一种增强现实车载抬头显示系统的制作方法

1.本发明属于抬头显示系统技术领域，具体涉及一种增强现实车载抬头显示系统。


背景技术：

2.hud(head up display，抬头显示器)起初诞生于战斗机上，可以降低飞行员低头查看仪表盘的频率，避免飞行员驾驶注意力不集中。随后，由于hud设备带来了一些便利性同时成本进一步下降，汽车也开始慢慢跟进安装。通过hud设备，用户可以观察到车速、限速指示、驾驶路线图等信息。而与hud相比，ar-hud不仅可以显示驾驶信息，同时还改变了驾驶员观察信息的方式。
3.ar-hud(增强现实抬头显示器)可以在驾驶员视线区域内合理叠加显示一些驾驶信息，并结合于实际交通路况当中。通过ar-hud技术，驾驶员可以扩展并增强自己对于驾驶环境的感知。ar-hud中，显示单元通过反射镜可产生基于不同投影距离的两个投影面。现有ar-hud功能较少，不能对驾驶员提供更多的辅助及提醒，驾驶体验不足。如现有技术中心，投影面的投射高度是固定的，当驾驶员身高过高或过低时，看向投影面时会导致投影面过近或过远，导致观感较差，且投影面的背景会影响观察效果，容易看错，驾驶体验差；驾驶员长时间驾驶车辆会产生疲劳，疲劳驾驶对驾驶员本身和其他车辆均有较大危险，现无有效的预防驾驶员疲劳的方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种增强现实车载抬头显示系统，可根据驾驶员眼睛高度调整投影高度，投影画面明显、易观看，提升驾驶体验，同时在驾驶员疲劳程度较高时对驾驶员进行提醒，保证驾驶安全。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种增强现实车载抬头显示系统，包括微控制器、显示单元、反射镜、摄像头单元、语音播报单元以及用于调整所述反射镜反射角度的调整单元，所述显示单元、所述摄像头单元、所述语音播报单元和所述调整单元分别与所述微控制器电连接，所述摄像头单元包括用于对驾驶员进行拍摄的内部摄像头；所述微控制器根据拍摄视频获取驾驶员眼睛的高度和状态，所述微控制器根据驾驶员眼睛高度驱动所述调整单元调整所述反射镜的投射高度，所述微控制器根据驾驶员眼睛状态计算驾驶员疲劳程度，当疲劳程度过高时在投影面闪烁告警并通过所述语音播报单元发出提醒告警。
7.进一步的，调整单元包括微型电机和齿轮减速器，所述齿轮减速器连接于所述微型电机与所述反射镜之间。
8.进一步的，所述语音播报单元包括语音播放器和蜂鸣器。
9.进一步的，所述微控制器还电连接有振动单元，当疲劳程度过高时所述微控制器控制所述振动单元发出振动，所述振动单元安装于驾驶座靠背。
10.进一步的，所述微控制器电连接有用于测量本车与前方车辆及后方车辆之间距离
的距离检测单元，并当距离过近时，在所述投影面进行显示并通过所述语音播报单元进行语音提示。
11.进一步的，所述距离检测单元包括两个距离传感器，两所述距离传感器分别安装于车辆前端和后端。
12.进一步的，所述距离传感器为超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或雷达传感器。
13.进一步的，所述摄像头单元还包括车前摄像头和车后摄像头，所述微控制器还电连接有用于检测所述后方车辆转向灯开启情况的光照传感器，并在所述后方车辆准备超车变道时，在所述投影面进行显示并通过所述语音播报单元进行语音提示。
14.进一步的，所述光照传感器设置有两个，两所述光照传感器分别安装于车辆左后端和右后端。
15.进一步的，所述微控制器还电连接有拾音传感器。
16.采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
17.由于本发明的增强现实车载抬头显示系统，包括微控制器、显示单元、反射镜、摄像头单元、语音播报单元以及用于调整反射镜反射角度的调整单元，显示单元、摄像头单元、语音播报单元和调整单元分别与微控制器电连接，摄像头单元包括用于对驾驶员进行拍摄的内部摄像头；微控制器根据拍摄视频获取驾驶员眼睛的高度和状态，微控制器根据驾驶员眼睛高度驱动调整单元调整反射镜的投射高度，微控制器根据驾驶员眼睛状态计算驾驶员疲劳程度，当疲劳程度过高时在投影面闪烁告警并通过语音播报单元发出提醒告警，本设计可根据驾驶员眼睛的高度调整投影高度，使得对于不同身高的驾驶员来说增强投影面和状态投影面均处于合适位置，投影画面明显、易观看，从而提升驾驶体验，同时能够在驾驶员疲劳程度较高时对驾驶员进行提醒，保证驾驶安全。
附图说明
18.图1是本发明增强现实车载抬头显示系统的电路结构框图；
19.1-微控制器，2-显示单元，3-车身obd，4-obd接口，5-摄像头单元，6-距离检测单元，7-光照传感器，8-拾音传感器，9-语音播报单元，10-振动单元，11-调整单元。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
21.本说明书中涉及到的方位均以附图所示为准，仅代表相对位置关系，不代表绝对位置关系。
22.如图1所示，一种增强现实车载抬头显示系统，包括微控制器1、显示单元2、反射镜、摄像头单元5、语音播报单元9以及用于调整反射镜反射角度的调整单元11，显示单元2、摄像头单元5、语音播报单元9和调整单元11分别与微控制器1电连接，微控制器1通过obd接口4连接至车身obd3对车辆进行obd数据采集，将obd数据解析成对应的车辆信息，通过状态投影面显示。车辆信息包括车辆实时车速、发动机转速、水温、油耗、行驶里程等。摄像头单元5包括用于对驾驶员进行拍摄的内部摄像头，控制器根据拍摄视频获取驾驶员眼睛的高度和状态。
23.如图1所示，内部摄像头拍摄驾驶员头部图像，微控制器1使用计算机算法对图像解析进行眼睛的定位，如根据图像的像素分布或其他现有方式，具体在此不做赘述。调整单元11包括微型电机和齿轮减速器，齿轮减速器连接于微型电机与反射镜之间。微控制器1根据驾驶员眼睛高度驱动调整单元11调整反射镜的投射高度，以适应不同身高的驾驶员，使得两投影面中状态投影面投射显示在驾驶员前方约3米的距离，增强投影面投射显示在驾驶员前方约10米的距离，减少观察投影面时的背景对观察效果的影响。其中，驾驶员眼睛高度与投影面高度的匹配模型可通过多次试验获得。当驾驶员眼睛高度高于与投影面当前高度相匹配的位置时，投影面向上方调整；当驾驶员眼睛高度低于与投影面当前高度相匹配的位置时，投影面向下方调整。
24.如图1所示，微控制器1根据驾驶员眼睛状态计算驾驶员疲劳程度，当疲劳程度过高时在投影面闪烁告警并通过语音播报单元9发出提醒告警。如通过模版匹配法识别眼睛状态，根据眼睛的睁开、闭合以及介于两者之间的半睁半闭3种状态，分别通过综合大量对应状态眼睛图像建立眼睛状态模版，进而在待检测图像上分别用以上三种眼睛模版进行匹配，根据匹配隶属度达到状态判定的目的。也可根据上眼睑曲率判断眼睛状态，本实施方式中使用各种判断眼睛睁开、闭合状态的方法均可，具体不做赘述。通过判断眼睛闭合或半闭合时间所占比例可判断驾驶员疲劳程度。其中，语音播报单元9包括语音播放器和蜂鸣器，蜂鸣器的蜂鸣声对驾驶员有极好的提醒效果。微控制器1还电连接有振动单元10，当疲劳程度过高时微控制器1控制振动单元10发出振动，振动单元10安装于驾驶座靠背。上述投影闪烁、声音、振动的提醒方式均较为明显，能够有效提醒驾驶员打起精神或停车休息。
25.如图1所示，微控制器1电连接有用于测量本车与前方车辆及后方车辆之间距离的距离检测单元6，并当距离过近时，在投影面进行显示并通过语音播报单元9进行语音提示。距离检测单元6包括两个距离传感器，两距离传感器分别安装于车辆前端和后端。其中，距离传感器可以为超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或雷达传感器。
26.如图1所示，摄像头单元5还包括车前摄像头和车后摄像头，车前摄像头用于拍摄车辆前方路面和车辆信息，使增强投影面中的导航、车道线、车辆距离等显示在合适位置，车后摄像头用于拍摄车辆后方路面和车辆信息，可用于倒车在增强投影面中显示，进行辅助。微控制器1还电连接有用于检测后方车辆转向灯开启情况的光照传感器7，光照传感器7设置有两个，两光照传感器7分别安装于车辆左后端和右后端。通过对获取后车的左指示灯和右指示灯光信号强度的对比，以确定后车的超车方向是准备左侧超车还是右侧超车。综合获取的后方车辆的视频图像、本车与后方车辆的距离以及后车是否超车变道的确定结果对后车超车变道，在投影面进行显示并通过语音播报单元9进行语音提示预警。
27.如图1所示，微控制器1还电连接有拾音传感器8，驾驶员可语音对抬头显示系统进行控制，如导航目的地的输入、开始、结束等。
28.本发明的增强现实车载抬头显示系统的控制器根据内部摄像头拍摄视频获取驾驶员眼睛的高度和状态，微控制器根据驾驶员眼睛高度驱动调整单元调整反射镜的投射高度，使得对于不同身高的驾驶员来说增强投影面和状态投影面均处于合适位置，微控制器根据驾驶员眼睛状态计算驾驶员疲劳程度，当疲劳程度过高时在投影面闪烁告警并通过语音播报单元发出提醒告警，从而提升驾驶体验，保证驾驶安全。
29.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描
述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本发明的保护范围是由所述权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。