一种车载抬头显示系统及基于该系统的误差校准方法技术方案

本发明专利技术提供一种车载抬头显示系统，包括控制面板、前挡风玻璃、与所述控制面板连接的误差校准单元以及设置在所述前挡风玻璃前的抬头显示器，所述抬头显示器包括图像生成单元和若干个双锥面反射镜，所述控制面板与图像生成单元连接，用于控制所述图像生成单元的显示图像，所述显示图像形成光束，并经所述双锥面反射镜反射后投射在前挡风玻璃上，以使驾驶者观察到所述显示图像的虚像。本发明专利技术中的车载抬头显示系统，采用双锥面反射镜的设计，降低了反射镜的加工制作难度；增加了误差校准的功能，用于调整图像生成单元画质与反射镜角度，使得抬头显示系统的应用范围更广，也保证了在不同情况下驾驶者都能看到清晰的成像。

【技术实现步骤摘要】
一种车载抬头显示系统及基于该系统的误差校准方法
本专利技术涉及机动车抬头显示系统
，具体涉及一种车载抬头显示系统及基于该系统的误差校准方法。
技术介绍
抬头显示系统(HeadUpDisplay，HUD)最初在战斗机上使用，其可以将一些关键的飞行任务信息，比如高度、速度、飞行姿态、雷达火控信息投射到飞行员前方无限远的位置，且火控信息与座舱外实景可以很好的融合指示，飞行员可以在视线完全不离开对座舱外部态势的观察的情况下，很好的掌握自身及周边己方、敌方的态势信息，对于神经高度紧张的战机飞行员完成作战任务非常有利。在车载领域，随着车载电子系统的发展，仪表台需要综合及显示的信息越来越多，人机功效越来越被重视，驾驶舒适度及体验感的提升成为了重要话题，HUD系统可以保证驾驶员在视线不离开周围环境的前提下显示诸多有效信息，自然引起了众多厂商及消费者的兴趣。而车载HUD系统受实际使用需求、安装空间、以及成本等因素的限制，为了控制像差，达到可用的成像质量，一般会采用高次非球面或者自由曲面技术，但车载HUD采用的高次非球面或者自由曲面光学元件在生产过程中的加工难度和检测难度都较大，因此制作成本也较高；同时车载HUD在实际使用过程中会产生各种误差，或者出现不同的驾驶者驾驶车辆，因此如果HUD只固定了一种成像区域，会影响实际驾驶者查看HUD信息。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案在于，首先提供一种车载抬头显示系统，包括控制面板、前挡风玻璃、与所述控制面板连接的误差校准单元以及设置在所述前挡风玻璃前的抬头显示器，所述抬头显示器包括图像生成单元和若干个双锥面反射镜，所述控制面板与图像生成单元连接，用于控制所述图像生成单元的显示图像，所述显示图像形成光束，并经所述双锥面反射镜反射后投射在前挡风玻璃上，以使驾驶者观察到所述显示图像的虚像。进一步，所述图像生成单元由TFT-LCD显示面板构成，并使用LED强背光显示所述显示图像。进一步，所述双锥面反射镜的数量为2个，分别为反射镜A和反射镜B。进一步，所述双锥面反射镜的形状符合以下公式：其中，cx为x方向的曲率，cy为y方向的曲率，kx为x方向圆锥曲面常数，ky为y方向圆锥曲面常数。进一步，所述前挡风玻璃上附着有增透膜，其覆盖面积包含所述光束投射到前挡风玻璃上的面积。再次提供一种基于所述车载抬头显示系统的误差校准方法，该方法为：所述误差校准单元对虚像进行检测，形成检测图样，再对检测图样进行分析比对，得出校准参数，最后根据所述校准参数调整图像生成单元的参数，实现所述虚像成像最佳。进一步，所述误差校准单元包括检测单元、诊断单元和数据库，所述检测单元对虚像进行检测并形成检测数据发送给诊断单元，所述诊断单元对检测数据进行分析并形成比对参数与数据库进行对比，得出校准参数。进一步，所述检测单元的位置与驾驶者眼睛的位置相适应。进一步，所述比对参数为畸变量、图像清晰度、图像位置和亮度。进一步，所述双锥面反射镜上设有角度调节开关，其与所述控制面板连接，用于调节所述双锥面反射镜与光束之间的角度，所述角度根据所述校准参数调整。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术中的车载抬头显示系统，采用双锥面反射镜的设计，大大降低了反射镜的加工制作难度，同时又能保证较佳的成像质量；2.增加了误差校准的功能，用于调整图像生成单元画质与反射镜角度，使得抬头显示系统的应用范围更广，也保证了在不同情况下驾驶者都能看到清晰的成像；3.PGU采用TFT-LCD显示面板制作，实现高速度、高亮度、高对比度的显示屏幕信息，还具有高安全性和可靠性、外形轻薄、功耗低、使用寿命长等优点；4.反射镜的角度可调，使得该车载抬头显示系统的使用灵活，适用范围更广；5.增加增透膜，是为了减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，使该车载抬头显示系统成像更清晰。附图说明图1为本专利技术车载抬头显示系统的光路图；图2为本专利技术车载抬头显示系统的结构框图；图3为实施例二中车载抬头显示系统的光路图；图4为实施例三中车载抬头显示系统的显示图像的分布区域图1；图5为实施例三中车载抬头显示系统的显示图像的分布区域图2；图6为实施例四中车载抬头显示系统中例(一)的图像仿真结果；图7为实施例四中车载抬头显示系统中例(二)的图像仿真结果；图8为实施例五中车载抬头显示系统的结构框图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例一请参阅图1和图2所示，其为本专利技术车载抬头显示系统的光路图和结构框图。如图1和图2所示，一种车载抬头显示系统，包括控制面板1、前挡风玻璃2和设置在所述前挡风玻璃2前的抬头显示器3，所述抬头显示器3包括图像生成单元31和若干个反射镜，所述控制面板1与图像生成单元31连接，用于控制所述图像生成单元31的显示图像，所述显示图像形成光束，并经所述反射镜反射后投射在前挡风玻璃2上，以使驾驶者观察到所述显示图像的虚像6。其中，所述抬头显示器3安装在驾驶位与前挡风玻璃2之间的车辆仪表台上；所述前挡风玻璃2一般为自由曲面，如果所述显示图像直接投影在所述自由曲面上，会导致投影失真，成像质量差的情况，因此需要在两者之间增加所述抬头显示器以避免上述缺陷；所述控制面板1用于调解或改变所述显示图像的发射信息，所述控制面板1一般为方向盘或者中央控制台上的仪表组，所述方向盘上设有按键，所述仪表组设有按键和/或触摸屏，驾驶者根据驾驶过程中需要投影在所述前挡风玻璃2上的信息来操作所述按键或触摸屏，所述抬头显示器3接收到相关命令后将所述显示图像的内容透射到前挡风玻璃2上；所述显示图像能显示的内容包含导航信息、ADAS、ACC、盲点检测、障碍物识别、车道提示报警(LDW)、AR-HUD以及时速、发动机转速、油量信息，或者其他各种自动辅助驾驶信息，具备良好的动态显示及静态显示特性，舒适性好，适合车载安装及驾驶者长时间驾车使用，且驾驶者根据需要择一或择多选择上述内容显示在所述前挡风玻璃2上；所述显示图像经过反射后投射在前挡风玻璃2上的位置与驾驶者眼睛4的位置相适应，即透射在前挡风玻璃2上的高度大致与驾驶者眼睛4成水平，且位于驾驶者的正前方，实现所述抬头显示系统高质量的信息显示。所述图像生成单元31由TFT-LCD显示面板构成，并使用LED强背光显示所述显示图像，所述TFT-LCD显示面板即为薄膜液晶显示屏，其具有高响应度、高亮度、高对比度等优点，还提高了使用安全性和可靠性，且其外形轻薄，节省了安装空间，功耗低，使用寿命长。本实施例中，如图1所示，所述反射镜的数量为2个，分别为反射镜A32和反射镜B33，所述图像生成单元31固定设置在所述反射镜A32的下方，所述图像生成单元31上的显示图像形成光束发射到反射镜A32上的为第一光束51，所述反射镜B33设置在所述反射镜A32的反射光路上，所述反射镜A32反射到反射镜B33上的光束为第二光束52，经所述反射镜B33反射到前挡风玻璃2上的光束为第三光束53，经所述前挡风玻璃2反射到驾驶者眼睛4的光束为第四光束54。所述前挡风玻璃2上附着有增透膜，其覆盖面积包含所述第三光束53投射到前挡风玻璃2上的面积，即所述增透膜的面积不得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载抬头显示系统，其特征在于，包括控制面板、前挡风玻璃、与所述控制面板连接的误差校准单元以及设置在所述前挡风玻璃前的抬头显示器，所述抬头显示器包括图像生成单元和若干个双锥面反射镜，所述控制面板与图像生成单元连接，用于控制所述图像生成单元的显示图像，所述显示图像形成光束，并经所述双锥面反射镜反射后投射在前挡风玻璃上，以使驾驶者观察到所述显示图像的虚像。

【技术特征摘要】
1.一种车载抬头显示系统，其特征在于，包括控制面板、前挡风玻璃、与所述控制面板连接的误差校准单元以及设置在所述前挡风玻璃前的抬头显示器，所述抬头显示器包括图像生成单元和若干个双锥面反射镜，所述控制面板与图像生成单元连接，用于控制所述图像生成单元的显示图像，所述显示图像形成光束，并经所述双锥面反射镜反射后投射在前挡风玻璃上，以使驾驶者观察到所述显示图像的虚像。2.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述图像生成单元由TFT-LCD显示面板构成，并使用LED强背光显示所述显示图像。3.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述双锥面反射镜的数量为2个，分别为反射镜A和反射镜B。4.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述双锥面反射镜的形状符合以下公式：其中，cx为x方向的曲率，cy为y方向的曲率，kx为x方向圆锥曲面常数，ky为y方向圆锥曲面常数。5.根据权利要求1所述的车载抬头显示系统，其特征在于，所述前挡风玻璃上附着有增透膜，其覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩川，
申请(专利权)人：宁波均胜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33