CN106240484A - 车载抬头显示系统及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载抬头显示系统及其调节方法，该车载抬头显示系统其包括壳体，壳体内设有第一主芯片和显示屏，第一主芯片与显示屏为电连接，第一主芯片连接有存储芯片；壳体上设有反射屏，第一主芯片还连接有用于调整反射屏的角度的第一马达；驾驶员座椅内设有第二主芯片和若干用于控制驾驶员座椅移动的第二马达，第二马达均与第二主芯片电连接，第二主芯片还连接有座椅位置传感器；第一主芯片和第二主芯片为电连接。本发明可以使驾驶员在使用过程中无需频繁手动调节反射屏，同时可以使驾驶员在重新调节座椅位置后无需手动调节反射屏。

Description

车载抬头显示系统及其调节方法

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，特别涉及一种车载抬头显示系统及其调节方法。

背景技术

车载抬头显示器是近年来新兴的驾驶信息终端产品，抬头显示器使得驾驶员不必再低头看汽车仪表或者中控上显示的信息就能获得行车信息，无疑提高了驾驶的安全性和舒适性。正因为其独特的成像效果，绝佳的显示视角和丰富的显示信息使得这一产品在汽车市场中得到了广泛的应用，逐渐成为汽车驾舱里重要的电子零部件。

抬头显示器安装在驾驶员前方，通常内嵌于仪表板上方。当系统启动时，面积约5～8英寸的透明的反射屏会从仪表板中以旋转、上升或弹射等方式移动到驾驶员视线前方。工作时反射屏上通常会显示重要的行车信息，比如车速，档位，报警提示甚至是导航路口提示。由于显示屏是透明的玻璃，因此在工作状态下，即使显示再多的信息，也不会遮挡驾驶员的视线。而当抬头显示器关闭时，透明的反射屏会自动回收入仪表板内，对整车内饰造型没有任何的影响。

由于特殊的光学设计，抬头显示器的光路视角必须和驾驶员视线的视角重叠。但是受到车内仪表板尺寸和驾舱空间等因素的限制，抬头显示器的上下视角非常有限，通常为1.5～2°之间。为了适应不同驾驶员身高和眼球位置的不同，驾驶员需要在开车前手动调节反射屏的角度，以达到驾驶员最佳的视角。

由于车辆可能会由多个驾驶员使用，特别是家庭车辆在工作日和休息日交换开车或者长途行驶时由多人轮流开车的情况，每次换驾驶员后需要重新调节抬头显示器。另外，当驾驶员调节座椅位置，高度和角度后，由于驾驶员眼球和反射屏的相对位置发生了变更，因此驾驶员也必须同时调节抬头显示器的角度。频繁的手动调节，导致用户体验较差，甚至有很多驾驶员会因为要反复调节而宁愿关闭抬头显示器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有车载抬头显示器需手动调节反射屏角度的缺陷，提供一种车载抬头显示系统及其调节方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种车载抬头显示系统，其设于驾驶员的座椅的前方，其特征在于，所述车载抬头显示系统包括壳体，所述壳体内设有第一主芯片和液晶显示屏，所述第一主芯片与所述液晶显示屏为电连接，所述第一主芯片还连接有用于存储数据的存储芯片；所述壳体上设有用于将所述液晶显示屏投射来的图像进行反射的反射屏，所述第一主芯片还连接有用于调整所述反射屏的角度的第一马达；座椅内设有第二主芯片和若干用于控制座椅移动的第二马达，所述第二马达均与所述第二主芯片电连接，所述第二主芯片还连接有座椅位置传感器；所述第一主芯片和所述第二主芯片为电连接。

较佳地，所述反射屏为透明反射屏。

一种车载抬头显示系统的调节方法，用于调节如前所述的车载抬头显示系统的反射屏，其包括以下步骤：

步骤1、车载抬头显示系统内的第一芯片根据存储芯片存储的信息，识别不同的驾驶员，确定当前驾驶员信息；

步骤2、第二马达及座椅位置传感器将座椅位置信息传递给第二芯片，第一芯片根据第二芯片传输的信息确定座椅位置信息；第一芯片确定当前驾驶员在上一次座椅位置时眼睛与反射屏的水平距离L，当前驾驶员在上一次座椅位置时眼睛与座椅底部的垂直距离H，当前座椅位置与上一次座椅位置相比在水平方向上的变化ΔL，当前座椅位置与上一次座椅位置相比在垂直方向上的变化ΔH，以及当前驾驶员在上一次座椅位置时光源反射后进入眼睛的光线与水平线夹角α；

步骤3、第一芯片通过公式tanα＝H/L和tan(α+Δβ)＝(H+ΔH)/(L+ΔL)计算出反射屏需调整的角度Δβ；

步骤4、第一芯片根据步骤3计算出的Δβ角度，控制第一马达，将反射屏调整Δβ角度。

较佳地，步骤1中，识别不同的驾驶员的方法为钥匙识别法，具体为，车辆的主驾钥匙和备用钥匙均有不同的射频识别号码，车辆的钥匙点火模块可以读取钥匙的射频识别号码，第一主芯片根据储存芯片中存储的驾驶员信息，并结合不同的钥匙来判断驾驶员。

较佳地，步骤1中，识别不同的驾驶员的方法为驾驶员选择法，具体为，驾驶员将自己的信息保存为不同的名称，当车辆启动时，第一主芯片将储存芯片中存储的驾驶员名称在车辆的中控显示屏中显示，由驾驶员自己选择。

较佳地，步骤1中，如果没有当前驾驶员信息，则提示让驾驶员设置个人信息，并手动调节反射屏，然后将驾驶员个人信息以及座椅的位置信息予以保存，不再进行步骤2、步骤3和步骤4。

较佳地，步骤2中，如果ΔH和ΔL的数值均为零，则不再进行步骤3和步骤4。

本发明的积极进步效果在于：本发明可以使驾驶员在使用过程中无需频繁手动调节反射屏，同时可以使驾驶员在重新调节座椅位置后无需手动调节反射屏；本发明所需的软件复杂度低，可在现有硬件平台上升级和切换，而不需要额外的芯片配置，从而降低了成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的车载抬头显示系统的壳体及反射屏的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的车载抬头显示系统的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的调节方法的角度计算示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1和图2所示，一种车载抬头显示系统，其设于驾驶员座椅100的前方，车载抬头显示系统包括壳体10，壳体10内设有第一主芯片20和液晶显示屏30，第一主芯片20与液晶显示屏30为电连接，第一主芯片20还连接有用于存储数据的存储芯片40。

壳体10上设有用于将液晶显示屏30投射来的图像进行反射的反射屏50，第一主芯片20还连接有用于调整反射屏50的角度的第一马达60；该反射屏为透明反射屏。

驾驶员座椅100内设有第二主芯片101和若干用于控制驾驶员座椅100移动的第二马达102，第二马达102为步进马达。第二马达102均与第二主芯片101电连接，第二主芯片101还连接有座椅位置传感器103；第一主芯片20和第二主芯片101为电连接。

本发明的车载抬头显示系统的调节方法，用于调节如前所述的车载抬头显示系统的反射屏，其包括以下步骤：

步骤1、车载抬头显示系统内的第一芯片根据存储芯片存储的信息，识别不同的驾驶员，确定当前驾驶员信息。

本步骤中，识别不同的驾驶员的方法可以有两种方法：

方法一，钥匙识别法，具体为，车辆的主驾钥匙和备用钥匙均有不同的射频识别号码，车辆的钥匙点火模块可以读取钥匙的射频识别号码，第一主芯片根据储存芯片中存储的驾驶员信息，并结合不同的钥匙来判断驾驶员。

方法二，驾驶员选择法，具体为，驾驶员将自己的信息保存为不同的名称，当车辆启动时，第一主芯片将储存芯片中存储的驾驶员名称在车辆的中控显示屏中显示，由驾驶员自己选择。

本步骤中，如果没有当前驾驶员信息，则提示让驾驶员设置个人信息，并手动调节透明反射屏，然后将驾驶员个人信息以及座椅的位置信息予以保存，不再进行下列的步骤。

步骤2、读取座椅位置信息。

驾驶员可以通过第二马达的控制来调节座椅的前后位置、上下高度、靠背角度。驾驶员座椅的整个系统一般由第二马达、传动装置和座椅调节器和座椅位置传感器等组成。第二马达，即电动机，盖电动机大都采用体积小、功率大的永磁型电动机，一般由装在左座侧板上或左门扶手上的开关控制，开关可使某一电动机按不同方向运动。开关接通后，电动机的动力通过齿轮、驱动轴使软轴转动，再驱动座椅调节器运动。电动座椅的传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器是由螺旋千斤顶和齿轮传动机构组成。电动机和变速器之间装有联轴节，传动装置和座椅调节器之间用软轴联接。驾驶座椅上的座椅位置传感器可以检测到用以位置调节位置的电动机实际转动的圈数，从而识别到电动机驱动座椅的前后和上下的位置信息。

第二主芯片将第二马达及座椅位置传感器传来的信息，传输到第一芯片。第一芯片根据第二芯片传来的信息，判断当前座椅位置是否和当前驾驶员在上一次座椅位置是否有变化。因为每次的驾驶员座椅前后和上下的位置信息都是保存在系统中的，所以两个数据比较就能得到位置的差异了。

确定当前驾驶员在上一次座椅位置时眼睛与反射屏的水平距离L，当前驾驶员在上一次座椅位置时眼睛与座椅底部的垂直距离H，当前座椅位置与上一次座椅位置相比在水平方向上的变化ΔL，当前座椅位置与上一次座椅位置相比在垂直方向上的变化ΔH，以及当前驾驶员在上一次座椅位置时显示屏30的光源经反射屏50反射后进入眼睛300的光线与水平线200的夹角α。具体如图3所示。

本步骤中，如果ΔH和ΔL的数值均为零，则不再进行步骤3和步骤4。

步骤3、第一芯片通过公式tanα＝H/L和tan(α+Δβ)＝(H+ΔH)/(L+ΔL)计算出反射屏需调整的角度Δβ。由于H、ΔH、L和ΔL的数值已知，通过三角函数可以计算出Δβ。

步骤4、第一芯片根据步骤3计算出的Δβ角度，控制第一马达，将透明反射屏调整Δβ角度。

当然Δβ角度为理论计算值，该值和驾驶员实际体验的最佳值之间可能会有偏差，因此在系统自动调节后，仍允许驾驶员手动微调反射屏的角度。驾驶员根据个人喜好和实际情况重新调整反射屏的角度。

车载抬头显示系统会自动记录驾驶员设置的信息，理论上系统可以记录驾驶员在座椅位置上所有的设置。

当车载抬头显示系统判断无此驾驶员信息后，系统为提示让驾驶员设置个人信息。一旦保存后，系统每次启动就会重新判断驾驶员。

系统一旦识别到驾驶员后就会根据历史数据，将抬头显示系统设置到默认位置。系统读取驾驶员的座椅位置数据，并同历史数据进行比对。

本发明可以使驾驶员在使用过程中无需频繁手动调节反射屏，同时可以使驾驶员在重新调节座椅位置后无需手动调节反射屏；本发明所需的软件复杂度低，可在现有硬件平台上升级和切换，而不需要额外的芯片配置，从而降低了成本。

本发明使用座椅位置传感器，该传感器的优势在于成本低，系统可靠性高。本发明的系统可以支持多个驾驶员系统，能够保证多个驾驶员轮换开车的系统自动切换；本发明的系统扩展性强，除了抬头显示系统之外，可以扩展到多个其它功能，比如基于驾驶员座椅位置的行车辅助系统等功能的扩展。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种车载抬头显示系统，其设于驾驶员的座椅的前方，其特征在于，所述车载抬头显示系统包括壳体，所述壳体内设有第一主芯片和液晶显示屏，所述第一主芯片与所述液晶显示屏为电连接，所述第一主芯片还连接有用于存储数据的存储芯片；所述壳体上设有用于将所述液晶显示屏投射来的图像进行反射的反射屏，所述第一主芯片还连接有用于调整所述反射屏的角度的第一马达；座椅内设有第二主芯片和若干用于控制座椅移动的第二马达，所述第二马达均与所述第二主芯片电连接，所述第二主芯片还连接有座椅位置传感器；所述第一主芯片和所述第二主芯片为电连接。

2.如权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述反射屏为透明反射屏。

3.一种车载抬头显示系统的调节方法，用于调节如权利要求1-2任意一项所述的车载抬头显示系统的反射屏，其包括以下步骤：

步骤1、车载抬头显示系统内的第一芯片根据存储芯片存储的信息，识别不同的驾驶员，确定当前驾驶员信息；

步骤2、第二马达及座椅位置传感器将座椅位置信息传递给第二芯片，第一芯片根据第二芯片传输的信息确定座椅位置信息；第一芯片确定当前驾驶员在上一次座椅位置时眼睛与反射屏的水平距离L，当前驾驶员在上一次座椅位置时眼睛与座椅底部的垂直距离H，当前座椅位置与上一次座椅位置相比在水平方向上的变化ΔL，当前座椅位置与上一次座椅位置相比在垂直方向上的变化ΔH，以及当前驾驶员在上一次座椅位置时光源反射后进入眼睛的光线与水平线夹角α；

步骤3、第一芯片通过公式tanα＝H/L和tan(α+Δβ)＝(H+ΔH)/(L+ΔL)计算出反射屏需调整的角度Δβ；

步骤4、第一芯片根据步骤3计算出的Δβ角度，控制第一马达，将反射屏调整Δβ角度。

4.如权利要求3所述的车载抬头显示系统的调节方法，其特征在于，步骤1中，识别不同的驾驶员的方法为钥匙识别法，具体为，车辆的主驾钥匙和备用钥匙均有不同的射频识别号码，车辆的钥匙点火模块可以读取钥匙的射频识别号码，第一主芯片根据储存芯片中存储的驾驶员信息，并结合不同的钥匙来判断驾驶员。

5.如权利要求3所述的车载抬头显示系统的调节方法，其特征在于，步骤1中，识别不同的驾驶员的方法为驾驶员选择法，具体为，驾驶员将自己的信息保存为不同的名称，当车辆启动时，第一主芯片将储存芯片中存储的驾驶员名称在车辆的中控显示屏中显示，由驾驶员自己选择。

6.如权利要求3所述的车载抬头显示系统的调节方法，其特征在于，步骤1中，如果没有当前驾驶员信息，则提示让驾驶员设置个人信息，并手动调节反射屏，然后将驾驶员个人信息以及座椅的位置信息予以保存，不再进行步骤2、步骤3和步骤4。

7.如权利要求3所述的车载抬头显示系统的调节方法，其特征在于，步骤2中，如果ΔH和ΔL的数值均为零，则不再进行步骤3和步骤4。