CN106740111A - 一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了车载抬头显示设备领域内的一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，包括装置本体和HUD应用系统；所述装置本体包括：存储模块，MCU微控制模块，无线传输模块，影音娱乐控制模块，图像生成模块，显示控制模块、微投影模块，微型三维扫描仪，所述存储模块、图像生成模块、影音娱乐控制模块、显示控制模块、微投影模块、无线传输模块，微型三维扫描仪均连接在MCU为控制模块上，所述微型三维扫描仪与MCU控制模块相连，MCU微控制模块将曲率信息发送给显示控制模块，显示控制模块将曲率信息与图像信息整合后经微投影模块发出带有曲率的图像数据，使得图像更加倾斜；所述HUD应用系统包括：通讯应用系统和道路导航系统；本发明可用于对现有汽车改装中。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载平视显示器，特别涉及一种汽车风挡式平视显示器。
背景技术
现有技术中，汽车风挡式平视显示器（亦称汽车风挡式抬头显示器，以下简称HUD），是一种由电子元件、显示元件、控制元件等组成的电子显示设备。它能够将多种信息数据以图像、字符形式的通过光学部件投射到汽车前挡风玻璃上，使驾驶人员在开车过程中无需要低头就能够看到所需各类信息。通常情况下，如果驾驶人员开车时视线离开前方，那么则十分容易导致车祸的发生。通常驾驶人员低头读取导航或者手机上面的信息至少需要0.5秒的时间，这种状况如果出现在高速行驶或车辆比较多的情况下，那么极易发生交通事故，驾驶危险性也随之提高。
近年来，国外车辆用平视显示器产品和技术的研发得到了发达国家的重视，并相继开发了一批汽车风挡式平视显示器。由于开发的汽车风挡式平视显示器大多采用单一光路系統和小型自由曲面镜，因而投射面积较小，只能在单一区域固定范围內显示行车速度、油耗、速限等影像信息。随着先进驾驶輔助系统(ADAS)的功能及性能的提升，车辆所提供给驾驶人员的讯息越来越多，因而，投射较大投影面积的风挡式平视显示器的开发将将成为未来发展方向。
与国外相比，我国汽车用平视显示器产品和技术的研发相对较晚，迄今仍停留在合成式汽车平视显示器开发生产阶段。鉴于合成式汽车平视显示器主要采用实像反射技术生产，不仅投影画面小、图像易变形，而且显示投射的信息也十分有限，通常需要借助合成器进行显示。尽管近年来国内一些高校研究机构和显示器制造企业先后开展了汽车风挡式平视显示器产品和技术的研究，但进展不大，目前仍处在理论应用研究与实验阶段。经国内相关科技文献检索，通过采用多画面分割技术，能够实现多区域影像画面（多画面）显示的汽车风挡式平视显示器；通过手持设备蓝牙（智能手机、平板）与汽车风挡式平视显示器中的通讯应用系统连接，能够实现投影图像高度、亮度与画面投影区域调节，以及能够实现基本行车界面、导航界面、通话界面等多界面自由切换显示的汽车风挡式平视显示器迄今为止仍鲜有报道。同时现有技术中的HUD设备由于收到挡风玻璃曲面的限制，大图像不容易逼真显示，一般只显示一些如车速、油量等简单的数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，可实现大范围图像逼真显示，不再出现变形，提高车辆驾驶的舒适性以及安全性。
本发明的目的是这样实现的：一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，包括装置本体和HUD应用系统；
所述装置本体包括：
存储模块，负责储存各类运行参数和信息数据；
MCU微控制模块，负责进行信息过滤以及数据分析处理；
无线传输模块，负责实现与HUD应用系统的交互；
影音娱乐控制模块，实现音乐、广播播放；
图像生成模块，通过运算生产图像数据；
显示控制模块、微投影模块，将图像生成模块产生的图像数据直接动态投影显示在汽车前风挡玻璃上；、
微型三维扫描仪，负责扫描挡风玻璃的曲面，获得曲率信息，并将该信息发送给MCU微控制模块；
所述存储模块、图像生成模块、影音娱乐控制模块、显示控制模块、微投影模块、无线传输模块均连接在MCU为控制模块上，所述装置本体上还设置有OBDⅡ接口和CANBUS总线接口，所述微型三维扫描仪与MCU控制模块相连，MCU微控制模块将曲率信息发送给显示控制模块，显示控制模块将曲率信息与图像信息整合后经微投影模块发出带有曲率的图像数据，并使得该图像信息投影在汽车前挡风玻璃上；
所述HUD应用系统包括：
通讯应用系统，负责与手持设备进行数据通信，传输手持设备信息、娱乐信息和导航信息；
道路导航系统，负责实现导航功能，并将导航信息发送给装置本体。
作为本发明的进一步限定，所述装置本体内设置有多组光机模组，将显示控制模块和微投影模块生成的影像动态显示在汽车前风挡玻璃上，进而实现多区域影像画面显示。
作为本发明的进一步限定，所述装置本体内还设置有大型曲面自由曲面镜，在保持原有光学系统架构不变基础上，实现大画面投影；能够生成具有立体效果图标和透视效果的大画面影像，并能够增加投影面积和扩大视觉投影区域。
作为本发明的进一步限定，所述微投影模块中包含有一套微投影光机，所述微投影光机中包含有LCD和背光模块；通过所述微投影模块的微投影技术进行虚像反射，实现图像数据信息的精确投射。
作为本发明的进一步限定，所述通讯应用系统包括WIFI系统和蓝牙系统，通讯应用系统与手持设备蓝牙连接，实现来电、短信、微信、视频、导航、音乐和广播娱乐等信息的快速传输；还可进行图像高度、亮度及画面投影区域调节，以及基本行车界面、导航界面、通话界面、短信界面的自由切换显示。
作为本发明的进一步限定，所述OBDⅡ接口可将车辆诊断信息传输到所述平视显示器上，使汽车相关故障信息能够得到快速诊断和处理。
作为本发明的进一步限定，所述CANBUS总线接口可将包含车辆状态信息、ADAS信息在内的有效信息传输到所述平视显示器上；所述车辆状态信息包含有车速信息、引擎转速信息、行车里程信息、档位信息、转向灯信息、发动机报警信息、胎压报警信息、水温报警信息、油量报警信息、手刹报警信息、保险带未系报警信息、车门状态信息、巡航信息、故障信息和倒车雷达信息；所述ADAS信息包含有车道偏移预警信息、前向碰撞预警信息、行人检测信息、车距监测信息、自动大灯控制信息、盲区监测信息、自动泊车信息、自适应巡航信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过采用多画面分割技术，实现多区域虚像画面（多画面）显示，从而能够在汽车行驶中方便驾驶人员观看不同影像讯息。
2、本发明通过采用大型曲面自由曲面镜的光路放大技术，能够在汽车行驶中将生成的不同影像信息放大，反射在汽车前风挡玻璃上形成宽大的投影画面，因而可以提高驾驶人员的视觉效果。
3、本发明能够在汽车行驶中通过微投影模块进行虚像反射，不仅能够实现影像信息的精确投射，给出图像清晰、明亮、鲜艳的画面，而且还能够增加驾驶人员对实际驾驶环境的感知。
4、本发明在汽车行驶中能够通过通讯应用系统与手持设备蓝牙连接，不仅可快速传输来电、短信、微信、视频、手机导航、音乐和广播娱乐等信息，而且还可进行基本行车界面、导航界面、通话界面、短信界面的自由切换，以及诸如高度、亮度及使用者所需图像画面投影区域的调节，进而能够提高驾驶乐趣。
5、本发明在汽车行驶中，能够通过所述OBDⅡ接口直接读取车辆诊断信息，并将其诊断信息传输到所述汽车风挡式平视显示器上，使相关故障信息能够得到快速诊断和处理。
6、本发明在汽车行驶中，能够通过所述CAN总线直接读取包含车辆状态信息、ADAS信息在内的有效信息，并将所述有效信息传输到所述汽车风挡式平视显示器上；所述车辆状态信息包含有车速信息、引擎转速信息、行车里程信息、档位信息、转向灯信息、发动机报警信息、胎压报警信息、水温报警信息、油量报警信息、手刹报警信息、保险带未系报警信息、车门状态信息、巡航信息、故障信息和倒车雷达信息，所述ADAS信息包含有车道偏移预警信息、前向碰撞预警信息、行人检测信息、车距监测信息、自动大灯控制信息、盲区监测信息、自动泊车信息、自适应巡航信息。
7、本发明在汽车行驶中能够通过显示控制模块和微投影模块，将包括车速、引擎转速、油耗、导航、累计里程在内的行车信息动态投影显示到前挡风玻璃上。
8、本发明在汽车行驶前能够根据安装后的位置和前挡风玻璃角度，通过修正开关直接将HUD投影画面的变形和重影现象消除，并能够将修正参数保存到存储模块。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，包括装置本体和HUD应用系统；
所述装置本体包括：
存储模块，负责储存各类运行参数和信息数据；
MCU微控制模块，负责进行信息过滤以及数据分析处理；
无线传输模块，负责实现与HUD应用系统的交互；
影音娱乐控制模块，实现音乐、广播播放；
图像生成模块，通过运算生产图像数据；
显示控制模块、微投影模块，将图像生成模块产生的图像数据直接动态投影显示在汽车前风挡玻璃上，所述微投影模块中包含有一套微投影光机，所述微投影光机中包含有LCD和背光模块；通过所述微投影模块的微投影技术进行虚像反射，实现图像数据信息的精确投射；、
微型三维扫描仪，负责扫描挡风玻璃的曲面，获得曲率信息，并将该信息发送给MCU微控制模块；
所述存储模块、图像生成模块、影音娱乐控制模块、显示控制模块、微投影模块、无线传输模块均连接在MCU为控制模块上，所述装置本体上还设置有OBDⅡ接口和CANBUS总线接口，所述OBDⅡ接口可将车辆诊断信息传输到所述平视显示器上，使汽车相关故障信息能够得到快速诊断和处理，所述CANBUS总线接口可将包含车辆状态信息、ADAS信息在内的有效信息传输到所述平视显示器上；所述车辆状态信息包含有车速信息、引擎转速信息、行车里程信息、档位信息、转向灯信息、发动机报警信息、胎压报警信息、水温报警信息、油量报警信息、手刹报警信息、保险带未系报警信息、车门状态信息、巡航信息、故障信息和倒车雷达信息；所述ADAS信息包含有车道偏移预警信息、前向碰撞预警信息、行人检测信息、车距监测信息、自动大灯控制信息、盲区监测信息、自动泊车信息、自适应巡航信息，所述微型三维扫描仪与MCU控制模块相连，MCU微控制模块将曲率信息发送给显示控制模块，显示控制模块将曲率信息与图像信息整合后经微投影模块发出带有曲率的图像数据，并使得该图像信息投影在汽车前挡风玻璃上；
所述装置本体内设置有多组光机模组，将显示控制模块和微投影模块生成的影像动态显示在汽车前风挡玻璃上，进而实现多区域影像画面显示，所述装置本体内还设置有大型曲面自由曲面镜，在保持原有光学系统架构不变基础上，实现大画面投影；能够生成具有立体效果图标和透视效果的大画面影像，并能够增加投影面积和扩大视觉投影区域；
所述HUD应用系统包括：
通讯应用系统，负责与手持设备进行数据通信，传输手持设备信息、娱乐信息和导航信息，所述通讯应用系统包括WIFI系统和蓝牙系统，通讯应用系统与手持设备蓝牙连接，实现来电、短信、微信、视频、导航、音乐和广播娱乐等信息的快速传输；还可进行图像高度、亮度及画面投影区域调节，以及基本行车界面、导航界面、通话界面、短信界面的自由切换显示；
道路导航系统，负责实现导航功能，并将导航信息发送给装置本体。
本发明工作时，将本装置安装在汽车中空台上，通过安装在本装置上的微型三维扫描仪扫描汽车挡风玻璃曲面的曲率，并将该曲率发送给MCU微控制模块，MCU微控制模块将该信息发送给显示控制模块，显示控制模块将该信息与待投影的图像信息进行整合运算，得到合适汽车挡风玻璃曲面的图像信息，并分别通过多组光机模组投影在多个区域，实现多区域影响画面显示，同时发送出的图像信息经大型曲面自由曲面镜放大后投影出的图像更加清晰。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，其特征在于，包括装置本体和HUD应用系统；
所述装置本体包括：
存储模块，负责储存各类运行参数和信息数据；
MCU微控制模块，负责进行信息过滤以及数据分析处理；
无线传输模块，负责实现与HUD应用系统的交互；
影音娱乐控制模块，实现音乐、广播播放；
图像生成模块，通过运算生产图像数据；
显示控制模块、微投影模块，将图像生成模块产生的图像数据直接动态投影显示在汽车前风挡玻璃上；、
微型三维扫描仪，负责扫描挡风玻璃的曲面，获得曲率信息，并将该信息发送给MCU微控制模块；
所述存储模块、图像生成模块、影音娱乐控制模块、显示控制模块、微投影模块、无线传输模块均连接在MCU为控制模块上，所述装置本体上还设置有OBDⅡ接口和CANBUS总线接口，所述微型三维扫描仪与MCU控制模块相连，MCU微控制模块将曲率信息发送给显示控制模块，显示控制模块将曲率信息与图像信息整合后经微投影模块发出带有曲率的图像数据，并使得该图像信息投影在汽车前挡风玻璃上；
所述HUD应用系统包括：
通讯应用系统，负责与手持设备进行数据通信，传输手持设备信息、娱乐信息和导航信息；
道路导航系统，负责实现导航功能，并将导航信息发送给装置本体。
2.根据权利要求1所述的一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，其特征在于，所述装置本体内设置有多组光机模组，将显示控制模块和微投影模块生成的影像动态显示在汽车前风挡玻璃上，进而实现多区域影像画面显示。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，其特征在于，所述装置本体内还设置有大型曲面自由曲面镜，在保持原有光学系统架构不变基础上，实现大画面投影；能够生成具有立体效果图标和透视效果的大画面影像，并能够增加投影面积和扩大视觉投影区域。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，其特征在于，所述微投影模块中包含有一套微投影光机，所述微投影光机中包含有LCD和背光模块；通过所述微投影模块的微投影技术进行虚像反射，实现图像数据信息的精确投射。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，其特征在于，所述通讯应用系统包括WIFI系统和蓝牙系统，通讯应用系统与手持设备蓝牙连接，实现来电、短信、微信、视频、导航、音乐和广播娱乐等信息的快速传输；还可进行图像高度、亮度及画面投影区域调节，以及基本行车界面、导航界面、通话界面、短信界面的自由切换显示。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，其特征在于，所述OBDⅡ接口可将车辆诊断信息传输到所述平视显示器上，使汽车相关故障信息能够得到快速诊断和处理。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于多画面分割技术的汽车风挡式平视显示器，其特征在于，所述CANBUS总线接口可将包含车辆状态信息、ADAS信息在内的有效信息传输到所述平视显示器上；所述车辆状态信息包含有车速信息、引擎转速信息、行车里程信息、档位信息、转向灯信息、发动机报警信息、胎压报警信息、水温报警信息、油量报警信息、手刹报警信息、保险带未系报警信息、车门状态信息、巡航信息、故障信息和倒车雷达信息；所述ADAS信息包含有车道偏移预警信息、前向碰撞预警信息、行人检测信息、车距监测信息、自动大灯控制信息、盲区监测信息、自动泊车信息、自适应巡航信息。
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