CN108001445A - 一种hud驾驶员路径引导车载终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种HUD驾驶员路径引导车载终端，属于交通安全技术领域。包括HUD驾驶路径引导检测模块、雷达路径检测模块、被动安全保护模块；所述HUD驾驶路径引导检测模块、雷达路径检测模块均与被动安全保护模块连接，所述HUD驾驶路径引导检测模块用于获取实时的车载信息，并显示引导信息。HUD驾驶驾驶员路径引导车载终端能够对驾驶员的驾驶路径进行监管，保证行车安全。通过HUD装置，驾驶员可按引导路径进行操作；如果驾驶路径引导失败，在事故即将发生的时候，能够自动紧急转向和刹车。该发明结合HUD技术，解决了传统汽车安全存在的缺陷，一旦出现异常，及时进行预警；提前预防驾驶员的误操作,提高了驾驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种HUD驾驶员路径引导车载终端，属于交通安全设备领域。
背景技术
如何降低驾驶员交通事故是交通安全的终极目标。对于公交车驾驶员和出租车驾驶员而言，管理部门要进行严格管理，因为这涉及到乘客的生命和财产安全。驾驶员在行车的过程中，特别是公交车驾驶员，应该按照规定的线路、站点、班次、时间运行；不得在弯道上超车，在高速路上行驶时，要注意保持车距，不得长时间占道行驶；不得倒车、逆行、穿越中央隔离带掉头；车辆需驶出高速公路时应提前减速后变道，不得临近出口时突然减速变道；不得在车道内停车上、下旅客；车辆通过漫水桥、便桥（道）、浮桥、水毁、塌方等危险路段时，应严格遵守“一慢、二看、三通过”的规定停观察，确认安全后低速通过，必要时让所有旅客下车步行通过，避免发生意外事故；在山区，停车视距不良或道路状况不良的路段行驶时，应严格遵守“减速、鸣号、靠右行”、“宁停勿绕”、“宁停三分不抢一秒”安全行车的规定，不得在弯道上、下陡坡时强行超车；车辆通过施工作业路段时，应注意施工安全警示标志的警示，自觉遵守交通法规，服从交通管理人员的指挥，严禁强行闯关、超速、抢（占）道行驶。如遇塌方、水毁、飞石路段、危及行车安全或道路情况不明时要果断停车，应立即向车属单位和有关单位报告，不得擅自绕行；在不能确保安全的情况下，不得冒险行驶。
这些所有的驾驶行为都需要一个理智的引导管理体系，由于驾驶员出门在外，管理部门无法监控，驾驶员是否遵守驾驶行为之准则只有驾驶员自己知道，如果能够远程监控驾驶行为，及时管控驾驶员的违规行为，及时给以警示，在事故即将发生的时候，能够自动紧急转向和刹车，就能极大地避免事故的发生，这一问题亟待研究和解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种HUD驾驶员路径引导车载终端，能够对驾驶员的驾驶路径进行监管，保证乘客的安全，一旦出现异常，及时进行预警；提前预防驾驶员的误操作, 通过HUD装置引导驾驶员进行正确的操作，在事故即将发生的时候，能够自动紧急转向和刹车。
本发明采用的主要技术方案是：一种HUD驾驶员路径引导车载终端，包括HUD驾驶路径引导检测模块5、雷达路径检测模块、被动安全保护模块；所述的HUD驾驶路径引导检测模块5、雷达路径检测模块均与被动安全保护模块连接，
所述的HUD驾驶路径引导检测模块5包括HUD界面显示模块及检测模块，检测模块用于获取实时的车载信息，HUD界面显示模块用于显示引导信息，HUD界面显示模块包括刹车引导显示方块2、油门引导显示方块3、路径方向引导显示界面1、跟车距离警示线9、提示性文字显示界面；
雷达路径检测模块用于探测道路前端和后端的物体，采集道路前方和后方的路况数据；
被动安全保护模块由MCU微控制器4和语言模块、执行机构构成，其中执行机构由与MCU微控制器4连接的光电编码盘、直流电机控制紧急转向机构和电磁铁紧急制动模块构成，语言模块与MCU微控制器4连接，光电编码盘为用于测量转向的角度传感器，光电编码盘可以采集到转向的信号，用于判别驾驶员的转向是否正确，若驾驶员操作结果与HUD界面显示模块的引导差异超过限定值，则MCU微控制器4判定为引导失误，若此时雷达路径检测模块检测到车辆右前方没有障碍物,则MCU微控制器4启动直流电机控制紧急转向机构向方向盘施加一个强制力进行转向控制，然后启动电磁铁紧急制动模块，强制刹车，最后停靠在右侧路边；若雷达路径检测模块检测到车辆右前方有障碍物，车辆后方安全距离内没有跟车，则MCU微控制器4直接启动电磁铁紧急制动模块强制刹车。
所述的HUD驾驶路径引导检测模块5为嵌入式系统，选择ARM SOC作为处理器核心，通过其自带的HDMI接口将图像输出,外接高速的3G上网模块，检测模块通过蓝牙OBD适配模块实现通用的车载信息获取功能；HUD驾驶路径引导检测模块5外接GPS传感器、电子罗盘和光线传感器，高性能的GPS传感器用于快速定位，让驾驶员时到知道自己所处的地理位置；电子罗盘可以获取方向信息，让驾驶员时刻清楚自己的行驶方向；光线传感器可以获取环境光的强弱情况，HUD驾驶路径引导检测模块5根据光线传感器检测信息可以自动调节HUD显示模块的亮度，呈现给驾驶员最合理的HUD图像亮度。
所述的雷达路径检测模块包括前雷达探测传感器6、后雷达探测传感器8及电路板，前雷达探测传感器6安装在车头前端，反射雷达波进入前雷达探测传感器6的接收端，用于探测道路前端的物体，采集道路前方的路况数据；后雷达探测传感器8安装在车身后端，反射雷达波进入后雷达探测传感器8的接收端，用于探测道路后端的物体，采集道路后方的路况数据；前雷达探测传感器6、后雷达探测传感器8探测的数据输入到MCU微控制器4中，当探测到的前端或后端的物体与本车的间距小于规定值时，则MCU微控制器4控制语音模块进行语音预警，同时控制HUD驾驶路径引导检测模块5显示提示性文字；当探测到的物体与本车的间距大于或等于规定值时，MCU微控制器4控制HUD驾驶路径引导检测模块5自动转入HUD驾驶路径引导模式，HUD显示模块显示引导图像，引导驾驶员进行操作。
所述的MCU微控制器4为16位微控芯片MC9S12XS128MAL，HUD驾驶路径引导检测模块5通过无线蓝牙与MCU微控制器4的SCI端口连接，雷达路径检测模块所采集到的信号经过模数转换之后输入到MCU微控制器4的AD端口，光电编码盘与MCU微控制器4的ECT端口连接，直流电机控制紧急转向机构与MCU微控制器4的PWM端口连通，电磁铁紧急制动模块与MCU微控制器4的I/O端口连通，语音模块和MCU微控制器4的SPI串行外设接口模块进行通信，当条件触发时，在MCU微控制器4的控制下可以实现语音提示。
所述的HUD驾驶路径引导检测模块5中，在HUD界面显示模块引导显示出现之后，当左边代表刹车的刹车引导显示方块2不停的闪烁时，提示驾驶员要踩刹车；当右边代表油门的油门引导显示方块3不停地闪烁时，表明要踩油门进行加速；路径方向引导显示界面1持续显示路径方向，驾驶员在操纵方向盘的时候，可以沿路径方向引导显示界面1显示出来的路径进行前行；当驾驶员的跟车距离过近时，HUD界面显示模块前方的跟车距离警示线9不停的闪烁,提示驾驶员跟车距离过近。
所述的HUD驾驶路径引导检测模块5设置在前挡风玻璃上，语言模块设置在仪表盘处，电磁铁紧急制动模块安装在刹车踏板下方。
本发明的工作原理是：
参见图1，汽车启动之后，引导装置的电源打开，首先对驾驶员是否系上安全带也进行检测，驾驶员已经系好安全带，其次检测前雷达探测传感器6和后雷达探测传感器8检测是否工作正常，若无测量信号输出，在这种情况下，HUD驾驶员路径引导车载终端是无法进行工作的。检测正常之后，整个系统开始进入整个系统进行初始化后，最后进入工作状态。
工作中，HUD驾驶路径引导检测模块5在驾驶员挡风玻璃出现引导显示，驾驶员可以根据引导形式显示进行驾驶操作进行驾驶操作，对驾驶员的驾驶路径进行检测，如果驾驶员行驶路径方向与路径方向引导显示界面1引导方向不一致，则MCU微控制器4控制语音模块进行声音提示；若如果驾驶员行驶路径方向与路径方向引导显示界面1引导方向的偏差超过规定阈值，表明引导无效，MCU微控制器4将启动紧急停车转向停靠程序，强迫汽车减速停车。
若进入工作状态后，如果驾驶员行驶路径方向与路径方向引导显示界面1引导方向一致，则HUD驾驶路径引导检测模块5进行持续正常引导显示，然后MCU微控制器4不断检测是否存在引导操作失误，若存在，则MCU微控制器4将启动紧急停车转向停靠程序，强迫汽车减速停车，若不存在，则前雷达探测传感器6和后雷达探测传感器8持续监测车辆前方与后方的道路状况，然后重新判断是否驾驶员行驶路径方向与路径方向引导显示界面1引导方向一致，重复上述步骤。
本发明的有益效果是：HUD驾驶员路径引导车载终端能够对驾驶员的驾驶路径进行监管，保证行车安全。通过HUD装置，驾驶员可按引导路径进行操作；如果驾驶路径引导失败，在事故即将发生的时候，能够自动紧急转向和刹车。该发明结合HUD技术，解决了传统汽车安全存在的缺陷，一旦出现异常，及时进行预警；提前预防驾驶员的误操作,提高了驾驶的安全性。
附图说明
图1为本发明的系统控制流程示意图；
图2为本发明的整体电路结构示原理图；
图3为本发明驾驶路径引导示意图。
图中各标号为：1. 路径方向引导显示界面，2.刹车引导显示方块，3.油门引导显示方块，4. MCU微控制器，5. HUD驾驶路径引导检测模块，6.前雷达探测传感器，7.方向盘，8.后雷达探测传感器，9. 跟车距离警示线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。
实施例1：如图1-3所示，一种HUD驾驶员路径引导车载终端，包括HUD驾驶路径引导检测模块5、雷达路径检测模块、被动安全保护模块；所述的HUD驾驶路径引导检测模块5、雷达路径检测模块均与被动安全保护模块连接，
所述的HUD驾驶路径引导检测模块5包括HUD界面显示模块及检测模块，检测模块用于获取实时的车载信息，HUD界面显示模块用于显示引导信息，HUD界面显示模块包括刹车引导显示方块2、油门引导显示方块3、路径方向引导显示界面1、跟车距离警示线9、提示性文字显示界面；
雷达路径检测模块用于探测道路前端和后端的物体，采集道路前方和后方的路况数据；
被动安全保护模块由MCU微控制器4和语言模块、执行机构构成，其中执行机构由与MCU微控制器4连接的光电编码盘、直流电机控制紧急转向机构和电磁铁紧急制动模块构成，语言模块与MCU微控制器4连接，光电编码盘为用于测量转向的角度传感器，光电编码盘可以采集到转向的信号，用于判别驾驶员的转向是否正确，若驾驶员操作结果与HUD界面显示模块的引导差异超过限定值，则MCU微控制器4判定为引导失误，若此时雷达路径检测模块检测到车辆右前方没有障碍物,则MCU微控制器4启动直流电机控制紧急转向机构向方向盘施加一个强制力进行转向控制，然后启动电磁铁紧急制动模块，强制刹车，最后停靠在右侧路边；若雷达路径检测模块检测到车辆右前方有障碍物，车辆后方安全距离内没有跟车，则MCU微控制器4直接启动电磁铁紧急制动模块强制刹车。
具体地，所述的引导失误包括光电编码盘检测到的转向或者电子罗盘检测到车辆的转向与HUD界面显示模块引导的方向不一致且偏差值超过限定值、HUD界面显示模块引导刹车而驾驶员踩了油门、HUD界面显示模块引导踩油门而驾驶员踩刹车、跟车距离警示线9不断闪烁但跟车距离仍然在缩小等等。由于所有引导失误都有一个修正的时间，因此上述的问题在规定的时间无法完成修正，则MCU微控制器4判断为引导失败，则启动刹车停靠程序。
进一步地，所述的HUD驾驶路径引导检测模块5为嵌入式系统，选择ARM SOC作为处理器核心，通过其自带的HDMI接口将图像输出,外接高速的3G上网模块，检测模块通过蓝牙OBD适配模块实现通用的车载信息获取功能；HUD驾驶路径引导检测模块5外接GPS传感器、电子罗盘和光线传感器，高性能的GPS传感器用于快速定位，让驾驶员时到知道自己所处的地理位置；电子罗盘可以获取方向信息，让驾驶员时刻清楚自己的行驶方向；光线传感器可以获取环境光的强弱情况，HUD驾驶路径引导检测模块5根据光线传感器检测信息可以自动调节HUD显示模块的亮度，呈现给驾驶员最合理的HUD图像亮度。
进一步地，所述的雷达路径检测模块包括前雷达探测传感器6、后雷达探测传感器8及电路板，前雷达探测传感器6安装在车头前端，反射雷达波进入前雷达探测传感器6的接收端，用于探测道路前端的物体，采集道路前方的路况数据；后雷达探测传感器8安装在车身后端，反射雷达波进入后雷达探测传感器8的接收端，用于探测道路后端的物体，采集道路后方的路况数据；前雷达探测传感器6、后雷达探测传感器8探测的数据输入到MCU微控制器4中，当探测到的前端或后端的物体与本车的间距小于规定值时，则MCU微控制器4控制语音模块进行语音预警，同时控制HUD驾驶路径引导检测模块5显示提示性文字；当探测到的物体与本车的间距大于或等于规定值时，MCU微控制器4控制HUD驾驶路径引导检测模块5自动转入HUD驾驶路径引导模式，HUD显示模块显示引导图像，引导驾驶员进行操作。
进一步地，所述的MCU微控制器4为16位微控芯片MC9S12XS128MAL，HUD驾驶路径引导检测模块5通过无线蓝牙与MCU微控制器4的SCI端口连接，雷达路径检测模块所采集到的信号经过模数转换之后输入到MCU微控制器4的AD端口，光电编码盘与MCU微控制器4的ECT端口连接，直流电机控制紧急转向机构与MCU微控制器4的PWM端口连通，电磁铁紧急制动模块与MCU微控制器4的I/O端口连通，语音模块和MCU微控制器4的SPI串行外设接口模块进行通信，当条件触发时，在MCU微控制器4的控制下可以实现语音提示。
进一步地，所述的HUD驾驶路径引导检测模块5中，在HUD界面显示模块引导显示出现之后，当左边代表刹车的刹车引导显示方块2不停的闪烁时，提示驾驶员要踩刹车；当右边代表油门的油门引导显示方块3不停地闪烁时，表明要踩油门进行加速；路径方向引导显示界面1持续显示路径方向，驾驶员在操纵方向盘的时候，可以沿路径方向引导显示界面1显示出来的路径进行前行；当驾驶员的跟车距离过近时，HUD界面显示模块前方的跟车距离警示线9不停的闪烁,提示驾驶员跟车距离过近。
进一步地，所述的HUD驾驶路径引导检测模块5设置在前挡风玻璃上，语言模块设置在仪表盘处，电磁铁紧急制动模块安装在刹车踏板下方。
本发明的电路硬件主要由HUD驾驶路径引导检测模块5、MCU微控制器4，电磁铁紧急制动模块、蓝牙、雷达路径检测模块、转向监测模块、电机驱动模块、直流电机、语音模块及电磁铁紧急制动模块组成。雷达路径检测模块将所采集的信号输入MCU微控制器4进行处理，由MCU微控制器4根据处理后的结果发出指令。
本发明采用HUD显示。当遇到紧急情况，MCU微控制器4通过图像引导和编译字符使要显示的字符通过HUD显示驾驶员车窗前方，引导驾驶员进行驾驶操作。
本发明子系统的构成
HUD驾驶路径引导检测模块5为嵌入式系统，选择ARM SOC作为处理器核心，通过其自带的HDMI接口将图像输出,外接高速的3G上网模块，检测模块通过蓝牙OBD（On-BoardDiagnostics，车载自动诊断系统）适配模块实现方便、通用的车载信息获取功能；另外，系统还外接3颗传感器，分别是：GPS传感器、电子罗盘和光线传感器。HUD为抬头显示系统(head up display,HUD)是汽车行驶安全中的一种视觉辅助安全系统,目前被广泛运用在汽车上。作为汽车的车载电子设备之一,HUD 显示系统和航空器上的平视显示器的主要功能类似,它主要将车况、路况和外界环境等信息投射到汽车前方玻璃上,经过汽车前方玻璃对光的反射将这些投影信息反射到驾驶员的眼睛中。 HUD 抬头显示系统的目的是使驾驶员不需要低头查看仪表的显示信息,始终保持抬头的姿态,避免忽略的外界环境变化以及调整焦距的延迟与不适。 HUD人机界面的设计直接关系到驾驶安全,而人机界面设计的核心问题又聚焦于界面信息的传达上。人机界面信息的选择与布置方式及界面信息给驾驶员带来的视觉效果是影响界面设计效果的关键因素。
HUD界面显示模块面向复杂的人机交互环境,信息的呈现应直观准确、及时有效。良好的视觉效果可以帮助驾驶员迅速辨识信息,提高驾驶安全性。HUD 人机界面信息元素的呈现主要有文字符号和图形标志两种形式。界面设计中使用最多的文字符号是数字和各种汽车专用符号。
HUD驾驶路径引导检测模块5后端设计和软硬件平台：一般来说，完整的车载HUD系统主要分为3大部分：图像生成核心、投影单元、图像叠加单元。图像生成核心是一个嵌入式软硬件系统，连接各种必需的传感器，实现HUD系统的各种功能，并输出视频信号；投影单元将图像生成核心的视频信号授射出去，并且可以调节投影亮度、人小、畸变等参数：图像叠加单元将投影单元投射的图像进行反射，以达到和前方路况信息叠加、融合的效果。其中，图像生成核心又称之为HUD系统的后端。
本HUD驾驶路径引导检测模块5后端为嵌入式系统，选择ARM SOC作为处理器核心，通过其自带的HDMI接口将图像输出。由于需要使用网络服务获取必要的信息（如天气信息、LBS信息等），外接高速的3G上网模块，避免了WiFi网络无法移动的问题。通过蓝牙OBD（On-Board Diagnostics，车载自动诊断系统）适配模块实现方便、通用的车载信息获取功能。另外，系统还外接3颗传感器，分别是：GPS传感器、电子罗盘和光线传感器。高性能的GPS传感器用于快速定位，让驾驶员时到知道自己所处的地理位置，电子罗盘可以获取方向信息，让驾驶员时刻清楚自己的行驶方向，光线传感器可以获取环境光的强弱情况，系统根据此信息可以自动调节HUD画面的亮度，呈现给驾驶员最合理的HUD图像亮度。
HUD驾驶路径引导检测模块5硬件平台：选择PandaBoard ES嵌入式开发平台作为硬件平台。该开发平台采用OMAP4460作为核心处理器，而OMAP4460采用般核ARM Cortex-A9对称结构，内置了PowerVR SGX540图形加速器，是一款功能强悍的高性能处理器，可提供对称多处理(SMP)性能以及丰富的多媒体与3D图形支持。
PandaBoard ES同时还支持WiFi和蓝牙<Bluetooth)连接技术，是一款能够在紧张的移动功率预算内确保项目充分发挥其功能的理想平台。此外，PandaBoard ES开发板采用硬件开源模式。 PandaBoard ES详细硬件指标如下：
主处理器：Tl公司的OMAP4460，包含五核，2颗主频1.2GHz的ARM Corlex-A9处理器，1颗TM5320C64+ DSP处理器、2颗ARM Cortex-M3处理器：
多媒体：全高清1080p多标准高清录制与播放：PowerVR SGX540图形加速器，支持OpenGL ESv2.0, OpenGL ES vll. OpenVG vl.l;
存储器：IGB LPDDR2;
无线连接：WiLink 6.0（802.lib/g/n、蓝牙v2.1+EDR）；
显示：针对高清显示器的HDMivl.3和DVI接门：
另外，通过2个USB Host端子和一个USB OTG端子全面支持USB连接；还有一个100Mbps以太网口。
作为对PandaBoard ES开发板的扩展支持，配备了一块外接增强扩展板(PandaBoard ES Expansion board)，其措载一块7英寸LCD显示屏（分辨率从为800X480）并支持5点电容触摸、一个SIM5320模块，支持WCDMA 3G数据和语音业务、一个带外接增益天线的6PS模块和一个三轴数字加速度计。
雷达路径检测模块：雷达检测模块由前雷达探测传感器6和后雷达探测传感器8及电路板构成；前雷达探测传感器6安装在车头前端，反射雷达波进入前雷达探测传感器6的接收端，用于探测道路前端的物体，采集道路前方的路况数据；后雷达探测传感器8安装在车身后端，反射雷达波进入后雷达探测传感器8的接收端，用于探测道路后端的物体，采集道路后方的路况数据；探测数据输入到MCU微控制器4 的AD端口，当探测到的物体与本车的间距小于规定值时，则进行语音预警，同时显示提示性文字通过HUD驾驶路径引导检测模块进行显示；当行驶路径没未超过规定值时，自动转入HUD驾驶路径引导模式，HUD显示引导图像，引导驾驶员进行操作；
微波雷达的使用频率主要集中在23~24，60~61，76~77GHz3个频段，波长均为毫米级，也称微波雷达为毫米波雷达。在这些特殊频段上，微波的辐射能量在大气中具有很大的衰减特性。24GHZ雷达信号在大气中传播的衰减系数约为0.2dB/km，60GHZ约为15dB/km，77GHZ约为0.4dB/km。整体上是随频率的升高而上升，但在上述3个频段内由于大气中水蒸汽、氧分子的吸收和散射作用产生出衰减尖峰，使得雷达信号的传播被限制在一个较短的范围之内，从而可以尽量降低对其他车辆雷达或无线电设备的影响，并减少对周围人体的辐射。美国飞思卡尔（Freescale）半导体公司所采用新型硅锗双极CMOS材料工艺生产毫米波雷达的核心部件—射频芯片，使生产雷达的价格大为降低。MMIC的最新发展，使固态收发模块在雷达中的应用达到实用阶段。可将固态收发模块中的有源器件和无源器件制作在同一块砷化镓基片上，从而大大提高了固态收发模块的技术性能，使成品的一致性好、尺寸小、重量轻。可以预见，随着新材料、新工艺在雷达中的不断应用，使价格低廉、高性能的车用雷达的实现和普及成为可能。
雷达必须满足电磁兼容性（EMC）要求，即雷达在其电磁环境中须符合要求运行，并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰。目前，世界上还没有统一的车用雷达使用频带。
MCU微控制器4可选用飞思卡尔公司的16位微控芯片MC9S12XS128MAL，通过A/D口采集雷达监测模块所得到的信号，通过脉冲累加模块采集转向检测模块里的光电编码器所得到的信号，对方向盘的转向情况进行监测，判断驾驶员是否发生误操作。采用PWM模块通过电机驱动电路来控制电机，出现引导失败时，强制转向，向路边停靠，最后启动电磁铁模块强制停车。
光电编码器，采用E6A2-CW3C,电机通过和光电编码器上的齿轮啮合带动光电编码器转动产生脉冲，MCU微控制器4记录该脉冲便可以知道方向盘的转向情况，如果出现误操作，转向与存储数据存在巨大偏差，判断为出现误操作，立刻启动紧急停靠程序。接替人工操作，直接使用紧急停靠电机驱动转向机构进行路边停靠转向操作。驱动转向机构所用的电机驱动模块是用来驱动直流电机通过两个半桥芯片组成的全桥驱动电路，通过输入PWM脉冲控制电机的转速。可以让电机驱动转向机构转向。
所述语音模块已包含话筒和喇叭，主要采用ISD1760语音芯片，通过录入特定语句，当驾驶员不按规定操作和遇到紧急情况，通过MCU微控制器4控制语音芯片播放之前录入芯片的语句，提示驾驶员。
所述的电磁铁紧急制动模块安装在刹车踏板下方，当通电时铁芯弹出，实现紧急刹车。
语音提示：由语音模块组成，安装在仪表盘附近。在SPI协议下，语音模块和MCU微控制器4的SPI串行外设接口模块进行通信，当条件触发时，在MCU微控制器4的控制下可以实现语音提示。
HUD引导显示：启动显示功能时，驾驶员前挡风玻璃出现引导显示图案，所显示的图像为黑色条纹图像，这些细条纹的图像不影响驾驶员对前方的观察。具体分为四个引导显示，刹车引导显示方块2，在引导显示出现之后，左边代表刹车的方块会不停的闪烁，提示驾驶员要踩刹车；油门引导显示方块3,当右边代表油门的方块不停地闪烁时，表明要踩油门进行加速，对于出现状况的驾驶员而言，这种提示是非常必要的；路径方向引导显示界面1；驾驶员在操纵方向盘的时候，可以沿运动路径方向引导显示界面1显示出来的路径进行前行，这样驾驶员可以实现安全超车，或者避让障碍物。跟车距离警示线9, 当驾驶员的跟车距离过近时, 前方有一条横线，即跟车距离警示线9不停的闪烁, 提示驾驶员跟车距离过近。这一功能的实现是通过一个超声波雷达实现的，当超声波雷达测试到前车距离较近时，根据自己的行车速度通过车载电脑进行判断，给予提示。
对于处于运动状态的车辆而言，方向的偏离设有转角传感器，也就是光电编码器，方向盘的任何转动角度都通过编码器把数据传输到MCU微控制器4中进行核算，实时判别车辆的运动方向是否与路径方向引导相一致，如果所有的操作都失误了，MCU微控制器4将强行启动刹车停靠程序，及时进行减速停靠，避免出现进一步危害。
所有的信号通过无线蓝牙方式将采集信号输出。MCU微控制器4的蓝牙主机与HUD驾驶路径引导检测模块5，在串口协议下，建立串口通信关系，通过上位机软件，在车窗引导显示实时引导驾驶员的操作。
被动安全保护模块：危机情况下，驾驶员无法应对，错把油门当成刹车，或者在紧急超车的情况下，错把刹车当成油门，这需要紧急转向的时候，转向方向出现偏离，所有的这些操作行为，预先设置的行为引导严重偏离，通过检测装置的检测，信号送入MCU微控制器4，经过分析，MCU微控制器4启动刹车、油门和转向装置。该被动安全保护模块的执行机构由光电编码盘、直流电机控制紧急转向机构、电磁铁紧急制动模块构成，光电编码盘可以采集到转向的信号，用于判别驾驶员的转向是否正确；若驾驶员操作结果与HUD界面显示模块的引导差异超过限定值，则MCU微控制器4判定为引导失误，若此时雷达路径检测模块检测到车辆右前方没有障碍物,则MCU微控制器4启动直流电机控制紧急转向机构向方向盘施加一个强制力进行转向控制，然后启动电磁铁紧急制动模块，强制刹车，最后停靠在右侧路边；若雷达路径检测模块检测到车辆右前方有障碍物，车辆后方安全距离内没有跟车，则MCU微控制器4直接启动电磁铁紧急制动模块强制刹车。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种HUD驾驶员路径引导车载终端，其特征在于：包括HUD驾驶路径引导检测模块（5）、雷达路径检测模块、被动安全保护模块；所述的HUD驾驶路径引导检测模块（5）、雷达路径检测模块均与被动安全保护模块连接，
所述的HUD驾驶路径引导检测模块（5）包括HUD界面显示模块及检测模块，检测模块用于获取实时的车载信息，HUD界面显示模块用于显示引导信息，HUD界面显示模块包括刹车引导显示方块（2）、油门引导显示方块（3）、路径方向引导显示界面（1）、跟车距离警示线（9）、提示性文字显示界面；
雷达路径检测模块用于探测道路前端和后端的物体，采集道路前方和后方的路况数据；
被动安全保护模块由MCU微控制器（4）和语言模块、执行机构构成，其中执行机构由与MCU微控制器（4）连接的光电编码盘、直流电机控制紧急转向机构和电磁铁紧急制动模块构成，语言模块与MCU微控制器（4）连接，光电编码盘为用于测量转向的角度传感器，光电编码盘可以采集到转向的信号，用于判别驾驶员的转向是否正确，若驾驶员操作结果与HUD界面显示模块的引导差异超过限定值，则MCU微控制器（4）判定为引导失误，若此时雷达路径检测模块检测到车辆右前方没有障碍物,则MCU微控制器（4）启动直流电机控制紧急转向机构向方向盘施加一个强制力进行转向控制，然后启动电磁铁紧急制动模块，强制刹车，最后停靠在右侧路边；若雷达路径检测模块检测到车辆右前方有障碍物，车辆后方安全距离内没有跟车，则MCU微控制器（4）直接启动电磁铁紧急制动模块强制刹车。
2.根据权利要求1所述的一种HUD驾驶员路径引导车载终端，其特征在于：所述的HUD驾驶路径引导检测模块（5）为嵌入式系统，选择ARM SOC作为处理器核心，通过其自带的HDMI接口将图像输出,外接高速的3G上网模块，检测模块通过蓝牙OBD适配模块实现通用的车载信息获取功能；HUD驾驶路径引导检测模块（5）外接GPS传感器、电子罗盘和光线传感器，高性能的GPS传感器用于快速定位，让驾驶员时到知道自己所处的地理位置；电子罗盘可以获取方向信息，让驾驶员时刻清楚自己的行驶方向；光线传感器可以获取环境光的强弱情况，HUD驾驶路径引导检测模块（5）根据光线传感器检测信息可以自动调节HUD显示模块的亮度，呈现给驾驶员最合理的HUD图像亮度。
3.根据权利要求1所述的一种HUD驾驶员路径引导车载终端，其特征在于：所述的雷达路径检测模块包括前雷达探测传感器（6）、后雷达探测传感器（8）及电路板，前雷达探测传感器（6）安装在车头前端，反射雷达波进入前雷达探测传感器（6）的接收端，用于探测道路前端的物体，采集道路前方的路况数据；后雷达探测传感器（8）安装在车身后端，反射雷达波进入后雷达探测传感器（8）的接收端，用于探测道路后端的物体，采集道路后方的路况数据；前雷达探测传感器（6）、后雷达探测传感器（8）探测的数据输入到MCU微控制器（4）中，当探测到的前端或后端的物体与本车的间距小于规定值时，则MCU微控制器（4）控制语音模块进行语音预警，同时控制HUD驾驶路径引导检测模块（5）显示提示性文字；当探测到的物体与本车的间距大于或等于规定值时，MCU微控制器（4）控制HUD驾驶路径引导检测模块（5）自动转入HUD驾驶路径引导模式，HUD显示模块显示引导图像，引导驾驶员进行操作。
4.根据权利要求1所述的一种HUD驾驶员路径引导车载终端，其特征在于：所述的MCU微控制器（4）为16位微控芯片MC9S12XS128MAL，HUD驾驶路径引导检测模块（5）通过无线蓝牙与MCU微控制器（4）的SCI端口连接，雷达路径检测模块所采集到的信号经过模数转换之后输入到MCU微控制器（4）的AD端口，光电编码盘与MCU微控制器（4）的ECT端口连接，直流电机控制紧急转向机构与MCU微控制器（4）的PWM端口连通，电磁铁紧急制动模块与MCU微控制器（4）的I/O端口连通，语音模块和MCU微控制器（4）的SPI串行外设接口模块进行通信，当条件触发时，在MCU微控制器（4）的控制下可以实现语音提示。
5.根据权利要求1所述的HUD驾驶员路径引导车载终端，其特征在于：所述的HUD驾驶路径引导检测模块（5）中，在HUD界面显示模块引导显示出现之后，当左边代表刹车的刹车引导显示方块（2）不停的闪烁时，提示驾驶员要踩刹车；当右边代表油门的油门引导显示方块（3）不停地闪烁时，表明要踩油门进行加速；路径方向引导显示界面（1）持续显示路径方向，驾驶员在操纵方向盘的时候，可以沿路径方向引导显示界面（1）显示出来的路径进行前行；当驾驶员的跟车距离过近时，HUD界面显示模块前方的跟车距离警示线（9）不停的闪烁,提示驾驶员跟车距离过近。
6.根据权利要求1所述的HUD驾驶员路径引导车载终端，其特征在于：所述的HUD驾驶路径引导检测模块（5）设置在前挡风玻璃上，语言模块设置在仪表盘处，电磁铁紧急制动模块安装在刹车踏板下方。
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