CN109649276A - 一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃及其交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃，包括：一体成型的曲面的透明显示屏；与透明显示屏关联的传感器组件，该传感器组件包括车内和车外的光感元件、透光率检测元件、用于拍摄车辆前景物的摄像元件；与所述透明显示屏连接的一个或多个交互设备；以及用于控制所述透明显示屏的驱动集成芯片，其中，所述驱动集成芯片设置在汽车的中控台的电路设备中，所述驱动集成芯片模块化地集成基于透明液晶显示屏的底层驱动接口工具和扩展功能接口工具。本发明提升用户的操作体验，科技感十足；使驾驶员不用再盯着仪表盘和中控，提高安全性。

Description

一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃及其交互方法

技术领域

本发明涉及一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃及其交互方法，属于车辆设备相关 技术领域。

背景技术

与自动驾驶相配套的，就是需要有更为先进的汽车显示技术，自动驾驶使驾驶员解放了双手，同时也并不再需要紧握方向盘目不转睛的注视前方，这时，汽车的前挡 风玻璃完全就是一个乘客作为欣赏风景的窗户，同时也可以作为一台智能显示器使 用。

本发明提出的基于透明液晶显示屏技术的汽车前HUD智能显示玻璃，就是利用了整块 硕大的全透明显示屏幕，将这块屏幕作为一台巨大的透明显示器使用，同时设置在汽车外围 的摄像头，将采集的图形信息(如附近加油站、前方避让行人、GPS导航、等等)进行智能 筛选，最终显示到该显示设备中。

发明内容

本发明提供一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃及其交互方法，提升用户操作体验。

本发明的技术方案第一方面为一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃，包括：一体成 型的曲面的透明显示屏；与透明显示屏关联的传感器组件，该传感器组件包括车内和车外的 光感元件、透光率检测元件、用于拍摄车辆前景物的摄像元件；与所述透明显示屏连接的一 个或多个交互设备；以及用于控制所述透明显示屏的驱动集成芯片，其中，所述驱动集成芯 片设置在汽车的中控台的电路设备中，所述驱动集成芯片模块化地集成基于透明液晶显示屏 的底层驱动接口工具和扩展功能接口工具。

进一步，其中所述底层驱动接口工具包括：屏幕分辨率控制单元、屏幕亮度控制单元、 屏幕对比度控制单元、屏幕透光率控制单元、屏幕显示饱和度控制单元、屏幕反向显示控制 单元、屏幕光感监测单元、屏幕触感或变形监测单元。

进一步，其中所述扩展功能接口工具是基于所述底层驱动接口工具的模块化定制整合， 并且所述扩展功能接口工具包括：

用于HUB车辆信息显示的AR模式切换单元、AI驾驶助理模式切换单元、节能模式切换 单元、用户定制模式切换单元。

进一步，其中所述的一个或多个交互设备包括：用于拍摄车内环境的摄像设备、GPS设 备、网络SIM设备、音乐播放设备、HUD图元显示单元。

进一步，所述的底层驱动接口工具和所述扩展功能接口工具能够被多个输入设备触发， 以激活功能，其中多个输入设备包括：

设置在车辆的中控台触摸屏幕中的第一输入设备；

设置在车辆的中控台四周的实体的第二输入设备；

设置在车辆的方向盘上的实体的第三输入设备。

进一步，其中所述透明显示屏包括OLED显示器件。

本发明的方案第二方面为一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃的交互方法，包括以 下步骤：

S1、根据用户定制的外形，配置人机交互显示设备，提供硬件支持及接口；

S2、匹配应用功能模块，并建立显示底层驱动对接；

S3、部署操作系统和驱动程序；

S4、提供用户定制的巡航安全应用程序及显示模式；

其中，在所述的应用功能模块包括AR模式切换单元、AI驾驶助理模式切换单元、节能 模式切换单元、用户定制模式切换单元。

进一步，所述步骤S3包括：

提供基于驾驶员视角的显示界面UI，使得HUB车辆信息和附加显示信息处于不影响驾驶 员的正常驾驶的显示区域。

进一步，所述步骤S4包括：

在车辆的行驶过程中，通过汽车前方的摄像元件将排到的景象传输到运算主机上，并通 过网络通信进行人工智能计算，进行实时画面信息进行分析，并传回到基于透明液晶显示屏 上显示HUB车辆信息。

本发明提出改进的基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃；提升用户的操作体验，科技感 十足；使驾驶员不用再盯着仪表盘和中控，提高安全性。

附图说明

图1是根据本发明的硬件总体示意图。

图2是根据本发明实施例中的透明显示屏驱动接口部署的示意图。

图3是根据本发明实施例中的实现方法的流程框图。

图4是根据本发明的应用情形实施例的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整 的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它 可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本 公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关 系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式， 除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术 语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述 具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的 所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元 件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公 开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元 件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地 说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

图1是根据本发明的硬件总体示意图。根据本发明的车辆挡风玻璃，除了支撑框架，还 包括：一体成型的曲面的透明显示屏10；与透明显示屏10关联的传感器组件，该传感器组 件包括车内和车外的光感元件、透光率检测元件、用于拍摄车辆前景物的摄像头31；与所述 透明显示屏10连接的一个或多个交互设备。所述透明显示屏10包括OLED显示器件。这里的 透明OLED显示器件要求构成OLED的衬底，电极的材料均为透明材料，器件关闭时透光率达 到85％以上，而开启时，从两侧均能观察到发光，其关键之处在于采用高透光率的透明电极 和透明TFT。优选地，采用磁控溅射法制备的ZAO薄膜作为透明电极，使得OLED显示器件具 有较低的电阻率和较高的透光率，其可见光透过率已超过85％。设置在车辆的中控台20触摸 屏幕中的第一输入设备21；设置在车辆的中控台20四周的实体的第二输入设备22；设置在 车辆的方向盘上的实体的第三输入设备23。

此外，透明显示屏10还模块化地连接有驱动集成芯片11，所述驱动集成芯片11不是透 明的，需要设置在非透明的主体下方，例如设置在中控台20中的硬件中，也可以跟车辆中 ECU部件集成。

图2是根据本发明实施例中的透明显示屏10驱动接口部署的示意图。所述驱动集成芯片 11的中断处理优先级可以高于其它用户硬件的驱动程序的优先级，并且由车辆挡风玻璃的GPU优先运行优化加速。所述驱动集成芯片11模块化地集成基于透明液晶显示屏的底层驱动 接口工具和扩展功能接口工具。其中所述底层驱动接口工具包括：屏幕分辨率控制单元、屏 幕亮度控制单元、屏幕对比度控制单元、屏幕透光率控制单元、屏幕显示饱和度控制单元、 屏幕反向显示控制单元、屏幕光感监测单元、屏幕触感或变形监测单元。其中所述扩展功能 接口工具是基于所述底层驱动接口工具的模块化定制整合，例如将光感监测和亮度整合以自 动调节屏幕亮度等。所述扩展功能接口工具包括：AR模式切换单元(例如，整合透光率、分 辨率控制等)、AI驾驶助理模式切换单元(例如，整合刷新率、透光率等)、节能模式切换单 元(例如整合光感监测、分辨率控制、亮度控制等)、用户定制模式切换单元，其中用户定制 模式切换单元包含的切换模式用于实现像素镜像变换，使得在透明显示屏10背面能够观察显 示屏上的镜像后的图像。所述的底层驱动接口工具和所述扩展功能接口工具能够被多个输入 设备触发，以激活功能，其中多个输入设备包括：设置在车辆的中控台20触摸屏幕中的第一 输入设备21(例如是触摸按钮或者触摸滑条)；设置在车辆的中控台20四周的实体的第二输 入设备22；设置在车辆的方向盘上的实体的第三输入设备23(例如方向盘多功能按钮)；或 者AI语音输入设备。

进一步，其中所述的一个或多个交互设备包括：用于拍摄车内环境的摄像设备、GPS设 备、网络SIM设备、音乐播放设备、HUD图元显示单元。

图3是根据本发明实施例中的实现方法的流程框图。该方法包括以下步骤：

S1、根据用户定制的外形，配置人机交互显示设备，提供硬件支持及接口；

S2、匹配应用功能模块，并建立显示底层驱动对接；

S3、部署操作系统和驱动程序；

S4、提供用户定制的扩展应用软件；

其中，在所述的应用功能模块包括AR模式切换单元、AI驾驶助理模式切换单元、节能 模式切换单元、用户定制模式切换单元。

所述步骤S1包括：通过3D打印的方式形成车辆挡风玻璃的外壳或人机交互显示设备的 外形。所述步骤S3包括：部署深度定制的操作系统，使得透明显示屏10的驱动集成芯片11 的中断处理优先级高于其它用户硬件的驱动程序的优先级，并且由车辆挡风玻璃的GPU优先 运行优化加速。

在一些具体实施例中，设计和制作根据本发明的车辆挡风玻璃的过程如下。

制定OLED的透明液晶显示屏技术的汽车前HUD智能挡风玻的项目方案，提出功能和 操作体验需求，制定开发方案，制定时间，设计相关的人机交互界面，设计嵌入式主机的相 关配置，并提出相关资源需求，并制作UI和系统的相关资源。定制弯曲和有曲率和弧度的 OLED透明液晶显示器，并将显示器连接到嵌入式主机的主板上，并在主板上安装相应的处 理器，存储器，GPS设备，网络SIM设备等，并在VS中开发相应的硬件驱动程序，并安装 相关的硬件驱动程序，并进行调试。制作基于OLED的透明液晶显示屏技术的汽车前HUD 智能挡风玻璃主操作系统，并设计相关的交互界面，并根据设计图纸制作交互系统和交互界 面所需要的功能,UI等元素，并测试相关的功能，如导航功能，汽车状态功能，网络视频聊天功能，音乐视频播放功能，AR增强现实功能等等，制作完成后将系统部署到内嵌式主机上开始联合调试。调试完成后将开发完成的基于OLED的透明液晶显示屏技术的汽车前HUD智 能挡风玻璃操作系统部署到内嵌主机中，并将基于OLED的透明液晶显示屏技术的汽车前 HUD智能挡风玻璃安装到汽车上，开始使用：车辆的行驶过程中，汽车前方的摄像头31将 拍到的景象传输到内嵌主机上，并通过4G网络进行人工智能计算，实时画面信息进行分析， 并传回到基于OLED的透明液晶显示屏技术的汽车前HUD智能挡风玻璃上，同时导航地图， 新闻，天气预报，音乐和视频，短信息等信息都将显示在基于OLED的透明液晶显示屏技术 的汽车前HUD智能挡风玻璃上。

图4是根据本发明的一个应用情形实施例的示意图。用户使用本发明的透明显示屏10的 车辆挡风玻璃驾驶车辆使，可以显示抬头的HUB的车速信息。同时还可以基于摄像头31，在 车辆前方是视野中识别行人、车辆，并在附近位置显示交通注意信息。由于透明显示屏10作 为车辆的风挡玻璃，在非显示区域是透明的，不影响驾驶员观察路况。此外，还可以在车辆 导航的时候，在风挡玻璃前方显示道路指向，更直观地为驾驶员指路。

应当认识到，本文的方法实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储 在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。此外，可按任何合适的顺序来 执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描 述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执 行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计 算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以 相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/ 或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃，其特征在于，包括：

一体成型的曲面的透明显示屏(10)；

与透明显示屏(10)关联的传感器组件，该传感器组件包括车内和车外的光感元件、透光率检测元件、用于拍摄车辆前景物的摄像元件；

与所述透明显示屏(10)连接的一个或多个交互设备；以及

用于控制所述透明显示屏(10)的驱动集成芯片(11)，其中，所述驱动集成芯片(11)设置在汽车的中控台(20)的电路设备中，所述驱动集成芯片(11)模块化地集成基于透明液晶显示屏的底层驱动接口工具和扩展功能接口工具。

2.根据权利要求1所述的基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃，其中所述底层驱动接口工具包括：屏幕分辨率控制单元、屏幕亮度控制单元、屏幕对比度控制单元、屏幕透光率控制单元、屏幕显示饱和度控制单元、屏幕反向显示控制单元、屏幕光感监测单元、屏幕触感或变形监测单元。

3.根据权利要求1或2所述的基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃，其中所述扩展功能接口工具是基于所述底层驱动接口工具的模块化定制整合，并且所述扩展功能接口工具包括：

用于HUB车辆信息显示的AR模式切换单元、AI驾驶助理模式切换单元、节能模式切换单元、用户定制模式切换单元。

4.根据权利要求3所述的基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃，其中所述的一个或多个交互设备包括：用于拍摄车内环境的摄像设备、GPS设备、网络SIM设备、音乐播放设备、HUD图元显示单元。

5.根据权利要求3所述的基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃，所述的底层驱动接口工具和所述扩展功能接口工具能够被多个输入设备触发，以激活功能，其中多个输入设备包括：

设置在车辆的中控台(20)触摸屏幕中的第一输入设备(21)；

设置在车辆的中控台(20)四周的实体的第二输入设备(22)；

设置在车辆的方向盘上的实体的第三输入设备(23)。

6.根据权利要求1所述的基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃，其中所述透明显示屏(10)包括OLED显示器件。

7.一种基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃的交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据用户定制的外形，配置人机交互显示设备，提供硬件支持及接口；

S2、匹配应用功能模块，并建立显示底层驱动对接；

S3、部署操作系统和驱动程序；

S4、提供用户定制的巡航安全应用程序及显示模式；

其中，在所述的应用功能模块包括AR模式切换单元、AI驾驶助理模式切换单元、节能模式切换单元、用户定制模式切换单元。

8.根据权利要求7所述的基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃的交互方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

提供基于驾驶员视角的显示界面UI，使得HUB车辆信息和附加显示信息处于不影响驾驶员的正常驾驶的显示区域。

9.根据权利要求7所述的基于透明液晶显示屏的车辆挡风玻璃的交互方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

在车辆的行驶过程中，通过汽车前方的摄像元件将排到的景象传输到运算主机上，并通过网络通信进行人工智能计算，进行实时画面信息进行分析，并传回到基于透明液晶显示屏上显示HUB车辆信息。