インジケータｐｆの方向ｄｉｒ１、に基づいている。
【００８１】
地面Ｓ１に対して、位置ＰＯＳｐｆ１は、以下の式によりデカルト座標ｘ，ｙ，ｚにおける地面上の強度インジケータｐｆから得られる。
ＰＯＳｐｆ１＝ＰＯＳｐｊ−（ＰＯＳｐｊ．ｚ／ｄｉｒ１．ｚ）×ｄｉｒ１
【００８２】
ここで、ＰＯＳｐｊ．ｚは、光モジュールＭＬの位置のｚ成分（地面に対する光モジュールの高さ）であり、ｄｉｒ１．ｚは、光線Ｒｘの方向ベクトルのｚ成分である。
【００８３】
壁Ｓ２に対して、位置ＰＯＳｐｆ２は、以下の式によりデカルト座標ｘ，ｙ，ｚにおける壁上の強度インジケータｐｆから得られる。
ＰＯＳｐｆ２＝ＰＯＳｐｊ−（Ｄ／ｄｉｒ１．ｘ）×ｄｉｒ１
【００８４】
ここで、ｄｉｒ１．ｘは、光線Ｒｘの方向ベクトルのｘ成分であり、Ｄは、光モジュールＭＬと壁との距離である。非限定的な一例において、Ｄは、２５メートルに等しい。
【００８５】
インパクトポイントｐｉ（位置ＰＯＳｐｆ１又は位置ＰＯＳｐｆ２における）は、このように、地面Ｓ１上又は壁Ｓ２上で取得される。図６は、地面Ｓ１である投影面Ｓ上のインパクトポイントｐｉの非限定的な例を示す。
【００８６】
サブステップｉｉ）
地面Ｓ１上又は壁Ｓ２上のインパクトポイントｐｉが一度決定されると、このインパクトポイントｐｉの照度Ｅは、上述で決定された強度インジケータｐｆの強度Ｉ（θ，δ）から計算される。
【００８７】
地面Ｓ１に対して、地面上のインパクトポイントｐｉの照度ＥＲは、したがって、以下の式により得られる。
ＥＲ＝−（Ｉ（θ，δ）／ｄｉｓｔ１２）×ｃｏｓθ×ｓｉｎδ
ここで、ｄｉｓｔ１は、インパクトポイントｐｉと光モジュールＭＬとの距離である。
【００８８】
壁Ｓ２に対して、壁上のインパクトポイントｐｉの照度ＥＭは、したがって、以下の式により得られる。
ＥＭ＝（Ｉ（θ，δ）／ｄｉｓｔ１２）×ｃｏｓθ×ｃｏｓδ
ここで、ｄｉｓｔ１は、インパクトポイントｐｉと光モジュールＭＬとの距離である。
【００８９】
図７は、地面Ｓ１である投影面Ｓ上のインパクトポイントｐｉの照度Ｅ（点線の円で区切られる）を示す。
【００９０】
サブステップｉｉｉ）
第３の計算は、インパクトポイントｐｉの照度Ｅ、照度マップＣＥＣＬのインパクトポイントの位置と、観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ１（光モジュール参照フレームＲＰ内における）との位置ベクトルＲｏｅｉｌ／Ｍｏｅｉｌ、及び、光拡散関数ｄに基づいている。ｄは、投影面による光の拡散を計算することを可能とする既知の関数である。これは、投影面Ｓの性質により変化することに留意されたい。例えば、関数ｄは、面がアスファルト、コンクリート、タール、石畳等であることにより異なる。
【００９１】
地面Ｓ１に対して、地面上のインパクトポイントｐｉの輝度ＬＲは、以下の式により得られる。
【数４】
2018530467.tif 000006
【００９２】
ここで、（Ｒｅｙｅ／||Ｒｅｙｅ||）．ｚは、ノルム付ベクトルＲｏｅｉｌのｚ成分である。
【００９３】
壁Ｓ２に対して、壁上のインパクトポイントｐｉの輝度ＬＭは、以下の式により得られる。
【数５】
2018530467.tif 000007
【００９４】
ここで、（Ｍｅｙｅ／||Ｍｅｙｅ||）．ｘは、ノルム付ベクトルＭｏｅｉｌのｘ成分である。
【００９５】
非限定的な１実施形態において、投影面Ｓは、全ての方向に均一に放出すると仮定する。この場合、拡散パラメータは、角δ及び角θに依存しない。
【００９６】
非限定的な１実施形態において、投影面Ｓは、ランバート拡散器（Lambertian Diffuser）（例えば、灰色体）であると考えられる。そうすると、照度Ｅに比例して、投影面Ｓ上には、一定の輝度が存在し、この場合、拡散関数ｄは、余弦（cosine）となる。この場合、ＬＲ＝ａ／π・ＥＲであり、以下の式が成り立つ。
【数６】
2018530467.tif 000008
【００９７】
ここで、ａは、物質のアルベドであり、ＬＭ＝ａ／π・ＥＭである。
【００９８】
非限定的ないくつかの例において、アスファルトのアルベドは、７％であり、コンクリートのアルベドは、１７％〜２７％の間を変化する。
【００９９】
３ｂ）画像参照フレームＲＩ内の輝点ｐｌの位置を計算するサブステップ。
【０１００】
輝点ｐｌの位置ＰｏｓＬ１は、光モジュール参照フレームＲＰにしたがって、前もって決定される。これは、下記に記載する座標系の変換のために用いられる。
【０１０１】
同様に、観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２を計算することに関して、このステップは、座標系の変換を実行する。実際、光モジュール参照フレームＲＰ（軸ｐｊｘ，ｐｊｙ，ｐｊｚにより定義される）は、投影される画像Ｉｐの画像参照フレームＲＩ（軸Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚにより定義される）に変換される。
【０１０２】
画像参照フレームＲＩ内の輝点ｐｌの位置ＰｏｓＬ２の計算をすることは、光モジュール参照フレームＲＰから画像参照フレームＲＩへの変換のための少なくとも１つの変換行列Ｍ（上述されている変換行列Ｍ）に基づいている。
【０１０３】
非限定的な１実施形態において、位置ＰｏｓＬ２は、上述した位置ＰｏｓＯ２と同じ形式である。
【数７】
2018530467.tif 000009
【０１０４】
変換行列Ｍは、画像参照フレームＲＩ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２の計算において記載されている。それ故、ここでは再び記載しない。
【０１０５】
このように、ＰｏｓＬ２＝Ｍ×ＰｏｓＬ１である。ＰｏｓＬ１は、光モジュール参照フレームＲＰ内の輝点ｐｌの位置である。ＰｏｓＬ２は、画像参照フレームＲＩ内の輝点ｐｌの位置である。
【０１０６】
図９は、画像参照フレームＲＩだけではなく投影される画像Ｉｐも示している。輝点ｐｌ及び観察者Ｏの目（観察位置に関連する）もまた、画像参照フレームＲＩ内で定義された位置ＰｏｓＬ２及び位置ＰｏｓＯ２としてそれぞれ見ることができる。
【０１０７】
地面上又は壁上の投影画像Ｉｐが２次元であったとしても、３次元の効果、すなわち、上述した仰角εを調整することにより、遠近法又はトロンプルイユ（trompe l'oeil：だまし絵）効果を得ることができることに留意されたい。観察者Ｏ（運転者、乗客、又は、外部の観察者のいずれでも）視点で見るであろう。この目的のため、仰角εは、−９０°よりも大きい。特に、−９０°よりも大きく、０°以下である。３次元効果は、このように、０°から−９０°（包含的ではない）において見ることができる。−９０°において、画像Ｉｐは、地面上で平面であり、それ故に、３次元効果を有しない。図１０乃至図１２は、角錐である投影画像Ｉｐを示す。歩行者のような自動車外にいる観察者Ｏは、非限定的な例として取られる。角錐は、３つの別の視点、運転者の視点（図１０）、後部座席の乗客の視点（図１１）及び歩行者の視点（図１２）から見ることができるが、１つの視点からのみ３次元で見える。非限定的な例において、歩行者のみが３次元で角錐を見るであろう（図１２に示すように）。運転者又は乗客の視点から、角錐は、歪んで表れる。非限定的な種々の実施形態において、仰角εは、０である。観察者Ｏは、まっすぐ前を見ている。この場合、観察者Ｏは、まっすぐ立っているかのように、画像、すなわち、ここでは角錐を見ることになるであろう。非限定的な種々の実施形態において、εは、−３５°である。これは、高速道路の方向に３次元効果を高めることを可能とする。
【０１０８】
画像Ｉｐの平面Ｐ１は、このように、観察者Ｏの観察方向に対して垂直である。仰角εが−９０°と異なると、角錐は、このように、３次元で見ることができるが、多かれ少なかれ傾いている。
【０１０９】
３ｃ）輝点ｐｌの投影ｐｌｒの座標ｐｌｙ，ｐｌｚを定義するサブステップ。
【０１１０】
図１３に示されるように、非限定的な１実施形態において、基点ｐｌの投影ｐｌｒの座標ｐｌｙ，ｐｌｚを定義するステップは、
ｉ）観察者Ｏの画像参照フレームＲＩ内の観察位置ＰｏｓＯ２及び基点ｐｌの画像参照フレームＲＩ内の位置ＰｏｓＬ２を通る直線Ｖ（ＰｏｓＯ２，ＰｏｓＬ２）と、投影される画像Ｉｐの像平面Ｐ１と、の交点Ｉｎｔを計算するサブステップ（ＣＡＬＣ＿ＩＮＴ（ＰｏｓＯ２，ＰｏｓＬ２，Ｐ１）で表されるサブステップ）と、
ｉｉ）投影される画像Ｉｐの寸法Ｌ１及び寸法Ｈ１から、交点Ｉｎｔの座標ｐｌｙ，ｐｌｚを決定するサブステップ（ＤＥＦ＿ＣＯＯＲＤ（Ｉｎｔ，Ｌ１，Ｈ１）で表されるサブステップ）と、
を含む。
【０１１１】
これらの２つのサブステップは、以下に記載される。
【０１１２】
サブステップｉ）
画像参照フレームＲＩ内で、直線（目，輝点）と像平面Ｐ１との交点は、直線（目，輝点））で、ｌｘ＝０となる点である。したがって、Ｉｎｔ＝ＰｏｓＯ２−（（ＰｏｓＯ２．ｘ）／（Ｖ（ＰｏｓＯ２，ＰｏｓＬ２）．ｘ））×Ｖ（ＰｏｓＯ２，ＰｏｓＬ２）である。ここで、
Ｖ（ＰｏｓＯ２，ＰｏｓＬ２）は、画像参照フレームＲＩにおける直線（目，輝点））を表すベクトルであり、
Ｖ（ＰｏｓＯ２，ＰｏｓＬ２）．ｘは、ベクトルのｘ成分であり、
Ｉｎｔは、直線（目，輝点）と画像参照フレームＲＩにおける投影される画像Ｉｐとの交点であり、交点Ｉｎｔは、したがって、投影される画像Ｉｐの像平面Ｐ１上の輝点ｐｌの投影ｐｌｒであり、
ＰｏｓＬ２．ｘは、輝点ｐｌの位置のｘ成分であり、
ＰｏｓＯ２．ｘは、観察者の観察位置のｘ成分である。
【０１１３】
観察者Ｏの観察位置は、Ｉｘ軸上に位置するという仮定があることに留意されたい。
【０１１４】
図１４は、投影される画像Ｉｐ、面Ｐ１上の輝点ｐｌの投影ｐｌｒとベクトルＶ（ＰｏｓＯ２，ＰｏｓＬ２）（点線で示される）とに関連する交点Ｉｎｔを示す。投影Ｐｌｒは、中心型（Central Type）であり、この結果、円錐形の遠近法の効果を生じるということに留意されたい。以下では、投影ｐｌｒ又は中心投影ｐｌｒという用語は、同じ意味として使用される。
【０１１５】
サブステップｉｉ）
画像参照フレームＲＩ内の輝点ｐｌの中心投影ｐｌｒの座標ｐｌｙ，ｐｌｚは、前もって決定された交点Ｉｎｔの位置のＩｙ（鉛直）軸に沿った座標及びＩｚ（水平）軸に沿った座標に対応する。非限定的な１実施形態において、それらは、メートル単位で表される。図１４の座標系において、この点の座標か、以下の式により推定される。
【０１１６】
ｐｌｙ＝（Ｉｎｔ．ｙ＋（Ｌ１／２））／Ｌ１
ｐｌｚ＝Ｉｎｔ．ｚ／Ｈ１
【０１１７】
ここで、
Ｌ１は、投影される画像Ｉｐの幅（非限定的な一例においてメートルで表される）であり、
Ｈ１は、投影される画像Ｉｐの高さ（非限定的な一例においてメートルで表される）であり、
Ｉｎｔ．ｙは、交点のｙ座標であり、
Ｉｎｔ．ｚは、交点のｚ座標である。
【０１１８】
図１４は、画像参照フレームＲＩにおいてメートル単位の座標ｐｌｙ及び座標ｐｌｚの定義を示す。Ｌ１及びＨ１は、投影方法ＭＴＨの入力パラメータであることに留意されたい。
【０１１９】
このサブステップは、座標ｐｌｙ，ｐｌｚが投影される画像Ｉｐに属するか否か（それらは、０と１との間にあるべきである）、したがって、輝点ｐｌの中心投影ｐｌｒが投影される画像Ｉｐに属するか否かを、その後に決定することを可能とする。
【０１２０】
この目的のために、非限定的な１実施形態において、投影される画像Ｉｐ及びこのように計算された投影ｐｌｒの座標は、正規化される。これは、投影される画像Ｉｐに属していることの評価を簡略化することを可能とする。このように、図１５に示すように、正規化された座標系ＩＸ（垂直軸），ＩＹ（水平軸）が得られる。投影ｐｌｒの座標ｐｌｙ，ｐｌｚの値は、ここで、０から１の間となる。図示された例では、軸ｌｙ及び軸ｌｚは、それぞれ、軸ＩＸ及び軸−ＩＹとなっている。したがって、画像の寸法Ｈ２，Ｌ２は、０から１の間に得られる。
【０１２１】
図１５は、画像参照フレームＲＩ内で単位なしの座標ｐｌｙ，ｐｌｚの定義を示す。
【０１２２】
投影される画像Ｉｐのサイズ（Ｌ１，Ｈ１）は、本ステップ３ｃ）で定義されてもよいし、変換行列Ｍのステップで定義されてもよいことに留意されたい。投影される画像Ｉｐの寸法Ｌ１，Ｈ１、したがって、Ｌ２，Ｈ２、位置及び回転が既知であれば（これらは投影方法ＭＴＨの入力パラメータである）、座標ｐｌｙ，ｐｌｚを介し、投影ｐｌが投影される画像Ｉｐに属するか否かは簡単に決定することができる。
【０１２３】
３ｄ）対応するピクセルＰｉｘの座標を定義するサブステップ。
【０１２４】
ピクセルＰｉｘの行（ｌｉｇ）及び列（ｃｏｌ）座標は、投影される画像Ｉｐに属している（輝点ｐｌの）それぞれの投影ｐｌｒにより定義され、すなわち、ステップ３ｃ−ｉｉ）で確認された投影される画像Ｉｐの矩形Ｌ２×Ｈ２の内側に位置する。
【０１２５】
したがって、投影ｐｌｒが投影される画像Ｉｐに属する場合、対応するピクセルＰｉｘの座標が計算される。それらは、以下のように計算される。
【０１２６】
ｌｉｇ＝−ｐｌｚ×Ｌ２
ｃｏｌ＝ｐｌｙ×Ｈ２
【０１２７】
ここで、
ｌｉｇは、ピクセルの行であり、
ｃｏｌは、ピクセルの列であり、
Ｌ２は、投影された画像Ｉｐの幅（この場合、ピクセルで表される）であり、
Ｈ２は、投影された画像Ｉｐの高さ（この場合、ピクセルで表される）であり、
ｐｌｙは、投影ｐｌｒのＩＸ軸に沿った座標であり、
ｐｌｚは、投影ｐｌｒのＩＹ軸に沿った座標である。
【０１２８】
３ｅ）対応する強度インジケータｐｆの強度値を修正するサブステップ。
【０１２９】
ピクセルＰｉｘの座標ｌｉｇ，ｃｏｌにより、その色値Ｃｏは、投影される画像において復元することが可能である。非限定的な一例において、その値は、０から２５５である。したがって、図１６に示すように、それは、複数の灰色の濃淡値を通して、白から黒まで分布している。白という用語は、単一の色を意味すると理解されなければならず、灰色の表現は、その最も明りょうな色合いと、黒との間の前記単一色の色合いを意味すると理解されなければならない。したがって、投影画像は、必ずしも、０から２５５の間のＣｏの値に関連した白及び灰色ではなく、人間の目に見えるいかなる色よりも多い又は少ない濃い色合いで構成される。好適には、白色、黄色、青色、赤色又は琥珀色である。その後、関連する強度インジケータｐｆに強度値Ｖｉは、修正される。光モジュールＭＬがデジタル化されていることにより、これが可能であることに留意されたい。
【０１３０】
非限定的な１実施形態において、修正は以下のように実行される。
【０１３１】
Ｖｉ＝σ．Ｖｉ０×Ｃｏ／２５５
【０１３２】
ここで、
Ｖｉ０は、光モジュールの強度インジケータｐｆの初期強度値であり、
Ｃｏは、関連するピクセルＰｉｘの色であり、
σは、最大オーバードライブ係数である。
【０１３３】
非限定的な２つめの実施形態において、修正は以下のように実行される。
【０１３４】
Ｖｉ＝φ．Ｃｏ
【０１３５】
ここで、φは、輝度係数である。したがって、輝度の置換が実行される。これは、基準となる光の分布から独立した背景上に画像を表示することを可能とする。
【０１３６】
このステップは、投影される画像Ｉｐの矩形Ｌ２×Ｈ２に属する輝点ｐｌ、中心投影ｐｌｒの全てに対して実行される。
【０１３７】
したがって、光モジュールＭＬは、投影面Ｓ上に、図１のＰＲＯＪ（ＭＬ，Ｆｘ，ｐｆ，Ｖｉ）に示される強度インジケータの修正された強度値Ｖｉ（ステップ３ｆ）である光線Ｒｘを含む光束Ｆｘを投射することができる。これは、考慮される強度インジケータに対する正しい色Ｃｏを表示することを可能とする。このように、投影される画像Ｉｐは、光モジュールＭＬの光束Ｆｘに統合され（光モジュールＭＬそのものにより生成されるため）、正しい色で投影面Ｓに投影される。
【０１３８】
したがって、ピクセルＰｉｘの望ましい色Ｃｏにしたがい、決定された修正率は、強度インジケータｐｆに関連した強度値Ｖｉに適用される。このように、強度インジケータは取得され、その色は、光束Ｆｘ自体の光強度には依存しない。例えば、示された投影される角錐は、均質な色となる。光束に重ね合わされた角錐を投影した光モジュールＭＬから独立した光源の場合、これは当てはまらない。画像のピクセルは、光束の光強度の分布に関連して多く又は少なく照射される。これらの色は、したがって、光束の光強度により変化する。さらに、投影された画像Ｉｐが光束Ｆｘに統合され、かつ、重ね合わされていないという事実は、独立した光源を用いた場合に比べて投影面Ｓ上の画像のよりよいコントラストを得ることを可能とする。独立した光源である場合、光束は、投影画像をも照射する。後者は、それ故に、色のレベルについてより明確になる。ピクセルの色値Ｃｏ、又は、投影画像の所定部分に関連した一連のピクセルの色値Ｃｏは、３次元効果を強化することにも用いられてもよい。例えば、図１２を参照すると、投影画像のパターンの面Ｆ１に関連するピクセル及び投影画像の面Ｆ２に関連するピクセルは、固有であり、異なる色値Ｃｏを備えてもよい。このように、面Ｆ１の構成画素に関連した色Ｃｏの値が、面Ｆ２の構成画素に関連したものよりも高いか低いかによって、面Ｆ１は、面Ｆ２によりも明るく、又は、逆に見える。面Ｆ１及び／又は面Ｆ２の構成画素に関連する色値Ｃｏはまた、陰影効果、例えば、面Ｆ１及び／又は面Ｆ２の１つの側面から他の側面への陰影効果を生成するために変化し、３次元効果をより強化することを可能とする。
【０１３９】
上述した方法に関して操作され、それぞれが視覚的に異なる色を射出する多重のシステムを用いることにより、多色の画像を得ることが可能である。それぞれのシステムにより投影された画像は、そうすると、全体として多色の投影画像を取得するために、重ね合わされる方法により投影面Ｓ上に投影されるように計算される。
【０１４０】
投影される画像Ｉｐの投影は、観察者Ｏの観察位置に依存するので、観察者が自動車の外にいる場合には、自動車に対する観察者Ｏの動きにしたがい、観察者Ｏが自動車の中にいる場合には、車両自体の動きにしたがい、継続的に更新されることに留意されたい。非限定的な１実施形態において、上述した計算のリフレッシュレートは、したがって、自動車外の観察者の場合、自動車に対する観察者の動きの速度の関数である。速度が増加すると、リフレッシュレートは増加する。速度が減少すると、リフレッシュレートは減少する。非限定的なもう１つの実施形態において、上述した計算のリフレッシュレートは定数である。非限定的な一例において、レートは１秒である。
【０１４１】
このように、これらの計算は実時間で実行されるため、自動車に対する（彼らが外側にいる場合）、又は、自動車内の（彼らが内側にいる場合）多数の相対しうる観察者の観察位置に対応して、メモリ内にプレロードされた同じグラフィックシンボルの画像を備えるデータベースを有する必要は無い。
【０１４２】
投影方法ＭＴＨは、このように、投影画像Ｉｐは、観察者Ｏの視線の方向に向けられているから、自動車の内側又は外側に位置する観察者に見えるだけではなく、彼らが理解もまた可能である投影面Ｓ上の１又は複数の画像Ｉｐを投影することを可能とする。
【０１４３】
同時に多数の画像Ｉｐが投影された場合、光束Ｆｘを伴う異なる画像の組み合わせは、全ての結果の投影前に計算されることに留意されたい。
【０１４４】
非限定的な１実施形態によれば、投影方法ＭＴＨは、自動車Ｖの照明装置ＤＩＳＰにより実装される。非限定的な１実施形態において、照明装置ＤＩＳＰは、ロービーム、ハイビーム又は前方、後方及び／又は側方の信号機能といった標準の測光機能を実装することも可能である。したがって、照明装置は、自動車の前方又は後方に位置する。
【０１４５】
照明装置ＤＩＳＰは、図１７に示される。それは、処理ユニットＰＲと、少なくとも１つの光モジュールＭＬとを含む。非限定的ないくつかの実施形態において、照明装置は、ヘッドライト又はリアライトである。処理ユニットＰＲは、光モジュール参照フレームＲＰ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ１を検出し（ＤＥＴ＿ＰＯＳ（Ｏ，ＰｏｓＯ１，ＲＰ）で表される）、画像参照フレームＲＩ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２、すなわち、目の位置を計算する（ＤＥＴ＿ＰＯＳ（Ｏ，ＰｏｓＯ２，ＲＩ）で表される）こと、に適している。
【０１４６】
照明装置ＤＩＳＰは、画像参照フレームＲＩ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２にしたがった投影面Ｓ上の画像Ｉｐを当社するのに適しており、この画像Ｉｐは、光モジュールＭＬの光束Ｆｘ内に統合される（ＰＲＯＪ（Ｆｘ，Ｉｐ，Ｓ）で表される）。
【０１４７】
投影面Ｓ上に画像Ｉｐを投影するために、処理ユニットＰＲは、さらに、
複数の強度インジケータｐｆを含む光モジュールＭＬの光強度マップＣＬＵＸから、輝点ｐｌとなる投影面Ｓ上の輝度マップＣＬＵＭを計算し（ＣＡＬＣ＿ＣＬＵＭ（ＣＬＵＸ，Ｓ，ｐｌ）で表される）、
画像参照フレームＲＩ内のそれぞれの輝点ｐｌの位置ＰｏｓＬ２を計算し（ＣＡＬＣ＿ＰＯＳ（ｐｌ，ＰｏｓＬ２，Ｏ，ＲＩ）で表される）、
その位置ＰｏｓＬ２及び画像参照フレームＲＩ内の観察者Ｏの観察位置ＰｏｓＯ２から、投影される画像Ｉｐの像平面Ｐ１上のそれぞれの輝点ｐｌの投影ｐｌｒの座標ｐｌｙ，ｐｌｚを定義し（ＤＥＦ＿ＰＬＲ（ｐｌｒ，Ｐ１，ＰｏｓＬ２，ＰｏｓＯ２）で表される）、
投影される画像Ｉｐに投影ｐｌｒが属しているのであれば、対応するピクセルＰｉｘの座標ｌｉｇ，ｃｏｌを定義し（ＤＥＦ＿ＰＩＸ（ｐｌ（ｌｉｇ，ｃｏｌ），ｐｌｙ，ｐｌｚ）で表される）、
投影される画像Ｉｐに属している輝点ｐｌのそれぞれの投影ｐｌｒについて、強度インジケータｐｆに関連する強度値Ｖｉを、対応するピクセルＰｉｘの色Ｃｏにしたがって修正する（ＭＯＤ＿ＰＦ（ｐｆ，Ｖｉ，Ｐｉｘ，Ｃｏ）で表される）ことに適している。投影面Ｓに画像Ｉｐを投影するために、光モジュールＭＬは、投影面Ｓ上に強度インジケータｐｆの修正された強度値ＶＩを備える光束Ｆｘを投射する（ＰＲＯＪ（ＭＬ，Ｆｘ，Ｖｉ，ｐｒ）で表される）ことに適している。
【０１４８】
処理ユニットＰＲは、光モジュールＭＬに統合され、又は、光モジュールＭＬとは独立であることに留意されたい。
【０１４９】
もちろん、本発明の説明は、上述した実施形態に限定されない。したがって、非限定的なもう１つの実施形態において、タイプＢのゴニオフォトメーターが使用されてもよく、例えば、垂直軸を中心とする回転運動が、水平軸を中心とする回転運動を支持するものであってもよい。したがって、非限定的なもう１つの実施形態において、処理ユニットＰＲは、照明装置ＤＩＰＳに関してオフセットされることもできる。したがって、画像参照フレームＲＩ内の観察位置ＰｏｓＯ２を計算するステップは、輝度の位置ＰｏｓＬ２を計算するよりも前に、又は、同時に実行されてもよい。したがって、自動車Ｖは、記載された投影方法ＭＴＨを実行するために適した１又は複数の照明装置ＤＩＳＰを含む。
【０１５０】
したがって、記載された本発明は、以下のような利点を有する。
自動車の内側又は外側にいる観察者の快適度及び／又は安全度を改善することを可能とする少なくとも１つのグラフィックシンボルを含む画像を投射することを可能とする。
投影が観察者の位置に依存するので、所与の観察者に可視かつ理解可能な画像を投影することを可能とする。したがって、同じ投影方法は、運転者に理解可能な画像を投影すること、又は、歩行者若しくは後続車両の運転者にも理解可能な画像を投影することに適用される。投影される画像Ｉｐを歪めることを可能とし、所与の観察者に理解可能にする。
したがって、画像の歪みを生成し、この歪みは、観察者Ｏの観察位置に依存する。
画像参照フレーム内の観察者の観察位置は、投影される画像の位置及び回転の関数である。特に、仰角に依存する回転のため、後者が特定の方法で設定される場合、観察者は、３次元で画像を見る印象を有する。
自動車の光モジュールＭＬの光束Ｆｘ内に投影される上方を統合することを可能とする。それは、追加の専用光源を必要としない。
したがって、自動車のリアライトのガラス上に直接画像を表示し、一定の距離において小さすぎるように見える先行技術とは異なり、本発明は、自動車から一定の距離に位置する外側の観察者が、画像を正しく見ることを可能とし、これは、画像が観察者の実際の位置によって、投影面上に投影され、投影面が自動車のライトのガラスではないためである。
投影される画像Ｉｐの寸法は、もはやライトのグラスのような小さな投影面に限られるものではない。
例えば自動車のリアライト上に画像を表示する解決策と異なり、自動車の前方又は後方のみを見る上方の受信者にとって使用できる解決策を提供することを可能とする。
自動車のリアライト上の画像の表示以外の解決策を提供することを可能とする。
自動車の運転者専用の画像の投影以外の解決策を提供することを可能とする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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