CN113401057A - 一种场景随动的全息投影系统及其汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种场景随动的全息投影系统及其汽车，包括：设置于前风挡的路况识别单元，所述路况识别单元用于采集车外路况和车前环境的图像信号并进行处理转换为数字信号；布置于驾驶员前方的眼球识别单元，所述眼球识别单元用于测量驾驶员头部偏转角并追踪检测驾驶员的眼球位置；安装于中控台前方的投影单元，所述投影单元通过接收由识路况识别单元发送的数字信号自动生成经挡风玻璃在车前呈现与竖直方向成夹角的投影虚像；本发明通过实时检测驾驶员的眼球位置判断视野区域，进而调节投影虚像的位置以保证驾驶员看见的虚拟影像障碍物和实际障碍物始终处于重合状态，增加预警系统的可靠性和准确性，降低事故发生率。
Description
技术领域
本发明是一种场景随动的全息投影系统及其汽车，属于行车辅助技术领域。
背景技术
随着汽车电子产品的飞速发展，HUD产品在汽车上也逐渐得到了应用，它可以在驾驶员视线范围内，将必要的驾驶信息显示于实际交通状况当中；通过HUD技术，驾驶员可以扩展并增强自己对于驾驶环境的感知，提升驾驶的安全性和科技感；驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛疲劳。
现在市面上的HUD(抬头显示)的显示界面多为固定式显示，且对于显示界面的设计是以标准体型和标准驾驶坐姿来设计的，因为不同驾驶员的体型和驾驶坐姿的差异且眼椭圆位置不同，HUD显示的图像是以特定的角度发射的不可更改，这会导致不同驾驶员看到的HUD显示界面的不同；HUD技术是将虚拟路况信息投射在前挡风玻璃上，驾驶员看到的虚拟影像和实际路况重叠以实现警示作用，但当人的头部左右移动或车型进行转向操作时，虚拟影像和实际路况的重叠效果消失了，可能使驾驶员产生误判导致事故的发生。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种场景随动的全息投影系统及其汽车，以解决现有的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种场景随动的全息投影系统，包括：设置于前风挡的路况识别单元，所述路况识别单元用于采集车外路况和车前环境的图像信号并进行处理转换为数字信号；布置于驾驶员前方的眼球识别单元，所述眼球识别单元用于测量驾驶员头部偏转角并追踪检测驾驶员的眼球位置；安装于中控台前方的投影单元，所述投影单元通过接收由识路况识别单元发送的数字信号自动生成经挡风玻璃在车前呈现与竖直方向成夹角的投影虚像；所述投影单元接收由眼球识别单元发送的的驾驶员眼睛位置，以预设标准观看角度为依据计算驾驶员眼球视野的偏移量，并以该偏移量为依据调整投影虚像的位置。
进一步地，所述路况识别单元由摄像头组和控制器组成，所述摄像头组用于识别车外路况及障碍物信息，所述控制器根据识别到的信息进行分析判断预警。
进一步地，所述控制器内集成有数据库，所述数据库内存储有多种障碍物信息，所述控制器将识别信息与数据库中预设障碍物信息进行比对分析，确定障碍物种类；控制器将分析后的障碍物类型、位置及大小信息发送至投影单元。
进一步地，所述摄像头组为ADAS摄像头，安装于前风挡中上部。
进一步地，所述眼球识别单元由摄像头模块和第二控制器组成，所述摄像头模块布置于驾驶员前方并对驾驶员进行拍摄，第二控制器通过拍摄到的图像识别出驾驶员眼球所在位置，并将位置信息通过坐标方式发送至投影单元。
进一步地，所述投影单元投射到前挡风玻璃上的折射点在眼球和障碍物的连线之上。
进一步地，所述投影单元接收路况识别单元和眼球识别单元发送的信息的间隙为50mS,投影虚像每50mS更新一次。
进一步地，所述投影单元内集成有报警模块，当当前更新的障碍物投影虚像与之前投影虚像对比出现下部遮挡时，报警模块将提供画面闪烁方式告警。
进一步地，所述路况识别单元内集成有光亮传感器，所述投影单元通过接收光亮传感器发送的光亮信息来调节显示投影亮度。
本发明的有益效果是：本发明通过实时检测驾驶员的眼球位置判断视野区域，进而调节投影虚像的位置以保证驾驶员看见的虚拟影像障碍物和实际障碍物始终处于重合状态，增加预警系统的可靠性和准确性，降低事故发生率，保护驾驶员及乘员的生命财产安全。
本发明还提出了一种汽车，所述汽车包括以上所述的场景随动的全息投影系统。
所述汽车与上述场景随动的全息投影系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种场景随动的全息投影系统及其汽车的结构示意图；
图2为本发明一种场景随动的全息投影系统及其汽车的原理示意图；
图3为本发明一种场景随动的全息投影系统及其汽车的A处局部放大图；
图4为本发明一种场景随动的全息投影系统及其汽车的网络拓扑图。
图中：路况识别单元-1、眼球识别单元-2、投影单元-3。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1-图4，本发明提供一种场景随动的全息投影系统技术方案：包括设置于前风挡的路况识别单元1，所述路况识别单元1用于采集车外路况和车前环境的图像信号并进行处理转换为数字信号；布置于驾驶员前方的眼球识别单元2，所述眼球识别单元2用于测量驾驶员头部偏转角并追踪检测驾驶员的眼球位置；安装于中控台前方的投影单元3，所述投影单元3通过接收由识路况识别单元1发送的数字信号自动生成经挡风玻璃在车前呈现与竖直方向成夹角的投影虚像；所述投影单元3接收由眼球识别单元2发送的的驾驶员眼睛位置，以预设标准观看角度为依据计算驾驶员眼球视野的偏移量，并以该偏移量为依据调整投影虚像的位置；所述路况识别单元1由摄像头组和控制器组成，所述摄像头组用于识别车外路况及障碍物信息，所述控制器根据识别到的信息进行分析判断预警；所述控制器内集成有数据库，所述数据库内存储有多种障碍物信息，所述控制器将识别信息与数据库中预设障碍物信息进行比对分析，确定障碍物种类；控制器将分析后的障碍物类型、位置及大小信息发送至投影单元3；所述摄像头组为ADAS摄像头，安装于前风挡中上部；所述眼球识别单元2由摄像头模块和第二控制器组成，所述摄像头模块布置于驾驶员前方并对驾驶员进行拍摄，第二控制器通过拍摄到的图像识别出驾驶员眼球所在位置，并将位置信息通过坐标方式发送至投影单元3；所述投影单元3投射到前挡风玻璃上的折射点在眼球和障碍物的连线之上；所述投影单元3接收路况识别单元1和眼球识别单元2发送的信息的间隙为50mS,投影虚像每50mS更新一次；所述投影单元3内集成有报警模块，当当前更新的障碍物投影虚像与之前投影虚像对比出现下部遮挡时，报警模块将提供画面闪烁方式告警；所述路况识别单元1内集成有光亮传感器，所述投影单元3通过接收光亮传感器发送的光亮信息来调节显示投影亮度。
工作原理如下：通过路况识别单元1识别车外路况(如交通灯、交通标志、车道信息等)及障碍物(如石头、树枝、纸箱、猫、狗等)信息，并根据识别到的路况信息判定是否做出路况预警，如需做出预警，控制器对障碍物图像进行识别，与数据库中预设障碍物进行比对分析，确定障碍物种类，如石头、树枝、纸箱、猫、狗等；控制器实时捕捉障碍物位置并将障碍物位置信息将以坐标方式发送至投影单元，控制器识别障碍物大小信息并将大小信息发送至投影单元；眼球识别单元2识别出驾驶员眼球所在位置，并将延期位置信息通过坐标方式发送至投影单元，投影单元3根据路况识别单元发送的障碍物种类、大小、坐标信息自动生成包含障碍物类型、障碍物大小、障碍物位置的虚拟影像；投影单元控制器根据眼球识别单元发送的驾驶员眼球坐标结合虚拟影像、前挡风玻璃位置等综合信息通过预设程序计算出投射影像各元素位置；使得投影单元投射到前挡风玻璃上的折射点在眼球和障碍物的连线之上，从而使驾驶员看见的虚拟影像障碍物和实际障碍物始终处于重合状态，当汽车与障碍物的距离过近，导致路况识别单元检测到的障碍物图像下部分被汽车前盖遮挡，导致生成的投影虚像较前面虚像出现残缺时，报警模块告警。
本实施例中还公开了一种汽车，所述汽车具有上述场景随动的全息投影系统，通过上述系统生成障碍物投影虚像预警，降低事故发生率，保护驾驶员及乘员的生命财产安全提高了乘员安全性以及体验感，使得汽车具有更强的竞争力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种场景随动的全息投影系统，其特征在于，包括：
设置于前风挡的路况识别单元(1)，所述路况识别单元(1)用于采集车外路况和车前环境的图像信号并进行处理转换为数字信号；
布置于驾驶员前方的眼球识别单元(2)，所述眼球识别单元(2)用于测量驾驶员头部偏转角并追踪检测驾驶员的眼球位置；
安装于中控台前方的投影单元(3)，所述投影单元(3)通过接收由识路况识别单元(1)发送的数字信号自动生成经挡风玻璃在车前呈现与竖直方向成夹角的投影虚像；
所述投影单元(3)接收由眼球识别单元(2)发送的的驾驶员眼睛位置，以预设标准观看角度为依据计算驾驶员眼球视野的偏移量，并以该偏移量为依据调整投影虚像的位置。
2.根据权利要求1所述的一种场景随动的全息投影系统及其汽车，其特征在于：所述路况识别单元(1)由摄像头组和控制器组成，所述摄像头组用于识别车外路况及障碍物信息，所述控制器根据识别到的信息进行分析判断预警。
3.根据权利要求2所述的一种场景随动的全息投影系统，其特征在于：所述控制器内集成有数据库，所述数据库内存储有多种障碍物信息，所述控制器将识别信息与数据库中预设障碍物信息进行比对分析，确定障碍物种类；控制器将分析后的障碍物类型、位置及大小信息发送至投影单元(3)。
4.根据权利要求2所述的一种场景随动的全息投影系统，其特征在于：所述摄像头组为ADAS摄像头，安装于前风挡中上部。
5.根据权利要求1所述的一种场景随动的全息投影系统及其汽车，其特征在于：所述眼球识别单元(2)由摄像头模块和第二控制器组成，所述摄像头模块布置于驾驶员前方并对驾驶员进行拍摄，第二控制器通过拍摄到的图像识别出驾驶员眼球所在位置，并将位置信息通过坐标方式发送至投影单元(3)。
6.根据权利要求2或5所述的一种场景随动的全息投影系统，其特征在于：所述投影单元(3)投射到前挡风玻璃上的折射点在眼球和障碍物的连线之上。
7.根据权利要求1所述的一种场景随动的全息投影系统，其特征在于：所述投影单元(3)接收路况识别单元(1)和眼球识别单元(2)发送的信息的间隙为50mS,投影虚像每50mS更新一次。
8.根据权利要求7所述的一种场景随动的全息投影系统，其特征在于：所述投影单元(3)内集成有报警模块，当当前更新的障碍物投影虚像与之前投影虚像对比出现下部遮挡时，报警模块将提供画面闪烁方式告警。
9.根据权利要求1所述的一种场景随动的全息投影系统，其特征在于：所述路况识别单元(1)内集成有光亮传感器，所述投影单元(3)通过接收光亮传感器发送的光亮信息来调节显示投影亮度。
一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的场景随动的全息投影系统。
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