CN112918250A - 一种智能显示***及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能显示***及汽车,智能显示***包括：前风挡玻璃，用于显示车辆的行驶状况信息；仪表显示模组，用于显示车辆的行驶参数信息；中控显示模组，用于显示影音娱乐信息；中央控制器，用于获取车辆的待显示信息，控制待显示信息中的行驶参数信息发送至仪表显示模组显示，控制待显示信息中的影音娱乐信息发送至中控显示模组显示，控制待显示信息中的行驶状况信息投影至前风挡玻璃显示；低电压差分信号LVDS连接线束，用于连接中央控制器与仪表显示模组以及中控显示模组。本方案通过将仪表控制器、中控控制器及HUD控制器集成于中央控制器，节约了布置空间且降低开发成本；对整车及各***的显示需求进行分区显示，提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别涉及一种智能显示***及汽车。
背景技术
随着汽车行业电动化、智能化以及网联化的快速发展，拥有“行驶成本低”、“城市道路更节能”、“驾驶噪音小”和“操控性能佳”等优点的纯电动汽车逐渐成为了人们出行(尤其是城市道路出行)的首选交通工具。
随着现代通信技术(5G)、人工智能(AI)技术、辅助驾驶技术(ADAS)及自动驾驶技术的快速发展，汽车已从单纯的可载人亦可载物的交通工具逐渐演变成为人们的智能出行伙伴与智能移动空间，而大屏及多屏交互的智能座驾也成为了未来纯电动汽车信息娱乐显示平台的发展趋势。
然而，目前大多数汽车的抬头显示、仪表和中控等基本都是相互独立的***，该现状主要存在如下三个弊端：
(一)该分体式结构方案的布置空间需求大、开发成本高、***集成化程度低且人车交互体验感差。
(二)由于控制器不同，难免会存在诸如车速、剩余电量、续驶里程、报警信息、导航turn by turn及ADAS提示等行驶状况信息(即关键驾驶信息)会同时显示于平行显示***(Head Up Display，简称HUD)、仪表或中控显示屏中，信息在不同区域重复显示既会造成显示空间的浪费，也会导致驾驶员因在行车过程中频繁低头查看仪表或中控相关提示信息而分心，存在一定的驾驶安全隐患，同时也无法真正实现用户对三个显示屏中相关显示信息的个性化定制显示需求。
(三)尺寸过大、显示内容过于丰富和交互操作方式过于复杂的大屏、多屏以及可触摸屏的智能座舱方案，除了会分散驾驶员注意力外，液晶显示屏的高饱和度色彩及光感度也会造成驾驶员的视觉疲劳，存在行车安全隐患。
发明内容
本发明实施例提供一种智能显示***及汽车，用以解决现有技术中汽车的抬头显示、仪表和中控的结构存在空间需求大以及人车交互体验感差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
依据本发明的一个方面，提供了一种智能显示***，包括：
前风挡玻璃，用于显示车辆的行驶状况信息；
仪表显示模组，用于显示车辆的行驶参数信息；
中控显示模组，用于显示影音娱乐信息；
中央控制器，用于获取车辆的待显示信息，控制所述待显示信息中的行驶参数信息发送至仪表显示模组显示，控制所述待显示信息中的影音娱乐信息发送至中控显示模组显示，控制所述待显示信息中的行驶状况信息通过投影装置投影至前风挡玻璃显示；
低电压差分信号LVDS连接线束，用于连接所述中央控制器与所述仪表显示模组以及所述中控显示模组。
可选地，所述智能显示***还包括：
所述投影装置与所述中央控制器集成设计为一体。
可选地，所述投影装置包括：
壳体，所述壳体上设置有防尘板；
设置于所述壳体上的成像单元，所述成像单元用于将接收到的信号转换为图像或字符；
光投影组件，用于根据所述成像单元转换的图像或字符，向所述前风挡玻璃上投射光线；
驱动电机，用于驱动所述光投影组件转动。
可选地，所述中央控制器包括微控制单元MCU和微处理器MPU。
可选地，所述MCU包括用于存储程序和数据信息的FLASH存储器、多媒体卡MMC以及双倍速率同步动态随机DDR存储器中的至少一个。
可选地，所述智能显示***还包括：
集成设置在所述壳体上的CAN收发器、环境传感器、扬声器、时钟单元以及开关量转换处理电路。
可选地，所述中央控制器还用于控制所述仪表显示模组与所述中控显示模组的背光状态。
可选地，所述仪表显示模组和所述中控显示模组均采用智能表面技术。
可选地，所述前风挡玻璃包括外层玻璃、内层玻璃以及聚乙烯醇缩丁醛酯PVB树脂膜。
可选地，所述中央控制器还用于放大及校正所述行驶状况信息。
依据本发明的另一个方面，提供了一种汽车，包括如上所述的智能显示***。
本发明的有益效果是：
上述方案，通过将传统的仪表控制器、中控控制器及HUD控制器集成于中央控制器，可从结构上避免现有技术中分体式结构体积过大的弊端；另外，通过集成后的中央控制器可以从功能上真正实现信息分区显示，并满足用户的定制化显示需求；同时，该方案取消了仪表台板上的多个或大尺寸液晶显示屏，通过风挡式抬头显示器(WindshieldHUD，简称W-HUD)显示信息，使驾驶员在行车过程中可以更加专注前方路况信息并及时做出反应，有效避免了驾驶员因视线移动范围过广而带来的安全隐患，更好地提升了用户的驾驶愉悦感与交互体验感。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的智能显示***结构示意图；
图2表示本发明实施例提供的智能显示***原理框图；
图3表示本发明实施例提供的智能表面主视剖面图；
图4表示本发明实施例提供的前风挡玻璃结构示意图；
图5表示本发明实施例提供的智能显示***工作示意图。
附图标记说明：
1-前风挡玻璃；2-仪表显示模组；3-中控显示模组；4-中央控制器；5-LVDS连接线束；6-虚拟成像区域；7-人眼；401-外层玻璃；402-PVB树脂膜；403-内层玻璃。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明针对现有技术中汽车的抬头显示、仪表和中控的结构存在空间需求大以及人车交互体验感差的问题，提供一种智能显示***及汽车。
本发明其中一实施例提供一种智能显示***，结构方案如图1所示，所述智能显示***包括了前风挡玻璃1、仪表显示模组2、中控显示模组3、中央控制器4和LVDS连接线束5等部件，具体如下：
前风挡玻璃1，用于显示车辆的行驶状况信息。
需要说明的是，所述前风挡玻璃1可以是楔形前风挡玻璃，用来显示投影至其显示区域的行驶状况信息。根据本发明其中一实施例，所述前风挡玻璃1进行显示的区域可在驾驶员的正前方，使驾驶员在行车过程中可以更加专注前方路况信息并及时做出反应，有效避免了驾驶员因视线移动范围过广而带来的安全隐患。本发明实施例可取消掉仪表台板上的多个或大尺寸液晶显示屏，避免液晶显示屏的高饱和度色彩及光感度造成的驾驶员视觉疲劳，更好地提升了用户的驾驶愉悦感与交互体验感。
还需要说明的是，如图1所示，对所述行驶状况信息进行显示时，虚拟成像区域6通常在距离人眼7为2.2m远或更远位置处。此外，通常情况下为便于消除图像畸变现象，会对所述前风挡玻璃1的安装角度及通光区域的曲率精度有一定要求。
仪表显示模组2，用于显示车辆的行驶参数信息；
中控显示模组3，用于显示影音娱乐信息；
中央控制器4，用于获取车辆的待显示信息，控制所述待显示信息中的行驶参数信息发送至仪表显示模组2显示，控制所述待显示信息中的影音娱乐信息发送至中控显示模组3显示，控制所述待显示信息中的行驶状况信息通过投影装置投影至前风挡玻璃1显示。
需要说明的是，本发明实施例采用了“三合一”的中央控制器4，所述中央控制器4集成了传统的仪表控制器、中控控制器及HUD控制器，从而从结构上即可有效避免传统分体式结构布置空间需求过大的问题，减少开发成本。
还需要说明的是，如图5所示，中央控制器4会将接收到的整车及各***控制器发出的待显示信息，并对所述待显示信息进行分区显示，具体如下：
将车速、里程、电量、功率及指示灯图标等行驶参数信息，投至仪表显示模组2的显示区域进行显示；
将常规提示信息、收音/曲目播放、接打电话、空调设置及用户习惯设置等影音娱乐信息，投至中控显示模组3的显示区域进行显示；
将车速、剩余电量、续驶里程、***故障报警、turn by turn导航及高级驾驶辅助***ADAS提示等行驶状况信息，投射至前风挡玻璃1进行显示。
其中，所述仪表显示模组2的显示区域可设置在仪表台板的左侧；所述中控显示模组3的显示区域可设置在仪表台板的右侧。
低电压差分信号LVDS连接线束5，用于连接所述中央控制器4与所述仪表显示模组2以及所述中控显示模组3。
可选地，所述智能显示***还包括：
所述投影装置与所述中央控制器4集成设计为一体。
需要说明的是，所述投影装置的功能相当于传统技术中的HUD的功能。
可选地，所述投影装置包括：
壳体，所述壳体上设置有防尘板。
需要说明的是，所述壳体及所述防尘板主要用于起保护作用，所述壳体包括上壳和下壳。所述防尘板为透明材料面板，透光良好，还起到外观装饰的作用。
设置于所述壳体上的成像单元，所述成像单元用于将接收到的信号转换为图像或字符。
具体的，成像单元是将信号转换为图像或字符的发光装置。
光投影组件，用于根据所述成像单元转换的图像或字符，向所述前风挡玻璃1上投射光线。
具体的，光投影组件包括大反射镜组件和小反射镜组件；其中，小反射镜组件由一块表面处理过的反光镜及其附属支持结构组成，用于形成光线的第一次反射，延长内部光程；大反射镜组件由一块表面处理过的凹面镜及其附属支持结构组成，通过自由曲面设计以补正前风挡玻璃1成像产生的畸变。
驱动电机，用于驱动所述光投影组件转动。
具体的，驱动电机即步进电机，用于驱动大反射镜转动，以实现图像的调节。
需要说明的是，该所述中央控制器4还集成设置了底座、散热结构等其他投影装置(HUD结构)部件，其中，所述散热结构为鳍片散热结构，用于实现散热功能。
可选地，所述中央控制器4包括微控制单元MCU和集成分区显示处理单元的微处理器MPU。
可选地，所述MCU包括用于存储程序和数据信息的FLASH存储器、多媒体卡MMC以及双倍速率同步动态随机DDR存储器中的至少一个。
需要说明的是，如图2所示，为真正实现仪表控制器、中控控制器及HUD控制器的分区显示需求，本方案所述中央控制器4的MCU可同时搭载QNX和android的双操作***，所述MCU集成了FLASH存储器、MMC存储器和DDR存储器等关键部件。
可选地，所述智能显示***还包括：
集成设置在所述壳体上的CAN收发器、环境传感器、扬声器、时钟单元以及开关量转换处理电路。
需要说明的是，所述MPU连接了图像发生及照明模块PGU(含TFT显示屏)、背光控制模块、CAN收发器、环境传感器、扬声器、时钟单元以及开关量转换处理电路等部件。
其中，图像发生及照明模块PGU是用于将信号转换为图像或字符的发光装置；背光控制模块用于发光、匀光和图像生成；CAN收发器可实现所述中央控制器4与整车的CAN信号通讯功能；环境传感器，用于采集车外环境光亮度，实现背景光亮度自动调节功能；扬声器，用于实现仪表报警音及提示音功能；时钟单元，用于实现所述仪表显示模组2和所述中控显示模组3内部的计时功能；开关量转换处理电路，用于实现车辆上物理按键的开关信号采集以及转换功能。
可选地，所述仪表显示模组2和所述中控显示模组3均采用智能表面技术。
需要说明的是，为避免现有技术中大屏、多屏及触摸屏等液晶屏显示界面所带来的视觉干扰及视觉疲劳风险，本发明实施例采用了一种可实现光电显示、触控操作及触控震动反馈功能的智能表面，作为仪表显示模组2和中控显示模组3的显示媒体，实现了内饰材料与显示***的功能融合，打破了原有显示材料及整车显示区域的局限性与单一性，更好地实现了整车内饰风格的个性化与座舱空间的最大化。
具体的，如图3所示，所述显示媒体主要由以下几部分构成：IMD(模内装饰)塑胶薄膜、(不透光的)显示图标印刷图层、IMD无色透光绝缘油墨层(一)、TP(触控面板)PCB电路板及传感器、LED背光灯组等结构、IMD无色透光绝缘油墨层(二)以及(无色透光的)塑胶基体。
需要说明的是，随着天然纤维复合材料、3D触摸屏、纳米、生物塑料、仿生技术、光学薄膜、模内电子技术和OLED等新型智能材料的发展以及人们对汽车智能化、集成化、自动化程度要求的逐步提高，智能表面将会是未来交互形式的发展趋势。
此外，随着智能方向盘、智能仪表台板及中控台、智能门把手及门饰板、智能车窗玻璃及天窗、智能座椅及氛围灯等材料的发展与相关结构的普及，未来汽车内部几乎每一个表面都有可能会同步实现显示功能。
本发明实施例通过在静态表面薄膜中增加电子层，以实现光电显示、触控操作以及触控震动反馈等功能，从而实现座驾的装饰、控制及显示功能的融合与统一。
可选地，所述中央控制器4还用于控制所述仪表显示模组2与所述中控显示模组3的背光状态。
需要说明的是，驾驶员通过中央控制器4调节智能表面的透明度及氛围灯颜色，还可实现驾舱环境的场景切换功能，为用户带来更好地沉浸式体验。用户可通过操作隐藏于中控显示模组3的显示表面中的新型触控按键，实现显示信息的自动变暗或消失、唤醒激活及响应功能。
可选地，所述前风挡玻璃包括外层玻璃、内层玻璃以及聚乙烯醇缩丁醛酯PVB树脂膜。
需要说明的是，如图4所示，为实现关键行车信息(即行驶状况信息)的投射功能，所述前风挡玻璃1的主要构成为：外层玻璃401、内层玻璃403以及夹在它们之间的楔形PVB树脂膜402。其中，PVB即聚乙烯醇缩丁醛酯，PVB树脂膜402主要用来消除投射时的重影现象。
可选地，所述中央控制器4还用于放大及校正所述行驶状况信息。
需要说明的是，为避免图像发生畸变，中央控制器4会对行驶状况信息的图像进行放大及校正，经放大及校正后的图像，即行驶状况信息，通过TFT显示屏及所述光投影组件投射至前风挡玻璃1进行显示。
本发明实施例中，采用了可集成仪表、中控及抬头显示器的中央控制器总成方案，节约了布置空间、降低了开发成本且提高了信息交互处理能力；对整车及各***的待显示信息进行了分区显示，减少了驾驶员在行车过程中的一些不必要的交互操作，提升了人车交互体验感与愉悦感。
本发明实施例还提供一种汽车，包括如上所述的智能显示***。
本发明实施例中，采用了可集成仪表、中控及抬头显示器的中央控制器总成方案，节约了布置空间、降低了开发成本且提高了信息交互处理能力；对整车及各***的待显示信息进行了分区显示，减少了驾驶员在行车过程中的一些不必要的交互操作，提升了人车交互体验感与愉悦感。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种智能显示***，其特征在于，包括：
前风挡玻璃，用于显示车辆的行驶状况信息；
仪表显示模组，用于显示车辆的行驶参数信息；
中控显示模组，用于显示影音娱乐信息；
中央控制器，用于获取车辆的待显示信息，控制所述待显示信息中的行驶参数信息发送至仪表显示模组显示，控制所述待显示信息中的影音娱乐信息发送至中控显示模组显示，控制所述待显示信息中的行驶状况信息通过投影装置投影至前风挡玻璃显示；
低电压差分信号LVDS连接线束，用于连接所述中央控制器与所述仪表显示模组以及所述中控显示模组。
2.根据权利要求1所述的智能显示***，其特征在于，所述智能显示***还包括：
所述投影装置与所述中央控制器集成设计为一体。
3.根据权利要求1或2所述的智能显示***，其特征在于，所述投影装置包括：
壳体，所述壳体上设置有防尘板；
设置于所述壳体上的成像单元，所述成像单元用于将接收到的信号转换为图像或字符；
光投影组件，用于根据所述成像单元转换的图像或字符，向所述前风挡玻璃上投射光线；
驱动电机，用于驱动所述光投影组件转动。
4.根据权利要求1所述的智能显示***，其特征在于，
所述中央控制器包括微控制单元MCU和微处理器MPU。
5.根据权利要求4所述的智能显示***，其特征在于，
所述MCU包括用于存储程序和数据信息的FLASH存储器、多媒体卡MMC以及双倍速率同步动态随机DDR存储器中的至少一个。
6.根据权利要求3所述的智能显示***，其特征在于，所述智能显示***还包括：
集成设置在所述壳体上的CAN收发器、环境传感器、扬声器、时钟单元以及开关量转换处理电路。
7.根据权利要求1所述的智能显示***，其特征在于，
所述中央控制器还用于控制所述仪表显示模组与所述中控显示模组的背光状态。
8.根据权利要求1所述的智能显示***，其特征在于，
所述仪表显示模组和所述中控显示模组均采用智能表面技术。
9.根据权利要求1所述的智能显示***，其特征在于，
所述前风挡玻璃包括外层玻璃、内层玻璃以及聚乙烯醇缩丁醛酯PVB树脂膜。
10.根据权利要求1所述的智能显示***，其特征在于，
所述中央控制器还用于放大及校正所述行驶状况信息。
11.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的智能显示***。
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