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，不僅需要時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間大約為4~7s，其中消耗在儀表盤上的時間約為3~5s。

 

    將司機(jī)查看儀表盤用掉的時間定義為駕駛盲區(qū)時間，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)時間將會導(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)的時間相對比較晚，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)行時的一些重要的參數(shù)信息。

 

    HUD系統(tǒng)設(shè)計

 

    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系統(tǒng)供電，采用溫度傳感器去檢測汽車水箱的溫度信息，采用液晶屏來顯示溫度傳感器檢測到的溫度值，采用光敏傳感器來檢測光照強(qiáng)度信息，并通過檢測到光照強(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)計相應(yīng)的主控電路、背光源電路、像源驅(qū)動電路、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同時依次伸入裝有不同溫度的水的杯子中進(jìn)行水溫測量，以此來驗(yàn)證HUD上顯示的溫度值的準(zhǔn)確性。

 

    同時采用光敏傳感器檢測不同光照強(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。測試結(jié)果表明，合成器上顯示的信息穩(wěn)定、可靠。