CN204821176U - 一种可人机交互的抬头显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可人机交互的抬头显示器，其显示器控制图像源屏幕发送实体影像；投影镜片接收实体影像并显示出具有距离感的虚像影像。其中，显示器后方设有与控制器相连的后置摄像头，后置摄像头可以摄取关于驾驶员的状态信息并将其发送至控制器，控制器还可以根据所述状态信息进行状态信息识别，并识别结果控制所述图像源屏幕发送不同的实体影像。这种抬头显示器实现了人机交互功能，驾驶员可以通过手势信息控制显示内容的切换，同时后置摄像头还可以对驾驶员是否处于疲劳驾驶状态进行监控，进而丰富并扩展了抬头显示器的功能。而侧面摄像头的设置可以实现盲区识别，提高驾驶员驾驶时的安全性。

Description

一种可人机交互的抬头显示器

技术领域

本实用新型涉及一种车用抬头显示器，特别涉及一种可人机交互的抬头显示器。

背景技术

车用抬头显示器(HeadUpDisplay-HUD)是一种利用玻璃成像，将驾驶员所需要的主要信息以图标或文字的方式投射在其视野前方，使得驾驶员可以同时关注驾车环境和相关的驾驶信息，避免驾驶员在驾驶过程中因查看行驶数据而偏移视线导致对前方路况的注意力被分散，可以有效地增加行车的安全性。

如图1所示，目前普通的HUD产品在结构上采用的结构如下：以汽车前挡风玻璃2为反射面，将显示器1设置在仪表盘上方，通过显示器1将图像投射到前挡风玻璃2上进行一次反射，从而将投影的虚像显示在驾驶员眼睛3的视线前方一定距离的位置。由于成像位置位于视线正前方，与路面重叠且所成虚像不影响观察路面，这种成像投射的方法使得驾驶员减少了视觉焦距的切换以及视线偏离所造成的注意力分散。

虽然目前这种车用抬头显示器相关技术已经较为成熟，图像大小及清晰度已经大为改善，但这些抬头显示器功能单一，特别是，虽然该些抬头显示器能够获取并显示汽车行使信息，但对驾驶员的状态信息目前还无法获取。因而，如何使得现有的HUD产品可以获取驾驶员状态信息并实现与驾驶员的交互，成为本实用新型主要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可人机交互的抬头显示器，以解决现有的抬头显示器所存在的功能单一、无法获取驾驶员状态信息的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种可人机交互的抬头显示器，包括：

显示器，所述显示器具有一图像源屏幕及控制器，所述控制器用于控制所述图像源屏幕发送实体影像；

投影镜片，所述投影镜片用于接收所述实体影像并显示出具有距离感的虚像影像；

其中，所述显示器后方设有与所述控制器相连的后置摄像头，所述后置摄像头用于摄取关于驾驶员的状态信息并将其发送至所述控制器，所述控制器还用于根据所述状态信息进行状态信息识别，并根据识别结果控制所述图像源屏幕发送不同的实体影像。

较佳地，所述控制器包括手势识别单元及驾驶状态监测单元，所述手势识别单元用于获取所述状态信息并提取其中的手势信息进行手势识别处理，并输出手势识别结果；所述驾驶状态监测单元用于获取所述状态信息并提取其中的驾驶状态信息进行驾驶状态监控。

较佳地，所述手势识别单元包括一存储模块，所述存储模块内存储有若干种预定义手势信息，所述预定义手势信息与若干种不同的显示器控制命令相对应，供手势识别处理使用；

其中，所述预定义手势信息包括伸出手指的数量、手指动作的方向以及伸出手指的数量与运动方向的不同组合。

较佳地，所述驾驶状态监测单元包括一疲劳状态监控模块，所述疲劳状态监控模块获取所述驾驶状态信息并判断是否为疲劳驾驶，如是，则输出疲劳驾驶提示信息，如否，继续监测；

其中，所述驾驶状态信息为眨眼频率值，当眨眼频率值大于0.5～1次/s时，则为疲劳驾驶。

较佳地，所述显示器的左侧和/或右侧还设有侧面摄像头，所述侧面摄像头与控制器相连，所述侧面摄像头用于采集两侧面的图像和/或视频信息并发送给所述控制器进行处理。

较佳地，所述控制器内还包括盲区识别单元，所述盲区识别单元内预存有若干障碍物的特征信息，所述侧面摄像头采集的图像和/或视频信息发送给盲区识别单元，以判断侧面摄像头所采集图像的区域内是否有障碍物。

较佳地，所述投影镜片设于一成像镜架上，所述成像镜架用于将所述投影镜片安放至汽车仪表板上方位置处。

较佳地，所述成像镜架上且具有第一转轴，该成像镜架通过该第一转轴连接并固定所述投影镜片，使所述投影镜片相对于该成像镜架转动，从而调整虚像影像的反射角度。

较佳地，所述显示器还具有第二转轴，该显示器通过该第二转轴安装至汽车遮阳板上，使所述显示器相对于汽车遮阳板转动，调整图像源屏幕的实体影像的发射角度。

本实用新型提供的可人机交互的抬头显示器，其显示器控制图像源屏幕发送实体影像；投影镜片接收实体影像并显示出具有距离感的虚像影像。其中，显示器后方设有与控制器相连的后置摄像头，后置摄像头可以摄取关于驾驶员的状态信息并将其发送至控制器，控制器还可以根据所述状态信息进行状态信息识别，并识别结果控制所述图像源屏幕发送不同的实体影像。这种抬头显示器实现了人机交互功能，驾驶员可以通过手势信息控制显示内容的切换，同时后置摄像头还可以对驾驶员是否处于疲劳驾驶状态进行监控，进而丰富并扩展了抬头显示器的功能。而侧面摄像头的设置可以实现盲区识别，提高驾驶员驾驶时的安全性。

附图说明

图1为现有的普通HUD产品的结构示意图；

图2为本实用新型提供的抬头显示器的组成结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的显示器内部组成模块示意图；

图4为本实用新型实施例二的显示器内部组成模块示意图。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，兹以二优选实施例，并配合附图对本实用新型作详细说明，具体如下：

实施例一：

如图2所示，本实施例提供的可人机交互的抬头显示器，包括显示器21，显示器21发送图像至投影镜片22，投影镜片22接收到实体影像后反射并显示出具有距离感的虚像影像。其中，投影镜片22设于一成像镜架23上，成像镜架23可以将投影镜片22安放至汽车仪表板上方位置处。成像镜架23上还具有转轴231，该成像镜架23通过转轴231连接并固定投影镜片22，使投影镜片22可以相对于该成像镜架23转动，从而调整虚像影像的反射角度。而显示器21还具有转轴211，该显示器21通过该转轴211转动连接安装至汽车的遮阳板上，使得显示器可以相对于汽车遮阳板进行转动，以调整显示器发送实体影像的发射角度。

如图3所示，显示器21具有一图像源屏幕304及控制器301，控制器304包括手势识别单元303及驾驶状态监测单元302。其中，控制器304可以控制图像源屏幕304发送不同的实体影像。显示器21的后方(面向驾驶员的一侧)还设有与控制器301相连的后置摄像头305，后置摄像头305用于摄取关于驾驶员的状态信息并将其发送至控制器301，控制器301还用于根据该状态信息进行状态信息识别，并识别结果控制所述图像源屏幕发送不同的实体影像。

该抬头显示器工作时，后置摄像头305对驾驶员状态进行实时监控，并将监控到的驾驶员状态信息的视频数据发送给控制器301。手势识别单元303获取状态信息的视频数据并提取其中的手势信息然后进行手势识别处理，并输出手势识别结果。

具体地，手势识别单元303内包括一存储模块，该存储模块内存储有若干种预定义手势信息，该些预定义手势信息与若干种不同的显示器控制命令相对应，供手势识别处理使用。手势识别单元303工作时，其提取的手势信息与手势识别单元303内预存的预定义手势信息进行匹配，并输出匹配结果，然后由控制器301根据匹配结果控制显示器21进行不同操作。

其中，预定义手势信息包括伸出手指的数量、手指动作的方向以及伸出手指的数量与运动方向的不同组合。例如，获取的视频信息为伸出一个手指的视频信息，则显示器的控制命令为显示当前车速信息，则此时控制器控制图像源屏幕显示当前车速值；伸出全部手指且向左或向右挥动手，则切换显示当前汽车的坐标或距离目标距离等信息，此处仅举两个例子说明，本领域技术人员可根据本实用新型的技术方案灵活设置手势信息的具体含义及其所对应的控制命令。当然，在通过手势进行切换显示器上显示的信息时，不同的信息间的切换，可以采用灵活多样的切换方式，如推进式、覆盖式或其他电子显示屏常用的切换方式显示新的信息，本实用新型对此不做具体限定。

驾驶状态监测单元302用于获取视频信息中的状态信息并提取其中的驾驶状态信息进行驾驶状态监控。具体地，驾驶状态监测单元302包括一疲劳状态监控模块，该疲劳状态监控模块获取驾驶状态信息并判断是否为疲劳驾驶，如是，则输出疲劳驾驶提示信息，如否，继续监测。其中，驾驶状态信息一般为视频信息中所识别到的眨眼频率值，例如，可通过红外监测驾驶员眼睛的睁(有红外图像)/闭(无红外图像)频率，即眨眼频率。当眨眼频率值大于0.5～1次/s时，则判断为疲劳驾驶，控制器控制图像源屏幕显示疲劳驾驶提示信息，如显示特殊醒目的提示文字、图标或图像等方式提醒驾驶员注意。

实施例二：

本实施例中除以下部分技术方案与实施例一有所不同外，其余均与实施例一的技术方案内容相同，本实施例具体如下：

本实施例中，显示器的左侧或右侧设有侧面摄像头，或者左右两侧均设有侧面摄像头。如图4所示，侧面摄像头401与控制器301相连，侧面摄像头401用于采集汽车两侧面的图像和/或视频信息并发送给控制器进行处理。具体地，侧面摄像头401采集到的图像信息发送给控制器后，控制器301可对该图像信息进行处理并判断两侧是否有障碍物如行人、车辆等，并控制图像源屏幕304进行侧面路况信息的提示，从而实现盲区识别。其中，控制器301内还包括一盲区识别单元402，该盲区识别单元402内预存有若干障碍物(如人或车等)的特征信息，当侧面摄像头401采集的图像和/或视频信息发送给盲区识别单元402时，盲区识别单元402即可根据预存的特征信息来与视频信息数据进行比对，即可判断侧面摄像头401所采集图像的区域内是否有障碍物。当有障碍物时，控制器301即可控制图像源屏幕显示相应的提示信息提醒驾驶员注意。侧面摄像头401的设置可以有效地避免因驾驶员视线存在侧方盲区影响车辆的正常驾驶情况的发生。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，对本实用新型所做的变形或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种可人机交互的抬头显示器，其特征在于，包括：

显示器，所述显示器具有一图像源屏幕及控制器，所述控制器用于控制所述图像源屏幕发送实体影像；

投影镜片，所述投影镜片用于接收所述实体影像并显示出具有距离感的虚像影像；

其中，所述显示器后方设有与所述控制器相连的后置摄像头，所述后置摄像头用于摄取关于驾驶员的状态信息并将其发送至所述控制器，所述控制器还用于根据所述状态信息进行状态信息识别，并根据识别结果控制所述图像源屏幕发送不同的实体影像。

2.根据权利要求1所述的可人机交互的抬头显示器，其特征在于，所述控制器包括手势识别单元及驾驶状态监测单元，所述手势识别单元用于获取所述状态信息并提取其中的手势信息进行手势识别处理，并输出手势识别结果；所述驾驶状态监测单元用于获取所述状态信息并提取其中的驾驶状态信息进行驾驶状态监控。

3.根据权利要求2所述的可人机交互的抬头显示器，其特征在于，所述手势识别单元包括一存储模块，所述存储模块内存储有若干种预定义手势信息，所述预定义手势信息与若干种不同的显示器控制命令相对应，供手势识别处理使用；

其中，所述预定义手势信息包括伸出手指的数量、手指动作的方向以及伸出手指的数量与运动方向的不同组合。

4.根据权利要求2所述的可人机交互的抬头显示器，其特征在于，所述驾驶状态监测单元包括一疲劳状态监控模块，所述疲劳状态监控模块获取所述驾驶状态信息并判断是否为疲劳驾驶，如是，则输出疲劳驾驶提示信息，如否，继续监测；

其中，所述驾驶状态信息为眨眼频率值，当眨眼频率值大于0.5～1次/s时，则为疲劳驾驶。

5.根据权利要求1所述的可人机交互的抬头显示器，其特征在于，所述显示器的左侧和/或右侧还设有侧面摄像头，所述侧面摄像头与控制器相连，所述侧面摄像头用于采集两侧面的图像和/或视频信息并发送给所述控制器进行处理。

6.根据权利要求5所述的可人机交互的抬头显示器，其特征在于，所述控制器内还包括盲区识别单元，所述盲区识别单元内预存有若干障碍物的特征信息，所述盲区识别单元用于接收侧面摄像头采集的图像和/或视频信息，以判断侧面摄像头所采集图像的区域内是否有障碍物。

7.根据权利要求1所述的可人机交互的抬头显示器，其特征在于，所述投影镜片设于一成像镜架上，所述成像镜架用于将所述投影镜片安放至汽车仪表板上方位置处。

8.根据权利要求7所述的可人机交互的抬头显示器，其特征在于，所述成像镜架上且具有第一转轴，该成像镜架通过该第一转轴连接并固定所述投影镜片，使所述投影镜片相对于该成像镜架转动，从而调整虚像影像的反射角度。

9.根据权利要求1所述的可人机交互的抬头显示器，其特征在于，所述显示器还具有第二转轴，该显示器通过该第二转轴安装至汽车遮阳板上，使所述显示器相对于汽车遮阳板转动，调整图像源屏幕的实体影像的发射角度。