一种基于视觉的抬头显示器控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及抬头显示器，特别涉及基于视觉的抬头显示器控制系统及方法。
【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)的控制方式主要有遥控器、语音和手势等控制方式。通过 遥控器控制方式的缺点在于，需要配置额外的设备才能完成控制，操作不自然，用户体验不 好。语音控制的方式的缺点在于，需要先唤醒，再操作，并且在有人说话的情况下容易误操 作，操作指令识别的准确度不高。而手势操作控制，具有操作方便、指令明确的特点。已有的 抬头显示器(HUD)的手势控制系统通过发射信号，并接收不同手势发射回来的信号进行手 势识别，该种技术方案的缺点是：
[0007] 1、需要信号发射装置与接收装置协同工作才能识别；
[0008] 2、可识别的手势数量非常有限；
[0009] 3、当信号发射功率过小则会造成干扰，信号发射功率过大则会对人体有害。
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的技术问题是，采用操作方便、指令明确无歧义、无需附加设备的抬 头显示器控制系统，能够在不同光照条件下进行手势的检测与识别，让驾驶员在安全驾驶 的过程中方便有效的查看信息和沟通，同时保证了安全。
[0011] 解决上述技术问题，本发明提供了一种基于视觉的抬头显示器控制系统，包括：
[0012] 图像采集装置，用于获取驾驶环境中的图像数据；
[0013] 光照感应装置，用于获取驾驶环境中的光照值；
[0014] 光照源，用于提供补偿光照；
[0015] 处理装置，与图像采集装置连接，用于根据上述的图像数据，形成静态或者动态的 图像数据，其中静态或者动态是手势的运动状态或者手势的静止状态;如果上述的图像数 据不满足预定的手势图像标准，则不对上述的图像数据进行储存;若满足，则对上述的图像 数据进行储存后输出手势指令；
[0016] 与光照感应装置连接，用于根据上述的光照值，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。
[0017] 上述的图像采集装置包括至少一个摄像头，该摄像头采集到二维手型形成静态图 像数据，与预设的手势进行匹配成功后输出唤醒指令、音乐切换指令、接听或拒绝来电指令 或者切换页面指令。
[0018] 上述的光照感应装置，与上述光照源连接，在光照值大于设定阈值时关闭，
[0019] 所述光照源在光照值小于设定阈值时，控制所述光照源打开为图像采集装置提供 的光照，上述的光照源为近红外LED。
[0020] 基于视觉的抬头显示器控制系统还包括0BD通讯接口和显示界面，与上述处理装 置连接，用于读取车辆CAN上的信息并实时显示在所述显示界面上。
[0021] 本发明还提供了一种基于视觉的抬头显示器控制方法，包括以下步骤：
[0022] 获取驾驶环境中的图像数据；
[0023] 根据上述的图像数据，形成静态或者动态的图像数据，其中静态或者动态是手势 的运动状态或者手势的静止状态；
[0024] 如果上述的图像数据不满足预定的手势图像标准，则不对上述的图像数据进行储 存;若满足，则对上述的图像数据进行储存后输出手势指令；
[0025]获取驾驶环境中的光照值；
[0026] 根据上述的光照值，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。
[0027] 所述手势的静止状态基于二维手型进行识别，
[0028] 获取所述二维手型上的二维信息后输入得到第一图像；
[0029] 与预设的手势进行匹配识别，若找到与所述的第一图像匹配的第二图像则触发操 作指令；
[0030] 或二手势的静止状态基于二维手势进行识别追踪。
[0031] 所述手势的静止状态包括:握拳、五指张开、剪刀手，
[0032] 或者，将手势和手部运动结合在一起的手势运动。
[0033] 若与预设的手势进行匹配识别时，没有找到，则重新获取驾驶环境中的光照值，根 据光照值开启补偿光照，再次进行二维手型匹配。
[0034] 所述操作指令包括:唤醒指令、导航指令，电话指令，音乐指令，微信指令中的一种 或者多种，
[0035] 导航指令，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；
[0036] 唤醒指令，用以唤醒休眠的抬头显示器；
[0037]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；
[0038]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；
[0039] 微