CN107139930A - 一种基于hud抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶***及方法，实时获取车辆行驶状况、车辆周边信息，当收到车辆变道信息指令时，综合收到的信息计算出变道方案，再通过HUD投影仪将变道方案投射到前挡风玻璃上，辅助提醒驾驶员安全变道的状况及给予驾驶员安全变道驾驶速度。本发明能减少驾驶员因视野盲区与变道并线时机的不确定性而造成的安全问题与变道失败率，提高驾驶员的变道效率以及安全性。

Description

一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶***及方法
技术领域
本发明涉及一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶***及方法。
背景技术
平视显示技术可以追溯到上世纪六十年代，开始被用于光学瞄准和雷达瞄准，通过发展，平视显示器在20世纪60年代末被广泛应用于飞机。自20世纪70年代以来，它已被用于输送机、民用飞机、直升机和航天飞机。使用该显示***，驾驶员可以看到投在挡风玻璃上的重要信息，这可以帮助驾驶员在不低头的或转移视线的情况下，更安全地观察紧急情况并及时采取行动。
平视显示技术后来被移植到车辆，这种技术最早在1988年使用在汽车工业中。通用汽车推出了第一个平视显示器，将速度和其他有用数据显示在前挡风玻璃上。日本尼桑和丰田也推出了车载抬头显示***。1998年，通用推出了夜视***原型。这种车上使用的平视显示***可以在前挡风玻璃视图上显示红外图像。2000年，凯迪拉克将全成像热成像技术纳入其HUD***。2005年，通用推出世界上第一个四色显示***，即将车头抬头显示从单色显示改为复合彩色显示。2012年，先锋电子公司推出了一种导航***，它展示前面道路情况，是增强现实(AR)的一种形式。随后，许多汽车制造商如宝马和大众设计了自己的抬头显示***。宝马已经开发了视觉相机，甚至可以读取临时或永久的道路标志以及架空标志。他们可以将临时速度限制或其他危险信息投影到HUD上。
抬头显示技术可以使驾驶员在不低头、转移视线的情况下，帮助驾驶员掌握条件和导航信息，这更符合驾驶员的视觉习惯，并充分提高驾驶安全性。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶***及方法，减少驾驶员因对周围车辆行驶状况的速度、位置预判不足造成的变道并线时机的不确定性与视野盲区而造成的安全问题与变道失败率，提高驾驶员的变道效率以及安全性，为实现上述目的本发明的具体方案如下：
(略)。
本发明对驾驶员在变道过程驾驶安全性的帮助如下：
1)驾驶员在开车过程中的心理和视觉认知与静态环境下有很大不同，其心理认知更加敏感和脆弱，人与车的操控判断行为，会因为心理状态不同会产生一定程度的误操作和误差，本设计重点在于以智能信息导航和相应的界面元素帮助驾驶员顺畅变道，提高安全性；
2)特别是新手驾驶员，其操作不是很熟练，在变道过程中因为有一定的难度而更显紧张，对变道速度把控不稳，对身后的距离把我也不精准，本设计建立了变道安全驾驶模型，设计驾驶中的环境模型，并以此带来心理模型和行为模型，根据人在不同环境下的心理和行为，更有针对性的解决驾驶员在变道中遇到的困难；
另外，根据天气、亮度的不同，也发现由于夜晚驾驶、雨天行驶、雾霾天行驶的能见度差，从而对以上状态特别考虑，对进行补充完善，以适用于多种天气状况。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明实施例成像原理图；
图2为本发明实施例流程示意图；
图3～图7为本发明实施例HUD界面状态参考图；
图8～10为本发明实施例防护墙状态参考图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例
一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶***，包括：
检测单元，用于获取车辆行驶状况，包括车辆行驶速度信息、变道信息，以获得车辆行驶状况；
传感单元，用于获取车辆周边信息，包括周边车辆的相对位置信息以及相对速度信息，以获得周边车辆行驶状况；
处理单元，实时接收车辆行驶速度信息、周边车辆的相对位置信息以及相对速度信息，并在接收到变道信息时，综合收到的信息计算出变道方案；
显示单元，采用HUD投影仪，将变道方案投射到前挡风玻璃上，辅助提醒驾驶员安全变道的状况及给予驾驶员安全变道驾驶速度。
此外，本设计考虑多种天气情况下的驾驶员视觉差异，不局限于晴天或能见度高的情况下，因此所述传感单元获取的车辆周边信息还包括光线亮度信息、湿度信息，以获得天气信息。
在此原理基础和判断逻辑上，可以用颜色来表达不同状态，例如用蓝绿色代表安全状态，黄色代表警示状态，红色代表危险状态。
如图1所示，处理单元包括图像生成单元1(PGU)，图像生成单元1中包括散热器、印刷电路板、发光二极管矩阵及TFT彩色显示器和导光管，处理单元从车上数据总线获取自身车速、周围车辆车速、距离、车道线等信息，由PGU生成图像，投射至反光镜2，由反光镜2投射在投影仪3上，再经前挡风玻璃4将HUD视觉虚像5呈现在车前，图像并非平面和静态，而是“浮动”在引擎盖上方约两米处，如要查看这些信息，驾驶员只需稍稍将视线下调约6°,即可在挡风玻璃上看到一个虚拟图像。驾驶员在读取信息的同时，还可持续关注交通状况。
图2为本发明实施例流程示意图；
结合图3所示，目标车道没有车辆影响本车完成车道变换驾驶场景；
蓝色指针提示保持当前速度或速度条蓝色范围速度；
蓝色圆点提示车辆警示为安全状态；
变道警示区域(右侧车道)为安全状态。
结合图4所示，目标车道右后方有车辆影响本车完成车道变换驾驶场景；
黄色指针提示当前速度或速度条所示黄色范围为警示速度，建议加速行驶；
黄色圆点提示车辆警示为警示状态；
红色车辆表示变道警示区域为危险状态。
结合图5所示，目标车道右后方有车辆影响本车完成车道变换驾驶场景；
红色指针提示当前速度或速度条所示黄色范围为警示速度，建议加速行驶；
红色圆点提示车辆警示为危险状态；
红色车辆表示变道警示区域为危险状态。
结合图6所示，目标车道右前方有车辆影响本车完成车道变换驾驶场景；
黄色指针提示当前速度或速度条所示黄色范围为警示速度，建议减速行驶；
红色圆点提示车辆警示为危险状态；
红色车辆表示变道警示区域为危险状态。
结合图7所示，目标车道右前方有车辆影响本车完成车道变换驾驶场景；
红色指针提示当前速度或速度条所示红色范围为危险速度，建议减速行驶；
红色圆点提示车辆警示为危险状态；
红色车辆表示变道警示区域为危险状态。
此外，防护墙主要状态如下：
结合图8所示，驾驶员想要变道，当目标变道车道有距离较近的来车或者车速极快的来车，此时HUD投影仪在前挡风玻璃上投影出危险色(红色)防护墙于两车道之间，并在前挡风玻璃上投影出变道方案，示意驾驶员有危险，不能变道，若驾驶员放弃变道，危险色防护墙则消失，若驾驶员仍然想变道则继续等待。
结合图9所示，驾驶员想要变道，当目标变道车道的来车驶离一定距离但仍然对变道构成一些安全威胁，此时，危险色防护墙变成警示色(黄色)，提示驾驶员可以变道但有安全隐患，若此时驾驶员放弃变道，警示色防护墙则消失，若驾驶员仍然想变道则继续等待。
结合图10所示，驾驶员想要变道，当目标变道车道的车辆驶离很远或已经没有车辆时，警示色防护墙变成安全色(蓝绿色)，提示驾驶员此时变道很安全，可以变道。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶***，其特征在于包括：
检测单元，用于获取车辆行驶状况，包括车辆行驶速度信息、变道信息，以获得车辆行驶状况；
传感单元，用于获取车辆周边信息，包括周边车辆的相对位置信息以及相对速度信息，以获得周边车辆行驶状况；
处理单元，实时接收车辆行驶速度信息、周边车辆的相对位置信息以及相对速度信息，并在接收到变道信息时，综合收到的信息计算出变道方案；
显示单元，采用HUD投影仪，将变道方案投射到前挡风玻璃上，辅助提醒驾驶员安全变道的状况及给予驾驶员安全变道驾驶速度。
2.如权利要求1所述的一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶***，其特征在于：
所述传感单元获取的车辆周边信息还包括光线亮度信息、湿度信息。
3.一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶方法，其特征在于：
实时获取车辆行驶状况、车辆周边信息，当收到车辆变道信息指令时，综合收到的信息计算出变道方案，再通过HUD投影仪将变道方案投射到前挡风玻璃上，辅助提醒驾驶员安全变道的状况及给予驾驶员安全变道驾驶速度。
4.如权利要求3所述的一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶方法，其特征在于：
驾驶员想要变道，当目标变道车道有距离较近的来车或者车速极快的来车，此时HUD投影仪在前挡风玻璃上投影出危险色防护墙于两车道之间，并在前挡风玻璃上投影出变道方案，示意驾驶员有危险，不能变道，若驾驶员放弃变道，危险色防护墙则消失，若驾驶员仍然想变道则继续等待。
5.如权利要求3所述的一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶方法，其特征在于：
驾驶员想要变道，当目标变道车道的来车驶离一定距离但仍然对变道构成一些安全威胁，此时，危险色防护墙变成警示色，提示驾驶员可以变道但有安全隐患，若此时驾驶员放弃变道，警示色防护墙则消失，若驾驶员仍然想变道则继续等待。
6.如权利要求3所述的一种基于HUD抬头显示技术的汽车换道辅助驾驶方法，其特征在于：
驾驶员想要变道，当目标变道车道的车辆驶离很远或已经没有车辆时，警示色防护墙变成安全色，提示驾驶员此时变道安全。
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