CN112793508B - 一种车顶显示设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车顶显示设备及其控制方法，其车顶显示设备中：导电玻璃天窗的被控端与电子控制单元的输出端连接，在电子控制单元的控制下开启或关闭；导电玻璃天窗在开启时为透明状态，在关闭时为非透明状态；投影单元的被控端与电子控制单元的输出端连接，在电子控制单元的控制下开启或关闭；投影单元接收并投射电子控制单元发送的投射影像，且投影单元的投射焦平面位于导电玻璃天窗上；电子控制单元在响应到车顶显示信号后输出第一控制信号，控制导电玻璃天窗关闭的同时控制投影单元开启。本申请提供的以上方案中，导电玻璃天窗容易控制且具有很好的显示效果，同时导电玻璃天窗上显示的投射影像具有很好的均匀性，从而提升了用户体验。

Description

一种车顶显示设备及其控制方法

技术领域

本申请属于汽车配饰技术领域，尤其涉及一种车顶显示设备及其控制方法。

背景技术

随着科技的发展以及人们生活质量的提高，我国汽车行业进入高速发展时期，人们对驾驶体验的要求也越来越高，车顶的氛围在满足驾驶体验方面发挥着重要作用。

现有一些车辆中，采用光纤穿插在内饰顶棚，通过控制光纤发出不同颜色的光以形成星光顶效果，这种实现方式中，光纤穿插深度不易控制且影响光点亮度，而且如果针对不具备透明天窗的车辆来说呈现的显示效果较差。目前还有一种方案是由透明玻璃结合漫反射颗粒构成天窗，通过天窗周围的光源带照射在漫反射颗粒上形成星光顶效果，这种实现方式中，越靠近光源带的区域星光顶效果越好，越靠近天窗的中央区域星光顶效果越差，这种效果差异使用户体验大打折扣。

发明内容

本申请旨在提供一种车顶显示设备及其控制方法，以解决现有技术中光纤显示和光源带显示方式导致的车辆星光顶显示效果差的技术问题。

为此，本申请一些实施例中提供一种车顶显示设备，包括导电玻璃天窗、投影单元和电子控制单元；其中：

所述导电玻璃天窗的被控端与所述电子控制单元的输出端连接，在所述电子控制单元的控制下开启或关闭；所述导电玻璃天窗在开启时为透明状态，在关闭时为非透明状态；

所述投影单元的被控端与所述电子控制单元的输出端连接，在所述电子控制单元的控制下开启或关闭；所述投影单元接收并投射所述电子控制单元发送的投射影像，且所述投影单元的投射焦平面位于所述导电玻璃天窗上；

所述电子控制单元在响应到车顶显示信号后输出第一控制信号，控制所述导电玻璃天窗关闭的同时控制所述投影单元开启。

本申请一些实施例中的车顶显示设备，还包括罗盘：

所述罗盘在每一方位采样时刻检测车辆方位并输出方位信号至所述电子控制单元；

所述电子控制单元输出所述第一控制信号后，若检测到相邻两个方位信号之间的差异大于设定方位差值，则输出第二控制信号，控制所述投影单元切换投射影像，切换后的投射影像与后一方位采样时刻的车辆方位相适应。

本申请一些实施例中的车顶显示设备，还包括定位单元：

所述定位单元在每一位置采样时刻检测车辆位置并输出位置信号至所述电子控制单元；

所述电子控制单元输出所述第一控制信号后，若检测到相邻两个位置信号之间的差异大于设定距离值，则输出第三控制信号，控制所述投影单元切换投射影像，切换后的投射影像与后一位置采样时刻的车辆位置相适应。

本申请一些实施例中的车顶显示设备，还包括光强差检测单元：

所述光强差检测单元检测车辆外部和车辆内部光强度的光强差，并生成表示所述光强差的电信号；所述光强差检测单元将所述电信号发送至所述电子控制单元；

所述电子控制单元输出所述第一控制信号后，根据所述电信号输出第四控制信号至所述投影单元以调节所述投影单元投射影像的亮度。

本申请一些实施例中的车顶显示设备，所述光强差检测单元包括外置光电传感器、内置光电传感器和电压差检测电路；

所述外置光电传感器检测车辆外部光强度并得到与所述外部光强度对应的第一电压值；所述内置光电传感器检测车辆内部光强度并得到与所述内部光强度对应的第二电压值；

所述电压差检测电路检测所述第一电压值和所述第二电压值的电压差，以所述电压差作为表示所述光强差的电信号。

本申请一些实施例中的车顶显示设备，还包括支架：

所述支架设置于所述车辆的车顶外部，所述投影单元固定于所述支架上。

在本申请另一些实施例中提供一种上述车顶显示设备的控制方法，包括如下步骤：

响应于车顶显示信号，获取投射影像；

输出第一控制信号至导电玻璃天窗和投影单元，同时将所述投射影像发送至所述投影单元；

所述第一控制信号用于控制所述导电玻璃天窗关闭，控制所述投影单元开启。

本申请一些实施例中的车顶显示设备的控制方法，还包括如下步骤：

在每一方位采样时刻获取表示车辆方位的方位信号；

若相邻两个方位信号之间的差异大于设定方位差值，则获取后一方位采样时刻的车辆方位对应的投射影像作为切换后的投影图像；

输出第二控制信号至所述投影单元，控制所述投影单元切换投射影像；

和/或，

在每一位置采样时刻获取表示车辆位置的位置信号；

若相邻两个位置信号之间的差异大于设定距离值，则获取后一位置采样时刻的车辆位置对应的投射影像作为切换后的投影图像；

输出第三控制信号至所述投影单元，控制所述投影单元切换投射影像。

本申请一些实施例中的车顶显示设备的控制方法，还包括如下步骤：

获取表示车辆外部和车辆内部光强差的电信号；

根据所述电信号输出第四控制信号至所述投影单元以调节所述投影单元投射影像的亮度。

本申请一些实施例中的车顶显示设备的控制方法，在响应于车顶显示信号，获取投射影像的步骤之前还包括：

发送测试投射影像至所述投影单元；

获取所述测试投射影像在所述导电玻璃天窗上的显示图像；

根据所述测试投射影像的原始图像和所述显示图像获取图像偏差量；

根据所述图像偏差量得到图像补偿量；

根据所述图像补偿量对原始投射影像补偿后得到最终的投射影像。

本申请提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：导电玻璃天窗利用了导电玻璃的特性，当其开启时即可形成为透明的玻璃天窗，当其关闭时表现为透光但是不透明的状态，该状态下接收到投影单元投射过来的投射影像后即可将透过导电玻璃天窗的影响在车厢内漫反射，最后得到理想的投影显示效果。通过电子控制单元直接对导电玻璃天窗和投影单元进行关联控制，无需手动安装部件从而使导电玻璃天窗容易控制且具有很好的显示效果，而且由于投影单元的投射焦平面在导电玻璃天窗上，可以通过对投射焦平面的控制使整体显示效果达到最佳，即导电玻璃天窗上显示的投射影像具有很好的均匀性，从而提升了用户体验。

附图说明

图1为本申请一个实施例所述车顶显示设备的结构框图；

图2为本申请另一个实施例所述的车顶显示设备的结构框图；

图3为本申请一个实施例所述车顶显示设备的安装结构示意图；

图4为图3所示的车顶显示设备的信号流示意图；

图5为本申请一个实施例所述车顶显示设备的控制方法的流程图；

图6为本申请另一个实施例所述车顶显示设备的控制方法的流程图；

图7为本申请一个实施例所述投射影像的补偿过程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本申请实施例。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

本申请一些实施例中提供一种车顶显示设备，如图1所示，包括导电玻璃天窗100、电子控制单元200和投影单元300；其中：所述导电玻璃天窗100的被控端与所述电子控制单元200的输出端连接，在所述电子控制单元200的控制下开启或关闭；所述导电玻璃天窗100在开启时为透明状态，在关闭时为非透明状态；所述投影单元300的被控端与所述电子控制单元200的输出端连接，在所述电子控制单元200的控制下开启或关闭；所述投影单元300接收并投射所述电子控制单元200发送的投射影像，且所述投影单元300的投射焦平面位于所述导电玻璃天窗100上；所述电子控制单元200在响应到车顶显示信号后输出第一控制信号，控制所述导电玻璃天窗100关闭的同时控制所述投影单元300开启。

以上方案中，所述导电玻璃天窗100开启是指控制导电玻璃天窗处于通电状态，所述导电玻璃天窗100处于关闭状态是指控制导电玻璃天窗处于断电状态，即通过电源的通断控制导电玻璃天窗的通电或断电，并非是指天窗的滑动打开或滑动关闭。电子控制单元200可以选择车辆中已有的控制模块实现即可，其中可以预先存储适于投影显示的多张投射影像。车顶显示信号可以是接收到用户对启动按键的触发后得到，之后控制导电玻璃天窗100断电，同时控制投影单元300开启，电子控制单元200将选定的投射影像发送到投影单元300，投影单元300即可将其投射到导电玻璃天窗100上进行显示。导电玻璃天窗100即为包括导电玻璃的天窗，导电玻璃是一种电阻小、能导电的玻璃，在具体实现时也可以选择电致变色玻璃，在本申请的方案中主要采用的是液晶式导电玻璃，液晶式导电玻璃在玻璃夹层中设置液晶材料，液晶材料在电压作用下能够取向排列，变成可见光透明介质，如果断电后液晶材料失去取向变成透光但不透明的状态，该状态下的导电玻璃在接受到入射光后可发生漫反射，可作为理想的投影显示屏幕。以上的投影单元300可选择投影仪实现，其投射焦平面在导电玻璃天窗100上，优选地可以选择位于导电玻璃天窗100的中心部分。投影仪的投射焦平面位于导电玻璃天窗100上时可以确保投射影像获得最佳的显示效果。

以上实施例中的方案，导电玻璃天窗100利用了导电玻璃的特性，当其开启时即可形成为透明的玻璃天窗，当其关闭时表现为透光但是不透明的状态，该状态下接收到投影单元300投射过来的投射影像后即可将透过导电玻璃天窗100的影像在车厢内漫反射，最后得到理想的投影显示效果，提升车内用户的用车体验。通过电子控制单元200直接对导电玻璃天窗100和投影单元300进行关联控制，无需手动安装部件从而使导电玻璃天窗100容易控制且具有很好的显示效果，而且由于投影单元300的投射焦平面在导电玻璃天窗100上，可以通过对投射焦平面的控制使整体显示效果达到最佳，即导电玻璃天窗100上显示的投射影像具有很好的均匀性，从而提升了用户体验。

在本申请一些实施例中，如图2所示，所述的车顶显示设备还可以包括罗盘400，所述罗盘400在每一方位采样时刻检测车辆方位并输出方位信号至所述电子控制单元200；所述电子控制单元200输出所述第一控制信号后，若检测到相邻两个方位信号之间的差异大于设定方位差值，则输出第二控制信号，控制所述投影单元300切换投射影像，切换后的投射影像与后一方位采样时刻的车辆方位相适应，其中方位采样周期可以根据用户偏好选定，例如选择三分钟、十分钟等，所述设定方位差值可以根据角度来定义，例如30°、45°的方位角变量等。在电子控制单元200中可以存储多张投射影像，并且不同投射影像可以对应于不同车辆方位，例如：车辆向北方行驶时，可以显示北方星空景象或者显示北方一些特色城市的代表性景象等。如果车辆在夜晚行驶，根据车辆方位显示星空星座等，当车辆方位发生变化时就能够显示不同的星空变化，给用户展现斗转星移的氛围效果。

在本申请一些实施例中，所述的车顶显示设备还可以包括定位单元500，所述定位单元500可以使车载GPS等，所述定位单元500在每一位置采样时刻检测车辆位置并输出位置信号至所述电子控制单元200；所述电子控制单元200输出所述第一控制信号后，若检测到相邻两个位置信号之间的差异大于设定距离值，则输出第三控制信号，控制所述投影单元300切换投射影像，切换后的投射影像与后一位置采样时刻的车辆位置相适应。车辆行驶过程中，根据车辆位置的变化改变车顶显示的内容，例如车辆当前所在位置周边有代表性景象，则可显示代表性景等。其中，位置采样周期可以根据用户偏好选定，例如选择三分钟、十分钟等。

在本申请一些实施例中，所述的车顶显示设备还可以包括光强差检测单元600，所述光强差检测单元600检测车辆外部和车辆内部光强度的光强差，并生成表示所述光强差的电信号；所述光强差检测单元600将所述电信号发送至所述电子控制单元200；所述电子控制单元200输出所述第一控制信号后，根据所述电信号输出第四控制信号至所述投影单元300以调节所述投影单元投射影像的亮度。

结合图3和图4所示，汽车的框架包括引擎盖701、前挡风玻璃702、后挡风玻璃703以及导电玻璃天窗100，所述光强差检测单元600包括外置光电传感器601、内置光电传感器602和电压差检测电路603；所述外置光电传感器601检测车辆外部光强度并得到与所述外部光强度对应的第一电压值；所述内置光电传感器602检测车辆内部光强度并得到与所述内部光强度对应的第二电压值；所述电压差检测电路603检测所述第一电压值和所述第二电压值的电压差，以所述电压差作为表示所述光强差的电信号。光电传感器可以选择光电二极管实现，光电二极管能够感光强度并产生与光强度对应的电信号，可以通过将光电二极管连接于回路中的方式，利用电压传感器检测其对应的感应电压值。而对于车内用户来说，车顶显示内容的亮度不能超过外部亮度，而且为了使用户具有更好的舒适度，车内光强和车外光强之间的差值具有优选的范围，此范围可以通过标定实验的方式来得到，也可以由用户根据自己的偏好自行设定。

参考图3，在本申请一些实施例中，所述的车顶显示设备还可以包括支架800，所述支架800设置于所述车辆的车顶外部，所述投影单元300固定于所述支架800上。在具体实现时，投影单元300可以设置在车内也可以设置在车外，设置在车外的话具有更大的安装空间，能够对投影单元300的投射角度进行任意调节，从而使其投射效果达到最佳。另外，当投影单元300设置于车外时，可以在投影单元300的外部设置透明保护罩，透明保护罩具有防水防潮湿的效果，并且不会影响到投影单元300的投影效果。

本申请以上实施例中的方案，能够提供一种能呈现动态效果的车顶显示装置，并且显示图案可以随车辆的方位和季节等信息变化，显示亮度还可以随背景光强的变化而变化，极大的丰富了车顶氛围的显示效果，提升了用户体验。

本申请另一些实施例中还提供一种以上任一方案所述车顶显示设备的控制方法，可应用于电子控制单元中，如图4和图5所示，可以包括如下步骤：

S101：响应于车顶显示信号，获取投射影像。如图4所示，电子控制单元可以配置有控制开关900，控制开关可以使按键、语音控制、手势识别等信号触发部件。

S102：输出第一控制信号至导电玻璃天窗和投影单元，同时将所述投射影像发送至所述投影单元。其中，所述第一控制信号用于控制所述导电玻璃天窗关闭，控制所述投影单元开启。

在上述方案中，电子控制单元中可以预先存储适于投影显示的多张投射影像，电玻璃天窗断电的同时控制投影单元开启，电子制单元将选定的投射影像发送到投影单元，投影单元即可将其投射到导电玻璃天窗上进行显示。

如图6所示，以上方法还可以包括如下步骤：

S103：在每一方位采样时刻获取表示车辆方位的方位信号。可以通过车辆上设置的罗盘来实现。

S104：若相邻两个方位信号之间的差异大于设定方位差值，则获取后一方位采样时刻的车辆方位对应的投射影像作为切换后的投影图像。

S105：输出第二控制信号至所述投影单元，控制所述投影单元切换投射影像。具体地，在电子控制单元中可以存储多张投射影像，并且不同投射影像可以对应于不同车辆方位，如此，当车辆方位发生变化时就能够显示不同的星空变化，给用户展现斗转星移的氛围效果。

作为另一种可实现的方案，上述方法还可以包括：在每一位置采样时刻获取表示车辆位置的位置信号；若相邻两个位置信号之间的差异大于设定距离值，则获取后一位置采样时刻的车辆位置对应的投射影像作为切换后的投影图像；输出第三控制信号至所述投影单元，控制所述投影单元切换投射影像，位置信号可以通过车载GPS来实现。根据上述方案能够实现车辆在行驶过程中，随着车辆位置的变化能够控制车顶显示不同景象的投射影像，丰富了用户的体验。

本申请一些实施例中的车顶显示设备的控制方法，还可以包括如下步骤：

S106：获取表示车辆外部和车辆内部光强差的电信号。

S107：根据所述电信号输出第四控制信号至投影单元以调节所述投影单元投射影像的显示亮度。

本方案中，根据车内外光强差确定投射影像的亮度，能够使车内用户感到更加舒适。

在本申请一些实施例中的车顶显示设备的控制方法，在响应于车顶显示信号，获取投射影像的步骤之前还包括确定图像补偿量的步骤。参考图7，补偿量的确定以及对原始投射影像进行补偿的过程包括：

1.1：发送测试投射影像至所述投影单元。

1.2：获取所述测试投射影像在所述导电玻璃天窗上的显示图像。

1.3：根据所述测试投射影像的原始图像和所述显示图像获取图像偏差量；参考(a)和(b)中所示图像，测试投影图像的原始图像为正方形，但是由于导电玻璃天窗为曲面结构，所以测试投影图像投射到导电玻璃天窗后发生了形变，变成了曲面形状。

1.4：根据所述图像偏差量得到图像补偿量。

1.5：根据所述图像补偿量对原始投射影像补偿后得到最终的投射影像。以(b)和(c)中所示的两幅图为例，图像偏差会导致左侧部分凹陷，右侧部分突出，那么图像补偿量就会在左侧部分进行突出量补偿，右侧部分进行凹陷部分补偿，即如(a)和(c)所示。经过补偿后的投射影像在投射后就得到(d)中所示的，显然与(a)中所表示的图像相一致。

对于图像的补偿算法有很多种，本实施例中是以标定法为例进行说明的。显然，针对(a)中一个像素的像素点(x0，y0)进行移动到达(b)中的像素点(x1，y1)时，投射影像后就由(c)中的像素点(A0，B0)补偿为像素点(A1，B1)，如此完成一个像素点的补偿。如果针对(a)中所有像素点均进行了补偿，就得到了补偿变换矩阵。为了简化计算量，也可以仅选择部分像素点进行补偿，其余像素点采用插值法近似得到即可。

本申请一些实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序指令，计算机读取所述程序指令后执行以上任意方案所述的车顶显示设备的控制方法。

本申请一些实施例还提供一种电子设备，该设备包括：一个或多个处理器以及存储器，还可以包括：输入装置和输出装置处理器、存储器、输入装置和输出装置可以通过总线或者其他方式连接。存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的车顶显示设备的控制方法。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种车顶显示设备，其特征在于，包括导电玻璃天窗、投影单元和电子控制单元；其中：

所述导电玻璃天窗的被控端与所述电子控制单元的输出端连接，在所述电子控制单元的控制下开启或关闭；所述导电玻璃天窗在开启时为透明状态，在关闭时为非透明状态；

所述投影单元的被控端与所述电子控制单元的输出端连接，在所述电子控制单元的控制下开启或关闭；所述投影单元接收并投射所述电子控制单元发送的投射影像，且所述投影单元的投射焦平面位于所述导电玻璃天窗上；

所述电子控制单元在响应到车顶显示信号后输出第一控制信号，控制所述导电玻璃天窗关闭的同时控制所述投影单元开启；

所述车顶显示设备还包括罗盘：

所述罗盘在每一方位采样时刻检测车辆方位并输出方位信号至所述电子控制单元；

所述电子控制单元输出所述第一控制信号后，若检测到相邻两个方位信号之间的差异大于设定方位差值，则输出第二控制信号，控制所述投影单元切换投射影像，切换后的投射影像与后一方位采样时刻的车辆方位相适应。

2.根据权利要求1所述的车顶显示设备，其特征在于，还包括定位单元：

所述定位单元在每一位置采样时刻检测车辆位置并输出位置信号至所述电子控制单元；

所述电子控制单元输出所述第一控制信号后，若检测到相邻两个位置信号之间的差异大于设定距离值，则输出第三控制信号，控制所述投影单元切换投射影像，切换后的投射影像与后一位置采样时刻的车辆位置相适应。

3.根据权利要求1所述的车顶显示设备，其特征在于，还包括光强差检测单元：

所述光强差检测单元检测车辆外部和车辆内部光强度的光强差，并生成表示所述光强差的电信号；所述光强差检测单元将所述电信号发送至所述电子控制单元；

所述电子控制单元输出所述第一控制信号后，根据所述电信号输出第四控制信号至所述投影单元以调节所述投影单元投射影像的亮度。

4.根据权利要求3所述的车顶显示设备，其特征在于，所述光强差检测单元包括外置光电传感器、内置光电传感器和电压差检测电路；

所述外置光电传感器检测车辆外部光强度并得到与所述外部光强度对应的第一电压值；所述内置光电传感器检测车辆内部光强度并得到与所述内部光强度对应的第二电压值；

所述电压差检测电路检测所述第一电压值和所述第二电压值的电压差，以所述电压差作为表示所述光强差的电信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的车顶显示设备，其特征在于，还包括支架：

所述支架设置于所述车辆的车顶外部，所述投影单元固定于所述支架上。

6.一种权利要求1-5任一项所述车顶显示设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

响应于车顶显示信号，获取投射影像；

输出第一控制信号至导电玻璃天窗和投影单元，同时将所述投射影像发送至所述投影单元；

所述第一控制信号用于控制所述导电玻璃天窗关闭，控制所述投影单元开启。

7.根据权利要求6所述的车顶显示设备的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在每一方位采样时刻获取表示车辆方位的方位信号；

若相邻两个方位信号之间的差异大于设定方位差值，则获取后一方位采样时刻的车辆方位对应的投射影像作为切换后的投影图像；

输出第二控制信号至所述投影单元，控制所述投影单元切换投射影像；

和/或，

在每一位置采样时刻获取表示车辆位置的位置信号；

若相邻两个位置信号之间的差异大于设定距离值，则获取后一位置采样时刻的车辆位置对应的投射影像作为切换后的投影图像；

输出第三控制信号至所述投影单元，控制所述投影单元切换投射影像。

8.根据权利要求6所述的车顶显示设备的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

获取表示车辆外部和车辆内部光强差的电信号；

根据所述电信号输出第四控制信号至所述投影单元以调节所述投影单元投射影像的亮度。

9.根据权利要求6-8任一项所述的车顶显示设备的控制方法，其特征在于，在响应于车顶显示信号，获取投射影像的步骤之前还包括：

发送测试投射影像至所述投影单元；

获取所述测试投射影像在所述导电玻璃天窗上的显示图像；

根据所述测试投射影像的原始图像和所述显示图像获取图像偏差量；

根据所述图像偏差量得到图像补偿量；

根据所述图像补偿量对原始投射影像补偿后得到最终的投射影像。

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