CN104527550B - 一种抬头显示器信息交互的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抬头显示器信息交互的方法及系统，方法包括：通过独立的异步串口通信协议建立起组合仪表与抬头显示器之间的直接信息渠道；所述独立的异步串口通信协议包括通信协议结构、通信时序定义和信息传输格式；所述组合仪表获取当前车辆行驶信息，并通过所述独立的异步串口通信协议直接发送给所述抬头显示器；所述抬头显示器对所述当前车辆行驶信息进行显示。本发明能够缩短显示信息反应时间，降低延时概率，使得驾驶员能及时应对行车情况的变化。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种抬头显示器信息交互的方法及系统。
背景技术
HUD是Head Up Display的缩写，中文翻译为抬头显示器或平视显示器。
HUD最初是应用在战斗机上的一种技术。平视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，降低飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识的掌握。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，如今在汽车行业也开始逐渐普及开来。HUD通过将车辆重要信息，例如车速(Speed)、转向(Direction)、导航(TbT Navi)、中距巡航雷达(ACC)、车道偏离提示(LDW)等，投影到前风挡风玻璃上，使驾驶员能及时、便利地知晓当前行车状况，提高反应时间，降低驾驶疲劳。
但是，现有的前风挡式抬头显示器的通信方案，是通过增加CAN总线信息的定义，把经过这些定义的信息增加到CAN总线上再单独发给抬头显示器，这样做会使CAN总线负载率上升，不但增加了CAN总线的通信负担，而且还使得延时概率变高，显示信息反应时间变慢，对于关注度较高的行车安全警示显示延迟或误报，导致驾驶员无法第一时间反应，不能及时应对行车情况的变化。
发明内容
本发明的目的是要提供一种抬头显示器信息交互的方法及系统，能够缩短显示信息反应时间，降低延时概率，使得驾驶员能及时应对行车情况的变化。
为了实现上述目的，本发明提供了一种抬头显示器信息交互的方法，包括：
通过独立的异步串口通信协议建立起组合仪表与抬头显示器之间的直接信息渠道；所述独立的异步串口通信协议包括通信协议结构、通信时序定义和信息传输格式；
所述组合仪表获取当前车辆行驶信息，并通过所述独立的异步串口通信协议直接发送给所述抬头显示器；
所述抬头显示器对所述当前车辆行驶信息进行显示。
优选的，上述的方法中，所述独立的异步串口通信协议中还具有通信错误处理机制，所述通信错误处理机制包括：
如果满足以下任何一个条件，则检测出通信失败，并且所述组合仪表和所述抬头显示器对信息进行无视对待；
条件一，信息的数据的长度比本式样书里面规定的值要短；
条件二，校验和不正确；
条件三，在点火状态下，所述抬头显示器在1000毫秒内没有接收到任何信息。
优选的，上述的方法中，所述独立的异步串口通信协议中还具有交互网络独立管理机制，所述交互网络独立管理机制包括：
在点火开关关闭的情况下，如果所述抬头显示器在1000毫秒之内没有接收到任何信息，则所述抬头显示器进行通信休止检测；
在点火开关转到“ON档”的情况下，所述抬头显示器在150毫秒之内完成信息接收和传输的准备工作。
优选的，上述的方法中，在所述通信协议结构中，所述组合仪表发送请求帧后所述抬头显示器回复响应帧；
两个相邻请求帧之间的时间间隔为200毫秒。
优选的，上述的方法中，在所述通信时序定义中，
所述请求帧内，数据位之间的运行时间0-5毫秒；
所述请求帧和所述响应帧之间建立连接所需的等待时间为0-5毫秒；
所述响应帧内，数据位之间的运行时间0-5毫秒；
所述响应帧与下一条请求帧之间的等待时间大于2毫秒。
优选的，上述的方法中，所述抬头显示器对预定信息进行无数值处理的直接显示；所述预定信息包括：车速、导航、自适应巡航控制、左右转向、电子稳定性控制系统警告和/或低油量警告。
优选的，上述的方法中，所述抬头显示器在收到起始信号的预定时长内，在显示区间显示全亮灯，超出所述预定时长之后，所述抬头显示器将根据接收到的数据正常表示。
为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种抬头显示器信息交互的系统，包括协议单元、组合仪表和抬头显示器；
所述协议单元，用于：通过独立的异步串口通信协议建立起所述组合仪表与所述抬头显示器之间的直接信息渠道；所述独立的异步串口通信协议包括通信协议结构、通信时序定义和信息传输格式；
所述组合仪表，用于：获取当前车辆行驶信息，并通过所述独立的异步串口通信协议直接发送给所述抬头显示器；
所述抬头显示器，用于：对所述当前车辆行驶信息进行显示。
优选的，上述的系统中，所述独立的异步串口通信协议中还具有通信错误处理机制和交互网络独立管理机制。
优选的，上述的系统中，所述抬头显示器对预定信息进行无数值处理的直接显示；所述预定信息包括：车速、导航、自适应巡航控制、左右转向、电子稳定性控制系统警告和/或低油量警告；
所述抬头显示器在收到起始信号的预定时长内，在显示区间显示全亮灯，超出所述预定时长之后，所述抬头显示器将根据接收到的数据正常表示。
本发明实施例具有以下技术效果：
1)前风挡式抬头显示器与组合仪表之间采用了独立的异步串口通信协议，建立直接信息渠道，能够缩短显示信息反应时间，降低延时概率，使得驾驶员能及时应对行车情况的变化。
2)降低了CAN总线的负载率，为车辆CAN总线未来再增加ECU的扩容性争取了空间，为整车平台化增加留出了CAN总线扩展余地。
3)CAN总负担降低，也减少了通信延时，提高了信息传输效率，减少了信息显示的反应时间，确保了驾驶员能第一时间获取行车信息的可靠性和准确度。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是本发明方法实施例的步骤流程图；
图2是本发明系统实施例的系统结构图；
图3是本发明实施例的通信协议结构图；
图4是本发明实施例的通信协议交互时序图。
具体实施方式
图1是本发明一个方法实施例的步骤流程图，如图1所示，本发明实施例提供一种抬头显示器信息交互的方法，包括：
步骤101，通过独立的异步串口通信协议建立起组合仪表与抬头显示器之间的直接信息渠道；所述独立的异步串口通信协议包括通信协议结构、通信时序定义和信息传输格式；
步骤102，所述组合仪表获取当前车辆行驶信息，并通过所述独立的异步串口通信协议直接发送给所述抬头显示器；
步骤103，所述抬头显示器对所述当前车辆行驶信息进行显示。
由上可知，本发明实施例中，前风挡式抬头显示器与组合仪表之间采用了独立的异步串口通信协议，建立直接信息渠道，能够缩短显示信息反应时间，降低延时概率，使得驾驶员能及时应对行车情况的变化。
这与其它类型的风挡式抬头显示器使用的CAN总线模式相比，极大的减轻了CAN通信的负担，降低了CAN总线的负载率，使得通讯信息的延时率和丢失率极大的降低，大幅度的提高了车辆安全显示信息的可靠性。
本发明的一个实施例中，所述独立的异步串口通信协议中还具有通信错误处理机制，所述通信错误处理机制包括：
如果满足以下任何一个条件，则检测出通信失败，并且所述组合仪表和所述抬头显示器对信息进行无视对待；
条件一，信息的数据的长度比本式样书里面规定的值要短；
条件二，校验和不正确；
条件三，在点火状态下，所述抬头显示器在1000毫秒内没有接收到任何信息。
通过该错误处理机制，能够保障通信的有效性和准确性。
本发明的一个实施例中，所述独立的异步串口通信协议中还具有交互网络独立管理机制，所述交互网络独立管理机制包括：
在点火开关关闭的情况下，如果所述抬头显示器在1000毫秒之内没有接收到任何信息，则所述抬头显示器进行通信休止检测；
在点火开关转到“ON档”的情况下，所述抬头显示器在150毫秒之内完成信息接收和传输的准备工作。
通过该交互网络独立管理机制，使得抬头显示器的信息获取相对独立，不依赖于CAN总线等其他系统。
本发明的一个实施例中，在所述通信协议结构中，所述组合仪表发送请求帧后所述抬头显示器回复响应帧；两个相邻请求帧之间的时间间隔为200毫秒。
在所述通信时序定义中，所述请求帧内，数据位之间的运行时间0-5毫秒；
所述请求帧和所述响应帧之间建立连接所需的等待时间为0-5毫秒；
所述响应帧内，数据位之间的运行时间0-5毫秒；
所述响应帧与下一条请求帧之间的等待时间大于2毫秒。
通过以上时序的定义，可以根据组合仪表的信息特点，进行很好的握手交互和数据传输。
本发明的一个实施例中，所述抬头显示器对预定信息进行无数值处理的直接显示；所述预定信息包括：车速、导航、自适应巡航控制、左右转向、电子稳定性控制系统警告和/或低油量警告。
所述抬头显示器在收到起始信号的预定时长内，在显示区间显示全亮灯，超出所述预定时长之后，所述抬头显示器将根据接收到的数据正常表示。
图2是本发明系统实施例的的系统结构图。如图2所示，本发明实施例提供一种抬头显示器信息交互的系统，包括协议单元201、组合仪表202和抬头显示器203；
所述协议单元201，用于：通过独立的异步串口通信协议建立起所述组合仪表与所述抬头显示器之间的直接信息渠道；所述独立的异步串口通信协议包括通信协议结构、通信时序定义和信息传输格式；
所述组合仪表202，用于：获取当前车辆行驶信息，并通过所述独立的异步串口通信协议直接发送给所述抬头显示器；
所述抬头显示器203，用于：对所述当前车辆行驶信息进行显示。
可见，本发明实施例提供显示信息的通信交互架构，做为国内第一款前风挡式抬头显示器与组合仪表之间首次采用了UART(异步串口通信协议)串口双工通信模式和信息交互格式。这与其它类型的风挡式抬头显示器使用的CAN总线模式相比，极大的减轻了CAN通信的负担，降低了CAN总线的负载率，使得通讯信息的延时率和丢失率极大的降低，也大幅度的提高了车辆安全显示信息的可靠性。使用专用通信格式的，极大降低了显示误报率，提高了传输速率，保证了安全驾驶信息的可靠性与准确度。
本发明的一个实施例中，所述独立的异步串口通信协议中还具有通信错误处理机制和交互网络独立管理机制。
所述抬头显示器对预定信息进行无数值处理的直接显示；所述预定信息包括：车速、导航、自适应巡航控制、左右转向、电子稳定性控制系统警告和/或低油量警告；
所述抬头显示器在收到起始信号的预定时长内，在显示区间显示全亮灯，超出所述预定时长之后，所述抬头显示器将根据接收到的数据正常表示。
以下，将对本发明的独立的异步串口通信协议的通信机能规格、通信协议架构和信息传输格式进行细致说明。
一、通信机能规格说明如下：
Baud rate:9600[bps](Tolerance 5％)
Protocol:UART
Bit order LSB first
Byte order Big endian
Start bit:1[bit]
Stop bit:1[bit]
Parity bit:Even parity奇偶校验位：偶校验。
Type:Single master-Single slave
Master:IPC(组合仪表)
Slave:HUD(抬头显示器)
信号交互格式，组合仪表与抬头显示器之间传输速率握手协议定义。
二、通信协议架构说明如下：
图3为通信协议结构图，图4是通信协议交互时序图。
如图所示，UART通信时序定义如下表所示
通信错误处理机制：
如果满足以下任何一个条件，IPC/HUD(组合仪表/抬头显示器)会检测出通信失败。并且IPC/HUD对信息进行无视对待：信息的数据的长度比本式样书里面规定的值要短；校验和(对于错误检测而求合计)是不正确的；在点火状态下，HUD如果在1000毫秒内没有接收到任何信息，HUD会检测出通信失败。
UART交互网络独立管理机制：
在点火开关关闭的情况下，如果HUD在1000msec之内没有接收到任何信息，HUD进行通信休止检测。
在点火开关(IGN SW)转到ON档的情况下，HUD必须在150ms之内完成信息接收和传输的准备工作。
三、信息传输格式，如下表所示
信息描述：
每帧首字节对发信元进行检测，如下表。
| 信号类型： | unsigned |
| 长度： | 1[byte] |
| 理论值： | 0x01:从IPC传来的普通连接请求 |
| 物理值： | - |
IPC向HUD进行打开或关闭的要求协议定义，如下表
车速信息传输定义，如下表
方位信息传输定义，如下表
环境温度信息传输定义
警示符号的传输定义，如下表
四、显示图像根据接收到的数据，HUD将显示下面所列内容。HUD不会执行取平均值等的计算，只根据接收到的数据不做任何处理地进行显示。
Vehicle Speed(车速)
Turn by Turn Navigation TBT(导航)
ACC(自适应巡航控制)
Turn Right/Left(左右转向)
ESC Warning(ESC警告)
Low Fuel Warning(低油量警告)
WOW通信起始图形自检功能
HUD在IGN ON收到信号2秒钟内的所显示区间显示全亮灯。之后HUD将根据接受到的数据正常表示。
其中，ESC为电子稳定性控制系统。
由上可知，本发明的通信架构有以下优势：
1)前风挡式抬头显示器与组合仪表之间采用了独立的异步串口通信协议，建立直接信息渠道，能够缩短显示信息反应时间，降低延时概率，使得驾驶员能及时应对行车情况的变化。
2)降低了CAN总线的负载率，为车辆CAN总线未来再增加ECU的扩容性争取了空间，为整车平台化增加留出了CAN总线扩展余地。
3)CAN总负担降低，也减少了通信延时，提高了信息传输效率，减少了信息显示的反应时间，确保了驾驶员能第一时间获取行车信息的可靠性和准确度。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (7)
1.一种抬头显示器信息交互的方法，其特征在于，包括：
通过独立的异步串口通信协议建立起组合仪表与抬头显示器之间的直接信息渠道；所述独立的异步串口通信协议包括通信协议结构、通信时序定义和信息传输格式；
所述组合仪表获取当前车辆行驶信息，并通过所述独立的异步串口通信协议直接发送给所述抬头显示器；
所述抬头显示器对所述当前车辆行驶信息进行显示；
所述独立的异步串口通信协议中还具有通信错误处理机制，所述通信错误处理机制包括：
如果满足以下任何一个条件，则检测出通信失败，并且所述组合仪表和所述抬头显示器对信息进行无视对待；
条件一，信息的数据的长度比本式样书里面规定的值要短；
条件二，校验和不正确；
条件三，在点火状态下，所述抬头显示器在1000毫秒内没有接收到任何信息；
所述独立的异步串口通信协议中还具有交互网络独立管理机制，所述交互网络独立管理机制包括：
在点火开关关闭的情况下，如果所述抬头显示器在1000毫秒之内没有接收到任何信息，则所述抬头显示器进行通信休止检测；
在点火开关转到“ON档”的情况下，所述抬头显示器在150毫秒之内完成信息接收和传输的准备工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通信协议结构中，所述组合仪表发送请求帧后所述抬头显示器回复响应帧；
两个相邻请求帧之间的时间间隔为200毫秒。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述通信时序定义中，
所述请求帧内，数据位之间的运行时间0-5毫秒；
所述请求帧和所述响应帧之间建立连接所需的等待时间为0-5毫秒；
所述响应帧内，数据位之间的运行时间0-5毫秒；
所述响应帧与下一条请求帧之间的等待时间大于2毫秒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抬头显示器对预定信息进行无数值处理的直接显示；所述预定信息包括：车速、导航、自适应巡航控制、左右转向、电子稳定性控制系统警告和/或低油量警告。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述抬头显示器在收到起始信号的预定时长内，在显示区间显示全亮灯，超出所述预定时长之后，所述抬头显示器将根据接收到的数据正常表示。
6.一种抬头显示器信息交互的系统，其特征在于，包括协议单元、组合仪表和抬头显示器；
所述协议单元，用于：通过独立的异步串口通信协议建立起所述组合仪表与所述抬头显示器之间的直接信息渠道；所述独立的异步串口通信协议包括通信协议结构、通信时序定义和信息传输格式、通信错误处理机制、交互网络独立管理机制；
所述组合仪表，用于：获取当前车辆行驶信息，并通过所述独立的异步串口通信协议直接发送给所述抬头显示器；
所述抬头显示器，用于：对所述当前车辆行驶信息进行显示。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述抬头显示器对预定信息进行无数值处理的直接显示；所述预定信息包括：车速、导航、自适应巡航控制、左右转向、电子稳定性控制系统警告和/或低油量警告；
所述抬头显示器在收到起始信号的预定时长内，在显示区间显示全亮灯，超出所述预定时长之后，所述抬头显示器将根据接收到的数据正常表示。
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