CN105966244A - 智能投影式抬头显示hud导航 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能投影式抬头显示HUD导航，包括主控CPU、辅助控制CPU、数字投影显示模块、光感应器件；所述主控CPU分别与辅助控制CPU、数字投影显示模块连接；所述光感应器件、数字投影显示模块分别与辅助控制CPU连接；所述光感应器件获取环境光强值，转换为16位的数值，通过I2C串口传输到主控CPU，辅助控制CPU通过I2C串口读取环境光强值。本发明的智能投影式抬头显示HUD导航，可实现自动获取周围环境的光暗程度，根据环境的光暗程度来调节HUD的显示亮度；整体设计也比现有技术更合理，提高用户体验的舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及车载设备领域，特别涉及智能投影式抬头显示HUD导航。
背景技术
HUD即Head Up Display,意为抬头显示，指把要显示的内容投影在挡风玻璃，使之形成在挡风玻璃之外的虚像。这个技术最早出现在战斗机上，目的是为了让战斗机飞行员的视线一直保持在飞机的正前方。90年代开始，HUD逐渐转化在民用汽车上，它的意义跟战斗机的HUD相似，即让汽车驾驶员的视线保持在正前方，避免驾驶员看别处而导致事故。
近年来，基于传统前装HUD的光学原理，陆续出现了后装市场的基于DLP数字投影的HUD，这种HUD具有体积小，灵活，功能多，价格便宜的特点。但是此类HUD的不足也尤为明显，比如不能自动感光，获取环境光暗程度，成像膜(幕布)颗粒感强而且对比度亮度普遍偏低，在强光下更加明显。此类HUD无法根据车辆发动机启动来开启，也无法根据发动机熄火来关闭。当温度过高时无法关闭投影成像单元；此类HUD不能直接语音回复微信，也无法通过手机中生成的二维码登录用户微信。此类HUD没有遥控器操作，所有操作只能通过手势识别或者语音识别。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种智能投影式抬头显示HUD导航，可实现自动获取周围环境的光暗程度，根据环境的光暗程度来调节HUD的显示亮度，让用户看起来更加清楚舒适。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
智能投影式抬头显示HUD导航，包括主控CPU、辅助控制CPU、数字投影显示模块、光感应器件；所述主控CPU分别与辅助控制CPU、数字投影显示模块连接；所述光感应器件、数字投影显示模块分别与辅助控制CPU连接；
所述光感应器件获取环境光强值，转换为16位的数值，通过I2C串口传输到主控CPU，辅助控制CPU通过I2C串口读取环境光强值；
若环境光强值大于预设光强阀值th1，主控CPU将投影显示的文字修改为白色；辅助控制CPU发出命令给数字投影显示模块，数字投影显示模块增加亮度；
若环境光强值小于预设值th2，主控CPU将投影显示的文字修改为橘红色；助控制CPU发出命令给数字投影显示模块，数字投影显示模块调低亮度。
所述的智能投影式抬头显示HUD导航，还包括温度传感器，所述温度传感器与辅助控制CPU连接；当温度传感器检测到的温度高于设定的阈值th2时，辅助控制CPU控制关闭数字投影显示模块；直到辅助控制CPU检测到的温度低于th2时，辅助控制CPU控制数字投影显示模块重新开启。
所述的智能投影式抬头显示HUD导航，还包括无线通信模块，所述智能投影式抬头显示HUD导航通过无线通信模块与用户的手机连接；
当智能投影式抬头显示HUD导航使用微信的功能的时候，用户在手机端APP点击“连接微信”；手机端APP通过网页微信的接口连接到腾讯微信服务器，接着产生二维码，此二维码以图片的形式被保存在用户的手机相册里；用户在手机的微信里点击“扫一扫”，选择手机图库的二维码图片，把二维码导入腾讯微信，实现在HUD的微信登录。
所述无线通信模块为蓝牙模块。
所述的智能投影式抬头显示HUD导航，还包括录音MIC模块，所述录音MIC模块与主控CPU连接；
当用户用微信语音回复时，所述录音MIC模块对用户的说话声音进行录音，主控CPU先将录音数据处理成MP3格式，再通过无线通信模块发给用户的手机端APP，手机端APP再通过互联网发到腾讯的微信服务器，同时传给用户的微信好友。
所述的智能投影式抬头显示HUD导航，还包括CAN接口和电源转换模块；所述CAN接口用于连接汽车的OBD接口；所述电源转换模块分别与主控CPU、电源模块连接；
汽车发动机启动时，电源转换模块通过IO口产生一个低电平，接到电源模块的开关管脚上，控制智能投影式抬头显示HUD导航的开启；
所述电源转换模块用于获取车辆发动机的运行状态信息；所述运行状态信息通过UART串口发送到主控CPU，如果获取的串口值为代码0XA1,代表发动机熄火，主控CPU发送警告给用户，即将关闭HUD。
所述的智能投影式抬头显示HUD导航，还包括外壳、投影幕布膜，反射镜片；所述投影幕布膜，反射镜片正对设置，分别与外壳铰接；
所述主控CPU、辅助控制CPU；所述光感应器件设于外壳上，通过导光柱导光到主控CPU的感光IC上；所述数字投影显示模块固定于外壳上，数字投影显示模块出射的光在投影幕布膜上形成投影像，投影像通过反射镜片反射。
所述投影幕布膜为三层结构，由里致外依次包括镜面不透明膜、灰色半透明膜和磨砂半透明膜。
所述的智能投影式抬头显示HUD导航，还包括符合人体工学的遥控器，所述遥控器安装在汽车方向盘上；所述遥控器设有2个竖按钮和一个滚轮。
所述滚轮上设有用于增加阻力的定向条纹。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明通过光感应器件获取周围环境的光暗程度，根据环境的光暗程度来调节HUD的显示亮度，让用户看起来更加清楚舒适。
(2)本发明采用结构和材料特殊设计的成像膜/幕布，令投影的成像展现出非常高的对比度和亮度，即使在强烈的阳光下成像也不受丝毫影响。
(3)本发明通过获取车辆的启动和关闭信息，根据这个信息来启动或者关闭HUD，免去用户手动开和关的不便，避免了用户忘记关HUD而造成的汽车电瓶耗光的问题。
(4)采用精确热传感器，随时监控数字投影显示模块的温度，当温度超出安全值的时候，自动关闭数字投影显示模块，避免缩短光机寿命或者直接烧毁。同时加强风扇吹风快速散热，缩短光机重新开启的等待时间。
(5)本发明通过直接生成一个二维码的图片在用户相册里，用户要登录的时候，在本HUD的手机端APP选择此二维码图片就可以方便登录微信。
(6)本发明设计有符合人体工学的专用的HUD遥控器，此遥控器可以大大方便用户对HUD的操作，比如左右翻页，上下滚动，确认等。此遥控器安装在方向盘上，方便操作。
附图说明
图1为本发明的实施例的智能投影式抬头显示HUD导航的原理框图。
图2为本发明的实施例的光感应器件的工作原理图。
图3为本发明的实施例的温度传感器的工作原理图。
图4为本发明的实施例实现在HUD的微信登录的流程图。
图5为本发明的实施例实现用户用微信语音回复的流程图。
图6为本发明的实施例启动或者关闭HUD的原理图。
图7为本发明的实施例的智能投影式抬头显示HUD导航的结构示意图。
图8为本发明的实施例的智能投影式抬头显示HUD导航的结构示意图。
图9为本发明的实施例的投影幕布膜的结构示意图。
图10为本发明的实施例的遥控器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例的智能投影式抬头显示HUD导航，包括主控CPU(A31S)和辅助控制CPU(STM32)，分别与主控CPU连接的、辅助控制CPU、数字投影显示模块、无线通信模块、录音MIC模块、CAN接口和电源管理模块；分别与辅助控制CPU连接的光感应器件、温度传感器；所述数字投影显示模块还与辅助控制CPU连接；所述数字投影显示模块还连接有风扇散热模块，所述风扇散热模块还与辅助控制CPU连接。
本实施例的智能投影式抬头显示HUD导航还包括与主控CPU连接的存储单元、功放模块、手势识别模块、遥控器接收模块。
本实施例的数字投影显示模块为投影光机。
本实施例的光感应器件采用sensortek公司的STK3310芯片，此感光器件为最接近人眼感光效果。如图2所示，光感应器件获取环境光强值，转换为16位的数值，通过I2C串口传输到主控CPU，辅助控制CPU通过I2C串口读取到环境光强值；若环境光强值大于预设光强阀值th1，安装在主控CPU的上层APP将投影显示的文字修改为白色；辅助控制CPU发出命令给投影光机，投影光机增加亮度；若环境光强值小于预设值th2，安装在主控CPU的上层APP将投影显示的文字修改为橘红色；辅助控制CPU发出命令给投影光机，投影光机调低亮度。
本实施例的温度传感器为采用NTC电阻，NTC电阻直接接到单片机STM32的IO口上。如图3所示，当温度传感器检测到的温度高于设定的阈值th2时，单片机STM32控制关闭投影光机；直到辅助控制CPU检测到的温度低于th2时，单片机STM32控制投影光机重新开启。
本实施例的无线通信模块包括wifi模块和蓝牙模块；如图4所示，当智能投影式抬头显示HUD导航使用微信的功能的时候，用户在手机端的APP点击“连接微信”；手机端APP通过网页微信的接口连接到腾讯微信服务器，接着产生二维码，此二维码以图片的形式被保存在用户的手机相册里；用户在手机的微信里点击“扫一扫”，选择手机图库的二维码图片，把二维码导入腾讯微信，实现在HUD的微信登录。
本实施例的录音MIC模块为MIC麦克风，如图5所示，当用户用微信语音回复时，所述MIC麦克风对用户的说话声音进行录音，主控CPU先将录音数据处理成MP3格式，再通过无线通信模块发给用户的手机端APP，手机端APP再通过互联网发到腾讯的微信服务器，同时传给用户的微信好友。
本实施例所述CAN接口用于连接汽车的OBD接口；所述电源转换模块分别与主控CPU、电源管理模块连接。如图6所示，汽车发动机启动时，电源转换模块通过IO口产生一个低电平，接到电源管理模块的开关管脚上，控制智能投影式抬头显示HUD导航的开启；所述电源转换模块用于获取车辆发动机的运行状态信息；所述运行状态信息通过UART串口发送到主控CPU，如果获取的串口值为代码0XA1,代表发动机熄火，主控CPU发送警告给用户，即将关闭HUD。
如图7～8所示，本实施例的智能投影式抬头显示HUD导航包括外壳、投影幕布膜12，反射镜片4；所述投影幕布膜12，反射镜片4正对设置，分别与外壳铰接。光感应器件1、录音MIC模块2、温度传感器3、投影光机5、手势识别模块6、系统指示LED灯7、电源开关8、喇叭9、风扇散热出风孔10、电源和信号接口11、音量调节键13、软件烧写microUSB接口14设于外壳上。电路板设于外壳内。
如图9所示，本实施例的智能投影式抬头显示HUD导航还包括投影幕布膜为三层结构，由里致外依次包括镜面不透明膜121、灰色半透明膜122和磨砂半透明膜123。在投影幕布膜上投影像通过反射镜片反射，用户看到的是一个在反射镜片之后约30cm的虚像。投影光机是HUD的成像单元，也是核心部件，所有影像通过此投到投影幕布膜上。用户通过手势识别模块来操作HUD，比如左右翻页，上下翻条目等。
本实施例的智能投影式抬头显示HUD导航还包括符合人体工学的遥控器，如图10所示，所述遥控器安装在汽车方向盘上；所述遥控器设有2个竖按钮和一个滚轮。遥控器通过2.4Ghz的无线协议连接到HUD主机，遥控器的按键信息可以实时传输到HUD主机，这些按键操作可以是左，右，上下滚动，确认等。分别实习左右翻页，上下翻滚，接听和挂断电话的操作。遥控器安装在方向盘上，方便操作。免去用户在主机上操作的不方便。按钮15、滚轮16、按钮17均较集中，用户拇指操作的时候均可轻松够极，操作方便，符合人体工学。滚轮16特别设计成较宽，同时有特定定向条纹增加阻力，拇指拨动力度恰到好处，拨动滚轮起来非常方便，尤其是拨动较多条目的时候，比如很长的电话簿。按钮15，17特别设计成比较宽的按钮，人的拇指通常比别的手指要宽，因此按按钮15，按钮17的时候，既舒适，又可以防止过小的按钮误操作。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，包括主控CPU、辅助控制CPU、数字投影显示模块、光感应器件；所述主控CPU分别与辅助控制CPU、数字投影显示模块连接；所述光感应器件、数字投影显示模块分别与辅助控制CPU连接；
所述光感应器件获取环境光强值，转换为16位的数值，通过I2C串口传输到主控CPU，辅助控制CPU通过I2C串口读取环境光强值；
若环境光强值大于预设光强阀值th1，主控CPU将投影显示的文字修改为白色；辅助控制CPU发出命令给数字投影显示模块，数字投影显示模块增加亮度；
若环境光强值小于预设值th2，主控CPU将投影显示的文字修改为橘红色；助控制CPU发出命令给数字投影显示模块，数字投影显示模块调低亮度。
2.根据权利要求1所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器与辅助控制CPU连接；当温度传感器检测到的温度高于设定的阈值th2时，辅助控制CPU控制关闭数字投影显示模块；直到辅助控制CPU检测到的温度低于th2时，辅助控制CPU控制数字投影显示模块重新开启。
3.根据权利要求1所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，还包括无线通信模块，所述智能投影式抬头显示HUD导航通过无线通信模块与用户的手机连接；
当智能投影式抬头显示HUD导航使用微信的功能的时候，用户在手机端APP点击“连接微信”；手机端APP通过网页微信的接口连接到腾讯微信服务器，接着产生二维码，此二维码以图片的形式被保存在用户的手机相册里；用户在手机的微信里点击“扫一扫”，选择手机图库的二维码图片，把二维码导入腾讯微信，实现在HUD的微信登录。
4.根据权利要求3所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块。
5.根据权利要求3所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，还包括录音MIC模块，所述录音MIC模块与主控CPU连接；
当用户用微信语音回复时，所述录音MIC模块对用户的说话声音进行录音，主控CPU先将录音数据处理成MP3格式，再通过无线通信模块发给用户的手机端APP，手机端APP再通过互联网发到腾讯的微信服务器，同时传给用户的微信好友。
6.根据权利要求1所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，还包括CAN接口和电源转换模块；所述CAN接口用于连接汽车的OBD接口；所述电源转换模块分别与主控CPU、电源模块连接；
汽车发动机启动时，电源转换模块通过IO口产生一个低电平，接到电源模块的开关管脚上，控制智能投影式抬头显示HUD导航的开启；
所述电源转换模块用于获取车辆发动机的运行状态信息；所述运行状态信息通过UART串口发送到主控CPU，如果获取的串口值为代码0XA1,代表发动机熄火，主控CPU发送警告给用户，即将关闭HUD。
7.根据权利要求1所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，还包括外壳、投影幕布膜，反射镜片；所述投影幕布膜，反射镜片正对设置，分别与外壳铰接；
所述主控CPU、辅助控制CPU；所述光感应器件设于外壳上，通过导光柱导光到主控CPU的感光IC上；所述数字投影显示模块固定于外壳上，数字投影显示模块出射的光在投影幕布膜上形成投影像，投影像通过反射镜片反射。
8.根据权利要求1所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，所述投影幕布膜为三层结构，由里致外依次包括镜面不透明膜、灰色半透明膜和磨砂半透明膜。
9.根据权利要求1所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，还包括符合人体工学的遥控器，所述遥控器安装在汽车方向盘上；所述遥控器设有2个竖按钮和一个滚轮。
10.根据权利要求9所述的智能投影式抬头显示HUD导航，其特征在于，所述滚轮上设有用于增加阻力的定向条纹。
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