CN116279568B - 一种车辆信息智能交互系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆信息智能交互系统，它包括车机控制系统单元、环境感知单元、车外显示区域和车内视听区域；所述环境感知单元与车机控制系统单元相连，所述环境感知单元用于采集外部道路环境数据；所述车外显示区域与车机控制系统单元相连，所述车外显示区域用于和外部道路上的行人及车辆进行信息交流；所述车内视听区域与车机控制系统单元相连。本发明提供一种车辆信息智能交互系统，解决当前汽车与汽车、汽车与行人的信息交互只有灯光信号，信息过于单一的问题，满足未来汽车智能化发展对多样信息需求的问题，使得当前汽车与外部道路环境的交互方式在道路安全性上不受限于人。

Description

一种车辆信息智能交互系统
技术领域
本发明涉及一种车辆信息智能交互系统，属于汽车自动驾驶领域。
背景技术
目前，现有的车辆与环境的交互方式主要依托车辆基本的行驶信号。车辆根据自身的行驶意图主动发出信号对其他车辆及行人起到提示的作用，如转向信号、制动信号、倒车信号等。随着汽车的发展，汽车通过雷达等系统，能获取到的周边环境信息也越来越丰富，因此汽车也逐步发展出更多的交互信号，如对驾驶员的碰撞提醒、车道偏离提醒等。
由于现有的车辆与环境的信号交互逻辑仍处于较为简单的层面，基于车辆主动发出必要安全信号，满足基础的安全需求，而从环境获得的信息反馈较为匮乏。此种信息交互方式使得驾驶过程对人的依赖性过大，不利于提升道路安全性。同时随着汽车的智能化发展，视觉及雷达系统在汽车领域逐渐普及，这使得汽车能够获取的环境信息呈量级提升，但是目前的汽车与环境信息交互方式没有充分利用这些信息，使得汽车与汽车之间、汽车与行人之间缺少信息交互，这无法满足自动驾驶技术等级提升的要求，不利于提升汽车的主动安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种车辆信息智能交互系统，解决当前汽车与汽车、汽车与行人的信息交互只有灯光信号，信息过于单一的问题，满足未来汽车智能化发展对多样信息需求的问题，使得当前汽车与外部道路环境的交互方式在道路安全性上不受限于人。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种车辆信息智能交互系统，它包括车机控制系统单元、环境感知单元、车外显示区域和车内视听区域；
所述环境感知单元与车机控制系统单元相连，所述环境感知单元用于采集外部道路环境数据；
所述车外显示区域与车机控制系统单元相连，所述车外显示区域用于和外部道路上的行人及车辆进行信息交流；
所述车内视听区域与车机控制系统单元相连，所述车内视听区域用于车内人员进行触摸操作交互同时给车机控制系统单元发送指令，并且对车内人员进行文字、图案和声音提醒；
所述车机控制系统单元将接收到的输入信息数据进行处理判断，发送指令到车外显示区域和车内视听区域，进行相应的交互任务。
进一步，所述环境感知单元包括车载摄像头、车载雷达和环境感知控制模块，所述车载摄像头和车载雷达分别与环境感知控制模块相连，所述环境感知控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。
进一步，所述车外显示区域包括大灯显示屏、汽车尾灯显示屏、汽车左侧显示屏、汽车右侧显示屏、车外显示控制模块和反馈检测模块，所述大灯显示屏、汽车尾灯显示屏、汽车左侧显示屏、汽车右侧显示屏和反馈检测模块分别与车外显示控制模块相连，所述车外显示控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。
进一步，所述车内视听区域包括副驾显示屏、中控操作屏、主驾显示屏、HUD显示区域、后排显示屏、车内第一扬声器、车内第二扬声器和车内视听控制模块，所述副驾显示屏、中控操作屏、主驾显示屏、HUD显示区域、后排显示屏、车内第一扬声器和车内第二扬声器分别与车内视听控制模块相连，所述车内视听控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。
进一步，所述车机控制系统单元将接收到的输入信息数据包括驾驶员的行驶操作指令、驾驶员的交互操作指令和环境感知单元获得的外部道路环境数据。
进一步，所述交互任务包括道路驾驶信息交互任务、汽车感知信息交互任务和驾驶员主动信息交互任务。
进一步，所述道路驾驶信息交互任务的优先级高于汽车感知信息交互任务的优先级，所述汽车感知信息交互任务的优先级高于驾驶员主动信息交互任务的优先级。
进一步，所述道路驾驶信息交互任务包括：
驾驶员输入行驶操作指令；
车机控制系统单元接受行驶操作指令并处理，然后发送指令至车外显示区域的车外显示控制模块，控制车外显示区域显示所属指令对应的图案或文字；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域反馈点亮相应功能指示灯；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域反馈功能报警信号。
进一步，所述汽车感知信息交互任务包括：
环境感知单元采集外部道路环境数据，并将外部道路环境数据发送至车机控制系统单元；
车机控制系统单元处理接收到的外部道路环境数据，判断外部道路环境数据是否与驾驶员的行驶操作指令是否有冲突；若外部道路环境数据与驾驶员的行驶操作指令存在冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员此时车辆外部环境对驾驶安全产生影响，需要驾驶员及时修正行驶操作；当驾驶员的行驶操作指令与外部道路环境数据不冲突时，车机控制系统单元发送指令至车外显示区域进行信息交互显示；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域反馈相应显示信息；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域反馈功能报警信号。
进一步，所述驾驶员主动信息交互任务包括：
驾驶员可以通过车内视听区域发送交互指令至车机控制系统单元，车机控制系统单元处理交互指令，判断交互指令是否与驾驶员的行驶操作指令存在安全性冲突；
若存在安全性冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员交互操作失败；
若不存在安全性冲突，则继续判断交互指令是否与环境感知单元采集的外部道路环境数据存在安全性冲突；若交互指令与外部道路环境数据存在安全性冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员交互操作失败；若交互指令与外部道路环境数据不存在安全性冲突，则车机控制系统单元发送显示指令至车外显示区域，车外显示区域显示相应交互信息；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域反馈相应显示信息；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域反馈功能报警信号。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1、本发明通过充分利用现代智能汽车的视觉及雷达感知系统对环境信息的收集，在车辆上进行更多的信息显示，可以让行人及其他行驶车辆获取更多的道路安全信息。
2、本发明通过车辆外显的形式，将汽车收集到的信息反馈到车外显示区域，提升汽车与外部环境中的行人和车辆的信息交互量级。
3、本发明通过车辆内显的形式，将汽车收集到的信息反馈到车内视听区域，传递到驾驶员，提升驾驶安全性。
4、本发明还可以通过环境感知单元收集其他车辆外显的信息，同时将收集到的信息处理反馈到自身的外显功能区域，形成信息链，完成道路信息在车辆之间的传递，有助于自动驾驶等级的跃升，提升道路安全性。
附图说明
图1为本发明的车辆信息智能交互系统的场景示意图；
图2为本发明的车外显示区域的示意图；
图3为本发明的车内视听区域；
图4为本发明的车辆信息智能交互系统的架构图；
图5为本发明的道路驾驶信息交互任务的流程图；
图6为本发明的汽车感知信息交互任务的流程图；
图7为本发明的驾驶员主动信息交互任务的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图4所示，本实施例提供一种车辆信息智能交互系统，它包括车机控制系统单元、环境感知单元、车外显示区域和车内视听区域；
环境感知单元与车机控制系统单元相连，环境感知单元用于采集外部道路环境数据；
车外显示区域与车机控制系统单元相连，车外显示区域用于和外部道路上的行人及车辆进行信息交流；
车内视听区域与车机控制系统单元相连，车内视听区域用于车内人员进行触摸操作交互同时给车机控制系统单元发送指令，并且对车内人员进行文字、图案和声音提醒；
车机控制系统单元将接收到的输入信息数据进行处理判断，发送指令到车外显示区域和车内视听区域，进行相应的交互任务。其中，输入信息数据包括驾驶员的行驶操作指令、驾驶员的交互操作指令和环境感知单元获得的外部道路环境数据，交互任务包括道路驾驶信息交互任务、汽车感知信息交互任务和驾驶员主动信息交互任务，道路驾驶信息交互任务的优先级高于汽车感知信息交互任务的优先级，汽车感知信息交互任务的优先级高于驾驶员主动信息交互任务的优先级。
如图1所示，本实施例的环境感知单元包括车载摄像头、车载雷达和环境感知控制模块，车载摄像头和车载雷达分别与环境感知控制模块相连，环境感知控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。车载摄像头包括前摄像头132、后摄像头134，车载雷达包括前毫米波雷达131、后毫米波雷达135和激光雷达133。
如图2所示，本实施例的车外显示区域包括大灯显示屏111、汽车尾灯显示屏112、汽车左侧显示屏113、汽车右侧显示屏114、车外显示控制模块和反馈检测模块，大灯显示屏111、汽车尾灯显示屏112、汽车左侧显示屏113、汽车右侧显示屏114和反馈检测模块分别与车外显示控制模块相连，车外显示控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。本实施例的显示屏可以通过mini LED背光显示技术、OLED显示技术或LED颗粒构成像素点等方式实现。不同的显示方式之间的差异主要在于显示细腻程度和成本。其中LED颗粒构成像素点成本最低，但只能显示简单图标；OLED显示技术画面细腻但成本较高。民用显示化技术在汽车外饰灯光的应用推广使得汽车道路信息交互系统的实现成为可能。
如图3所示，本实施例的车内视听区域包括副驾显示屏141、中控操作屏142、主驾显示屏143、HUD显示区域144、后排显示屏145、车内第一扬声器151、车内第二扬声器152和车内视听控制模块，副驾显示屏141、中控操作屏142、主驾显示屏143、HUD显示区域144、后排显示屏145、车内第一扬声器151和车内第二扬声器152分别与车内视听控制模块相连，车内视听控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。本实施例车内的显示屏多采用常规LED显示器或mini LED显示器，可以呈现出较为细腻的显示效果，并且具有触摸操作等交互功能，可以给驾驶员和乘客以文字、图案提醒，同时可以给车机控制系统单元发送指令。车内扬声器可以通过声音提醒车内人员必要警示，避免意外发生。
如图5所示，本实施例的道路驾驶信息交互任务包括：
道路驾驶信息交互任务可以显示本车1当前的行驶状态，为汽车行驶必要的安全指示，因此信息优先级最高，不可替代。处理流程如下：
驾驶员输入行驶操作指令，例如转向操作；
车机控制系统单元接受行驶操作指令并处理，然后发送指令至车外显示区域的车外显示控制模块，控制车外显示区域，比如车外显示区域的大灯显示屏111、汽车尾灯显示屏112，显示所属指令对应的图案或文字；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域的主驾显示屏143反馈点亮相应功能指示灯；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域的主驾显示屏143反馈功能报警信号。
通过此流程可以将车辆行驶状态反馈至车外，给道路行人3及其他车辆2以必要的安全警示信息。
如图6所示，本实施例的汽车感知信息交互任务包括：
汽车感知信息交互任务基于环境感知单元采集的外部道路环境数据的变化进行，比如行人3的移动、其他车辆2的移动、路面积水、路面凹坑、交通堵塞等偶发路况。此类数据影响本车1的驾驶安全，可以提醒驾驶员进行驾驶操作修正，但同时此类数据对道路安全的影响力低于驾驶员的驾驶操作，因此汽车感知信息交互任务的处理的优先级低于道路驾驶信息交互任务的优先级。处理流程如下：
环境感知单元采集外部道路环境数据，并将外部道路环境数据发送至车机控制系统单元；
车机控制系统单元处理接收到的外部道路环境数据，判断外部道路环境数据是否与驾驶员的行驶操作指令是否有冲突；若外部道路环境数据与驾驶员的行驶操作指令存在冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员此时车辆外部环境对驾驶安全产生影响，需要驾驶员及时修正行驶操作；当驾驶员的行驶操作指令与外部道路环境数据不冲突时，车机控制系统单元发送指令至车外显示区域进行信息交互显示；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域的主驾显示屏143反馈相应显示信息；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域的主驾显示屏143反馈功能报警信号。
通过此流程，可以将环境信息反馈至车外显示区域，提醒道路车辆2和行人3必要的安全信息，提升安全性。
下面对汽车感知信息交互任务进行举例说明：
举例说明1，如图1所示，当本车1遇到行人3过马路时，驾驶员操作本车1刹停等待行人3通过，环境感知单元识别行人过马路状态，将信息数据传递给车机控制系统单元，车机控制系统单元判断此时外部道路环境状态与本车1的刹停状态无冲突，将显示指令传递给车外显示区域。大灯显示屏111显示行人3过马路信号，提示行人3可以过马路，汽车尾灯显示屏112显示行人3过马路状态信息，提示其他车辆2耐心等待，不要鸣笛催促。这样即可以提升道路通行效率，也可以避免道路冲突。
举例说明2，当本车1行驶过程中遇到前方地面有减速带或其他障碍物，环境感知单元识别到障碍物，通过车机控制系统单元处理并发送指令至汽车尾灯显示屏112，显示相应信息提醒其他车辆2及时刹车减速，可以极大提升行驶舒适性与安全性。
除此之外，车机控制系统单元可以对环境感知单元收集到的外部道路环境数据进行处理，将必要的信息指令发送到车内视听区域，对驾驶员反馈实时的环境信息，调整车内氛围灯光音效等，提醒驾驶员及时进行驾驶修正操作，提升驾驶舒适感。
如图7所示，本实施例的驾驶员主动信息交互任务包括：
驾驶员主动信息交互任务的处理优先级较低，驾驶员可以通过车内视听区域的车内中控操作屏142发送交互指令至车机控制系统单元，如环境感知单元未识别的路况信息、趣味停车动画等，车机控制系统单元处理交互指令，判断交互指令是否与驾驶员的行驶操作指令存在安全性冲突；
若存在安全性冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员交互操作失败；
若不存在安全性冲突，则继续判断交互指令是否与环境感知单元采集的外部道路环境数据存在安全性冲突；若交互指令与外部道路环境数据存在安全性冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员交互操作失败；若交互指令与外部道路环境数据不存在安全性冲突，则车机控制系统单元发送显示指令至车外显示区域，车外显示区域显示相应交互信息；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域的主驾显示屏143反馈相应显示信息；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域的主驾显示屏143反馈功能报警信号。
另外，通过本实施例的车辆信息智能交互系统，不仅可以实现车与车、车与人的信息交流，同时若此系统方法普及，其他车辆2同样装备此交互系统，这样意味着其他车辆2可以通过环境感知单元识别前车的汽车尾灯显示屏112显示的信息，并做出相应的反馈，例如对前方行人过马路的场景，或前方道路障碍物在其他车辆2的前显示区域211、后显示区域212等进行信息提醒。如此，车与车之间信息串联成链，构造成信息网，进行信息传递，让道路车辆提前做好驾驶预判，同时丰富道路区域网的实时信息库，有利于自动驾驶技术的升级，极大提升道路安全性与通行效率。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车辆信息智能交互系统，其特征在于，它包括车机控制系统单元、环境感知单元、车外显示区域和车内视听区域；
所述环境感知单元与车机控制系统单元相连，所述环境感知单元用于采集外部道路环境数据；
所述车外显示区域与车机控制系统单元相连，所述车外显示区域用于和外部道路上的行人及车辆进行信息交流；
所述车内视听区域与车机控制系统单元相连，所述车内视听区域用于车内人员进行触摸操作交互同时给车机控制系统单元发送指令，并且对车内人员进行文字、图案和声音提醒；
所述车机控制系统单元将接收到的输入信息数据进行处理判断，发送指令到车外显示区域和车内视听区域，进行相应的交互任务；
所述交互任务包括道路驾驶信息交互任务、汽车感知信息交互任务和驾驶员主动信息交互任务，所述道路驾驶信息交互任务的优先级高于汽车感知信息交互任务的优先级，所述汽车感知信息交互任务的优先级高于驾驶员主动信息交互任务的优先级；
所述道路驾驶信息交互任务包括：
驾驶员输入行驶操作指令；
车机控制系统单元接受行驶操作指令并处理，然后发送指令至车外显示区域的车外显示控制模块，控制车外显示区域显示所属指令对应的图案或文字；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域反馈点亮相应功能指示灯；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域反馈功能报警信号；
所述汽车感知信息交互任务包括：
环境感知单元采集外部道路环境数据，并将外部道路环境数据发送至车机控制系统单元；
车机控制系统单元处理接收到的外部道路环境数据，判断外部道路环境数据是否与驾驶员的行驶操作指令是否有冲突；若外部道路环境数据与驾驶员的行驶操作指令存在冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员此时车辆外部环境对驾驶安全产生影响，需要驾驶员及时修正行驶操作；当驾驶员的行驶操作指令与外部道路环境数据不冲突时，车机控制系统单元发送指令至车外显示区域进行信息交互显示；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域反馈相应显示信息；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域反馈功能报警信号；
所述驾驶员主动信息交互任务包括：
驾驶员可以通过车内视听区域发送交互指令至车机控制系统单元，车机控制系统单元处理交互指令，判断交互指令是否与驾驶员的行驶操作指令存在安全性冲突；
若存在安全性冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员交互操作失败；
若不存在安全性冲突，则继续判断交互指令是否与环境感知单元采集的外部道路环境数据存在安全性冲突；若交互指令与外部道路环境数据存在安全性冲突，则将冲突信息反馈至车内视听区域，提醒驾驶员交互操作失败；若交互指令与外部道路环境数据不存在安全性冲突，则车机控制系统单元发送显示指令至车外显示区域，车外显示区域显示相应交互信息；
同时车外显示区域的反馈检测模块检测识别车外显示区域是否正常工作，若车外显示区域正常工作，则车内视听区域反馈相应显示信息；若车外显示区域不正常工作，则车内视听区域反馈功能报警信号。
2.根据权利要求1所述的车辆信息智能交互系统，其特征在于：所述环境感知单元包括车载摄像头、车载雷达和环境感知控制模块，所述车载摄像头和车载雷达分别与环境感知控制模块相连，所述环境感知控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。
3.根据权利要求1所述的车辆信息智能交互系统，其特征在于：所述车外显示区域包括大灯显示屏（111）、汽车尾灯显示屏（112）、汽车左侧显示屏（113）、汽车右侧显示屏（114）、车外显示控制模块和反馈检测模块，所述大灯显示屏（111）、汽车尾灯显示屏（112）、汽车左侧显示屏（113）、汽车右侧显示屏（114）和反馈检测模块分别与车外显示控制模块相连，所述车外显示控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。
4.根据权利要求1所述的车辆信息智能交互系统，其特征在于：所述车内视听区域包括副驾显示屏（141）、中控操作屏（142）、主驾显示屏（143）、HUD显示区域（144）、后排显示屏（145）、车内第一扬声器（151）、车内第二扬声器（152）和车内视听控制模块，所述副驾显示屏（141）、中控操作屏（142）、主驾显示屏（143）、HUD显示区域（144）、后排显示屏（145）、车内第一扬声器（151）和车内第二扬声器（152）分别与车内视听控制模块相连，所述车内视听控制模块通过CAN总线与车机控制系统单元相连。
5.根据权利要求1所述的车辆信息智能交互系统，其特征在于：所述车机控制系统单元将接收到的输入信息数据包括驾驶员的行驶操作指令、驾驶员的交互操作指令和环境感知单元获得的外部道路环境数据。
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