利用汽车a柱的抬头显示装置及方法

利用汽车a柱的抬头显示装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用汽车A柱的抬头显示装置，其包括：图像采集单元、图像处理单元和投影单元；图像采集单元用于采集驾驶室前方的第一图像信息，并将第一图像信息发送给图像处理单元；图像处理单元用于将接收到的第一图像信息进行处理，获取被A柱遮挡的第二图像信息，并将所述第二图像信息分别发送给投影单元；投影单元用于将接收到的第二图像信息分别投影到对应的A柱内侧装饰板上。本发明还公开了一种利用汽车A柱的抬头显示方法。利用本发明无需对车辆改装，可将A柱遮挡区域的图像信息显示在A柱上，驾驶员通过眼睛余光即可查看A柱遮挡区域的图像信息，可降低安全隐患。
【专利说明】
利用汽车A柱的抬头显示装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种利用汽车A柱的抬头显示装置及方法。【背景技术】
[0002]汽车上前挡风玻璃与前车门之间的立柱叫做A柱，A柱主要起支撑作用。A柱由于在行驶过程中会遮挡驾驶员的部分视线，造成视觉盲区，而A柱盲区的存在容易导致交通事故。
[0003]目前，传统消除A柱视觉盲区的方法是在车辆内部的仪表台上加装投影仪或者柔性液晶屏，通过A柱外侧的摄像头采集路面信息，并将采集的路面信息传输给投影仪或者液晶屏，供驾驶员查看。传统方法对于现有车辆改装较大，安装投影仪或者液晶屏，成本高;而且驾驶员查看投影仪或者液晶屏上的信息时，需要低头查看，存在安全隐患。
【发明内容】

[0004]本发明提供一种利用汽车A柱的抬头显示装置及方法，无需对车辆改装，可将A柱遮挡区域的图像信息显示在A柱上，驾驶员通过眼睛余光即可查看A柱遮挡区域的图像信息，可降低安全隐患，而且生产成本低。
[0005]本发明提供一种利用汽车A柱的抬头显示装置，其中，包括:图像采集单元、图像处理单元和投影单元;其中，图像采集单元用于采集驾驶室前方的第一图像信息，并将第一图像信息发送给图像处理单元；图像处理单元用于将接收到的第一图像信息进行处理，获取被A柱遮挡的第二图像信息，并将所述第二图像信息分别发送给投影单元;投影单元用于将接收到的第二图像信息分别投影到对应的A柱内侧装饰板上。
[0006]优选地，其中，A柱内侧装饰板上设置有反射部，反射部与A柱内侧装饰板贴合，反射部的反射波长与投影单元的发光波长相适配。
[0007]优选地，其中，反射部为纳米反射涂层。
[0008]优选地，所述抬头显示装置还包括警示单元，警示单元与图像处理单元连接，用于当第二图像信息中的标的物与车辆距离小于预定距离时，警示驾驶员。
[0009]优选地，其中，图像采集单元采用行车记录仪，行车记录仪安装在驾驶室的后视镜上。
[0010]优选地，其中，图像处理单元采用行车电脑。[〇〇11]优选地，其中，投影单元采用2台微型投影光机，2台微型投影光机均安装在驾驶室的后视镜上，图像处理单元分别将第二图像信息发送给同侧的微型投影光机，微型投影机将第二图像信息分别投影到对应的A柱内侧装饰板上。
[0012]优选地，行车记录仪安装在电机座上，通过电机控制行车记录仪运动，以采集不同角度的第一图像信息。
[0013]本发明还提供一种利用汽车A柱的抬头显示方法，其中，包括以下步骤:S110,采集驾驶室前方的第一图像信息；S120,对采集的第一图像信息进行处理，获取A柱遮挡的第二图像信息;S130,将所述的第二图像信息分别投影到对应的A柱内侧装饰板上。
[0014]优选地，在S120和S130之间，还包括S125,当第二图像信息中的标的物与车辆距离小于预定距离时，警示驾驶员。
[0015]本发明实施例提供的利用汽车A柱的抬头显示装置通过图像采集单元采集驾驶室前方的第一图像信息，将采集的图像信息进行处理后投影显示在对应的A柱内侧装饰板上， 驾驶员在驾驶汽车时，只需通过眼睛的余光即可观测到被A柱挡住的图像信息，可降低安全隐患；图像采集单元和投影单元均安装在驾驶室内的后视镜上，不会遮挡驾驶员的视线，结构简单，成本低，占用驾驶室空间很小，无需对车辆进行改装。【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例提供的利用汽车A柱的抬头显示装置的结构框图。
[0017]图2是本发明一个实施例提供的利用汽车A柱的抬头显示装置的第二图像信息提取示意图。
[0018]图3是本发明另一个实施例提供的利用汽车A柱的抬头显示装置的第二图像信息提取不意图。
[0019]图4是本发明实施例提供的利用汽车A柱的抬头显示方法的流程图。【具体实施方式】
[0020]以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。[0021 ]图1示出了利用汽车A柱的抬头显示装置的结构框图，其包括图像采集单元1、图像处理单元2和投影单元3。
[0022]图像采集单元1用于采集驾驶室前方的第一图像信息，并将第一图像信息发送给图像处理单元；[〇〇23]图像处理单元2用于将接收到的第一图像信息进行处理，获取被A柱遮挡的第二图像信息，并将所述第二图像信息分别发送给投影单元；
[0024]投影单元3用于将接收到的第二图像信息分别投影到对应的A柱内侧装饰板上。
[0025]在本发明的实施例中，图像采集单元1可采用摄像头、行车记录仪、手机等图像采集工具。图像采集工具的数量可根据其拍摄广角进行设置，可以为1个或者多个，安装位置可设置在车内和/或车外，例如车外左右两侧后视镜的基座上、左右两侧A柱的外侧，使得图像采集工具能够采集到驾驶室前方的第一图像信息即可。优选地，采用一台行车记录仪，将其可拆卸地安装在驾驶室内的后视镜上，该行车记录仪可很好地采集驾驶室前方的第一图像信息。将行车记录仪安装在驾驶室后视镜上，无需对车辆内部进行改造，不会造成汽车外观或者内饰外观的不美观。也可将行车记录仪的功能集成在驾驶室的后视镜上使用。
[0026]进一步地，行车记录仪安装在电机座上，通过电机控制行车记录仪运动，以获取不同角度的第一图像信息。由于驾驶员体型、身高等差异，随着座椅、坐姿的调整，被A柱遮挡的视野范围也会不同，驾驶员可根据自身需要通过控制电机来调整行车记录仪的拍摄角度。控制电机的按钮可安装在方向盘上。[〇〇27]在本发明的实施例中，图像处理单元2可采用行车电脑或者其他图像处理软件。图像采集单元采集的第一图像信息是由一帧一帧的图片组成。图像处理单元2是通过将一帧一帧的图片进行裁剪，从而获取被A柱遮挡的第二图像信息。如图2所示，现以采集的第一图片信息中的某一张图片为例进行说明，其中，D101E1是行车记录仪采集的第一图像信息的范围，D301E3是驾驶员通过前挡风玻璃可看到的图像信息的范围，D201D3和E201E3分别是两侧A柱遮挡的图像信息。在中心线001上距离01点预定距离(如5m)处取一点02,经过02做垂直于001的直线，该直线分别与直线0101、0102、0103、0把1、0把2、0把3相交，交点分别为 A1、A2、A3、B1、B2、B3,其中，任意两条直线的间距为这两条直线上的交点之间的线段的长度，如直线01D2与01D3的间距为线段A2A3。行车记录仪采集的图像行车记录仪采集的第一图片信息中的图片宽度AlBl = 1.5m，前挡风玻璃对应的图片宽度A3B3 = lm，A柱外侧的图片宽度AlA2+BlB2 = 0.1m。行车记录仪采集的图像信息中的每张图片关于中心线0对称，现以左A柱一侧为例进行说明，行车记录仪采集的图像信息中左A柱一侧的图片宽度02A1 = 0.75m，行车记录仪左A柱侧的前挡风玻璃对应的图片宽度02A3 = 0.5m，左A柱外侧的图片宽度A1A2 = 0.05m，则左A柱遮挡的图像信息所对应的图片的宽度为A2A3段，即距离中心线001 的0.5-0.7m处。将第一图像信息中的每一帧图片均截取与中心线001的垂直距离为0.5-0.7m处的图像信息，以获取组成第二图像信息的每一张图片，并将这些图片分别发送到投影单元。
[0028]当有两个行车记录仪或者摄像头时，如果两个行车记录仪采集的第一图像信息无重叠部分，则先将采集的第一图像信息中的图片宽度相加，再按照图2实施例中的方法进行裁剪，以获得第二图像信息。如果两个行车记录仪采集的图像有重叠部分，则先将采集到的第一图像信息相加后再将重叠部分的图像信息减去，然后再按照图2实施例中的方法进行裁剪，以获得第二图像信息；如图3所示，采集的第一图像信息中的某一张图片的宽度C1C4 = C1C3+C2C4-C2C3。同理，当图像采集单元的数量大于或者等于3个时，也可采用上述方法进行裁剪。[〇〇29]进一步地，所述抬头显示装置还包括警示单元，当裁剪出的第二图像信息中的标的物与车辆距离小于预定距离时，警示驾驶员，以注意路面情况，防止交通事故的发生。此标的物可以为人，也可以为车辆或者其他障碍物。例如，预定距离为5m，当行人距离车辆为2 米时，警示单元发出警示，需要驾驶员注意。在本发明的实施例中，图像处理单元将行人进行红色标注，并通过投影单元进行显示，以提示驾驶员注意。警示单元还可采用声音警报器等设备来实现，当第二图像信息中的标的物与车辆距离小于预定距离，发出声音警报，告知驾驶员注意路面情况。
[0030]在本发明的实施例中，投影单元3采用两台微型投影光机，两台微型投影光机也均安装在驾驶室的后视镜上。两台微型投影光机分别将接收到的第二图像信息投射到对应两侧的A柱内侧装饰板。采用微型投影光机安装在驾驶室内的后视镜上，不遮挡驾驶员的视线，还可减少占用驾驶室内的空间。
[0031]进一步地，为了使得投影单元3更好地投影，A柱内侧装饰板上设置有反射部，反射部与A柱内侧装饰板贴合，反射部的反射波长与投影单元的发光波长相适配。在本发明的实施例中，反射部采用纳米反射涂层，该涂层喷涂在A柱内侧装饰板上。该涂层只对特定波长的光起到反射作用，对于普通光线不会产生反射，在肉眼对该涂层进行观看时，显示为透明状，无法在A柱内侧装饰板上看到涂层痕迹，因此不会影响A柱内饰板的外观。而在投影单元 (例如微型投影光机)在向反射部投影时，投影单元发出的光线波长与反射部的发射波长相等，此时发射部进行反射，以使投影图像信息更加地清楚，更方便驾驶员对图像信息进行查看，有利于降低安全隐患。反射部的反射波长与投影单元的发光波长均以中心波长进行计量。纳米反射涂层可采用纳米材料，如金属纳米材料等。纳米反射涂层的反射波长一般在 450-650nm之间，也可根据微型投影光机的发光波长来选择纳米材料。纳米反射涂层可采用纳米喷涂机喷涂，喷涂的厚度可约为0.1mm。
[0032]在利用汽车A柱的抬头显示装置工作之前，需要对单个微型投影光机的投影面积进行校正调节。调节微型投影光机的投影位置，并根据A柱的形状对投影面积进行调节以及梯形校正，使得投影面积与A柱的形状大致相等。同时，还需要对行车记录仪拍摄角度进行调节，以使得微型投影光机投影出的图像信息正是被A柱遮挡的图像信息。
[0033]当驾驶员驾驶汽车时，图像采集单元采集驾驶室前方的图像信息，图像处理单元将图像信息进行处理，获取被A柱遮挡的图像信息，并通过投影单元将被A柱遮挡的图像信息投影到对应的A柱内侧装饰板上。而且，当车辆附近有人或者障碍物时，图像处理单元对第二图像信息中的人或者障碍物进行标注，通过投影单元投射到对应的A柱内侧装饰板上， 以警示驾驶员注意路面情况。[〇〇34]本发明实施例提供的利用汽车A柱的抬头显示装置通过图像采集单元采集驾驶室前方的第一图像信息，将采集的第一图像信息进行处理后投影显示在对应的A柱内侧装饰板上，驾驶员在驾驶汽车时，只需通过眼睛的余光即可观测到被A柱挡住的图像信息，可降低安全隐患；图像采集单元和投影单元均安装在驾驶室内的后视镜上，不会遮挡驾驶员的视线，而且结构简单，成本低，占用驾驶室空间很小，无需对车辆进行改装。
[0035]此外，基于上述任意实施例中的抬头显示装置，本发明实施例还提供了一种利用汽车A柱的抬头显示方法，如图4所示，包括以下步骤:[〇〇36]S110,采集驾驶室前方的第一图像信息；
[0037]在获取驾驶室前方的第一图像信息时，可根据驾驶员视线的改变，对需要采集的第一图像信息进行调整，使得获取的第一图像信息始终是A柱遮挡区域的图像信息，保证图像信息的实时性。例如，可通过设置红外检测装置，实时监测驾驶员眼睛，通过将驾驶员眼睛与A柱的连线来判断A柱遮挡的区域，从而调整采集的第一图像信息。[〇〇38]S120,对采集的第一图像信息进行处理，获取A柱遮挡的第二图像信息；
[0039]获取A柱遮挡的第二图像信息时，可将第二图像信息中的每张图片的宽度大于实际A柱遮挡区域的图像信息，以增大监测范围，降低安全隐患。
[0040]S130,将所述的第二图像信息分别投影到对应的A柱内侧装饰板上。[〇〇41]在投影第二图像信息时，其投影面积应小于或者等于A柱内侧装饰板的面积，以防止投影图像超出A柱内侧装饰板，影响驾驶员视线。
[0042]驾驶室内的装饰材料材质比较软，很容易将投影到表面的光线吸收，或者将投影光机照射到装饰材料上的光线漫反射，从而导致投影效果不好。通过在A柱内侧装饰板上喷涂纳米反射涂层，纳米反射涂层表面附有众多的纳米小颗粒，非常细小，利用光的物理反射原理，光线投射到纳米反射涂层表面，由于众多纳米小颗粒的存在，形成很好的反射，从而提高投影效果，以使得驾驶员更好地查看图像信息。[〇〇43]进一步地，在S120和S130之间，还包括S125,当第二图像信息中的标的物与车辆距离小于预定距离时，以警示驾驶员。在本发明的实施例中，通过在第二图像信息中对标的物进行特殊颜色(如红色)标注，以突出显示出标的物的位置，警示驾驶员注意标的物。
[0044]以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种利用汽车A柱的抬头显示装置，其特征在于，包括:图像采集单元、图像处理单元 和投影单元;其中，图像采集单元用于采集驾驶室前方的第一图像信息，并将第一图像信息发送给图像处 理单元；图像处理单元用于将接收到的第一图像信息进行处理，获取被A柱遮挡的第二图像信 息，并将所述第二图像信息分别发送给投影单元；投影单元用于将接收到的第二图像信息分别投影到对应的A柱内侧装饰板上。2.如权利要求1所述的利用汽车A柱的抬头显示装置，其特征在于，其中，A柱内侧装饰 板上设置有反射部，反射部与A柱内侧装饰板贴合，反射部的反射波长与投影单元的发光波 长相适配。3.如权利要求2所述的利用汽车A柱的抬头显示装置，其特征在于，其中，反射部为纳米 反射涂层。4.如权利要求1或2所述的利用汽车A柱的抬头显示装置，其特征在于，所述抬头显示装 置还包括警示单元，警示单元与图像处理单元连接，用于当第二图像信息中的标的物与车 辆距离小于预定距离时，警示驾驶员。5.如权利要求1或2所述的利用汽车A柱的抬头显示装置，其特征在于，其中，图像采集 单元采用行车记录仪，行车记录仪安装在驾驶室的后视镜上。6.如权利要求5所述的利用汽车A柱的抬头显示装置，其特征在于，其中，图像处理单元 采用行车电脑。7.如权利要求5所述的利用汽车A柱的抬头显示装置，其特征在于，其中，投影单元采用 2台微型投影光机，2台微型投影光机均安装在驾驶室的后视镜上，图像处理单元分别将第 二图像信息发送给同侧的微型投影光机，微型投影机将第二图像信息分别投影到对应的A 柱内侧装饰板上。8.如权利要求4所述的利用汽车A柱的抬头显示装置，其特征在于，行车记录仪安装在 电机座上，通过电机控制行车记录仪运动，以采集不同角度的第一图像信息。9.一种利用汽车A柱的抬头显示方法，其特征在于，包括以下步骤:S110,采集驾驶室前方的第一图像信息；S120,对采集的第一图像信息进行处理，获取A柱遮挡的第二图像信息；S130,将所述的第二图像信息分别投影到对应的A柱内侧装饰板上。10.如权利要求9所述的利用汽车A柱的抬头显示方法，其特征在于，在S120和S130之 间，还包括S125，当第二图像信息中的标的物与车辆距离小于预定距离时，警示驾驶员。
【文档编号】B60R1/00GK106004667SQ201610567234
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月18日
【发明人】杜玙璠, 陈昆盛, 勾晓菲, 林伟, 李文锐
【申请人】乐视控股（北京）有限公司, 乐卡汽车智能科技（北京）有限公司