一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统技术方案

本发明专利技术涉及一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统，包括：主板，提供串口并进行计算；投影屏，与主板连接，提供倒像；显示屏，为半透半反屏，显示安全辅助信息，所述安全辅助信息包括车道变换警告、行人碰撞警告和施工区预警等；摄像头，与主板连接，置于车内，拍摄驾驶员脸部图像并将驾驶员脸部图像传递至主板；工作时，主板接收路侧信息和摄像头传递的驾驶员脸部图像，主板根据路侧信息更新显示屏上的安全辅助信息，同时主板识别驾驶员的驾驶状态，并根据驾驶员的驾驶状态调节显示屏上的安全辅助信息，以适应驾驶员状态。与现有技术相比，可显著减少道路安全事故的发生。

A vehicle head up display system for safety auxiliary function

【技术实现步骤摘要】
一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统
本专利技术涉及车载抬头显示技术，尤其是涉及一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统。
技术介绍
智能网联汽车融合了5G通信等现代通信技术，利用先进的车载传感器、控制器等装置，实现车车、车路、车人、车云之间的智能信息交互，保证安全、高效、舒适、节能。其中车载抬头显(HUD)作为车载驾驶辅助系统，通过将驾驶辅助信息投影到显示屏上，驾驶员可以平视获取相关的驾驶辅助信息，降低驾驶员反应时间，减少驾驶分心，提高驾驶绩效等，已成为未来车载显示的发展方向。麦肯锡等国际市场研究机构将HUD作为未来车载系统的重要组成，预计HUD年增长率最高达29.91％，增长主要来自于车联网行业；到2024年，大概三分之一的车辆会配备HUD。美国制造业跨国公司3M汽车电气化研发副总裁JimSax直言，HUD将为车联网技术的发展铺路。在工业界，最初车载HUD只是出现在宝马、奔驰这样的高端车型中。近年来，它逐渐由高端车型普及到低端车型，并得到了除汽车制造商外，零部件公司和车载设备公司的认可。而且在学术界，关于HUD的研究也在就近年来再次兴起。安全辅助功能是行车中很重要的一部分，因此，需要一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统，包括：主板，提供串口并进行计算；投影屏，与主板连接，提供倒像；显示屏，为半透半反屏，显示安全辅助信息，所述安全辅助信息包括车道变换警告、行人碰撞警告和施工区预警；摄像头，与主板连接，置于车内，拍摄驾驶员脸部图像并将驾驶员脸部图像传递至主板；工作时，主板接收路侧信息和摄像头传递的驾驶员脸部图像，主板根据路侧信息更新显示屏上的安全辅助信息，同时主板识别驾驶员的驾驶状态，并根据驾驶员的驾驶状态调节显示屏上的安全辅助信息，以适应驾驶员状态。所述的主板为3B+树莓派。所述的显示屏附有反射膜。根据安全效益元分析得到所述安全辅助信息包括车道变换警告和行人碰撞警告，所述安全效益元分析包括以下步骤：步骤S1：筛选得到样本文献；步骤S2：提取样本文献的有效信息，得到每篇样本文献中每种技术的安全效益；步骤S3：对每篇样本文献中每种技术的安全效益进行异质性检查，排除不合适的样本文献；步骤S3：利用随机效应模型合并每篇样本文献中每种技术的安全效益，得到样本文献中每种技术的合并安全效益；步骤S4：基于合并安全效益，使用漏斗图对每篇样本文献中每种技术的安全效益进行偏倚检验，得到样本文献中每种技术的最终合并安全效益；步骤S5：根据最终合并安全效益，得到安全辅助信息包含的内容。所述每篇样本文献中每种技术的安全效益Y为：其中，PWith为配备该技术时的事故发生概率，PWithout为未配备该技术时的事故发生概率，所述事故发生概率P为：或或或其中，TTC为碰撞时间，TTCth为碰撞时间阈值，TTCall为所有碰撞的碰撞时间，TET为碰撞时间小于碰撞时间阈值的时间和，MLD为车道偏离米数，DM为行驶里程，WLD为车道偏离警告，TT为总时间。异质性检验的Q统计量为：其中，i为第i篇文献，g为每种技术所涉及的文献数量，Wi为每篇文献的权重，Yi为每篇文献中每种技术的安全效益。所述的样本文献中每种技术的合并安全效益为：其中，k为异质性检验后每种技术所涉及的文献数量，Wre为通过随机效应模型得到的每篇文献的修正权重，Wre表示为：其中，se为标准误差，se表示为：所述主板识别驾驶员的面部表情，根据面部表情得到疲惫情况，并根据驾驶员的疲惫情况更新安全辅助信息。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)安全辅助信息包括车道变换警告和行人碰撞警告，车道变换警告和行人碰撞警告根据元分析得到，综合了中国道路安全数据，可显著减少道路安全事故的发生；主板识别驾驶员的驾驶状态，并根据驾驶员的驾驶状态更新显示屏上的安全辅助信息，进一步减少道路安全事故的发生。(2)3B+树莓派可提供丰富的串口及运算支持，有利于整个系统的运行。附图说明图1为本专利技术的HUD原型机结构示意图；图2为本专利技术的界面成像原理图；图3为本专利技术的施工区预警示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例本实施例提供一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统，其特点主要包括：(1)硬件方面，依照当前对HUD研究总结，采用后装组合的形式，方便车内安装，视图仅显示在前挡风玻璃的部分区域，并采用平板单面投影的方式。HUD原型机主要由三部分组成，显示屏采用半透半反屏，并附有HUD专用反射膜，投影屏部分采用超高亮度的屏幕，提供高亮度高对比度倒像，主板部分使用了3B+树莓派，提供了丰富的串口及运算支持，可进行界面设计与通讯连接。(2)安全辅助信息内容梳理与筛选方面，主要目的是减少交通事故数量，利用元分析进行。使用元分析评估了8种最重要的智能网联汽车技术，包括自适应巡航控制、自动刹车辅助系统、变道盲区预警、电子稳定控制系统、前向碰撞预警、车道偏离预警、变更车道预警和行人碰撞预警。元分析的过程为：步骤S1：筛选得到样本文献；步骤S2：提取样本文献的有效信息，得到每篇样本文献中每种技术的安全效益；步骤S3：对每篇样本文献中每种技术的安全效益进行异质性检查，排除不合适的样本文献；步骤S3：利用随机效应模型合并每篇样本文献中每种技术的安全效益，得到样本文献中每种技术的合并安全效益；步骤S4：基于合并安全效益，使用漏斗图对每篇样本文献中每种技术的安全效益进行偏倚检验，得到样本文献中每种技术的最终合并安全效益；步骤S5：基于最终合并安全效益与中国道路安全数据，得到安全辅助信息包含的内容。具体而言：利用“GoogleScholar”、“ScienceDirect”和“Scopus”进行文献检索，检索关键词采用如下形式“‘技术名称缩写’OR‘技术名称全称’AND‘Safe’”和“‘技术名称缩写’OR‘技术名称全称’AND‘Crash’OR‘Accident’”。利用5条筛选条件对相关文献进行筛选：有无安全效益的相关指标；是否包含多种技术；安全效益是否为碰撞严重程度；数据量大小是否明确；是否基于已有研究的二次利用。对于纳入文献，提取有效信息，建立数据库，有效信息包括：作者；年份；实验实施所在国家；安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统，其特征在于，包括：/n主板，提供串口并进行计算；/n投影屏，与主板连接，提供倒像；/n显示屏，为半透半反屏，显示安全辅助信息，所述安全辅助信息包括车道变换警告、行人碰撞警告和施工区预警；/n摄像头，与主板连接，置于车内，拍摄驾驶员脸部图像并将驾驶员脸部图像传递至主板；/n工作时，主板接收路侧信息和摄像头传递的驾驶员脸部图像，主板根据路侧信息更新显示屏上的安全辅助信息，同时主板识别驾驶员的驾驶状态，并根据驾驶员的驾驶状态调节显示屏上的安全辅助信息，以适应驾驶员状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统，其特征在于，包括：
主板，提供串口并进行计算；
投影屏，与主板连接，提供倒像；
显示屏，为半透半反屏，显示安全辅助信息，所述安全辅助信息包括车道变换警告、行人碰撞警告和施工区预警；
摄像头，与主板连接，置于车内，拍摄驾驶员脸部图像并将驾驶员脸部图像传递至主板；
工作时，主板接收路侧信息和摄像头传递的驾驶员脸部图像，主板根据路侧信息更新显示屏上的安全辅助信息，同时主板识别驾驶员的驾驶状态，并根据驾驶员的驾驶状态调节显示屏上的安全辅助信息，以适应驾驶员状态。


2.根据权利要求1所述的一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统，其特征在于，所述的主板为3B+树莓派。


3.根据权利要求1所述的一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统，其特征在于，所述的显示屏附有反射膜。


4.根据权利要求1所述的一种面向安全辅助功能的车载抬头显示系统，其特征在于，根据安全效益元分析得到所述安全辅助信息包括车道变换警告和行人碰撞警告，所述安全效益元分析包括以下步骤：
步骤S1：筛选得到样本文献；
步骤S2：提取样本文献的有效信息，得到每篇样本文献中每种技术的安全效益；
步骤S3：对每篇样本文献中每种技术的安全效益进行异质性检查，排除不合适的样本文献；
步骤S3：利用随机效应模型合并每篇样本文献中每种技术的安全效益，得到样本文献中每种技术的合并安全效益；
步骤S4：基于合并安全效益，使用漏斗图对每篇样本文献中每种技术的安全效益进行偏倚检验，得到样本文献中每种技术的最终合并安全效益；
步骤S5：根据最终合并安...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，钟昊，赫子亮，马万经，俞春辉，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31