過多的車輛使得交通安全越來越嚴(yán)重。司機(jī)在駕駛車輛時(shí)，不僅需要時(shí)刻觀察車外的路況信息，還得頻繁低頭查看儀表盤。有研究表明，司機(jī)將視線從車外轉(zhuǎn)移到儀表盤上查看信息后又將視線移到車外觀察路況這一操作時(shí)間大約為4~7s，其中消耗在儀表盤上的時(shí)間約為3~5s。

 

    將司機(jī)查看儀表盤用掉的時(shí)間定義為駕駛盲區(qū)時(shí)間，大約有20%的道路交通事故是由于查看儀表盤的信息而引起。特別是高速行駛的汽車，3~5s的盲區(qū)時(shí)間將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故發(fā)生。

 

    因此，采用抬頭顯示器將車輛運(yùn)行時(shí)的重要信息投射在司機(jī)眼睛前方的風(fēng)擋玻璃上，使司機(jī)無需低頭就能查看車輛運(yùn)行時(shí)的重要參數(shù)信息是極為重要的。

 

    2017年大陸集團(tuán)提出的DMD抬頭顯示器，將傳統(tǒng)的前風(fēng)擋玻璃替換為大猩猩玻璃生產(chǎn)的前擋風(fēng)玻璃，該系統(tǒng)可以得到可視范圍更大的虛像，無需采用楔形結(jié)構(gòu)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行修正，有效的防止重影出現(xiàn)。我們國家研究抬頭顯示器系統(tǒng)的時(shí)間相對(duì)比較晚，缺乏相關(guān)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，普及率也比較低。華陽集團(tuán)采用OLED顯示屏研發(fā)出的一款便攜式HUD，和普通液晶屏顯示圖像一樣，不具備遠(yuǎn)視的效果。

 

    抬頭顯示系統(tǒng)（HeadUpDisplay）主要是利用了光學(xué)反射的原理，將汽車的一些重要的參數(shù)信息（如速度、油箱油量、導(dǎo)航信息、胎壓信息等）投射在汽車前擋風(fēng)玻璃或外加的合成器上，由前擋風(fēng)玻璃或合成器將這些信息反射到司機(jī)眼中，司機(jī)透過前擋風(fēng)玻璃或合成器看到漂浮在汽車引擎蓋上方的虛像，司機(jī)無需低頭即可查看汽車運(yùn)行時(shí)的一些重要的參數(shù)信息。

 

    HUD系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

    整體架構(gòu)介紹

 

    采用了基于STM32的車載抬頭顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。如圖1為系統(tǒng)整體構(gòu)架框圖。該系統(tǒng)主要分為電源電路、數(shù)據(jù)采集模塊、信息處理及像源控制模塊、像源模塊、光學(xué)投影模塊，其中由電源電路為整個(gè)系統(tǒng)供電，采用溫度傳感器去檢測(cè)汽車水箱的溫度信息，采用液晶屏來顯示溫度傳感器檢測(cè)到的溫度值，采用光敏傳感器來檢測(cè)光照強(qiáng)度信息，并通過檢測(cè)到光照強(qiáng)度值來調(diào)節(jié)背光源的亮度，進(jìn)而調(diào)節(jié)液晶屏顯示圖像的亮度，使液晶屏上顯示清晰的圖像。

 

    采用準(zhǔn)直透鏡對(duì)背光源發(fā)射出來的光源進(jìn)行準(zhǔn)直，使得投射到液晶屏上的光更加均勻，采用反射鏡來接收液晶屏上的圖像信息，并將該圖像反射到合成器中后再反射到司機(jī)眼中，司機(jī)透過合成器即可查看到液晶屏上顯示的內(nèi)容信息。

 

    總結(jié)

 

    采用STM32單片機(jī)作為主控，為車載抬頭顯示器系統(tǒng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的主控電路、背光源電路、像源驅(qū)動(dòng)電路、電源電路等，通過DS18B20來采集水杯中水的溫度，達(dá)到模擬溫度傳感器采集汽車水箱溫度的效果，并將采集到的溫度信息顯示在液晶屏上。

 

    將像源中的信息透射到反光鏡中，再反射到合成器上，通過合成器即可觀察到像源上顯示的溫度信息，通過溫度傳感器和水溫計(jì)同時(shí)依次伸入裝有不同溫度的水的杯子中進(jìn)行水溫測(cè)量，以此來驗(yàn)證HUD上顯示的溫度值的準(zhǔn)確性。

 

    同時(shí)采用光敏傳感器檢測(cè)不同光照強(qiáng)度來改變像源的亮度，使司機(jī)在不同的光照環(huán)境下能清晰的查看HUD上顯示的水箱溫度信息。測(cè)試結(jié)果表明，合成器上顯示的信息穩(wěn)定、可靠。