CN103640524B - 一种汽车安全驾驶显示***及显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车安全驾驶显示***及显示方法，所述的***包括安装在驾驶员眼睛前方的复合显示屏、安装在车内或车外的摄像头单元、影像信息处理单元，所述的影像信息处理单元分别与复合显示屏和摄像头单元连接；所述的方法包括将汽车上的摄像头获取的周围行车信息与地图信息，可以及时将导航目的地方位、前方的路况信息等，通过驾驶人前方的显示屏显示出来。本发明汽车安全驾驶显示***及显示方法可以实现平视效果的同时，带来逼真和准确的导航信息的效果，还可以增强驾驶的安全性，尤其是在夜间驾驶。

Description

一种汽车安全驾驶显示***及显示方法

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，具体是指一种汽车安全驾驶显示***及显示方法。

背景技术

汽车驾驶需要驾驶员的注意力高度集中，并随时注意路面的变化。在汽车驾驶中，避免不了低头查看仪表盘的情况。如果使用导航时，还需要扭头去看导航显示屏。这样的分心，势必造成驾驶员注意力的分散，是引引发交通意外情况发生的起因。此外，在夜间行车为了看清远处的情况，很多的驾驶员都需要借助远光灯，远光灯会影响来车方向的其他车辆，给路面驾驶带来诸多的不便。

为避免驾驶员可能会低头观看仪表显示或观看中控台的导航等显示造成前方遇有紧急情况来不及采取有效措施而造成事故发生,现有的车辆上装配信息平视***，也叫抬头数字显示仪(HeadsUpDisplay)，它可以把重要的信息，映射在风窗玻璃上或半透半反镜上，使驾驶员不必过于低头，就能看清重要的信息。

“信息平视显示器"最初的应用是在战斗机上,最早装备该***的飞机是法国的幻影50战斗机。这种由电子组件、显示组件、控制器以及高压电源等组成的综合电子显示设备,能将飞行参数、瞄准攻击、自检测等信息,以图像、字符的形式,通过光学部件投射到座舱正前方组合玻璃或者头盔上显示装置上。飞行员透过组合玻璃观察舱外时,可以同时看到叠加在外景上的字符、图像等信息,无需再观察舱外目标和舱内仪表,因此可以提高飞行员反应速度,减少操作失误。由于***效果显著,几乎当时世界上所有先进的战斗机很快都开始装备这一***。80年代后,一些民用机型也开始使用该***。

目前的汽车领域为了实现信息平视效果，已有如下的解决方案：1、斯巴鲁EyeSight方案；2、先锋电子投射式平显方案；3、雪铁龙信息平视显示器、奔驰夜视***等。上述方案都以映射或投射作为参照。无论是映射或投射的效果都不是很理想，驾驶员仍需要将视线从路面移开到另外的图像显示方向获取需要的信息，而且还不够直观。夜间遇对面的强光也没有办法观察路面,不利于行车安全。

发明内容

本发明需解决的问题是提供一种具备各种车外信息显示与提醒、能实时显示前方交通信息、提高汽车驾驶安全、减少视觉盲区的实现汽车安全驾驶显示***及其方法。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

设计一种汽车安全驾驶显示***，包括安装在驾驶员眼睛前方的复合显示屏，安装在车内或车外的摄像头单元，安装在车内影像信息处理单元，所述的影像信息处理单元分别与复合显示屏和摄像头单元连接。

作为对上述方案的改进：所述的复合显示屏由遮光屏和彩色屏组成，彩色屏设在驾驶员眼睛和遮光屏之间，遮光屏和彩色屏由透明的平面或曲面显示屏制成，并能显示图像和文字的信息。

作为对上述方案的改进所述的摄像头单元包括设在驾驶员眼睛前方两侧的主摄像头和副摄像头，主摄像头与副摄像头间距为65毫米，主摄像头和副摄像头分别设有两组，一组安装在复合显示屏上，另一组在安装在车顶或车内或车外，两组之间可以切换，互为备份。

作为对上述方案的改进所述的摄像头单元还包括若干个安装在车辆前后方两侧四个角、中央及右后视镜的摄像头，摄像头可以为具有红外、微光探测能力的摄像头。

作为对上述方案的改进在车内驾驶员的前方设置一个专门感知人眼位置和头部转动角度的辅助摄像头，可以补偿由于扭转头部造成的偏差。

作为对上述方案的改进所述的影像信息处理单元包括将地图信息、前方车辆、行人、道路、交通路口信息综合比较后显示在显示屏上的处理器。

作为对上述方案的改进所述的处理器还与车载陀螺仪连接，处理器将陀螺仪的方位信息与数字地图、摄像头单元获取的图像单元进行比较和识别，并按要求在复合显示屏上显示相关信息，如前进方向、转弯提示等。

作为对上述方案的改进所述的处理器还与GPS实景导航单元连接，处理器将GPS实景导航单元存储的地图信息与各个摄像头单元获取的图像单元进行比较和识别，并按要求在复合显示屏上显示相关信息。

作为对上述方案的改进所述的复合显示屏上还包括显示导航的目的地在现在所处位置的方位、现在行车的方向、速度、俯仰角，前方路面危险情况显亮、声光提示的显示图标或给与标记符号。

本发明还设计了一种实现汽车安全驾驶显示***的方法包括如下步骤：

A、在汽车上安装有若干个能够捕获前方车辆、行人、路口等信息的摄像头单元，在驾驶员前方设置复合显示屏，所述的复合显示屏由遮光屏和彩色屏组成，彩色屏设在驾驶员眼睛和遮光屏之间，遮光屏和彩色屏由透明的平面或曲面显示屏组成，并能显示图像和文字的信息；

B、在驾驶员眼睛前方两侧的主摄像头和副摄像头，主摄像头与副摄像头距为65毫米，主摄像头和副摄像头分别设有两组，一组安装在复合显示屏上，另一组在安装在车顶、车内或车外，两组之间可以切换，互为备份，在车辆前后方两侧四个角、中央及右后视镜分别安装若干个的摄像头，摄像头可以为具有红外、微光探测能力的摄像头，在车内驾驶员的前方设置一个专门感知人眼位置和头部转动角度的辅助摄像头，可以补偿由于扭转头部造成的偏差；

C、根据需要调整座位、开机定零点、校正图像，将复合显示屏移动到眼前；

D、将摄像头获取的前方车辆、行人、道路、交通路口信息以及地图信综合比较后显示在复合显示屏上；

E、通过与GPS实景导航单元的实时信息进行比较；

F、复合显示屏显示导航的目的地在现在位置的方位、现在行车的方向、速度、俯仰角、前方路面危险情况显亮声光提示，在没有路灯或照明不足时，可以在屏幕上显示图像亮度增强的路面画面。

本发明汽车安全驾驶显示***及显示方法在驾驶员眼睛前方设置一个提供导航图的屏，导航图与驾驶员眼睛看到的景象完全一致，驾驶员不用转头观察，导航图就在眼前。在导航图上显示目的地在现在位置的方位、现在行车的方向、速度、俯仰角、前方路面危险情况显亮声光提示。在没有路灯或照明不足时，可以在屏幕上显示图像亮度增强的路面画面，做到不用开大灯只开普通灯光就可以安全行车，路面情况清楚、明亮。遇到对面强光，有遮暗屏及时点对点遮暗，同时彩色屏上仍有路面其它情况的显示。也可以担当行车记录仪的工作。

本发明汽车安全驾驶显示***及显示方法相当于在人眼看到的前方路面交通情况中，对有可能发生危险的行人、车辆，在其上加入一个批注、或高亮有颜色的告警提示，不是显示整个画面。

本发明汽车安全驾驶显示***及显示方法的导航图需要经数学运算得到相关的坐标、速度、方向，结合已有的GPS（或北斗），可以做到闭环形式的地形匹配导航，导航更安全。对处理器要求高，运算量大，计算方法复杂。

附图说明

图1是本发明汽车安全驾驶显示***应用到车上的轴向方向的结构示意图；

图2是图1中A部的放大图；

图3是本发明汽车安全驾驶显示***应用到车上的侧视方向的结构示意图；

图4是图3中B部的放大图；

图5是本发明汽车安全驾驶显示***应用到车上的前视方向的结构示意图；

图6是图5中C部的放大图；

图7是本发明汽车安全驾驶显示***的显示屏显示区域划分及显示示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图来对本发明作进一步描述：

如图1-图6所示，本发明还公开了一种汽车安全驾驶显示***，所述的复合显示屏1由遮光屏2和彩色屏3组成，彩色屏3设在驾驶员眼睛和遮光屏2之间，遮光屏2和彩色屏3由透明的平面或曲面显示屏制成，并能显示图像和文字的信息。

如图2、图6所示，所述的摄像头单元包括设在驾驶员眼睛前方两侧的主摄像头4、6和副摄像头5、7，主摄像头4、6与副摄像头5、7间距约65毫米(±5毫米)，主摄像头4、6和副摄像头5、7分别设有两组，一组安装在复合显示屏1上，另一组在安装在车顶或车内或车外，两组之间可以切换，互为备份。

如图1、图3、图5所示，所述的摄像头单元还包括若干个安装在车辆前后方两侧四个角、中央及右后视镜的摄像头11，摄像头11可以为具有红外、微光探测能力的摄像头。

如图2、图4所示，在车内驾驶员的前方设置一个专门感知人眼位置和头部转动角度的辅助摄像头8，可以补偿由于扭转头部造成的偏差。

如图3、图4所示，所述的影像信息处理单元9包括将地图信息、前方车辆、行人、道路、交通路口信息综合比较后显示在显示屏上的处理器13。

如图3、图4所示，所述的处理器13还与车载陀螺仪10连接，处理器13将陀螺仪10的方位信息与数字地图、摄像头单元获取的图像单元进行比较和识别，并按要求在复合显示屏1上显示相关信息，如前进方向、转弯提示等。

如图3、图4所示，所述的处理器13还与GPS实景导航单元12连接，处理器13将GPS实景导航单元12存储的地图信息与各个摄像头单元获取的图像单元进行比较和识别，并按要求在复合显示屏1上显示相关信息。

如图7所示，所述的复合显示屏1上还包括显示导航的目的地在现在所处位置的方位、现在行车的方向b、速度、俯仰角、指南针，前方路面危险情况显亮、声光提示的显示图标或给与标记符号。在复合显示屏1设有指南针方向指示a、目的地方向指示c、左后方提示区域d、正后方提示区域e、右后方提示区域f，上述提示区域可以是文字，车速度、时间等。

结合附图1-图7，一种实现汽车安全驾驶显示***的方法包括如下步骤：

A、在汽车上安装有若干个能够捕获前方车辆、行人、路口等信息的摄像头单元，在驾驶员前方设置复合显示屏1，所述的复合显示屏1由遮光屏2和彩色屏3组成，彩色屏3设在驾驶员眼睛和遮光屏2之间，遮光屏2和彩色屏3由透明的平面或曲面显示屏组成，并能显示图像和文字的信息；

B、在驾驶员眼睛前方两侧的主摄像头4、6和副摄像头5、7，主摄像头4、6与副摄像头5、7间距为65毫米，主摄像头4、6和副摄像头5、7，4、6副摄像头分别设有两组，一组安装在复合显示屏1上，另一组在安装在车顶、车内或车外，两组之间可以切换，互为备份，在车辆前后方两侧四个角、中央及右后视镜分别安装若干个的摄像头11，摄像头可以为具有红外、微光探测能力的摄像头，在车内驾驶员的前方设置一个专门感知人眼位置和头部转动角度的辅助摄像头8，可以补偿由于扭转头部造成的偏差；

C、根据需要调整座位、开机定零点、校正图像，将复合显示屏1移动到眼前；

D、将摄像头获取的前方车辆、行人、道路、交通路口信息以及地图信综合比较后显示在复合显示屏1上；

E、通过与GPS实景导航单元12的实时信息进行比较；

F、复合显示屏1显示导航的目的地在现在位置的方位、现在行车的方向、速度、俯仰角、前方路面危险情况显亮声光提示，在没有路灯或照明不足时，可以在屏幕上显示图像亮度增强的路面画面。

上述汽车安全驾驶显示***以及实现汽车安全驾驶显示***方法中的摄像头拍摄的图影像和驾驶员眼睛看到的影像可以完全重合。白天或光线好时,有条件的显示需要的内容,并且显示提示信息.夜晚或光线不好时,显示亮度增强的图像在驾驶员眼前,提高驾驶安全性,甚至不用开大灯,也对减少使用大灯起到良好作用。

本发明安全驾驶显示***的工作过程如下：

（1）开机定零点、校正图像。首次使用、或换驾驶员、调整座位等需要；

（2）调整座位、坐姿，将屏移动到眼前；

（3）打开电源，将摄像头影像显示在彩色屏上；

（4）调节（使用旋钮或触摸屏），使眼睛看到的影像和屏上影像完全“套合”；

（5）关闭彩色屏的显示；

（6）将摄像头影像显示在遮光屏上，重复步骤（4）；

（7）打开彩色屏和遮光屏的影像、以及人眼的景象三者进行比较使完全重合；

（8）关闭摄像头影像；

（9）定导航参数；

（10）导入数字地图，屏幕上提供方位、角度（方向）、分辨力（距离）等；

（11）目的地指示，输入并记录；

（12）行车方向的标定（启动车载陀螺仪，给出车身指向）。即将地图方向和行驶方向调整到同一方向（绝对坐标不动）；

（13）行驶方向（路口转向标记、直行标记）；

（14）危险提示（行人、车辆等，相对速度≠0，则显示）,包含距离和速度大小等；

（15）间歇性通讯，纠正方位、速度等；

（16）走夜路时，打开可用于夜视的摄像头单元（设置在车辆的顶部、前方），将增强的影像显示在屏上。对于行人、车辆显示提示符号，遇到强光则酌情遮暗。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车安全驾驶显示***，其特征在于：包括安装在驾驶员眼睛前方的复合显示屏（1），安装在车内或车外的摄像头单元，安装在车内影像信息处理单元（9），所述的影像信息处理单元(9)分别与复合显示屏(1)和摄像头单元连接，所述的复合显示屏(1)由遮光屏(2)和彩色屏(3)组成，彩色屏(3)设在驾驶员眼睛和遮光屏(2)之间，遮光屏(2)和彩色屏(3)由透明的平面或曲面显示屏制成，并能显示图像和文字的信息，所述的摄像头单元包括设在驾驶员眼睛前方两侧的主摄像头(4)、(6)和副摄像头(5)、(7)，主摄像头(4)、(6)与副摄像头(5)、(7)间距约65毫米，在车内驾驶员的前方设置一个专门感知人眼位置和头部转动角度的辅助摄像头（8），补偿由于扭转头部造成的偏差。

2.根据权利要求1所述的汽车安全驾驶显示***，其特征在于：所述的摄像头单元还包括若干个安装在车辆前后方两侧四个角、中央及右后视镜的具有红外或微光探测能力的摄像头（11）。

3.根据权利要求2所述的汽车安全驾驶显示***，其特征在于：所述的影像信息处理单元（9）包括将地图信息、前方车辆、行人、道路、交通路口信息综合比较后显示在显示屏上的处理器(13)。

4.根据权利要求3所述的汽车安全驾驶显示***，其特征在于：所述的处理器(13)还与车载陀螺仪(10)连接，处理器(13)将陀螺仪(10)的方位信息与数字地图、摄像头单元获取的图像单元进行比较和识别，并按要求在复合显示屏(1)上显示相关信息。

5.根据权利要求4所述的汽车安全驾驶显示***，其特征在于：所述的处理器(13)还与GPS实景导航单元(12)连接，处理器(13)将GPS实景导航单元(12)存储的地图信息与各个摄像头单元获取的图像单元进行比较和识别，并按要求在复合显示屏(1)上显示相关信息。

6.根据权利要求5所述的汽车安全驾驶显示***，其特征在于：所述的复合显示屏(1)上还包括显示导航的目的地在现在所处位置的方位、现在行车的方向、速度、俯仰角，前方路面危险情况显亮、声光提示的显示图标。

7.一种实现汽车安全驾驶显示***的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、在汽车上安装有若干个能够捕获前方车辆、行人、路口信息的摄像头单元，在驾驶员前方设置复合显示屏(1)，所述的复合显示屏(1)由遮光屏(2)和彩色屏(3)组成，彩色屏(3)设在驾驶员眼睛和遮光屏(2)之间，遮光屏(2)和彩色屏(3)由透明的平面或曲面显示屏组成，并能显示图像和文字的信息；

B、在驾驶员眼睛前方两侧的主摄像头(4)、(6)和副摄像头(5)、(7)，主摄像头(4)、(6)与副摄像头(5)、(7)间距为65毫米，在车辆前后方两侧四个角、中央及右后视镜分别安装若干个具有红外或微光探测能力的摄像头（11），在车内驾驶员的前方设置一个专门感知人眼位置和头部转动角度的辅助摄像头（8），补偿由于扭转头部造成的偏差；

C、根据需要调整座位、开机定零点、校正图像，将复合显示屏（1）移动到眼前；

D、将摄像头获取的前方车辆、行人、道路、交通路口信息以及地图信综合比较后显示在复合显示屏（1）上；

E、通过与GPS实景导航单元（12）的实时信息进行比较；

F、复合显示屏（1）显示导航的目的地在现在位置的方位、现在行车的方向、速度、俯仰角、前方路面危险情况显亮声光提示，在没有路灯或照明不足时，在屏幕上显示图像亮度增强的路面画面。