CN115273552B - 一种汽车仪表的hmi控制系统 - Google Patents

一种汽车仪表的hmi控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车仪表的HMI控制系统，包括障碍分析模块、图像扫描模块、HMI反馈模块；所述障碍分析模块用于图像形状位置判断，图像扫描模块用于探测图像形状区域周围环境，HMI反馈模块用于将各个区域的图像形状进行人机交互显示，所述障碍分析模块包括图像映射模块、清晰度调节模块、算力集中模块、识别触发模块，所述图像扫描模块包括图像检查模块、形状解读模块、行进快慢得出模块、抉择模块，所述HMI反馈模块与各障碍分析模块的清晰度调节模块电连接，所述清晰度调节模块和识别触发模块与抉择模块电连接；所述清晰度调节模块用于调节图像映射区域的识别清晰度，控制图像映射区域的识别状态，本发明，具有使用成本低的特点。

Description

一种汽车仪表的HMI控制系统
技术领域
本发明涉及控制系统技术领域，具体为一种汽车仪表的HMI控制系统。
背景技术
在工业控制领域，最常见的判定机监控系统是实现简单的人机界面（HMI）的监控系统。主要作用是直接显示和存贮由现场设备采集到的数据，并通过简单的报表、曲线来显示现场设备的运行状态和现场数据，通过及时的报警信息来帮助操作员进行监控操作。
在驾驶过程中，前方行进路线可能会有行人和车辆等行进物经过，正常情况下依靠人自主进行判断，然而总有可能有概率司机注意不到前方的行进物，造成车祸隐患。常规的解决方案采用图像扫描的方法判断行进物是否会与汽车行进轨迹重叠，而图像实时扫描分析是一种非常消耗算力和电力资源的手段，加大了判断成本。因此，设计使用成本低的一种汽车仪表的HMI控制系统是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车仪表的HMI控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种汽车仪表的HMI控制系统，包括障碍分析模块、图像扫描模块、HMI反馈模块；
所述障碍分析模块用于图像形状位置判断，图像扫描模块用于探测图像形状区域周围环境，HMI反馈模块用于将各个区域的图像形状进行人机交互显示。
根据上述技术方案，所述障碍分析模块包括图像映射模块、清晰度调节模块、算力集中模块、识别触发模块，所述图像扫描模块包括图像检查模块、形状解读模块、行进快慢得出模块、抉择模块，所述HMI反馈模块与各障碍分析模块的清晰度调节模块电连接，所述清晰度调节模块和识别触发模块与抉择模块电连接；
所述图像映射模块用于图像映射区域的图像形状扫描，所述清晰度调节模块用于调节图像映射区域的识别清晰度，控制图像映射区域的识别状态，所述算力集中模块用于将CPU算力集中在某个需要清晰显示的区域进行图像识别，动态调节图像映射区域的图像映射清晰度，识别触发模块用于控制图像映射区域的结束和开始，实现对驾驶员的图像形状进行去除作用，所述图像检查模块用于根据图像感应得到前方障碍物的图像轮廓，所述形状解读模块用于分析图像成像前方障碍物的形状，所述行进快慢得出模块用于判定前方障碍物行进快慢，抉择模块用于将前方障碍物的形状与常见障碍物进行类比，判断行进前方障碍物种类。
根据上述技术方案，所述图像扫描模块的识别过程包括以下具体步骤：
S1、在图像扫描模块识别时，图像检查模块开始扫描该图像映射区域的前方障碍物；
S2、当有行进前方障碍物进入视野时，图像检查模块通过图像感应图像轮廓得到行进前方障碍物边缘，形状解读模块判定前方障碍物的体积，得出行进前方障碍物图像轮廓的区域大小，行进快慢得出模块判定出前方障碍物行进快慢；
S3、抉择模块将行进前方障碍物图像轮廓区域大小与常见障碍物形状种类进行类比，得出对该障碍物种类的抉择结果，进而判断是否处于危险状态，根据各种不一样的抉择结果，抉择模块控制清晰度调节模块和识别触发模块的识别，调节图像映射区域的识别方法。
根据上述技术方案，所述抉择结果的抉择依据为：
S3-1、当图像轮廓区域大小重合于行进区域
Figure 441734DEST_PATH_IMAGE001
时，抉择模块对于此行进前方障碍物的抉择结果为可能危险；
S3-2、当图像轮廓区域大小远离行进区域
Figure 361149DEST_PATH_IMAGE001
时，抉择模块于对此行进前方障碍物的抉择结果为安全。
根据上述技术方案，包括以下具体步骤：
S4、没有行进前方障碍物进入视野时，图像映射模块以正常识别方法进行位置判断识别；
S5、当驾驶员进入道路识别区域时，该驾驶员附近位置的图像扫描模块的抉择结果为驾驶员，识别触发模块结束图像形状扫描区域，障碍分析模块不识别；
S6、驾驶员离开后，图像扫描模块抉择结果为无行进前方障碍物，此时识别触发模块打开图像映射区域，障碍分析模块按正常识别状态识别，此时障碍分析模块的识别清晰度
Figure 134064DEST_PATH_IMAGE002
；
S7、当前方障碍物种类进入视野在道路时，图像扫描模块识别出此类前方障碍物种类，障碍分析模块根据抉择结果以高清晰度识别方法识别。
根据上述技术方案，上述步骤S7中，障碍分析模块的高清晰度识别状态的识别过程包括以下具体步骤：
S7-1、在前方障碍物种类进入视野时，图像检查模块通过图像感应图像轮廓得到行进前方障碍物边缘，形状解读模块判定前方障碍物的体积，得出行进前方障碍物图像轮廓的区域面积
Figure 861324DEST_PATH_IMAGE003
；
S7-2、将判定区域大小通过HMI反馈模块传输至其他区域的障碍分析模块，其他正常识别区域的清晰度调节模块通过HMI反馈模块向前方障碍物种类进入视野区域的算力集中模块输送算力集中，此时图像显示的清晰度为
Figure 47586DEST_PATH_IMAGE004
；
S7-3、障碍分析模块获得算力集中权限后，以高清晰度识别状态进行识别。
根据上述技术方案，所述算力集中模块中的算力集中权限触发信号输送至清晰度调节模块，装置设定高清晰度识别范围，该范围内的图像映射模块通过算力集中权限以高清晰度识别状态进行识别，图像映射模块的识别清晰度满足公式：
Figure 770691DEST_PATH_IMAGE005
其中
Figure 132533DEST_PATH_IMAGE006
为图像映射模块与前方障碍物种类成像投影间的距离，
Figure 689417DEST_PATH_IMAGE007
为稳流参数，n为障碍分析模块总运算单元数量，i为高清晰度识别范围内的障碍分析模块运算单元数量；
该范围外的障碍分析模块根据清晰度调节模块输出清晰度以低清晰度状态进行识别，其识别清晰度
Figure 753188DEST_PATH_IMAGE008
。
根据上述技术方案，上述步骤S7-2中的算力集中权限
Figure 561875DEST_PATH_IMAGE004
与前方障碍物种类的图像轮廓区域大小
Figure 496333DEST_PATH_IMAGE003
成正比关系，
Figure 135754DEST_PATH_IMAGE004
与图像轮廓区域大小
Figure 217979DEST_PATH_IMAGE003
需要满足公式
Figure 830357DEST_PATH_IMAGE009
。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过根据障碍物的轮廓来判断是否与当前的行进路线重合，并且根据轮廓大小来对当前清晰度进行调整，使得算力能够更加集中于迫切需要识别的区域。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体模块结构示意图。
具体实施方式
下面将根据本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种汽车仪表的HMI控制系统，包括障碍分析模块、图像扫描模块、HMI反馈模块；
障碍分析模块用于图像形状位置判断，图像扫描模块用于探测图像形状区域周围环境，HMI反馈模块用于将各个区域的图像形状进行人机交互显示。
障碍分析模块包括图像映射模块、清晰度调节模块、算力集中模块、识别触发模块，图像扫描模块包括图像检查模块、形状解读模块、行进快慢得出模块、抉择模块，HMI反馈模块与各障碍分析模块的清晰度调节模块电连接，清晰度调节模块和识别触发模块与抉择模块电连接；
图像映射模块用于图像映射区域的图像形状扫描，清晰度调节模块用于调节图像映射区域的识别清晰度，控制图像映射区域的识别状态，算力集中模块用于将CPU算力集中在某个需要清晰显示的区域进行图像识别，动态调节图像映射区域的图像映射清晰度，识别触发模块用于控制图像映射区域的结束和开始，实现对驾驶员的图像形状进行去除作用，图像检查模块用于根据图像感应得到前方障碍物的图像轮廓，形状解读模块用于分析图像成像前方障碍物的形状，行进快慢得出模块用于判定前方障碍物行进快慢，抉择模块用于将前方障碍物的形状与常见障碍物进行类比，判断行进前方障碍物种类；
图像扫描模块的识别过程包括以下具体步骤：
S1、在图像扫描模块识别时，图像检查模块开始扫描该图像映射区域的前方障碍物；
S2、当有行进前方障碍物进入视野时，图像检查模块通过图像感应图像轮廓得到行进前方障碍物边缘，形状解读模块判定前方障碍物的体积，得出行进前方障碍物图像轮廓的区域大小，行进快慢得出模块判定出前方障碍物行进快慢；
S3、抉择模块将行进前方障碍物图像轮廓区域大小与常见障碍物形状种类进行类比，得出对该障碍物种类的抉择结果，进而判断是否处于危险状态，根据各种不一样的抉择结果，抉择模块控制清晰度调节模块和识别触发模块的识别，调节图像映射区域的识别方法；
抉择结果的抉择依据为：
S3-1、当图像轮廓区域大小重合于行进区域
Figure 370054DEST_PATH_IMAGE001
时，抉择模块对于此行进前方障碍物的抉择结果为可能危险；
S3-2、当图像轮廓区域大小远离行进区域
Figure 688647DEST_PATH_IMAGE001
时，抉择模块于对此行进前方障碍物的抉择结果为安全；
包括以下具体步骤：
S4、没有行进前方障碍物进入视野时，图像映射模块以正常识别方法进行位置判断识别；
S5、当驾驶员进入道路识别区域时，该驾驶员附近位置的图像扫描模块的抉择结果为驾驶员，识别触发模块结束图像形状扫描区域，障碍分析模块不识别；
S6、驾驶员离开后，图像扫描模块抉择结果为无行进前方障碍物，此时识别触发模块打开图像映射区域，障碍分析模块按正常识别状态识别，此时障碍分析模块的识别清晰度
Figure 350179DEST_PATH_IMAGE002
；
S7、当前方障碍物种类进入视野在道路时，图像扫描模块识别出此类前方障碍物种类，障碍分析模块根据抉择结果以高清晰度识别方法识别；
上述步骤S7中，障碍分析模块的高清晰度识别状态的识别过程包括以下具体步骤：
S7-1、在前方障碍物种类进入视野时，图像检查模块通过图像感应图像轮廓得到行进前方障碍物边缘，形状解读模块判定前方障碍物的体积，得出行进前方障碍物图像轮廓的区域面积
Figure 969510DEST_PATH_IMAGE003
；
S7-2、将判定区域大小通过HMI反馈模块传输至其他区域的障碍分析模块，其他正常识别区域的清晰度调节模块通过HMI反馈模块向前方障碍物种类进入视野区域的算力集中模块输送算力集中，此时图像显示的清晰度为
Figure 488347DEST_PATH_IMAGE004
；
S7-3、障碍分析模块获得算力集中权限后，以高清晰度识别状态进行识别；
算力集中模块中的算力集中权限触发信号输送至清晰度调节模块，装置设定高清晰度识别范围，该范围内的图像映射模块通过算力集中权限以高清晰度识别状态进行识别，图像映射模块的识别清晰度满足公式：
Figure 964459DEST_PATH_IMAGE005
其中
Figure 628134DEST_PATH_IMAGE006
为图像映射模块与前方障碍物种类成像投影间的距离，
Figure 660943DEST_PATH_IMAGE007
为稳流参数，n为障碍分析模块总运算单元数量，i为高清晰度识别范围内的障碍分析模块运算单元数量；
该范围外的障碍分析模块根据清晰度调节模块输出清晰度以低清晰度状态进行识别，其识别清晰度
Figure 221238DEST_PATH_IMAGE008
；
上述步骤S7-2中的算力集中权限与前方障碍物种类的图像轮廓区域大小
Figure 727305DEST_PATH_IMAGE003
成正比关系，
Figure 84468DEST_PATH_IMAGE004
与图像轮廓区域大小
Figure 777093DEST_PATH_IMAGE003
需要满足公式
Figure 4944DEST_PATH_IMAGE009
。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种汽车仪表的HMI控制系统，其特征在于：包括障碍分析模块、图像扫描模块、HMI反馈模块；
所述障碍分析模块用于图像形状位置判断，图像扫描模块用于探测图像形状区域周围环境，HMI反馈模块用于将各个区域的图像形状进行人机交互显示；
所述障碍分析模块包括图像映射模块、清晰度调节模块、算力集中模块、识别触发模块，所述图像扫描模块包括图像检查模块、形状解读模块、行进快慢得出模块、抉择模块，所述HMI反馈模块与各障碍分析模块的清晰度调节模块电连接，所述清晰度调节模块和识别触发模块与抉择模块电连接；
所述图像映射模块用于图像映射区域的图像形状扫描，所述清晰度调节模块用于调节图像映射区域的识别清晰度，控制图像映射区域的识别状态，所述算力集中模块用于将CPU算力集中在某个需要清晰显示的区域进行图像识别，动态调节图像映射区域的图像映射清晰度，识别触发模块用于控制图像映射区域的结束和开始，实现对驾驶员的图像形状进行去除作用，所述图像检查模块用于根据图像感应得到前方障碍物的图像轮廓，所述形状解读模块用于分析图像成像前方障碍物的形状，所述行进快慢得出模块用于判定前方障碍物行进快慢，抉择模块用于将前方障碍物的形状与常见障碍物进行类比，判断行进前方障碍障碍物种类；
所述图像扫描模块的识别过程包括以下具体步骤：
S1、在图像扫描模块识别时，图像检查模块开始扫描该图像映射区域的前方障碍物；
S2、当有行进前方障碍物进入视野时，图像检查模块通过图像感应图像轮廓得到行进前方障碍物边缘，形状解读模块判定前方障碍物的体积，得出行进前方障碍物图像轮廓的区域大小，行进快慢得出模块判定出前方障碍物行进快慢；
S3、抉择模块将行进前方障碍物图像轮廓区域大小与常见障碍物形状种类进行类比，得出对该障碍物种类的抉择结果，进而判断是否处于危险状态，根据各种不一样的抉择结果，抉择模块控制清晰度调节模块和识别触发模块的识别，调节图像映射区域的识别方法；
所述抉择结果的抉择依据为：
S3-1、当图像轮廓区域大小重合于行进区域M时，抉择模块对于此行进前方障碍物的抉择结果为可能危险；
S3-2、当图像轮廓区域大小远离行进区域M时，抉择模块于对此行进前方障碍物的抉择结果为安全；
S4、没有行进前方障碍物进入视野时，图像映射模块以正常识别方法进行位置判断识别；
S5、当驾驶员进入道路识别区域时，该驾驶员附近位置的图像扫描模块的抉择结果为驾驶员，识别触发模块结束图像形状扫描区域，障碍分析模块不识别；
S6、驾驶员离开后，图像扫描模块抉择结果为无行进前方障碍物，此时识别触发模块打开图像映射区域，障碍分析模块按正常识别状态识别，此时障碍分析模块的识别清晰度
Figure 122578DEST_PATH_IMAGE001
；
S7、当前方障碍物种类进入视野在道路时，图像扫描模块识别出此类前方障碍物种类，障碍分析模块根据抉择结果以高清晰度识别方法识别；
上述步骤S7中，障碍分析模块的高清晰度识别状态的识别过程包括以下具体步骤：
S7-1、在前方障碍物种类进入视野时，图像检查模块通过图像感应图像轮廓得到行进前方障碍物边缘，形状解读模块判定前方障碍物的体积，得出行进前方障碍物图像轮廓的区域面积
Figure 529419DEST_PATH_IMAGE002
；
S7-2、将判定区域大小通过HMI反馈模块传输至其他区域的障碍分析模块，其他正常识别区域的清晰度调节模块通过HMI反馈模块向前方障碍物种类进入视野区域的算力集中模块输送算力集中，此时图像显示的清晰度为
Figure 980998DEST_PATH_IMAGE003
；
S7-3、障碍分析模块获得算力集中权限后，以高清晰度识别状态进行识别；
所述算力集中模块中的算力集中权限触发信号输送至清晰度调节模块，装置设定高清晰度识别范围，该范围内的图像映射模块通过算力集中权限以高清晰度识别状态进行识别，图像映射模块的识别清晰度满足公式：
Figure 295436DEST_PATH_IMAGE004
其中
Figure 883281DEST_PATH_IMAGE005
为图像映射模块与前方障碍物种类成像投影间的距离，
Figure 195445DEST_PATH_IMAGE006
为稳流参数，
Figure 885052DEST_PATH_IMAGE007
为障碍分析模块总运算单元数量，
Figure 439399DEST_PATH_IMAGE008
为高清晰度识别范围内的障碍分析模块运算单元数量；
该范围外的障碍分析模块根据清晰度调节模块输出清晰度以低清晰度状态进行识别，其识别清晰度
Figure 648795DEST_PATH_IMAGE009
；
上述步骤S7-2中的算力集中权限
Figure 636254DEST_PATH_IMAGE003
与前方障碍物种类的图像轮廓区域大小
Figure 78737DEST_PATH_IMAGE002
成正比关系，
Figure 407081DEST_PATH_IMAGE003
与图像轮廓区域大小
Figure 500677DEST_PATH_IMAGE002
需要满足公式
Figure 889064DEST_PATH_IMAGE010
。
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