一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统及其方法，属于智能汽车技术领域。智能平视显示器(HUD)电控单元主要包括车速规划模块、优先级调度模块和偏差矫正模块。本发明专利技术在保证HUD抬头显示的原有功能的基础上，将车辆主动安全系统(主要是AEB自动主动紧急刹车系统)和V2X系统(主要是内嵌的车速规划模块)的实时数据集成显示在HUD抬头显示系统上。未达到上述目的，本发明专利技术内嵌了模块化的红绿灯路口车速规划系统，以实现让驾驶者可以通过HUD显示器获得车辆主动安全警告、信号灯路口车速规划、周围道路环境以及车辆自身基本信息等的功能，从而减轻驾驶员的驾驶负担、提高驾驶安全性，同时保证HUD系统具有较好的性能价格比。

【技术实现步骤摘要】
一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统及其方法
本专利技术提供一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统及其方法，属于智能汽车
技术背景抬头显示系统(HUD,HeadUpDisplay)虽然已经问世多年，且在一些中高端乘用汽车上也得到了应用，但现如今市面上的大多数抬头显示系统均只能实现显示诸如车速、挡位等较为简单的车辆自身状态信息，而无法显示车辆主动安全系统、智能网联汽车网络所需要的复杂提示信息。驾驶者如需读取上述信息，仍需要将视线下移查看传统的汽车仪表盘和中控屏幕，在复杂交通环境下，这样的人机交互对于驾驶者来说算不上友好和人性化。国内汽车保有数量日益上升，交通情况日益复杂，因此有必要让驾驶者更为便捷地获取除汽车自身状态数据以外的实时交通环境信息(如：前方车道是否有车辆、前车距离、行驶路线前方路口信号灯状态、突然出现在行驶路线内的行人等)，以提高驾驶安全性并减轻驾驶员的驾驶压力。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于在保证HUD抬头显示的原有功能的基础上，将车辆主动安全系统(主要是AEB自动主动紧急刹车系统)和V2X系统(主要是内嵌的车速规划模块)的实时数据集成显示在HUD抬头显示系统上。为达到上述目的，本专利技术内嵌了模块化的红绿灯路口车速规划系统，以实现让驾驶者可以通过HUD显示器获得车辆主动安全警告、信号灯路口车速规划、周围道路环境以及车辆自身基本信息等的功能，从而减轻驾驶员的驾驶负担、提高驾驶安全性，同时保证HUD系统具有较好的性能价格比。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术的硬件核心是模块化的智能HUD电控单元，它由优先级调度模块、车速规划模块和偏差矫正模块组成，里面有三块单片机分别控制三个模块，分别用来控制HUD显示器的图像和数据显示、规划信号灯路口的建议经济车速以及实时纠正HUD显示器的显示偏差。模块间使用内部CAN总线通讯，内部CAN总线通过电控单元的CAN端口接入用户车辆的CAN总线系统以获取所需要的信息。一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统，包括智能HUD电控单元(100)、发动机电控单元(600)、主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)、车载卫星定位系统(800)、HUD显示器(400)、4G-LTE通信模块(200)、摄像头，智能HUD电控单元(100)通过CAN总线分别连接发动机电控单元(600)、主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)、车载卫星定位系统(800)，同时，智能HUD电控单元(100)还和HUD显示器(400)、4G-LTE通信模块(200)、摄像头(300)相连接；智能HUD电控单元(100)包括优先级调度模块(110)、车速规划模块(120)和偏差矫正模块(130)，分别用来控制HUD显示器(400)的图像和数据显示、规划信号灯路口的建议经济车速以及实时纠正HUD显示器的显示偏差，内部CAN总线通过电控单元的CAN端口接入用户车辆的CAN总线系统以获取所需要的信息。进一步，优先级调度模块(110)通过CAN总线从发动机电控单元(600)采集发动机转速信号、变速器挡位信号、车速信号；从主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)采集车辆主动安全警告信息；从车载卫星定位系统(800)采集车辆的导航提示信息；从车速规划模块(120)采集信号灯路口的建议经济车速。进一步，车速规划模块(120)外接4G-LTE移动网络通讯模块(200)，以接入周围的4G基站，与处在同一基站覆盖范围内的交通信号灯实现实时通信，从而可以获得当前行驶路线前方信号灯路口的信号灯状态参数S，信号灯当前状态的剩余时间T。进一步，HUD显示偏差矫正模块(130)通过I/O接口与偏差矫正摄像头(300)相连，从而获取偏差矫正摄像头的拍摄画面；模块可以通过CAN总线从优先级调度模块(110)获得显示画面的几何图像，并测算出显示画面的几何中心和参考要点；然后与偏差矫正摄像头(300)捕捉到的人眼瞳孔位置比较后，计算得出校正后的图像参考要点，并将矫正后的图像从CAN总线输出至HUD显示器(400)。本专利技术的一种基于V2X的汽车智能抬头显示方法，包括以下步骤：步骤1，优先级调度模块(110)通过CAN总线从发动机电控单元(600)采集发动机转速信号、变速器挡位信号、车速信号；从主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)采集车辆主动安全警告信息；从车载卫星定位系统(800)采集车辆的导航提示信息；从车速规划模块(120)采集信号灯路口的建议经济车速；步骤2，车速规划模块(120)外接4G-LTE移动网络通讯模块(200)，以接入周围的4G基站，与处在同一基站覆盖范围内的交通信号灯实现实时通信，从而可以获得当前行驶路线前方信号灯路口的信号灯状态参数S，信号灯当前状态的剩余时间T；采用经济车速算法，根据红绿灯状态，汽车车速，汽车与红绿灯间的距离，进行分类，给出在考虑燃油消耗量最小的情况下的经济车速；步骤3，HUD显示偏差矫正模块(130)通过I/O接口与偏差矫正摄像头(300)相连，从而获取偏差矫正摄像头的拍摄画面；模块可以通过CAN总线从优先级调度模块(110)获得显示画面的几何图像，并测算出显示画面的几何中心和参考要点；然后与偏差矫正摄像头(300)捕捉到的人眼瞳孔位置比较后，计算得出校正后的图像参考要点，并将矫正后的图像从CAN总线输出至HUD显示器(400)；步骤4，采用多优先级队列调度算法，为由CAN总线输入智能HUD电控单元(100)中的数据信息进行优先级划分和优先级调度，以确定HUD显示器(400)实时显示的图像与数据信息。进一步，所述步骤4的具体过程为：该算法中设置有3个就绪队列，分别为：车辆主动安全信息队列、信号灯路口车速规划队列和常规仪表显示队列，不同队列有不同的优先级，各队列间按优先级降序排列，同一队列中的进程优先级相同，不同队列进程的优先级高低按进程执行的时间片长度划分，执行时间片长短不同,优先权越高，时间片越短，最高优先级上的进程运行1个时间片，第二优先级上的进程运行2个时间片，第三优先级上的进程运行4个时间片，系统每次从最高优先级队列的第一项进程开始运行进程，每当一个进程在一个优先级队列中运行完它的时间片后，就移到队列的尾部；只有当高优先级队列为空时才会从不为空的低优先级队列中选择进程运行；在低优先级队列中等待时间过长的进程，将移入高优先级队列，当执行过的进程依次降到第n队列后，在第n队列中便采取按时间片轮转的方式运行。进一步，所述步骤2中，采用经济车速算法，根据红绿灯状态，汽车车速，汽车与红绿灯间的距离，进行分类，给出在考虑燃油消耗量最小的情况下的经济车速的具体步骤如下：获取红绿灯状态，汽车车速，与红绿灯距离；在红灯与黄灯情况下，比较匀速驾驶到红绿灯的时间与剩余时间的大小；在绿灯情况下，比较通过绿灯所需速度与限速，当前车速的大小；共分为加速，减速和匀速三类；在各分类下，求出在该情况下的燃油消耗量随车速的变化关系，通过线性优化，得出最适宜的经济车速；具体情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统，其特征在于：包括智能HUD电控单元(100)、发动机电控单元(600)、主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)、车载卫星定位系统(800)、HUD显示器(400)、4G-LTE通信模块(200)、摄像头，智能HUD电控单元(100)通过CAN总线分别连接发动机电控单元(600)、主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)、车载卫星定位系统(800)，同时，智能HUD电控单元(100)还和HUD显示器(400)、4G-LTE通信模块(200)、摄像头(300)相连接；智能HUD电控单元(100)包括优先级调度模块(110)、车速规划模块(120)和偏差矫正模块(130)，分别用来控制HUD显示器(400)的图像和数据显示、规划信号灯路口的建议经济车速以及实时纠正HUD显示器的显示偏差，内部CAN总线通过电控单元的CAN端口接入用户车辆的CAN总线系统以获取所需要的信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统，其特征在于：包括智能HUD电控单元(100)、发动机电控单元(600)、主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)、车载卫星定位系统(800)、HUD显示器(400)、4G-LTE通信模块(200)、摄像头，智能HUD电控单元(100)通过CAN总线分别连接发动机电控单元(600)、主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)、车载卫星定位系统(800)，同时，智能HUD电控单元(100)还和HUD显示器(400)、4G-LTE通信模块(200)、摄像头(300)相连接；智能HUD电控单元(100)包括优先级调度模块(110)、车速规划模块(120)和偏差矫正模块(130)，分别用来控制HUD显示器(400)的图像和数据显示、规划信号灯路口的建议经济车速以及实时纠正HUD显示器的显示偏差，内部CAN总线通过电控单元的CAN端口接入用户车辆的CAN总线系统以获取所需要的信息。


2.根据权利要求1所述的一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统，其特征在于：优先级调度模块(110)通过CAN总线从发动机电控单元(600)采集发动机转速信号、变速器挡位信号、车速信号；从主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)采集车辆主动安全警告信息；从车载卫星定位系统(800)采集车辆的导航提示信息；从车速规划模块(120)采集信号灯路口的建议经济车速。


3.根据权利要求1所述的一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统，其特征在于：车速规划模块(120)外接4G-LTE移动网络通讯模块(200)，以接入周围的4G基站，与处在同一基站覆盖范围内的交通信号灯实现实时通信，从而可以获得当前行驶路线前方信号灯路口的信号灯状态参数S，信号灯当前状态的剩余时间T。


4.根据权利要求1所述的一种基于V2X的汽车智能抬头显示系统及装置，其特征在于：偏差矫正模块(130)通过I/O接口与偏差矫正摄像头(300)相连，从而获取偏差矫正摄像头的拍摄画面；模块可以通过CAN总线从优先级调度模块(110)获得显示画面的几何图像，并测算出显示画面的几何中心和参考要点；然后与偏差矫正摄像头(300)捕捉到的人眼瞳孔位置比较后，计算得出校正后的图像参考要点，并将矫正后的图像从CAN总线输出至HUD显示器(400)。


5.一种基于V2X的汽车智能抬头显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，优先级调度模块(110)通过CAN总线从发动机电控单元(600)采集发动机转速信号、变速器挡位信号、车速信号；从主动紧急刹车系统AEB的电控单元(700)采集车辆主动安全警告信息；从车载卫星定位系统(800)采集车辆的导航提示信息；从车速规划模块(120)采集信号灯路口的建议经济车速；
步骤2，车速规划模块(120)外接4G-LTE移动网络通讯模块(200)，以接入周围的4G基站，与处在同一基站覆盖范围内的交通信号灯实现实时通信，从而可以获得当前行驶路线前方信号灯路口的信号灯状态参数S，信号灯当前状态的剩余时间T；采用经济车速算法，根据红绿灯状态，汽车车速，汽车与红绿灯间的距离，进行分类，给出在考虑燃油消耗量最小的情况下的经济车速；
步骤3，偏差矫正模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：施德华，陈杰，崔浩川，王郁枫，汪少华，蔡英凤，陈龙，朱镇，李春，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32