车载全息投影装置、车载全息投影系统及其全息投影方法与流程

本发明涉及车载显示技术，尤其涉及一种车载全息投影装置、车载全息投影系统及其全息投影方法。

背景技术：

现有技术中，车辆中一般会有两个车载显示系统，一个是位于方向盘后侧、正对驾驶者的仪表盘，用于显示车速、发动机转速、行驶里程等车辆信息信息。但是这类车载显示系统仅供驾驶员观测，其他乘客难以通过不同角度方便地观测。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本申请实施例以便提供一种车载全息投影装置、车载全息投影系统及其车载全息投影方法。

第一方面，本申请提供了一种车载全息投影装置，所述车载全息投影装置包括人机交互单元、显示单元和立体成像棱镜；所述人机交互单元自所述车载终端获取车辆信息数据，所述人机交互单元根据车辆信息数据生成全息投影平面图像，所述显示单元包括多个与所述立体成像棱镜配合实现全息投影的成像区域，所述显示单元自所述人机交互单元获取所述全息投影平面图像，经所述成像区域所显示的全息投影平面图像在所述立体成像棱镜中经全息投影形成立体图像。

第二方面，本申请提供了一种车载全息投影系统，所述系统包括：车载终端，其用于收集和传输车辆信息数据，所述车辆信息数据包括车辆行驶数据、车辆状况数据和/或车辆定位数据；及所述车载全息投影装置，其根据车辆信息数据经全息投影生成立体图像。

第三方面，本申请提供了一种车载全息投影方法，所述方法包括：接收包括车辆行驶数据、车辆状况数据和/或车辆定位数据的车辆信息数据，以及获取面镜的数量、形状、边界和倾斜角度；根据所述面镜的数量、形状、边界和倾斜角度，确定用于分别投射到各面镜中的各边界像素点，形成以边界像素点为界所划分的子成像区域；根据各面镜的倾斜角度，确定各所述子成像区域中每一像素点对应于各所述面镜中形成投影像素点的位置数据；根据车辆信息数据，生成各所述子成像区域内所有像素点的像素值，获取待立体投影的平面图像；根据像素值点亮平面图像，在各所述面镜中形成投影。

本申请提供的一种车载全息投影装置、车载全息投影系统及其车载全息投影方法，通过利用人机交互单元、显示单元和立体成像棱镜；所述人机交互单元自所述车载终端获取车辆信息数据，并与所述显示单元、所述立体成像棱镜一起对所述车辆信息数据和/或根据其他指令信息所生成的全息投影平面图像进行全息投影显示，所述显示单元包括多个与所述立体成像棱镜配合实现全息投影的成像区域，经所述成像区域的所显示的车辆信息数据在所述立体成像棱镜中形成全息投影。解决现有技术中现有车载仪表盘无法全景地向驾驶员以及乘客显示车辆信息数据，达到了全景提示车内驾驶员和乘客当前车辆状况，便于向全车发出提示、报警等信息，从而提高车辆行驶安全和避免行车事故的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是车载全息投影装置的结构示意图。

图2是具体实施方式中车载全息投影装置的模块连接示意图。

图3是具体实施方式中车载全息投影装置与运动检测单元的模块连接示意图。

图4是车载全息投影方法的流程图。

具体实施方式

在本发明实施例的技术方案中，所述车载全息投影装置包括人机交互单元、显示单元和立体成像棱镜；所述人机交互单元自所述车载终端获取车辆信息数据，并与所述显示单元、所述立体成像棱镜一起结合所述车辆信息数据生成全息投影平面图像，所述显示单元包括多个与所述立体成像棱镜靠近的成像区域，经所述成像区域的所显示的生成全息投影平面图像在所述立体成像棱镜中形成全息投影。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例1

图1为本发明实施例中车载全息投影装置100的示意图。所述车载全息投影装置100可拆卸地设置在车辆中。如图1和图2所示，所述车载全息投影装置100包括：传输单元110、控制单元120、显示单元130、人机交互单元140、接收单元150、语音合成单元160和立体成像棱镜200。

所述车载全息投影装置100通过传输单元110所述传输单元110与车载终端或手持移动终端等设备连接，经数据接口或无线数据传输获取车辆信息数据。接收单元150可接受外部的指令信息，该指令信息包括车辆驾驶员的语音指令、手势指令等。控制单元120连接所述传输单元110、所述人机交互单元140、所述接收单元150和所述显示单元130，控制单元120根据车辆信息数据和/或指令信息向所述人机交互单元发送控制信号，所述人机交互单元140根据控制信号计算所述显示单元130中各成像区域内像素点的像素值，生成用于全息投影所述车辆信息数据的全息投影平面图像。

所述人机交互单元140内预设有可人机交互的立体图像文件，立体图像文件包括卡通拟人形象文件、人体脸部形象文件等等，立体图像文件的显示格式为二维平面图像，其数量与面镜数量一致。人机交互单元140根据控制信号，选择相应的立体图像文件，同时采用数字显示和/或语音播报等方式，经全息投影立体地向驾驶员显示。同时，所述语音合成单元160用于配合所述人机交互单元140生成与所述全息投影平面图像相适应的语音，以增强人机交互的互动效果。

例如，人机交互单元140根据控制信号采用人体脸部形象向驾驶员通过语音播报车辆时速，则语音合成单元160在播报语音的同时，人机交互单元140所显示的人体脸部形象则根据语音显示对应的口型。或者，在语音合成单元160播报语音的同时，人机交互单元140根据控制新号从人体脸部形象切换至车速，以数字显示的方式向驾驶员展示车辆时速，在语音播报结束后切回人体脸部形象显示。

所述显示单元130为可拆卸的车载显示屏或手持移动设备的显示屏。所述显示单元130包括多个与所述立体成像棱镜配合实现全息投影的成像区域，经所述成像区域的所显示的车辆信息数据在所述立体成像棱镜200中形成全息投影。所述立体成像棱镜200呈棱锥形，所述立体成像棱镜200的倾斜的侧面由至少一片面镜组成，所述立体成像的至少一个尖端部与所述显示单元130相靠近或接触。面镜利用干涉和衍射原理在立体成像棱镜200内立体地呈现显示单元130内所显示的平面图像。所述显示单元130所显示的全息投影平面图像与所述立体成像棱镜200一起对进行全息投影形成立体图像。

具体而言，车辆信息数据包括车辆行驶数据、车辆状况数据和/或车辆定位数据。车辆行驶数据和车辆状况数据至少可以从车载终端、安吉星等车辆信息服务中获取。车辆定位数据至少可以从车载导航、手机导航软件、平板电脑导航软件、智能手表导航软件等途径获取。

更为具体地，所述控制单元120具体包括包括获取模块121、第一处理模块122、第二处理模块123和第三处理模块124。获取模块121用于接收车辆信息数据，以及获取面镜的数量、形状、边界和所述面镜相对于所述成像区域的倾斜角度。第一处理模块122根据所述面镜的数量、形状、边界和倾斜角度，确定用于分别投射到各面镜中的各边界像素点，形成以边界像素点为界所划分的子成像区域。第二处理模块123根据各面镜的倾斜角度，确定各所述子成像区域中每一像素点对应于各所述面镜中形成投影像素点的位置数据。第三处理模块124用于根据车辆信息数据，生成各所述子成像区域内所有像素点的像素值，并传输至所述显示单元130中。显示单元130根据像素值点亮平面图像，被点亮的各像素点根据干涉和衍射原理在立体成像棱镜200内立体地呈现根据车辆信息数据。可立体呈现的车辆信息数据方式如：立体地呈现车辆当前时速、发动机转速等车辆行驶数据，剩余油量、平均油耗、剩余机油量等车辆状况数据和/或车辆当前位置、车辆所在区域、当前行驶路线等车辆定位数据。除此以外，获取模块121通过与用户手持移动设备连接，从手机导航软件中获取车辆当前所在区域内的服务区、餐饮、停车场等服务地点及可前往的路径规划。

实施例2

本实施例2中，所述车载全息投影装置100通过运动检测单元检测车辆和/或车载全息投影装置100的运动状态，进而消除车载全息投影装置100与车辆的相对运动对全息投影成像的影响。如图3所示，所述运动检测单元包括第一检测模块141、第二检测模块142、偏移计算模块143和偏移纠正模块144。第一检测模块141固定安装在所述车辆中，用于检测车辆在静止或行驶中的第一运动状态数据。第二检测模块142与所述显示装置固定连接并同步运动，用于检测所述显示装置的第二运动状态数据。当车载全息投影装置100固定在车辆上时，第一检测模块141和第二检测模块142之间相对静止，第一运动状态数据和第二状态数据的偏移量微小，故可忽略。但当车载全息投影装置100被用户从车辆取下后，第二运动状态数据与第一状态数据将产生较大偏差，故本申请技术方案通过引入偏移计算模块143，偏移计算模块143计算第二运动状态数据相对于第一运动状态数据的偏移量，并通过偏移纠正模块144根据偏移量修正用于全息投影所述车辆信息数据的平面图像。具体的，偏移纠正模块144集成设置于所述控制单元120，所述第一检测模块141通过无线信号传输第一运动状态数据至所述偏移计算模块143。本申请具体实施中，所述第一检测模块141和所述第二检测模块142均由角动量传感器构成。通过偏移量纠正后，使得车载全息投影装置100内的立体图像与车辆本身保持同步，即在车辆内的驾驶员和乘客能始终见到方向稳定且与车身保持同步的立体车辆信息数据，即使乘客取下并翻转车载全息投影装置100后，车载全息投影装置100仍能保持原有方向和角度进行立体成像。

实施例3

基于与前述实施例1或2中一种车载全息投影装置100同样的发明构思，本发明还提供一种车载全息投影系统，所述系统包括：车载终端，其用于收集和传输车辆的车辆信息数据，车辆信息数据包括车辆行驶数据、车辆状况数据和/或车辆定位数据；所述车载全息投影装置100，其根据车辆信息数据经全息投影生成立体图像，用以立体地显示车辆信息数据；以及身份验证装置和远程服务器，身份验证装置与所述车载终端及所述车载全息投影装置100连接，用于确认车辆内驾驶员的身份，远程服务器与人机交互单元140通信，远程服务器可扩展人机交互单元140的交互内容。

例如，远程服务器向人机交互单元140提供高速服务区、周边便民设施、娱乐场所等的定位、查询、导航等交互内容，扩展了人机交互单元140作为信息输入和输出接口的互动功能。驾驶员通过人机交互单元140方便地查询所在地附近的服务场所，人机交互单元140才用语音播报和立体显示相结合的方式向驾驶员提供服务，增强车辆驾驶员人机互动体验。

实施例4

基于与前述实施例3中一种车载全息投影系统同样的发明构思，本发明还提供一种车载全息投影方法，如图4所示，所述方法包括：

步骤s1：接收包括车辆信息数据，以及获取面镜的数量、形状、边界和倾斜角度；

步骤s2：根据所述面镜的数量、形状、边界和倾斜角度，确定用于分别投射到各面镜中的各边界像素点，形成以边界像素点为界所划分的子成像区域；

步骤s3：根据各面镜的倾斜角度，确定各所述子成像区域中每一像素点对应于各所述面镜中形成投影像素点的位置数据；

步骤s4：根据车辆信息数据，生成各所述子成像区域内所有像素点的像素值，获取待立体投影的平面图像；

步骤s5：根据像素值点亮平面图像，在各所述面镜中形成投影。

优选的，所述平面图像包括第一图层和第二图层；所述第二图层的显示优先级高于所述第一图层；所述第一图层具有原平面图像中各像素点及像素值；所述第一图层经映射变换将其像素点及其像素值映射至所述第二图层中；所述映射变换与所述显示单元130及车辆之间运动状态数据的偏移量相关。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本申请实施例提供的一种车载全息投影装置、车载全息投影系统及其车载全息投影方法，通过利用显示单元和立体成像棱镜；所述人机交互单元自所述车载终端获取车辆信息数据，并与所述立体成像棱镜一起对所述车辆信息数据进行全息投影显示，所述显示单元包括多个与所述立体成像棱镜靠近的成像区域，经所述成像区域的所显示的车辆信息数据在所述立体成像棱镜中形成全息投影。解决现有技术中现有车载仪表盘无法全景地向驾驶员以及乘客显示车辆信息数据，达到了全景提示车内驾驶员和乘客当前车辆状况，便于向全车发出提示、报警等信息，从而提高车辆行驶安全和避免行车事故的技术效果。

2、本申请实施例通过接收车辆信息数据，以及获取面镜的数量、形状、边界和所述面镜相对于所述成像区域的倾斜角度；其根据所述面镜的数量、形状、边界和倾斜角度，确定用于分别投射到各面镜中的各边界像素点，形成以边界像素点为界所划分的子成像区域；根据各面镜的倾斜角度，确定各所述子成像区域中每一像素点对应于各所述面镜中形成投影像素点的位置数据；根据车辆行驶数据、车辆状况数据和/或车辆定位数据，生成各所述子成像区域内所有像素点的像素值，并传输至所述显示单元中，进一步解决现有技术中现有车载仪表盘无法全景地向驾驶员以及乘客显示车辆信息数据，达到了全景提示车内驾驶员和乘客当前车辆状况，便于向全车发出提示、报警等信息，从而提高车辆行驶安全和避免行车事故的技术效果。

3、本申请实施例通过检测车辆和/或所述车载全息投影装置的运动状态，用于检测运动状态的所述运动检测单元包括：第一检测模块，其固定安装在所述车辆中，用于检测车辆在静止或行驶中的第一运动状态数据；第二检测模块，其与所述显示装置固定连接并同步运动，用于检测所述显示装置的第二运动状态数据；偏移计算模块，用于计算所述第二运动状态数据相对于所述第一运动状态数据的偏移量；偏移纠正模块，用于根据所述偏移量修正用于全息投影所述车辆信息数据的平面图像，进一步解决现有技术中现有车载仪表盘无法全景地向驾驶员以及乘客显示车辆信息数据，达到了全景提示车内驾驶员和乘客当前车辆状况，便于向全车发出提示、报警等信息，从而提高车辆行驶安全和避免行车事故的技术效果。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。