近几年来,越来越多的汽车上出现了HUD显示器这个神奇的黑科技,有了它,驾驶员将告别在行车过程中需要不断低头查看仪表信息的痛点,使驾驶员在行车过程中更加专注,提高行车安全性。
那么,究竟什么是HUD显示器呢?在此,乘法君给大家来科普一下这神奇的HUD显示器吧。
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平视显示器(HUD,Head Up Display),原是普遍应用在航空器上的飞行辅助仪器,能够降低飞行员低头查看仪表的频率,帮助飞行员在视线在不离开飞行路径的前提下,还能对飞行状态一目了然,从而提高飞行安全。随着技术的进步以及需求的日益提高,近来HUD已经应用在汽车尤其是高端汽车领域了。
HUD和它的名字一样,主要目的就是让司机在驾驶过程中无需低头就能查看到汽车和路况信息,让驾驶员能更好地关注道路情况,行车更安全。
HUD利用增强现实技术在显示器(主要是挡风玻璃)上面投射汽车状态信息或者路况信息,投射的数据信息主要包括车速、时间、发动机状况和路况等等。
目前大多数HUD都是采用激光照射荧光粉来进行信息的显示,主要是通过激光将信息照射在挡风玻璃上。挡风玻璃内涂抹有荧光粉,荧光粉被激光激发而发光,因此能够将投射的数据信息显示在挡风玻璃上。
HUD显示技术极大地提高了车主的行车体验和行车的安全性,而致力于通过提供高性能的智能电动汽车与极致用户行车体验的蔚来汽车,自然也对HUD显示技术格外地上心。
蔚来汽车有限公司于近日(2019.07.05)获到授权的一篇关于HUD显示的最新发明专利:基于车道线灭点的HUD显示系统和方法(申请号:CN201610941443.X)。
蔚来汽车在该专利中对HUD显示技术中图像生成方法和显示界面进行优化,使HUD的显示画面从驾驶室中看上去更加贴合路面,大大减少驾驶员的视觉中的异物感,增加驾驶的安全性。
现有的技术缺陷
由于传统技术中的车载仪表一般处于偏离视线较低的位置,因此我们在行车过程中总是需要低头查看各个行车仪表的数值,无法同时兼顾行车画面和行车数据,这样会导致我们的行车注意力的中断,极容易出现车祸,故集成了HUD的汽车在一定程度上可提高行车安全。
但是,目前的HUD显示界面多为平面式显示,不能跟行车画面很好的融合,看起来很突兀,异物感比较强,容易影响驾驶员视线。
蔚来汽车在该发明专利中公开了的一种基于车道线灭点的HUD显示系统,包括HUD显示器、图像采集装置,HUD显示器中还设置有显示画面调整模块,图像采集装置用于采集车辆行驶方向路面图像,所采集的图像包含HUD显示器显示界面。
显示画面调整模块依据图像采集装置采集到的路面图像,进行道路车道线的识别,测绘出车辆两边车道线延长线的交点,并以此交点作为灭点,分别以HUD显示器的显示界面下端两个边界点与所述灭点的连线作为调整后显示界面的边界,对HUD显示器所显示的内容进行变形处理后通过HUD显示器显示。
HUD显示器的显示界面下端两个边界点具体为HUD显示器的显示界面下边界线分别与左边界线和右边界线的交点。
蔚来汽车在该发明专利中还公开了的一种基于车道线灭点的HUD显示方法,具体步骤如下图:

一种基于车道线灭点的HUD显示方法流程示意图
在所采集路面图像中,以HUD显示器的显示界面的中点为原点构建二维坐标系,并在该坐标系中确定灭点,HUD显示器的显示界面下端两个边界点的坐标,分别绘制两个边界点和灭点的直线,两条直线落入HUD显示器的显示界面的部分即为调整后HUD显示器的显示界面的边界线。
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灭点的测绘方法:HUD显示系统在识别车道线后,绘制车道线的中线,相邻两个车道线的中线延长线的交点即为所要找的灭点。
本发明技术方案在现实应用中,还可以同时用两相邻车道线的内侧边界的延长线的交点来确定灭点,或者同时用两相邻车道线的外侧边界的延长线的交点来确定灭点,所谓的内侧边界是指车辆所在车道两边的车道线朝向车辆一侧的车道线的边界线,所谓的外侧边界是指车辆所在车道两边的车道线远离车辆一侧的车道线的边界线。
以下为灭点的测绘具体情境:

实际路况中HUD显示内容边界线确定示意图
上图中采用的是两相邻车道线的内侧边界的延长线的交点来确定灭点。为了便于描述,此处从左到右对图中的虚线条依次命名为L1~L6,其中L1、L6为道路路肩的延长线,L2、L5为车辆所在车道两侧车道线的内侧边界的延长线,L3、L4为HUD显示器的显示界面的边界线的延长线。
S1为灭点的位置,L1和L6交点与L2和L5交点重合均在S1重合,S2、S3分别为HUD显示器的显示界面下端左、右边界点,连接S2、S1构成调整后的HUD显示器显示界面的左边界直线L3,连接S3、S1构成调整后的HUD显示器显示界面的右边界直线L4,L3、L4、及HUD显示器显示界面的上边沿和下边沿构成了调整后的显示界面。
总结:首先对采集装置采集到的路面图像进行道路车道线的识别,然后测绘出车辆两边车道线延长线的交点,并以此交点作为灭点,最后分别以HUD显示界面下端两个边界点与灭点的连线作为调整后的显示界面,显示在驾驶员眼前,使HUD的显示画面从驾驶室中看上去更加贴合路面。
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