CN104627078A - 基于柔性透明oled的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法，所述技术对车辆信息进行显示，包括车辆基本信息显示（车速、发动机转速、冷却水温度、电池荷电状态等）、增强虚拟现实导航、行人感知、前车防撞预警、车道偏离预警、高感光夜视辅助、车载通讯显示，设备包括柔性透明有机发光二极管显示屏、微型处理器、摄像头、传感器、GPS芯片、激光毫米波雷达、3G网络芯片和通讯及电力线束等。本发明的装置放置于驾驶员前挡风玻璃上，可有效克服汽车抬头显示系统的体积大、显示信息少等缺点，有效克服驾驶员查看中央显示屏视线转移可能存在的安全隐患，带来更加直观易读、现实感更强、信息更丰富和能耗更低的信息显示。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，特别是涉及一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法。
背景技术
中国是全球第一大汽车市场，但同时也一直是全球交通事故率最高的国家。交通事故直接关系到人们的生命和财产安全。如何不断创新和突破安全技术，有效保障驾乘安全，增强安全意识是很多汽车企业特别是自主品牌的当务之急。
本发明提出一种利用基于柔性OLED显示的虚拟增强现实技术来提高汽车驾乘安全系数、增强驾驶感受、降低驾驶强度的设备和方法。
OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminescence Display, OELD）。OLED屏幕具备了许多LCD不可比拟的优势：轻薄、省电、成本低、可弯曲、可视角度大，响应时间短、抗震性能更好等特性。
增强虚拟现实（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术于1990年提出，随着电子产品运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。
目前已存在的主要产品形式是驾驶信息抬头显示（HUD：Head-Up Display）和增强式导航显示。
驾驶信息抬头显示HUD由于技术和成本的原因，目前常见的HUB结构比较简单，主要显示车辆基本信息如当前车速等、个别高配置HUD显示导航信息（方向箭头、距离）。HUD目前存在的主要问题是，如果需要显示更多信息，会带来HUD体积的增大，对车内空间的布置会有影响。除此之外，目前的HUD显示的信息基本上是预先设定的，驾驶人员并不能做太多调整。但是，随着显示和投影技术的提高，HUD将有可能显示更多驾驶信息。
增强式导航显示有两种基本形式：外接式和内置式。外接式是外接一个独立的GPS导航设备，内置式是将GPS导航功能集成在中控台屏幕上。其工作原理是相同的，只是外观和接入方式的不同。目前常见的形式为通过摄像头拍摄并在显示屏上实时显示摄像头捕捉到的实际场景，并通过在显示屏上前景叠加方向箭头的形式实现，但是这两种方式在使用的时候都会分散驾驶者很大的注意力，会带来安全隐患，另外，看的时候不方便，而且显示的路径不够简单清楚。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法，具有直观、低能耗、安全性高、增强驾驶感受和降低驾驶强度等优点，同时在汽车安全技术的应用及普及上有着广泛的市场前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
提供一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统，其包括：柔性透明OLED显示屏、卷绕装置、3G网络芯片、光传感器、摄像头、微型处理器、GPS芯片和激光毫米波雷达，所述柔性透明OLED显示屏与所述卷绕装置相连接，且所述柔性透明OLED显示屏设置于汽车内的挡风玻璃后面，所述卷绕装置收缩在挡风玻璃下方，所述柔性透明OLED显示屏与所述光传感器相连接，所述微型处理器分别与所述3G网络芯片、所述摄像头、所述GPS芯片和所述激光毫米波雷达相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述系统的OLED屏幕通过车载电池进行供电。
在本发明一个较佳实施例中，所述系统的OLED屏幕显示的车载基本信息是通过通讯线束读取车辆管理单元相关信息后显示在屏幕上的。
一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统的控制方法，其步骤包括：打开卷绕装置，将柔性透明OLED显示屏放置在驾驶员前的挡风玻璃上，该柔性透明OLED显示屏是完全透明的，在不通电的情况下没有任何显示； 光传感器放置在挡风玻璃后面，实时测量阳光照射进前挡风玻璃时的光强度；柔性透明OLED显示屏根据当前测量到的光强度，自动调整亮度和环境保持一致； 在驾驶辅助模块中，通过车辆前置摄像头和激光毫米波雷达扫描驾驶员面前的视野场景和物体，并将视野场景信息和物体信息传送到微处理器进行处理；在微处理器中设置或获取用户设置的导航信息，并根据用户的选择调用离线车载地图或利用3G网络芯片打开在线地图；GPS芯片对汽车进行定位，获取汽车的当前位置，并结合汽车的当前位置信息和车载地图生成实际导航信息；微型处理器对获取到的信息进行图像捕捉、图像识别和计算，得到图像构建信息，采用实时定位与地图构建技术，通过微处理器获取得到的图像构建信息来确定驾驶者的相对或者绝对位置，并且完成对于地图的构建，处理器将实际导航信息与视野场景和物体信息结合生成虚拟实景导航地图，并将车辆基本信息和虚拟实景导航地图显示在柔性透明OLED显示屏OLED屏幕上；微型处理器对获取到的信息进行图像捕捉、图像识别和计算，将实际导航信息与视野场景和物体信息结合生成虚拟实景导航地图，并将车辆基本信息和虚拟实景导航地图显示在柔性透明OLED显示屏OLED屏幕上；微处理器获取导航路径附近的周边导航信息，同时将虚拟实景导航地图设置为分层信息显示模式，并将周边导航信息显示在柔性透明OLED显示屏OLED屏幕上；微处理器获取并显示车载通讯信息、当日行程、电池数据和天气信息；在驾驶安全模块中：摄像头捕捉汽车周围的当前场景，并识别视野内的活动物体；激光毫米波雷达探测物体的运动情况，将运动情况信息传递给微处理器，并由微处理器来判断识别物体的运动趋势；微型处理器将识别到的目标物体通过颜色方框显示在柔性透明OLED显示屏上，并将颜色方框叠加在当前场景中；微处理器通过颜色方框的颜色变化和闪动来提示目标物体的运动趋势，并判断目标物体的运动趋势是否会影响驾驶安全，如果会影响，则通过警示声进行提醒，或在紧急情况下会直接启动制动辅助功能。
在本发明一个较佳实施例中，通过显示角度调节和座椅调节来实现驾驶员视线读取的显示信息角度与实景的融合。
在本发明一个较佳实施例中，所述车辆基本信息包括但不限于车速、发动机转速、电池荷电状态和油量。
在本发明一个较佳实施例中，所述微处理器获取并显示车载通讯信息、当日行程、电池数据和天气信息的具体步骤包括：微处理器通过USB线缆、蓝牙或近距离无线通讯技术方式与手机或车载电话相连接，并获得手机或车载电话的授权；微处理器读取手机通讯录信息，当有来电时，将来电联系人头像和号码信息直接显示在柔性透明OLED显示屏上；通过集成在方向盘上的电话功能键来完成接通、拒接及语音通话的通信操作；通过3G芯片访问互联网，在车辆发动并连接GPS功能后，查看当日行程、车辆所在地天气情况和日历；电池数据采样模块连接子电池组管理模块，电池数据采样模块对各组子电池组的每一节电池进行采样，将采样结果传递给子电池组管理模块，子电池组管理模块将采样信息整合并发送给微处理器，微处理器对采样信息进行判断，并将判断结果显示在柔性透明OLED显示屏上。
在本发明一个较佳实施例中，所述图像构建信息包括视觉信息、深度信息、自身的加速度和角速度。
本发明的有益效果是：可以直观的显示车辆驾驶信息，增强驾驶感受，能有效提高驾乘安全系数，有效降低驾驶强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统，其硬件方面包括：柔性透明OLED显示屏、卷绕装置、3G网络芯片、通讯及电力线束、光传感器、摄像头、微型处理器、GPS芯片和激光毫米波雷达，所述柔性透明OLED显示屏与所述卷绕装置相连接，且所述柔性透明OLED显示屏设置于汽车内的挡风玻璃后面，所述卷绕装置收缩在挡风玻璃下方，所述柔性透明OLED显示屏与所述光传感器相连接，所述微型处理器分别与所述3G网络芯片、所述摄像头、所述GPS芯片和所述激光毫米波雷达相连接。
使用柔性透明OLED显示屏作为显示装置放置在驾驶员前挡风玻璃后，其显示范围与驾驶员视野部分重合
所述系统的OLED屏幕通过车载电池进行供电。
所述系统的OLED屏幕显示的车载基本信息是通过通讯线束读取车辆管理单元相关信息后显示在屏幕上的。
所述基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统的软件功能方面包括：
驾驶辅助：车辆基本信息显示（车速，发动机转速，电池荷电状态），增强虚拟实景导航，车载通讯显示，当日行程、天气情况等；
驾驶安全：前车防撞预警，车道偏离预警，行人感知，高感光夜视辅助等。
所述系统的OLED屏幕显示的增强虚拟现实导航功能主要是通过车载GPS芯片和地图来实现的，并通过微处理器和3G网络实现更多信息的显示。导航的基本功能是分段显示方向箭头和距离公里数的组合。地图分为两种，离线地图和使用3G网络的在线地图，其工作效果是无差别的。地图可以设置成分层信息的显示，如将加油站、餐饮娱乐等信息分层显示，并将信息显示在OLED屏幕上。可以直观的显示给驾驶员前方加油站等位置、距离及联系方式等信息。
微处理器结合当前车速、图像识别等实现行人感知、前车防撞预警等功能并在OLED屏幕上进行影像和警示声的提醒。利用到的技术主要包括视觉扫描追踪、虚拟标尺测量和人机交互界面等技术。影像提醒主要是利用有色方框识别行人，有色环形识别车辆。只有系统判断前方车辆或行人有潜在危险时才给予标示，判断潜在危险解除后自动解除标示，在潜在危险升级为可能危险时，有色标示会变色进行提示驾驶员注意，当系统判断危险可能会马上发生时候，有色标示会自动快速闪动给予警示，并伴以警示声音提醒。
一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统的控制方法，其步骤包括：
打开卷绕装置，将柔性透明OLED显示屏放置在驾驶员前的挡风玻璃上，该柔性透明OLED显示屏是完全透明的，在不通电的情况下没有任何显示；实景是驾驶员在驾驶座位上通过前挡风玻璃看到的真实场景。
光传感器放置在挡风玻璃后面，实时测量阳光照射进前挡风玻璃时的光强度。
柔性透明OLED显示屏根据当前测量到的光强度，自动调整亮度和环境保持一致；这样调整的目的是为了降低OLED的存在感，使驾驶员将视线更关注在实景上。
在驾驶辅助模块中，通过车辆前置摄像头和激光毫米波雷达扫描驾驶员面前的视野场景和物体，并将视野场景信息和物体信息传送到微处理器进行处理。
在微处理器中设置或获取用户设置的导航信息，并根据用户的选择调用离线车载地图或利用3G网络芯片打开在线地图。
GPS芯片对汽车进行定位，获取汽车的当前位置，并结合汽车的当前位置信息和车载地图生成实际导航信息。
微型处理器获取车辆基本信息、实际导航信息以及视野场景和物体信息。
微型处理器对获取到的信息进行图像捕捉、图像识别和计算，得到图像构建信息，所述图像构建信息包括视觉信息、深度信息、自身的加速度和角速度等，采用实时定位与地图构建技术，通过微处理器获取得到的图像构建信息来确定驾驶者的相对或者绝对位置，并且完成对于地图的构建，处理器将实际导航信息与视野场景和物体信息结合生成虚拟实景导航地图，并将车辆基本信息和虚拟实景导航地图显示在柔性透明OLED屏幕上，导航以分段式方向箭头和距离数进行显示。
微处理器获取导航路径附近的周边导航信息，同时将虚拟实景导航地图设置为分层信息显示模式，并将周边导航信息显示在柔性透明OLED显示屏OLED屏幕上。
微处理器获取并显示车载通讯信息、当日行程、电池数据和天气信息。
在驾驶安全模块中，具有前车防撞预警、车道偏离预警、行人感知、高感光夜视辅助等功能，具体步骤如下：
摄像头捕捉汽车周围的当前场景，并识别视野内的活动物体；
激光毫米波雷达探测物体的运动情况，将运动情况信息传递给微处理器，并由微处理器来判断识别物体的运动趋势；
微型处理器将识别到的目标物体通过颜色方框显示在柔性透明OLED显示屏上，并将颜色方框叠加在当前场景中；
微处理器通过颜色方框的颜色变化和闪动来提示目标物体的运动趋势，并判断目标物体的运动趋势是否会影响驾驶安全，如果会影响，则通过警示声进行提醒，或在紧急情况下会直接启动制动辅助功能。
所述系统的OLED屏幕通过车载电池进行供电。系统上电后会显示微处理器处理后的信息。该信息的显示是融入到驾驶员的视野中的，也即是叠加在真实场景中。驾驶员可以通过显示角度调节、座椅调节来实现驾驶员视线读取的显示信息角度与实景的融合。
所述车辆基本信息包括车速、发动机转速、电池荷电状态、冷却水温度和油量等。
所述微处理器获取并显示车载通讯信息、当日行程、电池数据和天气信息的具体步骤包括：
所述系统的OLED屏幕显示的车载通讯功能与手机、车载电话相连通。微处理器通过USB线缆、蓝牙或近距离无线通讯技术方式与手机或车载电话相连接，并获得手机或车载电话的授权；
微处理器读取手机通讯录信息，当有来电时，将来电联系人头像和号码信息直接显示在柔性透明OLED显示屏上；
通过集成在方向盘上的电话功能键来完成接通、拒接及语音通话的通信操作；
通过3G、4G或5G等更加高级的通信芯片访问互联网，在车辆发动并连接GPS功能后，查看当日行程、车辆所在地天气情况和日历等。其中当日行程可以选择与谷歌日历（Google Calendar）等日历服务进行同步。
电池数据采样模块连接子电池组管理模块，电池数据采样模块对各组子电池组的每一节电池进行采样，将采样结果传递给子电池组管理模块，子电池组管理模块将采样信息整合并发送给微处理器，微处理器对采样信息进行判断，并将判断结果显示在柔性透明OLED显示屏上。
微处理器结合当前车速、图像识别等实现行人感知、前车防撞预警等功能并在OLED屏幕上进行影像和警示声的提醒。利用到的技术主要包括视觉扫描追踪、虚拟标尺测量和人机交互界面等技术。影像提醒主要是利用有色方框识别行人，有色环形识别车辆。只有系统判断前方车辆或行人有潜在危险时才给予标示，判断潜在危险解除后自动解除标示，在潜在危险升级为可能危险时，有色标示会变色进行提示驾驶员注意，当系统判断危险可能会马上发生时候，有色标示会自动快速闪动给予警示，并伴以警示声音提醒。
本系统的增强虚拟现实系统可以适用在不同种类和型号的车辆上。在具体实施过程中，可以单独配置OLED屏幕的尺寸（包括异形屏）、形状和大小以适应不同车辆要求。由于为软件实现，可以充分做到自定义显示内容和效果。所有功能均可以通过施加软硬件的方式进行灵活扩展和升级。本发明具有良好的车辆适应性，灵活的功能扩展，较为方便和直观的通过增强虚拟显示技术提高了车辆的驾乘安全性和驾驶感受。
本发明基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法的有益效果是：可以直观的显示车辆驾驶信息，增强驾驶感受，能有效提高驾乘安全系数，有效降低驾驶强度：
（1）驾驶员可以直接查看车辆当前驾驶信息，不需要转移视线，有效降低了因为注意力转移存在的安全隐患；
（2）OLED显示信息的查看角度与驾驶员查看的实景角度相贴合，实景和虚拟影像透过前挡风玻璃无缝融合，阅读信息更加直观，同时增强驾驶感受；
（3）车辆安全提示信息直接在前挡风玻璃处显示，有助于减少驾驶盲区，帮助驾驶员进行判断，提高驾乘安全系数；
（4）该系统OLED可以实时接入地图和3G网络，显示更丰富的内容；
（5）该系统的OLED屏幕可以独立更换，系统使用寿命更长。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统，其特征在于，包括：柔性透明OLED显示屏、卷绕装置、3G网络芯片、光传感器、摄像头、微型处理器、GPS芯片和激光毫米波雷达，所述柔性透明OLED显示屏与所述卷绕装置相连接，且所述柔性透明OLED显示屏设置于汽车内的挡风玻璃后面，所述卷绕装置收缩在挡风玻璃下方，所述柔性透明OLED显示屏与所述光传感器相连接，所述微型处理器分别与所述3G网络芯片、所述摄像头、所述GPS芯片和所述激光毫米波雷达相连接。
2.根据权利要求1所述的基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统，其特征在于，所述系统的OLED屏幕通过车载电池进行供电。
3.根据权利要求1所述的基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统，其特征在于，所述系统的OLED屏幕显示的车载基本信息是通过通讯线束读取车辆管理单元相关信息后显示在屏幕上的。
4.一种基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统的控制方法，其特征在于，步骤包括：
打开卷绕装置，将柔性透明OLED显示屏放置在驾驶员前的挡风玻璃上，该柔性透明OLED显示屏是完全透明的，在不通电的情况下没有任何显示；
光传感器放置在挡风玻璃后面，实时测量阳光照射进前挡风玻璃时的光强度；
柔性透明OLED显示屏根据当前测量到的光强度，自动调整亮度和环境保持一致；
在驾驶辅助模块中，通过车辆前置摄像头和激光毫米波雷达扫描驾驶员面前的视野场景和物体，并将视野场景信息和物体信息传送到微处理器进行处理；
在微处理器中设置或获取用户设置的导航信息，并根据用户的选择调用离线车载地图或利用3G网络芯片打开在线地图；
GPS芯片对汽车进行定位，获取汽车的当前位置，并结合汽车的当前位置信息和车载地图生成实际导航信息；
微型处理器获取车辆基本信息、实际导航信息以及视野场景和物体信息；
微型处理器对获取到的信息进行图像捕捉、图像识别和计算，得到图像构建信息，采用实时定位与地图构建技术，通过微处理器获取得到的图像构建信息来确定驾驶者的相对或者绝对位置，并且完成对于地图的构建，处理器将实际导航信息与视野场景和物体信息结合生成虚拟实景导航地图，并将车辆基本信息和虚拟实景导航地图显示在柔性透明OLED显示屏OLED屏幕上；
微处理器获取导航路径附近的周边导航信息，同时将虚拟实景导航地图设置为分层信息显示模式，并将周边导航信息显示在柔性透明OLED显示屏OLED屏幕上；
微处理器获取并显示车载通讯信息、当日行程、电池数据和天气信息；
在驾驶安全模块中：摄像头捕捉汽车周围的当前场景，并识别视野内的活动物体；
激光毫米波雷达探测物体的运动情况，将运动情况信息传递给微处理器，并由微处理器来判断识别物体的运动趋势；
微型处理器将识别到的目标物体通过颜色方框显示在柔性透明OLED显示屏上，并将颜色方框叠加在当前场景中；
微处理器通过颜色方框的颜色变化和闪动来提示目标物体的运动趋势，并判断目标物体的运动趋势是否会影响驾驶安全，如果会影响，则通过警示声进行提醒，或在紧急情况下会直接通知车辆控制器启动制动辅助功能。
5.根据权利要求4所述的基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统的控制方法，其特征在于，通过显示角度调节和座椅调节来实现驾驶员视线读取的显示信息角度与实景的融合。
6.根据权利要求4所述的基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法，其特征在于，所述车辆基本信息包括车速、发动机转速、电池荷电状态和油量。
7.根据权利要求4所述的基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法，其特征在于，所述微处理器获取并显示车载通讯信息、当日行程、电池数据和天气信息的具体步骤包括：
微处理器通过USB线缆、蓝牙或近距离无线通讯技术方式与手机或车载电话相连接，并获得手机或车载电话的授权；
微处理器读取手机通讯录信息，当有来电时，将来电联系人头像和号码信息直接显示在柔性透明OLED显示屏上；
通过集成在方向盘上的电话功能键来完成接通、拒接及语音通话的通信操作；
通过通讯芯片访问互联网，在车辆发动并连接GPS功能后，查看当日行程、车辆所在地天气情况和日历；
电池数据采样模块连接子电池组管理模块，电池数据采样模块对各组子电池组的每一节电池进行采样，将采样结果传递给子电池组管理模块，子电池组管理模块将采样信息整合并发送给微处理器，微处理器对采样信息进行判断，并将判断结果显示在柔性透明OLED显示屏上。
8.根据权利要求4所述的基于柔性透明OLED的汽车驾驶虚拟系统及其控制方法，其特征在于，所述图像构建信息包括视觉信息、深度信息、自身的加速度和角速度。
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