一种智能抬头显示系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及抬头显示系统，特别涉及智能抬头显示系统。
【背景技术】
[0002]抬头显示器HUD(Head Up Display)，是普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器。抬头的意思是指飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯。因为HUD的方便性以及能够提高飞行安全，民航机也纷纷跟进安装。HUD是利用光学反射的原理，将重要的飞行相关资讯投射在一片玻璃上面。这片玻璃位於座舱前端，高度大致与飞行员的眼睛成水平，投射的文字和影像调整在焦距无限远的距离上面，飞行员透过HUD往前方看的时候，不会妨碍到眼睛的运作，维持清晰的显示。
[0003]HUD的基本架构包含两个部分:资料处理单元与影像显示装置。资料处理单元是将飞机上各系统的资料整合处理之後，根据选择的模式转换成预先设定的符号，图形或者是以文字或者是数字的型态输出。有些产品将讯号处理与影像输出分成两个装置，不过大致上都是类似的工作方式。影像显示装置就是安装在座舱前方，位于飞行员与座舱罩之间的空间上。影像显示装置接收来自资料处理装置的资讯，投射在玻璃上面。显示装置并且附有控制面板，能够调解或者是改变输出的影像。
[0004]新一代的HUD在影像显示方面的改良包括采用全像摄影(Holographic)显示方式，扩大显示影像的范围，尤其是增加水平上的视野角度，减少支架的厚度对於视野的限制与影响，增强不同光度与外在环境下的显示调整，强化影像的清晰度，与其他光学影像输出的配合，譬如说能够将红外线影像摄影机产生的飞机前方影像直接投射到HUD上，与其他的资料融合显示，配合夜视镜的使用以及采用彩色影像显示资料。在资料处理单元上的改良包括提高处理的速率和效率，HUD是将影像投射在座舱前方的固定装置上，当飞行员转动头部的时候，这些影像就会暂时离开他的视野范围。新一代的HUD更适合广泛地运用在汽车上。
[0005]在人们的固有观念里，驾驶最应该注重的自然是安全，不过随着智能手机的普及，手机用户们无时无刻不依赖手机带来的便利和快捷。电话、短信、微信的实时沟通，多媒体的使用，地图导航工具等等这些，然而在“低头族”日益增多的今天，手机带给我们的便利却极大的影响了驾驶的安全性。多种形式的交通事故都是由于车主在驾驶过程中由于使用手机而造成的。汽车厂商们开始意识到中控屏幕的重要性，再加上车辆作为最大的终端设备，更让车上的这块“屏”成为了兵家必争之地。然而车载中控屏幕的存在确实让驾驶变得更为安全了，但在实际体验中，依然有车载中控屏幕上的各项弊端和不方便之处，依然会让驾驶员分心。
[0006]目前，抬头显示器HUD还存在如下的缺陷:
[0007]1.大部分只能显示车速、油量等信息，完全不具备操作功能。
[0008]2.在使用时，需要常用到手机，然后将手机上的信息投射到抬头显示屏幕上。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是，提供支持更多的交互控制，可以实现交互采用语音、手势的智能方案。提供可安装各类的第三方应用，扩展丰富功能，可以实现连接外部设备。提供能够识别的驾驶员行为和状态，可以实现安全驾驶提示功能和交互控制功能。
[0010]解决上述技术问题，本发明提供了一种智能抬头显示系统，包括，显示组件，图像采集组件，自然语音交互组件，传感器组件以及处理器组件，所述显示组件包括，投影模块、成像装置和反射装置，所述投影模块，用以发射光线;所述成像装置，用以接收所述发射装置的发射光线，并通过两次反射后将画面进行成像，并发射到发射装置;所述反射装置，用以将所述画面成像放大后再成像;显示组件的特点，放大成像;在前方成虚像，虚像和道路重合，减少用户焦距切换。本发明显示组件的另外一种实现方式中，是一个直接成像的屏幕(LCD屏幕)和一个反射装置，没有投影模块。
[0011]所述图像采集组件包括，第一摄像装置，第二摄像装置，驾驶员状态监测系统，驾驶环境监测系统，所述第一摄像装置，用以获取驾驶员行车状态信息，所述第二摄像装置，用以获取车辆周围的状态信息，所述驾驶员状态监测系统，用以根据第一摄像装置获取的信息进行驾驶员状态监控;所述驾驶环境监测系统，用以根据第二摄像装置获取的车辆周围状态进行驾驶环境监测;所述自然语音交互组件包括，麦克风和语音处理模块，所述麦克风用以传递驾驶员的自然语音信息至所述语音处理模块，所述语音处理模块用以进行自然语音信息的识别、合成以及逻辑对话，以及自然语音信息的唤醒;所述传感器组件，包括，光照感应装置，用于获取驾驶环境中的光照值;所述处理器组件，包括，处理装置，用于根据获取驾驶员行车状态信息，形成图像数据，如果所述图像数据不满足预定的手势图像标准，则不对所述的图像数据进行储存;若满足，则对所述图像数据进行储存后输出手势指令，以及用于根据所述光照值，判断是否开启补偿光照;若是，则开启补偿光照射并再次获取驾驶环境中的图像数据;所述显示组件与所述图像采集组件连接，所述传感器组件与所述处理器组件连接，所述图像采集组件与所述处理器组件连接。处理器组件，对于语音交互，图像识别等都有作用。更进一步，处理器组件，还有网络组件，能够连接WIFI网络，蜂窝移动网络。
[0012]本发明的智能抬头显示系统中，还包括地图接入模块，用以根据语音信息交互生成行车导航指令，根据所述行车导航指令建立起始位置和目的地的导航路线，将所述导航路线采用精简方式进行显示，所述导航路线包括行车路线查询和行车路线规划；当从所述起始位置开始行驶时至目的地时，距离所述目的地的距离采用自动缩放方式进行显示;根据所述行车导航指令将导航线路按照线路分级的方式进行显示。具体地，基于安装的智能操作系统，可以开发和安装各种应用软件，导航只是其中的一个应用软件。
[0013]本发明的智能抬头显示系统中，还包括基于视觉和语音的智能性别、情绪识别检测系统，根据人脸图像进行车内人员的情绪识别，以及根据人脸进行车内人员的性别识别；根据人的语音进行车内人员的情绪识别，以及根据语音进行车内人员的性别识别；用以将所述性别识别的结果进行匹配并发送到个性化智能语音交互系统，以及用以将所述情绪识别的结果进行融合并发送到个性化智能语音交互系统;根据接收到的匹配结果和融合结果进行语音交互。
[0014]所述传感器组件还包括，采集单元，用以检测车内光照亮度，用户偏好单元，用以设置用户偏好，自调节单元，用以根据上述的光照亮度采集得到光线强度信号进行自调节；用以根据上述的用户偏好设置亮度偏好进行自调节;显示单元，用于显示自调节亮度。
[0015]所述传感器组件还包括，手势监测识别模块，用以对驾驶者进行手势检测，根据所述手势识别出触发动作信息，语音监听识别模块，用以对驾驶者进行语音消息监听，根据所述语音消息识别出唤醒语音信息，按键监测模块，用以对关联的按键进行监控，若监控到按键触发信息，则进行匹配，唤醒模块，用以对所述触发动作信息或者唤醒语音信息进行匹配，若任意信息匹配成功，则进行唤醒。
[0016]所述传感器组件还包括，语音识别模块，用以接收用户发送的语音信号；查询模块，用以根据所述语音信号得到用户输入的POI地址；显示输出模块，用以根据所述POI地址进行检索，得到检索结果;语音交互模块，用以将所述检索结果进行反馈，等待用户下一次语音信号;根据所述下一次语音信号，在所述反馈的结果中选择定位出目地，完成导航。
[0017]所述处理器组件还包括，唤醒指令处理模块、导航指令处理模块，电话指令处理模块，音乐指令处理模块，微信指令处理模块，导航指令处理模块，包括用语音指令选择目的地指定、判断是否躲避拥堵路线指令、导航来源指令、行车路况指令、电子狗指令;唤醒指令处理模块，用以唤醒休眠的抬头显示器；电话指令，可发出电话指令进行语音控制接听、拨出电话，当被呼叫方存号多于一个的时候，可以语音选择;音乐指令，根据语音操作，可以播放SD卡的音乐，或者播放电台内容;微信指令，可提前通过扫码登陆微信，收到微信时会有语音提示是否播报，回复时通过语音输入、识别转换成问文字。
[0018]本发明的智能抬头显示系统中，还包括通过无线连接或者有线连接的外接设备，所述外接设备包括智能移动终端，行车记录仪，汽车OBD设备。智能移动终端通过无线或者蓝牙的方式与智能抬头显示系统保持连接。所述汽车设备0BD，能够随时监控发动机的运行状况和尾气后处理系统的工作状态，一旦发现有可能引起排放超标的情况，会马上发出警示。当系统出现故障时，故障灯(MIL)或检查发动机(Check Engine)警告灯亮，同时OBD系统会将故障信息存入存储器，通过标准的诊断仪器和诊断接口可以以故障码的形式读取相关信息。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。
[0019 ] 所述传感器组件，还包括，方向传感器、加速度传感器、GPS、温度传感器以及地磁传感器，所述温度传感器用以感应车内的温度并进行散热，所述地磁传感器用以用于检测车辆以及车型识别，所述方向传感器用以判断车辆前进或倒退的方向以及测试汽车行驶距离，所述加速度传感器用以车辆的制动、启动检测，所述GPS用以定位车辆位置以及地图接入。
[0020]所述反射装置包括反射屏，所述反射屏为两面具有相同的曲率的光学透镜，且内弧面镀膜的反射率高于外弧面镀膜的反射率;所述成像装置包括:第一发射镜、第二反射镜和成像膜，所述第一反射镜倾斜设置在所述光线的出口处，所述第二反射镜与所述第一发射镜拼接，同样倾斜设置，所述成像膜沿一侧的边缘与所述第二反射镜拼接。
[0021]本发明的有益效果:
[0022]I)由于所述自然语音交互组件包括，麦克风和语音处理模块，所述麦克风用以传递驾驶员的自然语音信息至所述语音处理模块，所述语音处理模块用以进行自然语音信息的识别、合成以及逻辑对话，以及自然语音信息的唤醒。使得智能抬头显示系统能够实现多轮语音交互功能，从而完全使用语音方式完成所有输入。
[0023]2)由于所述显示组件包括，投影模块、成像装置和反射装置，所述投影模块，用以发射光线;所述成像装