一种虚拟行车路线显示系统及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种虚拟行车路线显示系统。
【背景技术】
[0002]抬头显示仪(Head Up Display，简称HUD)近年来逐渐在车型上配置推出，该设备主要是利用光学反射的原理，将重要的驾驶相关资讯投射在玻璃上面，投射位置位于驾驶员前端，文字和影像被投射在前挡风玻璃上并反射进驾驶员的眼睛。驾驶员往前看时，能够轻易的将外界的景象与HUD显示的资料融合在一起。HUD的设计用意是让驾驶员不需要低头查看仪表的显示资料，始终保持抬头的姿态，降低低头与抬头之间忽略外界环境的快速变化以及眼睛焦距需要不断调整产生的延迟与不适。
[0003]在现有的抬头显示仪产品上，一般只能显示车速、转速及简易导航信息，没有与车辆主动安全技术(如车道保持、盲区监测等)结合。
【发明内容】
[0004]针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够显示预测行车轨迹，提醒驾驶员是否已偏离路线的虚拟行车路线显示系统及方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]方案一:
[0007]—种虚拟行车路线显示系统，应用于车辆，包括光学投射装置、抬头显示仪、转角传感器、CAN总线以及轨迹电子控制单元，所述抬头显示仪和转角传感器均通过CAN总线与轨迹电子控制单元连接;所述转角传感器设于车辆内的方向盘上，其用于检测方向盘转角，并发送该方向盘转角至轨迹电子控制单元;所述轨迹电子控制单元用于根据方向盘转角及预设的转换公式计算得到车轮角度，并根据该车轮角度处理得到行车轨迹线路信号;所述抬头显示仪用于通过CAN总线接收来自轨迹电子控制单元的行车轨迹线路信号，并通过光学投射装置将该行车轨迹线路信号显示至车辆内驾驶员的视野前方。
[0008]优选的，所述转换公式包括:
[0009]θΓ = -0.21765-0.05796 ω +9.62064*10—6 ω 2_1.63785*10—8 ω3；
[0010]Θ1 = -0.22268-0.05814 ω -9.89364*10—6 ω 2_1.76545*10—8 ω3 ；
[0011]其中，ΘΓ为右转弯时的车轮角度，Θ1为左转弯时的车轮角度，ω为方向盘转角。
[0012]优选的，所述轨迹电子控制单元还用于将行车轨迹线路信号平均分为依次排列的20个弧度轨迹信号，并将第二个弧度轨迹信号通过CAN总线发送至抬头显示仪，以使抬头显示仪通过光学投射装置将该第二个弧度轨迹信号显示至车辆内驾驶员的视野前方。
[0013]优选的，所述抬头显示仪包括处理单元和显示单元，所述CAN总线和显示单元均与抬头显示仪连接，所述处理单元用于通过CAN总线获取来自轨迹电子控制单元的第二个弧度轨迹信号，所述显示单元用于将该第二个弧度轨迹信号发射至光学投射装置。
[0014]优选的，所述光学投射装置包括第一透镜、第二透镜、反射镜片和半透射组合镜，第一透镜用于接收来自显示单元的第二弧度轨迹信号，并将该第二弧度轨迹信号发射至反射镜片，该反射镜片用于将该第二弧度轨迹信号反射至第二透镜，第二透镜将该第二弧度轨迹信号发射至车辆内驾驶员的视野前方。
[0015]方案二:
[0016]一种虚拟行车路线显示方法，应用于本发明目的之一所述的一种虚拟行车路线显示系统，包括如下步骤:
[0017]步骤一:转角传感器检测方向盘转角，并发送该方向盘转角至轨迹电子控制单元；
[0018]步骤二:轨迹电子控制单元根据方向盘转角及预设的转换公式计算得到车轮角度，并将车轮角度处理得到行车轨迹线路信号；
[0019]步骤三:抬头显示仪通过CAN总线接收来自轨迹电子控制单元的行车轨迹线路信号，并通过光学投射装置将该行车轨迹线路信号显示至车辆内驾驶员的视野前方。
[0020]优选的，所述转换公式包括:
[0021 ] θΓ = -0.21765-0.05796 ω +9.62064*10—6 ω 2-1.63785*10—8 ω3；
[0022]Θ1 = -0.22268-0.05814 ω -9.89364*10—6 ω 2-1.76545*10—8 ω3 ；
[0023]其中，ΘΓ为右转弯时的车轮角度，Θ1为左转弯时的车轮角度，ω为方向盘转角。
[0024]优选的，所述轨迹电子控制单元还用于将行车轨迹线路信号平均分为依次排列的20个弧度轨迹信号，并将第二个弧度轨迹信号通过CAN总线发送至抬头显示仪，以使抬头显示仪通过光学投射装置将该第二个弧度轨迹信号显示至车辆内驾驶员的视野前方。
[0025]优选的，所述抬头显示仪包括处理单元和显示单元，所述CAN总线和显示单元均与抬头显示仪连接，所述处理单元用于通过CAN总线获取来自轨迹电子控制单元的第二个弧度轨迹信号，所述显示单元用于将该第二个弧度轨迹信号发射至光学投射装置。
[0026]优选的，所述光学投射装置包括第一透镜、第二透镜、反射镜片和半透射组合镜，第一透镜用于接收来自显示单元的第二弧度轨迹信号，并将该第二弧度轨迹信号发射至反射镜片，该反射镜片用于将该第二弧度轨迹信号反射至第二透镜，第二透镜将该第二弧度轨迹信号发射至车辆内驾驶员的视野前方。
[0027]相比现有技术，本发明的有益效果在于:
[0028]本发明与主动安全技术结合，车辆增加轨迹电子控制单元及方向盘转角传感器，可以处理得到车轮行驶预期轨迹，并在抬头显示仪显示，驾驶员可以根据路线确定是否已经偏离轨迹，从而调整转向盘，提升驾驶安全性。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的一种虚拟行车路线显示系统的模块结构图；
[0030]图2为本发明的光学投射装置的安装示意图；
[0031]图3为本发明的一种虚拟行车路线显示方法的流程图。
[0032 ]其中，1、第一透镜;2、第二透镜;3、反射镜片;4、半透镜组合镜。
【具体实施方式】
[0033 ]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0034]参见图1，本发明提供一种虚拟行车路线显示系统，其应用于车辆中，车辆包括了普通车辆具有的结构器件，该系统包括光学投射装置、抬头显示仪、转角传感器、CAN总线以及轨迹电子控制单元，抬头显示仪和转角传感器均通过CAN总线与轨迹电子控制单元连接；所述转角传感器设于车辆内的方向盘上，其用于检测方向盘转角，并发送该方向盘转角至轨迹电子控制单元;所述轨迹电子控制单元用于根据方向盘转角及预设的转换公式计算得到车轮角度，并根据该车轮角度处理得到行车轨迹线路信号;所述抬头显示仪用于通过CAN总线接收来自轨迹电子控制单元的行车轨迹线路信号，并通过光学投射装置将该行车轨迹线路信号显示至车辆内驾驶员的视野前方。在实际应用中，抬头显示仪也可包括了该光线投射装置，抬头显示仪安装在车辆前舱位置。
[0035]目前的车辆没有车轮角度的信息，因而需要通过方向盘转角与车轮角度的关系进行公示换算得到车轮角度，不同角度的行车轨迹不同但可以提前计算出并预估绘制，从而得到车轮轨迹线路。
[0036]轨迹电子控制单元负责相关数据分析，通过车轮角度及车轮尺寸得到预期的车轮轨迹线路信号。假设车辆一直在执行拐弯动作，则被驾驶车辆会按照如下路径的圆形轨迹行驶。考虑车辆速度、驾驶员获取及理解信息的时间，轨迹电子控制单元将行车轨迹线路信号平均分为依次排列的20个弧度轨迹信号，车辆前方挨着的这段1/20弧度轨迹(即第一个弧度轨迹信号)会很快行驶过去，因而优选的，第二个弧度轨迹信号通过CAN总线发送至抬头显示仪，以使抬头显示仪通过光学投射装置将该第二个弧度轨迹信号反馈给驾驶人员。
[0037]转换公式包括:
[0038]θΓ = -0.21765-0.05796 ω +9.62064*10—6 ω 2-1.63785*10—8 ω3；
[0039]Θ1 = -0.22268-0.05814 ω -9.89364*10—6 ω 2_1.76545*10—8 ω3 ；
[0040]其中，ΘΓ为右转弯时的车轮角度，Θ1为左转弯时的车轮角度，ω为方向盘转角。
[0041 ] 抬头显示仪包括处理单元和显示单元，所述CAN总线和显示单元均与抬头显示仪连接，所述处理单元用于通过CAN总线获取来自轨迹电子控制单元的第二个弧度轨迹信号，所述显示单元用于将该第二个弧度轨迹信号发射至光学投射装置。
[0042]不同的拐弯角度，对应的预期轨迹路线不一样，可以将Θ角度为I度、2度、3度等各个角度下预期的轨迹路线提前换算出来，最终会得到上百个轨迹路线信号，实际操作中，该轨迹路线信号可以体现为图片，也就是说，将这些轨迹路线绘制成图片。另一种情况，抬头显示仪中的