CN106679679A - 一种投影式车载导航通信行车辅助系统和行车辅助方法 - Google Patents

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Abstract

一种投影式车载导航通信行车辅助系统,包括:主控制器MCU,蓝牙控制模块,WIFI模块,3G/4G通信模块,投影模块;所述蓝牙控制模块,所述WIFI模块,所述3G/4G通信模块,所述投影模块分别与所述主控制器相连接,所述投影模块包括影像获取单元,影像投射单元以及影像显示单元;所述影像获取单元接收从所述主控器发送的导航影像,并将其发送到所述影像投射单元,所述影像投射单元在获取所述导航影像后,将所述导航影像投射到所述影像显示单元,所述影像显示单元与所述投影式车载导航通信行车辅助系统中的其他模块分离放置,所述影像显示单元为汽车前挡风玻璃内侧。

Description

一种投影式车载导航通信行车辅助系统和行车辅助方法
技术领域
本发明涉及一种汽车导航领域,尤其涉及一种投影式车载导航通信行车辅助系统和行车辅助方法。
背景技术
随着电子技术和数字信息技术的迅猛发展,汽车上应用的高科技技术越来越多,车载导航系统便是其中之一。
通常,车载导航装置安装于汽车上,用于确定到设定目的地的指导路线,并根据确定的指导路线引导汽车行驶,且通过在地图上进行显示本车和指导路线的位置重合的图像导向。然而,由于汽车可用空间有限,以LCD为主要影像显示设备的图像导航系统,位置布局在汽车的中控台上,或用万用支架支撑。公开号为CN102114811A的中国专利申请文件中,记载的车载导航系统,将导航仪布置于车辆的中控台上,司机在行车过程中如需导航引导需要低头或者将视线移至右侧去看地图,影响行车安全,同时这样的设备的操作设置按钮也都在中控台上,当驾驶人需在行车过程中更改设置也是非常不方便的。授权公告号为CN203267910U的中国专利文件中,记载了基于汽车挡风玻璃投射显示的导航设备,将机体放在中控台上,根据外界光线的强弱程度调节LED灯的明暗程度,将机体显示区上显示的图像折射到汽车挡风玻璃上显示,然而,这种方法LED灯使用寿命短,显示效果差,稳定度差。
抬头显示设备,又叫平视显示器,简称HUD,是目前普遍运用在航空飞行器上的飞行辅助仪器。近几年,汽车厂商也逐步在汽车上配备抬头显示设备,目前这项高新技术应用在汽车中的范围还不是很广,一般在高档轿车中才能够较多的看到HUD的身影。并且,现有的抬头显示设备只能接收固定数据类型的导航数据,不能够对其他类型的数据进行处理。例如,授权公告号为CN101408437B的中国专利文件记载的可携式抬头显示器。
目前,车载导航装置多数不具备联网功能,通常许多司机会直接使用手机进行导航,然而司机在行车过程中如果用手机接打电话,不能进行导航信息的持续引导,很可能会在接打电话时错过交叉路口,并且也会影响行车安全而且也是不符合交通规则的行为。授权公告号为CN201188003Y的中国专利公开了一种具有无线通信功能的车载导航系统,将导航显示终端和GPS车载终端相结合,通过有线或无线连接方式实现连接,但是这种导航系统仍存在用户操作复杂的困难,尤其是需要用户手动操作手机。
可以发现,现有技术中对于同时解决行车过程中的问题还有待改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作方便,功能全面的投影式车载导航通信行车辅助系统和行车辅助方法,以使驾驶者能够更加方便地查看导航信息,降低行车安全隐患,提高行车过程中可操作性。
为了实现上述目的,本发明提供一种投影式车载导航通信行车辅助系统,所述投影式车载导航通信行车辅助系统包括:主控制器MCU,蓝牙控制模块,WIFI模块,3G/4G通信模块,投影模块;所述蓝牙控制模块,所述WIFI模块,所述3G/4G通信模块,所述投影模块分别与所述主控制器相连接。
优选地,所述投影模块包括影像获取单元,影像投射单元以及影像显示单元;所述影像获取单元接收从所述主控器发送的导航影像,并将其发送到所述影像投射单元,所述影像投射单元在获取所述导航影像后,将所述导航影像投射到所述影像显示单元,所述影像显示单元与所述投影式车载导航通信行车辅助系统中的其他模块分离放置,所述影像显示单元为汽车前挡风玻璃内侧。
优选地,所述影像投射单元在获取所述导航影像后,根据所述前挡风玻璃的倾斜角度以及弧度对所述导航影像进行调整,将所述调整后的导航影像发送到所述影像显示单元。
优选地,所述前挡风玻璃内侧贴有影像反射薄膜,所述影像反射薄膜全部贴于前挡风玻璃内侧或者根据驾驶者平视视线范围内最佳视觉效果贴于前挡风玻璃内侧的特定位置,使投影的导航影像更清晰。
优选地,所述影像反射薄膜的折射率σ1<汽车前挡风玻璃的折射率σ0,当所述影像投射单元将所述导航影像的光线从汽车内部投射出来,先照射在所述影像反射薄膜上,当光线进入所述影像反射薄膜后到达所述薄膜与前挡风玻璃的分界面时,即光从光密介质射向光疏介质,当入射角超过临界角度时,折射光完全消失,入射光线全部被以一个角度反射出来,因入射介质折射率大于出射介质的折射率,实现投影式影像导航。
优选地,所述蓝牙控制模块包括BT4.0按键操控单元和双MIC语音输入单元,所述BT4.0按键操控单元安装在方向盘上,实现车载-手机之间的相关联系和控制,组成车内无线通讯网络。
优选地,所述WIFI模块与用户手机建立WIFI无线数据连接,所述用户手机安装有与所述WIFI模块进行通信的手机APP软件。
优选地,所述3G/4G通信模块包括USIM卡和3G/4G无线网络单元。
优选地,所述3G/4G通信模块包括安装在其中的APP软件,所述APP软件通过所述USIM上网卡和所述3G/4G无线网络单元连接至3G/4G无线网络,从而拨打网络电话或者实现网络对讲。
优选地,所述投影式车载导航通信行车辅助系统还包括显示屏,音频输入输出编译码模块,麦克风和扬声器;所述显示屏和所述音频输入输出编译码模块分别与所述主控器相连接,所述麦克风和所述扬声器分别与所述音频输入输出编译码模块相连接。
本发明还提供一种使用上述投影式车载导航通信行车辅助系统执行行车辅助的方法,所述主控制器将从车载导航仪的导航影像或由所述WIFI模块经过WIFI无线数据传输技术从手机采集到的导航影像发送至所述投影模块,所述投影模块接收所述导航影像,进行投影,将所述导航影像显示给驾驶者。
优选地,由所述WIFI模块经过WIFI无线数据传输技术与手机建立连接还包括,打开安装在手机中的APP软件,所述APP软件自动开启WIFI网络并与所述WIFI模块建立连接,此时安装在手机中的APP软件建立手机与所述投影式车载导航通信行车辅助系统之间的具有通话功能的数据交换链路,当所述手机处于来电接听状态时,所述手机APP软件进行数据桥接转换,将来电信息经所述WIFI模块传输至所述主控制器,所述主控制器接收到所述来电信息,将所述来电信息发送至所述蓝牙控制模块中设置在方向盘上的所述BT4.0按键操控单元,操作所述按键操控单元,在行车过程中接管驾驶者的来电,执行免提通话、电话本同步,语音呼叫以及与在安装有相同软件的用户之间实现数据语音对讲功能。
优选地,由所述WIFI模块经过WIFI无线数据传输技术与手机建立连接还包括,打开安装在手机中的APP软件,将手机的当前屏幕所显示的数据通过所述WIFI模块发送至所述主控器,所述主控制器对所述数据进行处理后传输至所述显示屏上,或者将所述显示屏上当前显示的数据通过上述所述主控制器以及所述WIFI模块发送至所述手机上,由所述手机APP软件进行数据处理后显示在手机屏幕上,通过手机端的触摸屏通过所述主控制器完成对所述投影式车载导航通信行车辅助系统的控制和操作。
优选地,使用所述BT4.0按键操控模块或者使用语音生成控制命令,将所述控制命令发送至所述主控器,所述主控器将所述命令经过所述WIFI模块发送至手机,所述手机根据所述控制命令执行相应的操作。
优选地,通过所述USIM上网卡连接所述3G/4G无线网络单元,经所述3G/4G网络与无线基站连接,从而与其他车辆上安装的所述车载导航通信行车辅助系统的3G/4G通信模块相连接实现与所有安装该车载导航通信行车辅助系统的车辆之间的通信。
根据本发明的车载导航通信行车辅助系统,将传统车载导航系统功能拓展,通过将投影式导航,WIFI对讲,免提通话,远程控制,车辆信息采集等功能集成,实现一机多用途功能,集众多功能于一体的车载智能化安全辅助系统,通过本投影式导航通信行车辅助系统,可以让行车过程中的影像导航在前挡风玻璃上清晰展示出来,并且可保证前方清晰的路况视野,其效果近似于飞机驾驶员的HUD显示系统的效果,使得驾驶者在开车导航的过程中不用再向下低头看常规的LCD显示屏而影响驾驶安全。同时以WIFI同步技术,使本设备在行车过程中接管驾驶者的手机来电,并可轻松免提通话。另外,配备以小巧的蓝牙无线控制单元并安装在方向盘上,使汽车驾驶者无需手离方向盘即可实现对本导航系统的操作设置。由此提高了驾驶安全性,又可保证导航信息的实时性。同时,通过增加新的功能,不仅丰富了驾驶员的驾驶体验,而且有效的减少了驾驶员需要添加的电子产品,快速互动,操作简单。
附图说明
图1是本发明涉及的车载导航系统的框图;
图2是本发明涉及的投影模块的架构的框图;
图3是本发明涉及的投影模块的影像显示单元的投影原理示意图;
图4是本发明涉及的蓝牙控制模块的架构的框图;
图5是本发明涉及的3G/4G通信模块的架构的框图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的具体实施方式。其中,以下说明的具体实施方式仅是本发明的具体例子,用于理解本发明,而不用于限定本发明的范围。本领域技术人员能够基于本发明的技术思想对以下具体实施方式进行各种变形,组合和要素的合理省略,由此得到的方式也包括在本发明的范围内。
首先,参照图1说明本发明所涉及的车载导航通信行车辅助系统,图1是表示本发明所涉及的一个实施方式的车载导航通信行车辅助系统的框图。如图1所示,该车载导航通信行车辅助系统可以包括主控制器MCU1,与主控制器连接的蓝牙控制模块2,WIFI模块3,3G/4G通信模块4,投影模块5,显示屏6,音频输入输出编译码模块7,麦克风8,扬声器9。
主控制器1将从投影式车载导航仪或经WIFI模块3通过WIFI无线数据传输技术从手机采集到的导航影像发送至投影模块5,投影模块5接收所述的导航影像,用于向车辆的前挡风玻璃进行投影,将所述导航影像显示给司机。优选地,所述前挡风玻璃处内侧贴一层折射率大于玻璃的薄膜。
主控制器1通过WIFI模块3与用户手机建立WIFI无线数据连接,当驾驶者上车后打开安装在手机中的APP软件,软件将自动开启WIFI网络并与所述投影式车载导航通信行车辅助系统建立连接,此时安装在手机中的APP建立了手机与所述系统之间的具有通话功能的数据交换链路,当用户手机处于来电接听状态时,手机APP软件完成数据桥接转换功能,将来电信息经WIFI模块3传输至主控制器,主控制器接收到所述来电信息将其发送至设置在方向盘上的蓝牙控制模块,从而实现在行车过程中接管司机的来电,并且为驾驶者提供方便的免提通话、电话本同步,语音呼叫以及与在安装有相同软件的人群之间实现数据语音对讲功能。进一步地:通过手机APP实现的安装,当用户打开手机APP软件后,手机将与本投影式车载导航通信行车辅助系统一样在显示屏上显示相同的内容,并且可以通过手机端的触摸屏进行更加多样和丰富的设置操作,即手机通过MCU完成对投影式车载导航通信行车辅助系统的控制和操作。
主控制器1与3G/4G通信模块4相连接,经3G/4G网络与无线基站连接,从而与另一同类设备即所述投影式车载导航通信行车辅助系统的3G/4G通信模块相连接,从而实现与所有安装该投影式车载导航通信行车辅助系统的车辆之间的通信。
以下,具体说明车载导航通信行车辅助系统中的投影模块5。图2表示本发明涉及的投影模块5的架构的框图。如图2所示,投影模块5包括影像获取单元51,用于接收从主控器1发送的导航影像,并将其发送到影像投射单元52,其中影像投射单元52可以为普通的投影仪。影像投射单元52在获取导航影像后,将所述导航影像投射到影像显示单元53,进一步地,影像投射单元52在获取导航影像后,可以根据挡风玻璃的倾斜角度以及弧度对导航影像进行调整,将调整后的导航影像发送到影像显示单元53,影像显示单元53与车载导航通信行车辅助系统中的其他模块分离放置,具体地,影像显示单元53位于前挡风玻璃内侧,所述挡风玻璃内侧贴有影像反射薄膜,所述影像反射薄膜可以全部贴于前挡风玻璃内侧,也可以根据驾驶者平视视线范围内最佳视觉效果贴于前挡风玻璃内侧的特定位置,使投影的导航影像更清晰。
图3为本发明涉及的投影模块5的影像显示单元53的投影原理示意图。
当车载导航通信行车辅助系统摆放在汽车前挡风玻璃下的中控平台上,利用薄膜技术和光全反射原理,在汽车前挡风玻璃内侧贴一层折射率大于玻璃的薄膜,即:影像反射薄膜的折射率σ1<汽车前挡风玻璃的折射率σ0,当影像投射单元52将导航影像的光线从汽车内部投射出来,先照射在反射薄膜上,当光线进入薄膜后到达薄膜与玻璃的分界面时,即光从光密介质射向光疏介质时,当入射角超过某一临界角度C时,折射光完全消失,入射光线全部被以一个角度反射出来,形成光的全反射现象,因入射介质折射率大于出射介质的折射率,即可实现投影式影像导航。以此原理设计的光透结构不但可以使驾驶员看到投影在车窗上的导航信息,还不影响驾驶员透过车窗投影区域清晰的看到车辆前方的道路状况,其效果类似飞机驾驶员前方的HUD平视显示器。
以下,具体说明投影式车载导航通信行车辅助系统中的蓝牙控制模块2。图4表示本发明涉及的蓝牙控制模块2的架构的框图。
蓝牙控制模块的无线信号传输基于BT4.0技术,通过独立的BT4.0的按键操控单元22和双MIC语音输入单元21,驾驶者通过蓝牙和车载导航通信行车辅助系统以及手机相连,从而实现车载-手机之间的相关联系和控制,组成了车内无线通讯网络,使用所述基于BT4.0按键操控模块22或者语音通过蓝牙控制模块来控制手机。以实现灵巧的外形在方向盘上通过蓝牙控制模块实现对投影式车载导航通信行车辅助系统的快捷操作、双MIC降噪的语音识别,还可语音控制本导航设备。
以下,具体说明投影式车载导航通信行车辅助系统中的的3G/4G通信模块4。图5表示本发明涉及的3G/4G通信模块4的架构的框图。
所述3G/4G通信模块4可以包括USIM上网卡41和3G/4G无线网络单元42,通过USIM上网卡41连接3G/4G无线网络单元42,经3G/4G网络与无线基站连接,从而与另一同类设备即所述车载导航通信行车辅助系统的3G/4G通信模块相连接,从而实现与所有安装该车载导航通信行车辅助系统的车辆之间的通信。
综上所述本投影式车载导航通信行车辅助系统,可以让行车过程中的影像导航在前挡风玻璃上清晰展示出来,并且可保证前方清晰的路况视野,其效果近似于飞机驾驶员的HUD显示系统的效果,使得驾驶者在开车导航的过程中不用再向下低头看常规的LCD显示屏而影响驾驶安全。同时以WIFI同步技术,使本设备在行车过程中接管驾驶者的手机来电,并可轻松免提通话。另外,配备以小巧的蓝牙无线控制单元并安装在方向盘上,使汽车驾驶者无需手离方向盘即可实现对本导航系统的操作设置。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (15)

1.一种投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,包括:主控制器MCU,蓝牙控制模块,WIFI模块,3G/4G通信模块,投影模块;所述蓝牙控制模块、所述WIFI模块、所述3G/4G通信模块和所述投影模块分别与所述主控制器相连接。
2.如权利要求1所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述投影模块包括影像获取单元,影像投射单元以及影像显示单元;所述影像获取单元接收从所述主控制器发送的导航影像,并将其发送到所述影像投射单元,所述影像投射单元在获取所述导航影像后,将所述导航影像投射到所述影像显示单元,所述影像显示单元与所述投影式车载导航通信行车辅助系统中的其他模块分离放置,所述影像显示单元为汽车前挡风玻璃内侧。
3.如权利要求2所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述影像投射单元在获取所述导航影像后,根据所述前挡风玻璃的倾斜角度以及弧度对所述导航影像进行调整,将所述调整后的导航影像发送到所述影像显示单元。
4.如权利要求2所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述前挡风玻璃内侧贴有影像反射薄膜,所述影像反射薄膜全部贴于前挡风玻璃内侧或者根据驾驶者平视视线范围内最佳视觉效果贴于前挡风玻璃内侧的特定位置,使投影的导航影像更清晰。
5.如权利要求4所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述影像反射薄膜的折射率σ1<汽车前挡风玻璃的折射率σ0,当所述影像投射单元将所述导航影像的光线从汽车内部投射出来,先照射在所述影像反射薄膜上,当光线进入所述影像反射薄膜后到达所述薄膜与前挡风玻璃的分界面时,光从光密介质射向光疏介质,当入射角超过临界角,折射光完全消失,入射光线全部被以一个角度反射出来,因入射介质折射率大于出射介质的折射率,实现投影式影像导航。
6.如权利要求1-5任一项所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述蓝牙控制模块包括BT4.0按键操控单元和双MIC语音输入单元,所述BT4.0按键操控单元安装在方向盘上,实现车载-手机之间的相关联系和控制,组成车内无线通讯网络。
7.如权利要求6所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述WIFI模块与用户手机建立WIFI无线数据连接,所述用户手机安装有与所述WIFI模块进行通信的手机APP软件。
8.如权利要求7所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述3G/4G通信模块包括USIM上网卡和3G/4G无线网络单元。
9.如权利要求8所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述3G/4G通信模块包括安装在其中的APP软件,所述APP软件通过所述USIM上网卡和所述3G/4G无线网络单元连接至3G/4G无线网络,从而拨打网络电话或者实现网络对讲。
10.如权利要求9所述的投影式车载导航通信行车辅助系统,其特征在于,所述投影式车载导航通信行车辅助系统还包括显示屏,音频输入输出编译码模块,麦克风和扬声器;所述显示屏和所述音频输入输出编译码模块分别与所述主控制器相连接,所述麦克风和所述扬声器分别与所述音频输入输出编译码模块相连接。
11.一种使用权利要求1-10任一项的所述投影式车载导航通信行车辅助系统执行行车辅助的方法,其特征在于:所述主控制器将从车载导航仪的导航影像或由所述WIFI模块经过WIFI无线数据传输技术与手机建立连接,将从所述手机采集到的导航影像发送至所述投影模块,所述投影模块接收所述导航影像,进行投影,将所述导航影像显示给驾驶者。
12.如权利要求11所述的行车辅助的方法,其特征在于,由所述WIFI模块经过WIFI无线数据传输技术与手机建立连接还包括,打开安装在手机中的APP软件,所述APP软件自动开启WIFI网络并与所述WIFI模块建立连接,此时安装在手机中的APP软件建立手机与所述投影式车载导航通信行车辅助系统之间的具有通话功能的数据交换链路,当所述手机处于来电接听状态时,所述手机APP软件进行数据桥接转换,将来电信息经所述WIFI模块传输至所述主控制器,所述主控制器接收到所述来电信息,将所述来电信息发送至所述蓝牙控制模块中设置在方向盘上的所述BT4.0按键操控单元,操作所述按键操控单元,在行车过程中接管驾驶者的来电,执行免提通话、电话本同步,语音呼叫以及与在安装有相同软件的用户之间实现数据语音对讲功能。
13.如权利要求12所述的行车辅助的方法,其特征在于:由所述WIFI模块经过WIFI无线数据传输技术与手机建立连接还包括,打开安装在手机中的APP软件,将手机的当前屏幕所显示的数据通过所述WIFI模块发送至所述主控器,所述主控制器对所述数据进行处理后传输至所述显示屏上,或者将所述显示屏上当前显示的数据通过上述所述主控制器以及所述WIFI模块发送至所述手机上,由所述手机APP软件进行数据处理后显示在手机屏幕上,通过手机端的触摸屏通过所述主控制器完成对所述投影式车载导航通信行车辅助系统的控制和操作。
14.如权利要求11-13任一项所述的行车辅助的方法,其特征在于:所述蓝牙控制模块包括BT4.0按键操控模块和双MIC语音输入单元,使用所述BT4.0按键操控模块或者使用语音生成控制命令,将所述控制命令发送至所述主控制器,所述主控制器将所述命令经过所述WIFI模块发送至手机,所述手机根据所述控制命令执行相应的操作。
15.如权利要求14所述的行车辅助的方法,其特征在于:所述3G/4G通信模块包括USIM上网卡和3G/4G无线网络单元,通过所述USIM上网卡连接所述3G/4G无线网络单元,经所述3G/4G网络与无线基站连接,从而与其他车辆上安装的所述车载导航通信行车辅助系统的3G/4G通信模块相连接,实现与所有安装该车载导航通信行车辅助系统的车辆之间的通信。
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