CN109795415A - 一种智能夜视抬头显示设备 - Google Patents

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李柏承
高明昊
郭谟强
沈宇航
陈娟
汪琪
徐梦静
黄元申
盛斌
张大伟
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Abstract

本发明提出了一种智能夜视抬头显示设备，所述夜视抬头显示设备包括被放置在汽车驾驶室中的抬头显示器终端和安装在车头的摄像头模块，所述抬头显示器终端和所述摄像头模块连接。本发明通过将抬头显示器和红外夜视镜头结合起来，使得驾驶员可以在昏暗的环境中，实现保持视线不偏离行驶方向的前提下，观察前方环境的红外图像，可以提醒驾驶员前方能见度低下环境中的潜在危险，防止驾驶员错误操作，造成事故。

Description

一种智能夜视抬头显示设备
技术领域
本发明涉及光机电集成技术领域，涉及红外热像仪，尤其涉及一种智能夜视抬头显示设备。
背景技术
在驾驶过程中，如果驶入照明不良的道路而造成驾驶人视线受阻，或遭遇浓雾，暴雨等极端天气而造成环境能见度低下，都会因为无法清晰的观察前方道路情况而发生交通事故。红外热成像技术可以探测物体的热辐射，使得驾驶员可以在能见度低下的情况下观察到前方物体，并做出驾驶判断。目前已有车企在车辆中安装红外热像仪采集装置，并将图像通过中控台屏幕显示，但驾驶人在观察热像图时，视线会离开行车方向，这不仅给驾驶员造成了不便，还容易造成交通事故。
抬头显示器(Head Up Display，HUD)通常被安置在车辆驾驶室前方，用来显示速度信息等，可以使得驾驶员不必低头看仪表盘就获得速度信息。我们把红外热像仪采集到的图像通过抬头显示器显示出来，可以帮助驾驶者在不偏离视线的情况下观察到前方昏暗环境的目标。
驾驶员在驾驶车辆的过程中很难保持时刻紧张的状态，可能会忽视前方昏暗环境中的潜在危险，语音提示可以提醒驾驶员前方的危险，引起驾驶员的注意，减少事故的发生。
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明提出的一种智能夜视抬头显示设备，所述夜视抬头显示设备包括被放置在汽车驾驶室中的抬头显示器终端和安装在车头的摄像头模块，所述抬头显示器终端和所述摄像头模块连接。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述摄像头模块包括红外热像光学镜头、热成像传感器和雷达测距模块；所述红外热像光学镜头和所述热成像传感器连接，所述雷达测距模块和所述热成像传感器分别和所述抬头显示器终端连接。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述红外热像光学镜头为光学口径为20mm，焦距为12mm，光圈0.8，全视场角为160°的广角镜头，工作波段为8um-12um。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述雷达测距模块选择为77GHz的毫米波雷达，用于测量100米以内前方目标的距离和角度。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述抬头显示器终端包括抬头显示器底座和显示屏，所述显示屏安装在所述抬头显示器底座之上。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述显示屏为经过镀膜的PC材质，具有半透半反的性质，用于通过所述显示屏观察到红外热像图，或透过显示屏观察实际的景物。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述抬头显示器底座包括底座外壳，以及设置在所述底座外壳内的处理模块、投影模块和语音提示模块；所述语音提示模块与所述处理模块连接，所述处理模块和所述投影模块连接，所述投影模块和所述显示屏连接，用于将所成红外图像投影到显示屏上，以便驾驶人在昏暗环境下观察前方的红外图像。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述处理模块包括图像处理模块，目标识别模块，智能测距模块，GPS模块和综合仿真模块；所述图像处理模块与所述摄像头模块连接，用于对所成的热成像图进行算法处理后传输至所述目标识别模块；所述目标识别模块连接所述语音提示模块，所述目标识别模块用于对目标中的轮廓进行识别；所述智能测距模块和所述摄像头模块连接，用于接收和分析雷达测距模块的信息，测量目标距离车头的角度和距离传输至所述综合仿真模块；所述GPS模块和所述语音提示模块连接，所述GPS模块可以接收车辆的位置信息，测量车辆的速度；所述综合仿真模块与所述投影模块连接，用于综合目标的信息，进行位置仿真，将目标位置直观显示出来。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述语音提示装置接收来自所述目标识别模块的目标信息、所述智能测距模块的距离信息和所述GPS模块的速度信息；当标定目标为生命体目标或障碍物，且相距距离小于100米，且行驶速度大于50km/h时，语音提示模块会发出语音报警，提醒驾驶人减速。
本发明提出的所述智能夜视抬头显示设备中，所述综合仿真模块接收来自智能测距模块的的信息，进行仿真，以俯视图的形式显示目标在车辆前方的大致位置；仿真图像包括车头、车头前方障碍物和距离标识线；其中每个纬线间隔应25米的距离，每个经线间隔的角度为30度。
本发明的有益之处在于，通过将抬头显示器和红外夜视镜头结合起来，使得驾驶员可以在昏暗的环境中，实现保持视线不偏离行驶方向的前提下，观察前方环境的红外图像。通过将红外热像摄像头设置为广角摄像头，可以扩大信息采集的范围，帮助驾驶员发现危险。通过将前方障碍物的位置使用俯视图的形式展示给驾驶者，可以帮助驾驶者方便有效的确定前方障碍物的位置。通过将语音提示装置集成在抬头显示中，可以提醒驾驶员前方能见度低下环境中的潜在危险，防止驾驶员错误操作，造成事故。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的显示界面示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明提出的智能夜视抬头显示设备进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
图1是本发明的结构示意图，包括被放置在汽车驾驶室中的抬头显示器终端1和安装在车头的摄像头模块2，所述的抬头显示器终端包括抬头显示器底座11和显示屏12，所述抬头显示器底座包括底座外壳111和外壳中的处理模块112、投影模块113和语音提示模块114。所述摄像头模块2，包括广角红外热像摄像头21、热成像传感器22和雷达测距模块23。所述红外热像镜头选择光学口径为20mm，焦距为12mm，光圈0.8，全视场角为160°的广角镜头，工作波段为8um-12um。采用菲涅尔透镜，可以有效减小成像***的重量。透镜材料选择为锗，该材料在2um-12um范围内具有良好的透过率。所述底座外壳选择PC工程塑料，耐老化和高温，绝缘性能良好，可以保护内部的电子器件。所述处理模块112为电子模块，包括图像处理模块1121，目标识别模块1122，智能测距模块1123，GPS模块1124和综合仿真模块1125。所述图象处理模块对得到的红外热像图进行校正，滤波，增强等图象处理。目标识别模块利用神经网络对目标进行识别，分辨出目标物体的种类。所述智能测距模块可以接收来自雷达测距模块的信息，并进行运算，得到标记目标距离车头的距离和角度。所述GPS模块可以接收车辆的位置信息，测量车辆的速度。所述综合仿真模块接收来自智能测距模块的信息，当物体距离车头小于60米时，以俯视图的形式在显示屏上显示目标在车辆前方的大致位置，并标注目标距离和角度。所述投影模块113利用微投影装置，接收处理后的红外图像和综合仿真模块仿真出的位置信息，并投影到显示屏上，使得驾驶人员可以在不移动视线的情况下，观察到前方昏暗环境的红外图像。所述显示屏2选择为光学塑料材质，并在上面镀上半透半反膜，使得显示的红外图像不会遮盖外界的真实景物。所述语音提示装置5接收来自所述目标识别模块33的目标信息、所述智能测距模块34的距离信息和所述GPS模块35的速度信息，当标定目标为生命体目标或障碍物，且相距距离小于60米，且行驶速度大于50km/h时，语音提示模块会发出语音报警，提醒驾驶人减速，减少事故的发生。
图2是显示界面示意图，显示界面可以分为两个部分，主要界面为前方的红外图像，当与前方障碍物距离小于100米时，会在显示界面的右方以俯视图形式显示仿真图象和前方的障碍物近似轮廓，仿真图像包括车头6、车头前方障碍物7和距离标识线。其中每个纬线间隔应25米的距离，每个经线间隔的角度为30度，该图案可以帮助驾驶者进行判断。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述夜视抬头显示设备包括被放置在汽车驾驶室中的抬头显示器终端和安装在车头的摄像头模块，所述抬头显示器终端和所述摄像头模块连接。
2.根据权利要求1所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述摄像头模块包括红外热像光学镜头、热成像传感器和雷达测距模块；所述红外热像光学镜头和所述热成像传感器连接，所述雷达测距模块和所述热成像传感器分别和所述抬头显示器终端连接。
3.根据权利要求2所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述红外热像光学镜头为光学口径为20mm，焦距为12mm，光圈0.8，全视场角为160°的广角镜头，工作波段为8um-12um。
4.根据权利要求2所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述雷达测距模块选择为77GHz的毫米波雷达，用于测量100米以内前方目标的距离和角度。
5.根据权利要求1所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述抬头显示器终端包括抬头显示器底座和显示屏，所述显示屏安装在所述抬头显示器底座之上。
6.根据权利要求5所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述显示屏为经过镀膜的PC材质，具有半透半反的性质，用于通过所述显示屏观察到红外热像图，或透过显示屏观察实际的景物。
7.根据权利要求5所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述抬头显示器底座包括底座外壳，以及设置在所述底座外壳内的处理模块、投影模块和语音提示模块；所述语音提示模块与所述处理模块连接，所述处理模块和所述投影模块连接，所述投影模块和所述显示屏连接，用于将所成红外图像投影到显示屏上，以便驾驶人在昏暗环境下观察前方的红外图像。
8.根据权利要求7所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述处理模块包括图像处理模块，目标识别模块，智能测距模块，GPS模块和综合仿真模块；所述图像处理模块与所述摄像头模块连接，用于对所成的热成像图进行算法处理后传输至所述目标识别模块；所述目标识别模块连接所述语音提示模块，所述目标识别模块用于对目标中的轮廓进行识别；所述智能测距模块和所述摄像头模块连接，用于接收和分析雷达测距模块的信息，测量目标距离车头的角度和距离传输至所述综合仿真模块；所述GPS模块和所述语音提示模块连接，所述GPS模块可以接收车辆的位置信息，测量车辆的速度；所述综合仿真模块与所述投影模块连接，用于综合目标的信息，进行位置仿真，将目标位置直观显示出来。
9.根据权利要求8所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述语音提示装置接收来自所述目标识别模块的目标信息、所述智能测距模块的距离信息和所述GPS模块的速度信息；当标定目标为生命体目标或障碍物，且相距距离小于100米，且行驶速度大于50km/h时，语音提示模块会发出语音报警，提醒驾驶人减速。
10.根据权利要求8所述的智能夜视抬头显示设备，其特征在于，所述综合仿真模块接收来自智能测距模块的的信息，进行仿真，以俯视图的形式显示目标在车辆前方的大致位置；仿真图像包括车头、车头前方障碍物和距离标识线；其中每个纬线间隔应25米的距离，每个经线间隔的角度为30度。
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