CN209719491U - 一种车载单元装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载单元装置，包括主控装置结构、远程数据传输结构、定位结构、AI摄像头结构、人机接口、电子标签处理器结构、数据传输结构和安全结构，其特征在于，还包括WIFI‑蓝牙‑SD卡‑SIM卡结构和能源管理结构，所述远程数据传输结构、所述定位结构、所述AI摄像头结构、所述人机接口、所述WIFI‑蓝牙‑SD卡‑SIM卡结构、所述电子标签处理器结构、所述能源管理结构与所述主控装置结构通过电性连接，所述数据传输结构、所述安全结构、所述能源管理结构与所述电子标签处理器结构通过电性连接，本实用新型车载单元装置能够扩展OBU在互联网下的应用场景，也能够进一步提高车辆行驶安全性及路网运行效率，还能够消除因遮挡造成交通事故的安全隐患。

Description

一种车载单元装置

技术领域

本实用新型涉及一种车载单元装置，尤其涉及用一种具有多样化的OBU的应用场景以及服务和提高车辆行驶安全性的车载单元装置。

背景技术

现有OBU采用电池供电，在车载单元的电路设计上需要考虑低功耗，达到延长OBU使用寿命的目的，从而无法拓展更多的应用场景和服务。

现有互联网OBU通过配备蓝牙通信单元，通过蓝牙连接手机，进而提供互联网服务，提供发行、激活、充值等服务，需要借助手机或其它电子终端配合来实现，应用场景比较单一。

随着车载设备的增多，OBU、行车记录仪等各种电子设备占据了前挡风玻璃越来越多的空间，影响美观的同时也在一定程度上影响了驾驶员的视觉，造成潜在的安全隐患。

针对上述问题，本实用新型车载单元装置通过加载远程数据传输结构，改进OBU的供电装置等措施，在确保ETC原有业务、安全性的前提下，实现了丰富的互联网服务，从而扩展OBU在互联网下的应用场景；通过加载OBU的车路协同模式，与RSU能够实时信息交互，建立车路协同感知控制的通信管道，能够进一步提高车辆行驶安全性及路网运行效率；通过装置功能集成化设计，实现设备占用空间少，从而减少车辆前面的挡风玻璃被遮挡的面积，并消除因遮挡造成交通事故的安全隐患。

实用新型内容

基于现有技术的不足，本实用新型提供一种车载单元装置，包括主控装置结构、远程数据传输结构、定位结构、AI摄像头结构、人机接口、电子标签处理器结构、数据传输结构和安全结构，其特征在于，还包括WIFI-蓝牙-SD卡-SIM卡结构和能源管理结构，所述远程数据传输结构、所述定位结构、所述AI摄像头结构、所述人机接口、所述WIFI-蓝牙-SD卡-SIM卡结构、所述电子标签处理器结构、所述能源管理结构与所述主控装置结构通过电性连接，所述数据传输结构、所述安全结构、所述能源管理结构与所述电子标签处理器结构通过电性连接，所述远程数据传输结构还包括4G无线通信结构或5G无线通信结构，所述能源管理结构采用分结构供电，包括电路A部分和电路B部分，所述电路B部分的OBU的工作模式包括ETC交易模式和车路协同应用模式。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的2、所述主控装置结构包括主控装置处理器、内存RAM和外存FLASH、ROM，所述内存RAM和所述外存FLASH、ROM与所述主控装置处理器通过电性连接。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述远程数据传输结构包括收发一体天线单元、射频前端单元和处理器单元，所述收发一体天线单元和所述处理器单元与所述射频前端单元通过电性连接。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述能源管理结构包括外接电源接口单元、电源调整分配单元、电池和电量检测单元，所述外接电源接口单元、所述电源调整分配单元和所述电池相连接，所述电源调整分配单元给所述电路A部分供电，所述电池给所述电路B部分供电，所述电量检测单元与所述电池连接并检测所述电池的电量。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述安全结构包括防拆卸电路、非接触读卡电路、SE加密认证单元和ESAM加密认证单元。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述数据传输结构包含ETC微波通信单元和有线接口，所述ETC微波通信单元还包括唤醒电路。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述人机接口包括指示灯、扬声器、语音声控和显示屏。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述AI摄像头结构包含了前置摄像头和后置摄像头。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述前置摄像头设有检测车辆行驶前方车道线、红绿灯、限速标志、行人、障碍物、循环录像、停车监控的识别子结构，所述后置摄像头设有检测司机驾车状态的识别子结构，检测结果通过所述人机接口输出。

作为本实用新型车载单元装置的改进，本实用新型车载单元装置的所述定位结构包括北斗卫星定、GPS双模卫星定位和惯性导航数据。

与现有技术相比较，本实用新型车载单元装置具有以下有益效果：通过加载远程数据传输结构，改进OBU的供电装置等措施，在确保ETC原有业务、安全性的前提下，实现了丰富的互联网服务，从而扩展OBU在互联网下的应用场景；通过加载OBU的车路协同模式，与RSU能够实时信息交互，建立车路协同感知控制的通信管道，能够进一步提高车辆行驶安全性及路网运行效率；通过装置功能集成化设计，实现设备占用空间少，从而减少车辆前面的挡风玻璃被遮挡的面积，并消除因遮挡造成交通事故的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型车载单元装置优选实施例的车载单元装置结构框图。

图2为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述主控装置结构框图。

图3为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述远程数据传输结构框图。

图4为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述能源管理结构框图。

图5为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述OBU工作模式转换图。

图6为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述安全结构框图。

图7为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述数据传输结构框图。

图8为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述人机接口结构框图。

图9为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述AI摄像头结构框图。

图10为本实用新型车载单元装置优选实施例的所述定位结构框图。

具体实施方式

本实用新型车载单元装置主要适用于各种ETC收费。

OBU：即On board Unit的缩写，直译就是车载单元的意思，就是采用DSRC(Dedicated Short Range Communication)技术，与RSU进行通讯的微波装置。在ETC装置中，OBU放在车上，路边架设路测单元(RSU-Road Side Unit)，相互之间通过微波进行通讯，车辆高速通过RSU的时候，OBU和RSU之间用微波通讯。

RSU：是Road Side Unit的英文缩写，直译就是路侧单元的意思，是ETC装置中，安装在路侧，采用DSRC(Dedicated Short Range Communication)技术，与车载单元(OBU，OnBoard Unit)进行通讯，实现车辆身份识别，电子扣分的装置。

ETC：是(Electronic Toll Collection)的英文缩写，不停车收费装置是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，扣取用户卡上的金额或利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。

参考图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10，下文将详细描述本实用新型车载单元装置。

本实施例中的一种车载单元装置，包括主控装置结构、远程数据传输结构、定位结构、AI摄像头结构、人机接口、电子标签处理器结构、数据传输结构和安全结构，其特征在于，还包括WIFI-蓝牙-SD卡-SIM卡结构和能源管理结构，所述远程数据传输结构、所述定位结构、所述AI摄像头结构、所述人机接口、所述WIFI-蓝牙-SD卡-SIM卡结构、所述电子标签处理器结构、所述能源管理结构与所述主控装置结构通过电性连接，所述数据传输结构、所述安全结构、所述能源管理结构与所述电子标签处理器结构通过电性连接，如图1所示，所述远程数据传输结构还包括4G无线通信结构或5G无线通信结构，所述能源管理结构采用分结构供电，包括电路A部分和电路B部分，所述电路B部分的OBU的工作模式包括ETC交易模式和车路协同应用模式，这样，通过对OBU的供电装置及无线连接方式进行改进，进一步拓展OBU的应用场景及服务，融入更多互联网属性，提供丰富的互联网服务，从而扩展OBU在互联网下的应用场景。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述主控装置结构包括主控装置处理器、内存RAM和外存FLASH、ROM，所述内存RAM和所述外存FLASH、ROM与所述主控装置处理器通过电性连接，如图2所示，所述主控装置结构支撑车载单元装置能够运行操作装置及管理外围设备，同时对所述摄像头结构采集到的数据进行智能处理，还包括标志标线的识别、行人障碍物的识别、司机驾驶状态的判断等。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述远程数据传输结构包括收发一体天线单元、射频前端单元和处理器单元，所述收发一体天线单元和所述处理器单元与所述射频前端单元通过电性连接，如图3所示，通过所述WIFI-蓝牙-SD卡-SIM卡结构的SIM卡的身份认证，所述远程数据传输结构能够提供高速宽带互联网服务，提供在线导航、事件播报、车辆远程监控、远程更新、车载信息娱乐等互联网服务，从而扩展OBU在互联网下的应用场景多样化。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述能源管理结构包括外接电源接口单元、电源调整分配单元、电池和电量检测单元，所述外接电源接口单元、所述电源调整分配单元和所述电池相连接，所述电量检测单元与所述电池连接并检测所述电池的电量，如图4所示，所述电源调整分配单元输出电压供整个装置使用，所述能源管理结构为图1中的电路A、B部分供电，所述能源管理结构采取分结构供电的设计理念，所述电源调整分配单元给所述电路A部分供电，所述电池给所述电路B部分供电。当受供电限制时，两种工作模式将会自动切换，如图5所示，当外接电源存在时，所述电池处于充电或备用状态，从而能够使设备全性能、全功能地工作，所述OBU的工作模式由原来的所述ETC交易模式扩展为所述车路协同应用模式，在所述车路协同应用模式下能够兼容所述ETC交易模式，通过内置场景驱动或RSU发送相关协议，使其能够与RSU实时信息交互，建立与路的协同感知与控制，如限速提醒、障碍物提醒、车辆状态监管、路径引导等，进而提高车辆行驶安全性及路网运行效率；当断开外接电源时，所述电池结构仅供图1中所述电路B部分工作，采用低功耗模式，降低单元电路电量损耗，能够确保OBU功能的正常使用，完成ETC交易流程，同时所述电池使所述电路B部分能够有效检测OBU拆卸状态，避免OBU被非法使用，所述电量检测单元检测所述电池的电量，有效避免了在电池亏电状态下的异常情况。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述安全结构包括防拆卸电路、非接触读卡电路、SE加密认证单元、ESAM加密认证单元，如图6所示，所述安全结构主要完成OBU合法性验证，以及具有电子收费交易、充值等安全认证功能，所述防拆卸电路通过检测机械开关的状态，判断OBU是否被拆卸，并将拆卸状态标识于是所述ESAM加密认证单元内；所述非接触读卡电路能够读取用户卡，进行电子收费交易；所述ESAM加密认证单元作为OBU合法性验证的载体，承担RSU与OBU双向有效性验证的功能；所述SE加密认证单元主要提供互联网在线充值、查询等过程的安全认证服务。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述数据传输结构包含ETC微波通信单元和有线接口，如图7所示，所述ETC微波通信单元还包括唤醒电路，所述数据传输结构主要完成与RSU的基于DSRC的专用短程通信、程序的在线升级与更新，程序的在线升级与更新方式有无线、互联网方式、有线方式等，无线方式通过DSRC专用短程通信，互联网方式通过所述远程数据传输结构，有线方式通过串口、USB等物理接口，所述ETC微波通信单元电路采用集成收发一体式芯片并内置所述唤醒电路，通过板载天线与RSU进行通信，完成ETC交易流程。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述人机接口包括指示灯、扬声器、语音声控、显示屏，如图8所示，所述指示灯进行视觉提示；所述扬声器进行语音提示；所述语音声控能够通过麦克风捕捉驾驶员的语音指令，解决驾驶员手动操作，提高驾驶安全性；所述显示屏采用触控屏幕，方便用户操控，进行导航地图、AI摄像头、电子收费、路侧设备交互、设备状态等信息显示及预警。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述AI摄像头结构包含了前置摄像头和后置摄像头，如图9所示，所述前置摄像头设有检测车辆行驶前方车道线、红绿灯、限速标志、行人、障碍物、循环录像、停车监控识别子结构，所述后置摄像头设有检测司机驾车状态的识别子结构，防止疲劳驾驶、危险驾驶等行为，检测结果通过所述人机接口输出，对司机进行提示或预警，为车辆提供主动的安全服务。

在本实施例中，本实用新型车载单元装置的所述定位结构包括北斗卫星定位、GPS双模卫星定位和惯性导航数据，如图10所示，进行车辆轨迹导航的全空间覆盖。

与现有技术相比较，本实用新型车载单元装置具有以下有益效果：通过加载远程数据传输结构，改进OBU的供电装置等措施，在确保ETC原有业务、安全性的前提下，实现了丰富的互联网服务，从而扩展OBU在互联网下的应用场景；通过加载OBU的车路协同模式，与RSU能够实时信息交互，建立车路协同感知控制的通信管道，能够进一步提高车辆行驶安全性及路网运行效率；通过装置功能集成化设计，实现设备占用空间少，从而减少车辆前面的挡风玻璃被遮挡的面积，并消除因遮挡造成交通事故的安全隐患。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种车载单元装置，包括主控装置结构、远程数据传输结构、定位结构、AI摄像头结构、人机接口、电子标签处理器结构、数据传输结构和安全结构，其特征在于，还包括WIFI-蓝牙-SD卡-SIM卡结构和能源管理结构，所述远程数据传输结构、所述定位结构、所述AI摄像头结构、所述人机接口、所述WIFI-蓝牙-SD卡-SIM卡结构、所述电子标签处理器结构、所述能源管理结构与所述主控装置结构通过电性连接，所述数据传输结构、所述安全结构、所述能源管理结构与所述电子标签处理器结构通过电性连接，所述远程数据传输结构还包括4G无线通信结构或5G无线通信结构，所述能源管理结构采用分结构供电，包括电路A部分和电路B部分，所述电路B部分的OBU的工作模式包括ETC交易模式和车路协同应用模式。

2.根据权利要求1所述车载单元装置，其特征在于，所述主控装置结构包括主控装置处理器、内存RAM和外存FLASH、ROM，所述内存RAM和所述外存FLASH、ROM与所述主控装置处理器通过电性连接。

3.根据权利要求2所述车载单元装置，其特征在于，所述远程数据传输结构包括收发一体天线单元、射频前端单元和处理器单元，所述收发一体天线单元和所述处理器单元与所述射频前端单元通过电性连接。

4.根据权利要求3所述车载单元装置，其特征在于，所述能源管理结构包括外接电源接口单元、电源调整分配单元、电池和电量检测单元，所述外接电源接口单元、所述电源调整分配单元和所述电池相连接，所述电源调整分配单元给所述电路A部分供电，所述电池给所述电路B部分供电，所述电量检测单元与所述电池连接并检测所述电池的电量。

5.根据权利要求4所述车载单元装置，其特征在于，所述安全结构包括防拆卸电路、非接触读卡电路、SE加密认证单元和ESAM加密认证单元。

6.根据权利要求5所述车载单元装置，其特征在于，所述数据传输结构包含ETC微波通信单元和有线接口，所述ETC微波通信单元还包括唤醒电路。

7.根据权利要求6所述车载单元装置，其特征在于，所述人机接口包括指示灯、扬声器、语音声控和显示屏。

8.根据权利要求7所述车载单元装置，其特征在于，所述AI摄像头结构包含了前置摄像头和后置摄像头。

9.根据权利要求8所述车载单元装置，其特征在于，所述前置摄像头设有检测车辆行驶前方车道线、红绿灯、限速标志、行人、障碍物、循环录像、停车监控的识别子结构，所述后置摄像头设有检测司机驾车状态的识别子结构，检测结果通过所述人机接口输出。

10.根据权利要求9所述车载单元装置，其特征在于，所述定位结构包括北斗卫星定、GPS双模卫星定位和惯性导航数据。