CN110579879A - 一种车载抬头显示系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术领域，公开一种车载抬头显示系统及其控制方法。其中车载抬头显示系统包括抬头显示装置、瞳孔追踪装置和控制器；抬头显示装置设置于驾驶员的前方，用于显示图像，且位置可调整；瞳孔追踪装置用于获取驾驶员的瞳孔位置信息；控制器与抬头显示装置和瞳孔追踪装置均电连接，能接收瞳孔位置信息，并根据瞳孔位置信息控制抬头显示装置进行位置调整，以使驾驶员能看清图像。本发明还公开一种采用上述车载抬头显示系统的控制方法。本发明的车载抬头显示系统能根据驾驶员的瞳孔位置信息进行调整抬头显示装置，成像效果良好，不会出现畸变、扭曲或失真的现象；且无需驾驶员手动调整，更加方便、安全。

Description

一种车载抬头显示系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车载抬头显示系统及其控制方法。

背景技术

随着汽车智能化和车载人机交互技术的发展，汽车驾驶员需要对获取信息的需求的快捷性与安全性要求与日俱增，驾驶员在驾驶车辆时对中控台液晶屏、空调和导航等设备操作时必须转移视线，因而会造成对前方道路1-2秒的注意力缺失，具有危险隐患。因此无需低头查看信息的抬头显示装置被越来越多运用到汽车上。

目前已有的抬头显示装置是通过车辆前风挡玻璃反射光线到人眼中，人眼睛通过反射进入的光线产生投影在车辆前方虚像视觉。由于抬头显示装置特有的折射/反射光学成像系统和特殊双层楔形前风挡玻璃夹角与平面曲率因素，使其成像的清晰度和稳定性对人眼睛的位置有较严格的要求。如果人眼偏离预定位置会产生光学畸变，导致视觉图像扭曲。如果偏离预定位置较大，甚至会丢失图像。偏离预定位置(eyebox)的因素包括人的身高差异、坐姿差异、座位调节等。因此抬头显示装置一般带有伺服电机和转向机构，不同的驾驶员可以根据自己的身高和驾驶习惯对抬头显示装置的光路进行手动光路调节，从而达到最佳的成像效果。但是这需要反复调整才能达到理想水平，这个反复调试过程复杂繁冗，调整座椅或者改变驾驶姿势或许都需要在一定程度上对光路重新调整，所以手动调节的过程中具有较大的安全隐患。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种车载抬头显示系统及其控制方法，成像效果良好，无需驾驶员手动调整，更加方便、安全。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种车载抬头显示系统，包括：

抬头显示装置，设置于驾驶员的前方，用于显示图像，所述抬头显示装置的位置可调整；

瞳孔追踪装置，用于获取驾驶员的瞳孔位置信息；

控制器，与所述抬头显示装置和所述瞳孔追踪装置均电连接，能接收所述瞳孔位置信息，并根据所述瞳孔位置信息控制所述抬头显示装置进行位置调整，以使驾驶员能看清所述图像。

作为一种车载抬头显示系统的优选方案，所述瞳孔追踪装置包括：

场景数据采集模块，能采集驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息；

红外激光发射模块，能向驾驶员的眼部位置发射红外激光；

瞳孔数据采集模块，接收反射的红外激光，以获取所述瞳孔位置信息。

作为一种车载抬头显示系统的优选方案，还包括数据处理分析模块，所述数据处理分析模块与所述场景数据采集模块和所述红外激光发射模块均电连接，能够根据所述驾驶员座椅位置信息和所述驾驶员头部位置信息，获得驾驶员的眼部位置，并控制所述红外激光发射模块向所述眼部位置发射红外激光。

作为一种车载抬头显示系统的优选方案，所述数据处理分析模块与所述瞳孔数据采集模块电连接，能够根据所述瞳孔数据采集模块接收的反射的红外激光获取所述瞳孔位置信息。

作为一种车载抬头显示系统的优选方案，所述数据处理分析模块还与所述控制器电连接，以向所述控制器输出所述瞳孔位置信息。

作为一种车载抬头显示系统的优选方案，所述抬头显示装置包括：

光路组件，能在驾驶员的前方显示所述图像；

转动组件，能带动所述光路组件转动，以使驾驶员能看清所述图像。

作为一种车载抬头显示系统的优选方案，所述控制器包括用于控制所述光路组件的光路控制模块和用于控制所述转动组件的转动控制模块，所述光路控制模块与所述转动控制模块电连接。

一种车载抬头显示系统的控制方法，采用以上任一方案所述的车载抬头显示系统，包括：

实时获取驾驶员的瞳孔位置信息；

根据所述瞳孔位置信息控制抬头显示装置进行位置调整，以使驾驶员能看清抬头显示装置显示的图像。

作为一种车载抬头显示系统的控制方法的优选方案，获取驾驶员的瞳孔位置信息包括：

获得驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息；

分析模块分析得到驾驶员的眼部位置；

向所述眼部位置发射红外激光；

分析得到瞳孔位置信息。

作为一种车载抬头显示系统的控制方法的优选方案，通过ASM算法获得所述眼部位置。

本发明的有益效果为：车载抬头显示系统的控制器能根据驾驶员的瞳孔位置信息对抬头显示装置进行控制，使抬头显示装置根据驾驶员的瞳孔位置信息进行调整，针对驾驶员瞳孔位置信息显示图像，成像效果良好，不会出现畸变、扭曲或失真的现象；且无需驾驶员根据座椅位置等实际情况进行手动调整，减少了行车中的由于调整抬头显示装置引发的行车隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施例一提供的车载抬头显示系统的示意图；

图2是本发明具体实施例二提供的车载抬头显示系统的流程图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种车载抬头显示系统，包括：抬头显示装置、瞳孔追踪装置和控制器；抬头显示装置设置于驾驶员的前方，用于显示图像，且位置可调整；瞳孔追踪装置用于获取驾驶员的瞳孔位置信息；控制器与抬头显示装置和瞳孔追踪装置均电连接，能接收瞳孔位置信息，并根据瞳孔位置信息控制抬头显示装置进行位置调整，以使驾驶员能看清图像。

车载抬头显示系统的控制器能根据驾驶员的瞳孔位置信息对抬头显示装置进行控制，使抬头显示装置根据驾驶员的瞳孔位置信息进行调整，针对驾驶员瞳孔位置信息显示图像，成像效果良好，不会出现畸变、扭曲或失真的现象；且无需驾驶员根据座椅位置等实际情况进行手动调整，减少了行车中由于调整抬头显示装置引发的行车隐患。

由于驾驶员座椅位置、驾驶员位置的改变，驾驶员的瞳孔位置信息均会相应的发生变化，所以，为实现精准获得驾驶员为瞳孔位置信息的功能，瞳孔追踪装置包括场景数据采集模块、红外激光发射模块和瞳孔数据采集模块。其中，场景数据采集模块用于采集驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息；红外激光发射模块用于向驾驶员的眼部位置发射红外激光；瞳孔数据采集模块用于接收反射的红外激光，以获取瞳孔位置信息。

具体地，瞳孔追踪装置还包括与场景数据采集模块和红外激光发射模块均电连接的数据处理分析模块。首先，数据处理分析模块根据驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息，获得驾驶员的眼部位置；然后，控制红外激光发射模块向眼部位置发射红外激光；最后，由于数据处理分析模块还与瞳孔数据采集模块电连接，所以，数据处理分析模块就能够根据瞳孔数据采集模块接收的反射的红外激光获取瞳孔位置信息。

通过先获得驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息，进一步获得驾驶员的眼部位置，再进一步获得驾驶员的瞳孔位置信息，这种方式获取的瞳孔位置信息更加准确。具体地，数据处理分析模块通过ASM算法获得眼部位置，ASM算法是一种现有技术中提取人脸特征点的方法，所以在此不做赘述。

数据处理分析模块获得驾驶员的瞳孔位置信息后，通过与控制器电连接，实现向控制器输出瞳孔位置信息的功能，以便控制器能进一步控制抬头显示装置进行相应的调节。

具体地，抬头显示装置具体包括：光路组件和与光路组件连接的转动组件。其中光路组件能发射不同光束，以在驾驶员的前方显示图像；转动组件能带动光路组件转动，以使驾驶员能看清抬头显示装置显示的图像。

进一步具体地，光路组件包括LED背光板、导光管、LCD面板和凹面镜，其中LED背光板能发射不同光束，经由导光管将发射的光束均匀投射至LCD面板，穿过LCD面板后，图像光线经由凹面镜反射进行图像放大，最后在驾驶员前方成像；转动组件包括步进电机和转向部，步进电机和转向部运动能带动光路组件运动，进而使光路被调整，以实现在特定位置显示清晰的图像的功能。值得说明的是，抬头显示装置的光路组件和转动机构为现有较成熟的技术，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。

为实现控制器对抬头显示装置中的光路组件和转动组件的控制，控制器具体包括相互电连接的光路控制模块和转动控制模块，其中光路控制模块用于控制光路组件，转动控制模块用于控制转动组件的。

控制器通过从瞳孔追踪装置中获取驾驶员的瞳孔位置信息，控制抬头显示装置，使光路组件和转动组件分别根据瞳孔位置信息进行自动调节，以实现抬头显示装置时刻跟随驾驶员的瞳孔位置进行调节，驾驶员处在时刻都能看清图像的状态。整个调整过程均由车载抬头显示系统自动完成，无需驾驶员手动调节，更加方便快捷，使驾驶员能专心驾车，提高了行驶的安全性。

实施例二

如图2所示，本实施例还公开了一种采用上述车载抬头显示系统的车载抬头显示系统的控制方法，包括：

实时获取驾驶员的瞳孔位置信息；

根据瞳孔位置信息控制抬头显示装置进行位置调整，以使驾驶员能看清抬头显示装置显示的图像。

本实施例的车载抬头显示系统的控制方法，通过获取的驾驶员的瞳孔位置信息对抬头显示装置进行控制，替代了目前通过手动调整抬头显示装置的方式，更加准确、快捷。

具体地，获取驾驶员的瞳孔位置信息包括：获得驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息；分析得到驾驶员的眼部位置；向眼部位置发射红外激光；分析得到瞳孔位置信息。

值得说明的是，本实施例隐含公开了存储一个或多个程序的存储器，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如上所述的车载抬头显示系统的控制方法。

存储器作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备/终端/服务器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

进一步地，本实施例还隐含公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的车载抬头显示系统的控制方法，该控制方法包括：

获得驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息；

分析得到驾驶员的眼部位置；

向眼部位置发射红外激光；

分析得到瞳孔位置信息。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的方法中的相关操作.

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明实施例所述的方法。

值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车载抬头显示系统，其特征在于，包括：

抬头显示装置，设置于驾驶员的前方，用于显示图像，所述抬头显示装置的位置可调整；

瞳孔追踪装置，用于获取驾驶员的瞳孔位置信息；

控制器，与所述抬头显示装置和所述瞳孔追踪装置均电连接，能接收所述瞳孔位置信息，并根据所述瞳孔位置信息控制所述抬头显示装置进行位置调整，以使驾驶员能看清所述图像。

2.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述瞳孔追踪装置包括：

场景数据采集模块，能采集驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息；

红外激光发射模块，能向驾驶员的眼部位置发射红外激光；

瞳孔数据采集模块，接收反射的红外激光，以获取所述瞳孔位置信息。

3.根据权利要求2所述的车载抬头显示系统，其特征在于，还包括数据处理分析模块，所述数据处理分析模块与所述场景数据采集模块和所述红外激光发射模块均电连接，能够根据所述驾驶员座椅位置信息和所述驾驶员头部位置信息，获得驾驶员的眼部位置，并控制所述红外激光发射模块向所述眼部位置发射红外激光。

4.根据权利要求3所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述数据处理分析模块与所述瞳孔数据采集模块电连接，能够根据所述瞳孔数据采集模块接收的反射的红外激光获取所述瞳孔位置信息。

5.根据权利要求4所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述数据处理分析模块还与所述控制器电连接，以向所述控制器输出所述瞳孔位置信息。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述抬头显示装置包括：

光路组件，能在驾驶员的前方显示所述图像；

转动组件，能带动所述光路组件转动，以使驾驶员能看清所述图像。

7.根据权利要求6所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述控制器包括用于控制所述光路组件的光路控制模块和用于控制所述转动组件的转动控制模块，所述光路控制模块与所述转动控制模块电连接。

8.一种车载抬头显示系统的控制方法，其特征在于，包括：

实时获取驾驶员的瞳孔位置信息；

根据所述瞳孔位置信息控制抬头显示装置进行位置调整，以使驾驶员能看清抬头显示装置显示的图像。

9.根据权利要求8所述的车载抬头显示系统的控制方法，其特征在于，获取驾驶员的瞳孔位置信息包括：

获得驾驶员座椅位置信息和驾驶员头部位置信息；

分析得到驾驶员的眼部位置；

向所述眼部位置发射红外激光；

分析得到瞳孔位置信息。

10.根据权利要求9所述的车载抬头显示系统的控制方法，其特征在于，通过ASM算法获得所述眼部位置。