CN207565466U - 一种多功能车载抬头显示及操控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种多功能车载抬头显示及操控系统由抬头显示控制器和车载仪器构成，所述抬头显示控制器由顺次连接的接口单元、信息处理单元、图像生成单元和图像显示单元顺次连接构成。本实用新型的HUD的视频接收模块、指令接收模块、数据接收模块实时接收车辆信息，通过信息处理单元实时响应，将车辆信息显示到液晶屏幕模块，显示的图像经前风挡玻璃反射进入驾驶员眼睛，保证驾驶员在行车过程中始终不需要低头可以通过前风挡玻璃可随时观察车辆的实时信息。信息处理单元实时解析驾驶员的操作信息和操作意图，将控制命令发出，实时的操控车辆。驾驶员通过多功能方向盘进行功能选择、设备调整实时的操控车辆。本实用新型的HUDC安全性好。

Description

一种多功能车载抬头显示及操控系统

技术领域

本实用新型属于车载设备控制技术领域，涉及控制器局域网络(ControllerArea Network, 简称CAN)、抬头显示、信息融合技术的一种多功能车载抬头显示及操控系统。

背景技术

在汽车驾驶过程中，驾驶员为了获取仪表台的信息，以及调节汽车空调、多媒体主机、自适应巡航、车辆主动安全系统、倒车影像、夜视仪、智能手机时，需将视线由车辆前方移至车内中控台，完成操作后将视线从车内中控台移至车辆前方，该动作需要大于1.8秒的时间。在此时间内，驾驶员丧失对路面及车辆周围环境的注意力，是引发车辆事故的主要原因之一。

已有的抬头显示装置（HUD）是将汽车仪表的部分信息，例如车速、发动机转速、车辆警报信息投影于汽车前风挡玻璃，使驾驶员在行车过程中，无需低头观察仪表盘就可以观看到上述信息。但是，其忽略了驾驶员在行车过程中涉及到的其他部件的信息，例如空调及风量调整、自适应巡航（ACC）控制及调整。在安装了HUD的车辆中，驾驶员仍有大量的低头动作需求，存在驾驶安全隐患。

发明内容

为了解决已有技术存在的问题，本实用新型提供了一种多功能车载抬头显示及操控系统（Head Up Display and Control，简称HUDC）。

本实用新型的HUDC是基于HUD创新的显示及操控系统，HUDC将车辆运行状态信息、空调信息、多媒体主机信息、ACC、主动安全系统信息、倒车影像、夜视影像、智能手机信息投影于汽车前风挡玻璃上，驾驶员在行车过程中不需要低头可以通过前风挡玻璃查看上述信息，同时，可使用多功能汽车方向盘上的按钮对上述所有的信息进行调节和控制，始终保证驾驶员视线保持在不脱离车辆外部环境的状态，进行车辆驾驶。因此，相较于HUD，本实用新型的HUDC具有更高的技术难度和实用价值，能够保证行车安全。

本实用新型的一种多功能车载抬头显示及操控系统由抬头显示控制器和车载仪器构成；

所述车载仪器包括多功能方向盘、行车电脑、空调、多媒体主机、自适应巡航单元、倒车影像、夜视仪和智能手机；所述车载仪器是车载设备，由汽车企业配置；其中的行车电脑负责收集车辆的运行状态信息包括车速、油耗、发动机信息、行车警报信息、汽车故障码，然后以CAN2.0B格式向汽车仪表、汽车音响发送该信息；

所述抬头显示控制器是一台配备视频处理器和显示屏的控制设备，存储和运行程序，进行接口、信息处理、图像生成、图像显示；涉及的程序流程图如图2所示。

所述抬头显示控制器由顺次连接的接口单元、信息处理单元、图像生成单元和图像显示单元顺次连接构成；

所述接口单元由视频接收模块、指令接收模块、指令转发模块、指令发送模块、数据接收模块、数据转发模块和数据发送模块构成；

所述信息处理单元由指令管理模块、数据管理模块和逻辑控制模块构成；

所述图像生成单元由视频转换模块、图像数据模块和图像控制模块构成；

所述图像显示单元由液晶屏幕模块、亮度控制模块和高度控制模块构成；

所述接口单元用于定义车载仪器的各仪器与信息控制单元之间的视频格式匹配、指令和数据交换的通信数据包的结构，以实现视频接收、指令通信、数据通信；

接口单元由指令接收模块、数据接收器以CAN网络双绞线实时接收来自驾驶员通过多功能方向盘进行功能选择及设备调整实时的操控车辆的信息、行车电脑的车辆状态信息、空调的状态信息、自适应巡航单元的状态信息和多媒体主机的信息，由指令转发模块和数据转发模块将上述非视频的信息和数据转发给信息控制单元；使用CVBS、LVDS协议由视频接收模块以视频线实施接收倒车影像、夜视仪和智能手机的视频信息；

所述的信息处理单元接收接口单元转发的视频信息、指令和数据信息，由指令管理模块、数据管理模块进行指令和数据的解析、存储；根据接收的指令类型、数据信息，逻辑控制模块进行逻辑分析和判断，完成对空调、多媒体主机、自适应巡航单元的控制分析，将分析结果传送至图像生成单元用于产生图像画面，将画面布局信息、画面亮度和画面高度信息传送至图像控制模块，将视频接收模块接收的视频传送至视频转换模块进行格式转换，再传送至指令发送模块和数据发送模块，指令发送模块、数据发送模块以CAN网络双绞线将信息控制单元发出的控制指令和调节数据发送至车载仪器的相关仪器；

所述的图像生成单元的视频转换模块接收信息处理单元的视频信息转换为液晶屏幕模块需要的格式，图像控制模块接收画面亮度、高度信息，发送控制命令至亮度控制模块、高度控制模块，图像数据模块根据接收的信息生成液晶屏幕显示的画面；

所述的图像显示单元负责生成驾驶员需要查看的图像，其中，亮度控制模块接收图像控制模块发送的亮度控制命令，进行亮度调节；高度控制模块接收图像控制模块发送的高度控制命令，进行画面高度调节；液晶屏幕模块用于显示视频转换模块发送的视频、图像数据模块发送的图像，其显示的图像经前风挡玻璃反射进入驾驶员眼睛，最终驾驶员在行车过程中不需要低头可以通过前风挡玻璃查看需要的信息。

有益效果本实用新型的一种多功能车载抬头显示及操控系统由抬头显示控制器和车载仪器构成；视频接收模块、指令接收模块、数据接收模块实时接收车辆信息，通过信息处理单元实时响应，将车辆信息显示到液晶屏幕模块，显示的图像经前风挡玻璃反射进入驾驶员眼睛，保证驾驶员在行车过程中始终不需要低头可以通过前风挡玻璃可随时观察车辆的实时信息。信息处理单元实时解析驾驶员的操作信息和操作意图，将控制命令发出，实时的操控车辆。驾驶员通过多功能方向盘进行功能选择、设备调整实时的操控车辆。本实用新型的HUDC安全性好。

附图说明

图1是本实用新型的HUDC的构成示意框图。

图2是本实用新型的HUDC的流程图。

具体实施方式

实施例1 如图1所示，一种多功能车载抬头显示及操控系统由抬头显示控制器101和车载仪器201构成；

所述车载仪器201包括多功能方向盘202、行车电脑203、空调204、多媒体主机205、自适应巡航单元206、倒车影像207、夜视仪208和智能手机209；所述车载仪器201是车载设备，由汽车企业配置；其中的行车电脑203负责收集车辆的运行状态信息包括车速、油耗、发动机信息、行车警报信息、汽车故障码，然后以CAN2.0B格式向汽车仪表、汽车音响发送该信息；

所述抬头显示控制器101是一台配备视频处理器和显示屏的控制设备，存储和运行程序，进行接口、信息处理、图像生成、图像显示；涉及的程序流程图如图2所示。

所述抬头显示控制器101由顺次连接的接口单元114、信息处理单元110、图像生成单元106和图像显示单元102顺次连接构成；

所述接口单元114由视频接收模块115、指令接收模块116、指令转发模块117、指令发送模块118、数据接收模块119、数据转发模块120和数据发送模块121构成；

所述信息处理单元110由指令管理模块111、数据管理模块112和逻辑控制模块113构成；

所述图像生成单元106由视频转换模块107、图像数据模块108和图像控制模块109构成；

所述图像显示单元102由液晶屏幕模块103、亮度控制模块104和高度控制模块105构成；

所述接口单元114用于定义车载仪器201的各仪器与信息控制单元110之间的视频格式匹配、指令和数据交换的通信数据包的结构，以实现视频接收、指令通信、数据通信；

接口单元114由指令接收模块116、数据接收器119以CAN网络双绞线实时接收来自驾驶员通过多功能方向盘202进行功能选择及设备调整实时的操控车辆的信息、行车电脑203的车辆状态信息、空调204的状态信息、自适应巡航单元206的状态信息和多媒体主机205的信息，由指令转发模块117和数据转发模块120将上述非视频的信息和数据转发给信息控制单元110；使用CVBS、LVDS协议由视频接收模块115以视频线实施接收倒车影像207、夜视仪208和智能手机209的视频信息；

所述的信息处理单元110接收接口单元114转发的视频信息、指令和数据信息，由指令管理模块111、数据管理模块112进行指令和数据的解析、存储；根据接收的指令类型、数据信息，逻辑控制模块113进行逻辑分析和判断，完成对空调204、多媒体主机205、自适应巡航单元206的控制分析，将分析结果传送至图像生成单元106用于产生图像画面，将画面布局信息、画面亮度和画面高度信息传送至图像控制模块109，将视频接收模块115接收的视频传送至视频转换模块107进行格式转换，再传送至指令发送模块118和数据发送模块121，指令发送模块118、数据发送模块121以CAN网络双绞线将信息控制单元110发出的控制指令和调节数据发送至车载仪器201的相关仪器；

所述的图像生成单元106的视频转换模块107接收信息处理单元110的视频信息转换为液晶屏幕模块103需要的格式，图像控制模块109接收画面亮度、高度信息，发送控制命令至亮度控制模块104、高度控制模块105，图像数据模块108根据接收的信息生成液晶屏幕103显示的画面；

所述的图像显示单元102负责生成驾驶员需要查看的图像，其中，亮度控制模块104接收图像控制模块109发送的亮度控制命令，进行亮度调节；高度控制模块105接收图像控制模块109发送的高度控制命令，进行画面高度调节；液晶屏幕模块103用于显示视频转换模块107发送的视频、图像数据模块108发送的图像，其显示的图像经前风挡玻璃反射进入驾驶员眼睛，最终驾驶员在行车过程中不需要低头可以通过前风挡玻璃查看需要的信息。

使用方法如下： HUDC开机后，由视频接收模块、指令接收模块、数据接收模块实时接收车辆信息，通过信息处理单元实时响应，将车辆信息显示到液晶屏幕模块，显示的图像经前风挡玻璃反射进入驾驶员眼睛，保证驾驶员在行车过程中不需要低头可以通过前风挡玻璃可随时观察车辆的实时信息。驾驶员通过多功能方向盘进行功能选择、设备调整，实时的操控车辆。

如图2所示，下面介绍HUDC的程序流程：

执行步骤100，开始；

执行步骤105，初始化；

执行步骤110，信息处理单元110是否接收到控制指令，是，执行步骤115；否，执行步骤140，结束；

执行步骤115，接口单元114用于定义视频格式匹配、指令和数据交换的通信数据包的结构，以实现视频接收、指令通信、数据通信；以CAN网络双绞线实时接收来自多功能方向盘202的信息、行车电脑203的车辆状态信息、空调204的状态信息、自适应巡航单元206的状态信息，用视频接收模块115以视频线实施接收倒车影像207、夜视仪208、智能手机208的视频信息，并将这些关于驾驶员操控、车辆运行状态转发给信息处理单元110；

执行步骤120，信息处理单元110接收接口单元114转发的视频、指令和数据，传送至图像生成单元106，并传送至指令发送模块118和数据发送模块121；

执行步骤125，指令发送模块118和数据发送模块121接收来自信息处理单元110发送的控制指令、数据信息，发送至车载仪器201的相关仪器；

执行步骤130，图像生成单元106接收信息处理单元110信息，下达画面生成指令；

执行步骤135，液晶屏幕模块103用于显示指令、数据信息和图像

执行步骤140，结束。

所述的接口单元114的接口程序定义格式是：

协议格式：Header+ID+Data+CKSUM+Tail；

Header：信息头为0xFF，占一个字节。

ID：信息ID为传输数据类别，占一个字节，分高4位、低4位，格式为0xYZ，。

Data：数据信息占2个字节。

CKSUM：校验码，数据信息字节的XOR结果，占一个字节。

Tail：信息尾，为0xFE，占一个字节。

ID格式说明：

编号 描述 名称

0x9 白天高速 Day_Hi_Speed

0xA 白天低速 Day_Lo_Speed

0xB 夜间行驶 Night_Lo_Speed

0x0 无触发事件 Normal

0x1 电话来电 Tel_Ring

0x2 电话拨打 Tel_Dial

0x3 夜视触发 V_NV

0x4 倒车触发 V_Reverse

0x5 车道偏离报警 V_LDW

0x6 前方防撞报警 V_FCW

0x7 盲区偵測报警 V_BSD

0x8 油料不足报警 V_Fuel

0x9 发动机故障报警 V_Diag

0xF 触发事件結束 V_Trig_Stop

0x00 语音手勢 无动作

0x01 手势手掌 菜单开启

0x02 手势左揮 左移或減少一阶

0x03 手势右揮 右移或增加一阶

0x04 手势拇指 确认

0x05 手势拳頭 取消

0x10 语音 菜单

0x11 语音 減少

0x12 语音 增加

0x19 语音 返回

0x21 语音 音乐

0x31 语音 歌曲

0x32 语音 音量

0x41 语音 上一首

0x42 语音 下一首

0x43 语音 播放

0x44 语音 暂停

0x22 语音 巡航

0x33 语音 车速

0x34 语音 距离

0x23 语音 空调

0x35 语音 吹风模式

0x36 语音 温度

0x37 语音 风量

0x45 语音 上一個

0x46 语音 下一個

0x24 语音 夜视

0x25 语音 导航

0x26 语音 设定

0x47 语音 调低

0x48 语音 调高

0x81 语音 拨号

0x82 语音 接听

0x83 语音 挂断

0x84 语音 确定

0x85 语音 取消。

Claims (1)

1.一种多功能车载抬头显示及操控系统，其特征在于，由抬头显示控制器(101)和车载仪器（201）构成；

所述车载仪器（201）包括多功能方向盘（202）、行车电脑（203）、空调（204）、多媒体主机（205）、自适应巡航单元（206）、倒车影像（207）、夜视仪（208）和智能手机（209）；所述车载仪器（201）是由汽车企业配置，其中的行车电脑（203）负责收集车辆的运行状态信息包括车速、油耗、发动机信息、行车警报信息、汽车故障码，然后以CAN2.0B格式向汽车仪表、汽车音响发送该信息；

所述抬头显示控制器（101）是一台配备视频处理器和显示屏的控制设备，存储和运行程序；其由顺次连接的接口单元（114）、信息处理单元（110）、图像生成单元（106）和图像显示单元（102）顺次连接构成；

所述接口单元（114）由视频接收模块（115）、指令接收模块（116）、指令转发模块（117）、指令发送模块（118）、数据接收模块（119）、数据转发模块（120）和数据发送模块（121）构成；

所述信息处理单元（110）由指令管理模块（111）、数据管理模块（112）和逻辑控制模块（113）构成；

所述图像生成单元（106）由视频转换模块（107）、图像数据模块（108）和图像控制模块（109）构成；

所述图像显示单元（102）由液晶屏幕模块（103）、亮度控制模块（104）和高度控制模块（105）构成；

所述接口单元（114）用于定义车载仪器（201）的各仪器与信息处理单元（110）之间的视频格式匹配、指令和数据交换的通信数据包的结构，以实现视频接收、指令通信、数据通信；

接口单元（114）由指令接收模块（116）、数据接收模块（119）以CAN网络双绞线实时接收来自驾驶员通过多功能方向盘（202）进行功能选择及设备调整实时的操控车辆的信息、行车电脑（203）的车辆状态信息、空调（204）的状态信息、自适应巡航单元（206）的状态信息和多媒体主机(205)的信息，由指令转发模块(117)和数据转发模块（120）将上述非视频的信息和数据转发给信息处理单元（110）；使用CVBS、LVDS协议由视频接收模块（115）以视频线实施接收倒车影像（207）、夜视仪（208）和智能手机（209）的视频信息；

所述的信息处理单元（110）接收接口单元（114）转发的视频信息、指令和数据信息，由指令管理模块（111）、数据管理模块（112）进行指令和数据的解析、存储；根据接收的指令类型、数据信息，逻辑控制模块（113）进行逻辑分析和判断，完成对空调（204）、多媒体主机（205）、自适应巡航单元（206）的控制分析，将分析结果传送至图像生成单元（106）用于产生图像画面，将画面布局信息、画面亮度和画面高度信息传送至图像控制模块(109)，将视频接收模块（115）接收的视频传送至视频转换模块（107）进行格式转换，再传送至指令发送模块（118）和数据发送模块（121），指令发送模块（118）、数据发送模块（121）以CAN网络双绞线将信息处理单元（110）发出的控制指令和调节数据发送至车载仪器（201）的相关仪器；

所述的图像生成单元（106）的视频转换模块（107）接收信息处理单元（110）的视频信息转换为液晶屏幕模块（103）需要的格式，图像控制模块（109）接收画面亮度、高度信息，发送控制命令至亮度控制模块（104）、高度控制模块（105），图像数据模块（108）根据接收的信息生成液晶屏幕模块（103）显示的画面；

所述的图像显示单元（102）负责生成驾驶员需要查看的图像，其中，亮度控制模块（104）接收图像控制模块（109）发送的亮度控制命令，进行亮度调节；高度控制模块（105）接收图像控制模块（109）发送的高度控制命令，进行画面高度调节；液晶屏幕模块（103）用于显示视频转换模块（107）发送的视频、图像数据模块（108）发送的图像，其显示的图像经前风挡玻璃反射进入驾驶员眼睛。