CN104554057A - 基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统 - Google Patents

Abstract

一种基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，机体外壳内装有主处理器、Camera视频解码芯片、Flash存储、电源管理芯片等，机体外壳上面装有显示触摸屏、按键面板，按键面板上设有AUX输入口、各功能按键；主处理器输入端连接电源管理芯片、Camera视频解码芯片、Audio？Dsp、功放芯片，Camera视频解码芯片连接分布于车身四周的四个摄像头，用于360o环视、变道告警、泊车辅助、行车记录。本系统将车载影音娱乐系统与ADAS系统合二为一，可大大降低结构件、电路板与软件成本；各功能之间使用触摸屏按键或硬按键进行切换，使主动安全在汽车上实现更加安全、方便，为未来ADAS的发展指明了方向。

Description

基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统

技术领域

本发明涉及一种车载影音娱乐系统，尤其涉及一种集成车载影音娱乐功能的主动安全系统。

背景技术

由于基于视觉ADAS（先进驾驶辅助功能）具有成本低、准确度高、可视化等特点，基于视觉的ADAS在汽车安全领域中应用越来越广泛，已成为汽车安全系统中不可或缺的电子设备之一。目前，市场上现有的基于视觉的ADAS产品主要有以下两个特点：1. 是一个独立的电子设备，如要安装在汽车上，需要占用额外的中控台空间及占用独立的线束接口与总线资源。2. 功能单一化，只针对某一特定应用（如只有定速巡航，或只有360o环视，或只有变道告警等），没有将多种图像识别技术在同一系统中的集成。

总之、独立的ADAS不仅功能单一，而且需占用额外的中控台空间，增加了ECU的节点数量、总线负载及用户操作复杂性，不利于车辆装载，与当今车辆电子设备高密度集成化的理念格格不入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，将集成影音娱乐功能的ADAS代替原有的车载影音娱乐系统，占据原有中控台上影音娱乐系统的位置，该系统除了具有原有的影音娱乐功能之外，还具有360o环视、变道告警、行车记录仪、泊车辅助等功能；该系统减少了车载电子设备的数量、降低了Can总线负载、提高了电子设备集成化程度、改善了整车环境与用户体验，同时，该系统提供了多个基于视觉的主动安全技术应用，满足了不同路况下的用户多种安全需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，包括机体外壳、LCD显示屏、AUX输入口、按键面板、Audio处理模块、Media处理模块、Wifi处理模块、蓝牙处理模块、Can信号收发模块、HMI显示模块、主处理器、Camera视频解码芯片、Flash存储、电源管理芯片、Audio Dsp、Can信号处理芯片、WIFI/蓝牙芯片及功放芯片，其特征在于：机体外壳内装有主处理器、Camera视频解码芯片、Flash存储、电源管理芯片、Audio Dsp、Can信号处理芯片、WIFI/蓝牙芯片及功放芯片，机体外壳上面装有显示触摸屏、按键面板，按键面板上设有AUX输入口、收音机按键、多媒体播放按键、蓝牙传输按键、Wifi按键、打电话按键；所述主处理器输入端连接电源管理芯片、Camera视频解码芯片、Audio Dsp、功放芯片，所述Camera视频解码芯片连接分布于车身四周的四个摄像头，用于360o环视、变道告警、泊车辅助、行车记录；所述主处理器输出端连接LCD显示屏。

所述Audio处理模块、Media处理模块、Wifi处理模块、蓝牙处理模块之间通过进程间通信方式进行数据信号的收发，各模块与电源管理模块连接，由电源管理模块统一控制各模块启动/退出时间、状态。

所述LCD显示屏2为LCD显示触摸屏。

所述Flash存储、Can信号处理芯片与主处理器之间双向信号传输连接。

所述Can信号收发模块，用于负责从车身总线上接收及向总线上发送Can信号，通过Can信号与车身的ECU进行交流，接受Can网络管理及状态跟踪信号。

所述HMI显示模块，用于显示Infotainment或ADAS功能的画面。

本发明的有益效果：

本发明既具有车载娱乐系统的基本功能，如收音机、多媒体播放、蓝牙传输、Wifi、打电话等，又具有视觉ADAS的功能，如360o环视、变道告警、泊车辅助、行车记录仪。ADAS模块与车载影音娱乐模块在外观结构上是一体机，无需使用额外的结构件与屏幕，也不占用额外的空间。ADAS与影音娱乐模块在电路结构上成为整体，共用同一个处理器、系统电源、信号输入等。ADAS与影音娱乐模块在软件架构上成为整体，使用Linux内核，ADAS的软件模块与影音娱乐软件模块间平等相处，并可以进行进程间通信。

本发明和已有的基于视觉ADAS产品相比较，其效果是积极和明显的。将车载影音娱乐系统与SurroundView、LDW和行车记录仪等功能集成在一起不仅节省硬件资源与结构空间，而且为ADAS多传感器融合技术的发展提供了环境和基础，如雷达芯片、G-Sensor等。

附图说明

图1是本发明系统的外观部件图；

图2是本发明系统的电子结构图；

图3是本发明系统的软件架构图；

图4是本发明系统的360o环视显示的画面分布图；

图5是本发明系统的LDW告警示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，包括：外壳结构件、电路母板及前板、显示屏、线束接插件、摄像头、控制面板按键部件，集成影音娱乐功能的ADAS将代替原有的车载影音娱乐系统，占据原有中控台上影音娱乐系统的位置。新系统除了具有原有的影音娱乐功能之外，还具有360o环视、变道告警、行车记录仪、泊车辅助等功能。因此，新系统减少了车载电子设备的数量、降低了Can总线负载、提高了电子设备集成化程度、改善了整车环境与用户体验，同时，新系统提供了多个基于视觉的主动安全技术应用，满足了不同路况下的用户多种安全需求。

在外观结构上，包括机体外壳、系统电源、显示屏、线束、面板按键等部件。新系统的按键主要有：收音机（Radio）、多媒体播放（Media）、电话（Phone）、USB播放、AUX播放、音量键以及360o环视、变道告警（LDW）、泊车辅助（PA）以及行车记录仪（DVR）等功能按键。按键按下后均对应独立的功能响应。另外，有四路摄像头输入连接到线束接插件上。

在电子结构上，新系统主要有电源供电、主处理器、Can信号收发器、Audio与视频解码器、Camera视频处理芯片等电子元器件等组成。其中，Camera视频处理芯片用来处理从四路Camera传输过来的信号（CVBS），通过此芯片把CVBS信号解码处理后转换成可供主处理器进行处理的格式（一般YUV422格式），供软件进行处理显示。

在软件架构上，新系统拥有Linux操作系统内核、IO驱动层、电源管理、Can总线信号处理、按键扫描、视频编码及解码、HMI显示、360o环视、LDW、泊车辅助、行车记录仪等模块，以及Infotainment功能所必需的Audio处理模块、Media处理模块、Wifi处理模块、蓝牙处理模块等组成。所有的软件模块间可使用进程间通信的方式进行信号与数据收发，各模块的启动/退出时间、状态均由电源管理模块统一控制。

在系统逻辑上，按压Power键后，系统上电启动，依次进入动画演示、初始化各外围设备、接收整车Can网络信号等阶段，然后进入待机画面，等待用户按压其它按键输入。如用户按压Media、Phone、Radio或插入U盘等，将触发Infotainment系统的各功能，进行影音播放。如用户按压360oSurroundView、LDW、DVR将触发ADAS功能。其中：

 360oSurroundView：将从四路摄像头传输过来的CVBS信号进行解码转换后得到可供主芯片显示的四路YUV422图像。运用图像处理技术，将四幅YUV422图像进行剪裁、拼接、扭曲、融合等处理后可得到一幅360o全景图。全景图是基于目标车的顶视图（Top View），前后左右分别是前视、后视、左视、右视摄像头。前视摄像头一般安装在进气格栅网格内，后视摄像头安装在车牌照附近，左视摄像头安装在左后视镜下面，右视摄像头安装在右后视镜下面，都是鱼眼广角摄像头。通过Can总线接收车身信息，如档位、转向灯、方向盘等，在不同的路况与场景下显示个性化的全景信息。如在倒档时，显示全景加后视图像，在打开右转向灯而车速低于5公里/小时显示右视加后视图像等。

变道告警（Lane Departure Warning）：以前视摄像头传输过来的图像信号为输入，LDW软件算法捕获、识别道路上的车道线，并依据标定数据中车身宽度，判断两边车轮是否压车道线。当两边车轮碾压车道线时，算法通过计算识别出来并依据从Can总线上得到的转向灯信息决定是否发出警告信息。如果转向灯未打开，LDW算法则向Audio软件模块发出发报警音命令，同时向电控方向盘控制ECU发出方向盘震动的Can消息。使车载喇叭发告警声音和方向盘发生震动，提醒驾驶员行驶方向已偏离。如果转向灯已打开，LDW算法即使识别出车辆压线情况，也不会告警。

行车记录仪（Digital Video Recorder）：采集从四个摄像头传输过来的视频，由于摄像头是广角鱼眼摄像头，所以需要将图像进行拉伸、剪裁一下，然后进行保存。根据存储卡的容量大小，当存储空间不足时，可以覆盖掉之前的视频，进行循环录制，四路摄像头独立录制和播放。

实施例：

如图1所示，本发明在外观上由机体外壳1、显示触摸屏2、接插件3、AUX输入口4、按键面板等组成。其中，系统电源、Can信号及分布于车身四周的四个摄像头均由接插件连接。当有按键按下，按键扫描程序将被激活，而相应的功能将被触发。

如图2所示，本发明在电子结构上包括：主处理器、LCD显示触摸屏、Camera视频解码芯片、Flash存储、电源管理芯片、Audio Dsp、Can信号处理芯片、WIFI/蓝牙芯片及功放芯片等组成。主处理器是一款带图像/视频处理能力的多核芯片，可同时处理四路从摄像头传输过来的图像。

如图3所示，本发明在软件架构上包括：内核及板级驱动层、中间层、电源管理、按键扫描、Can信号收发、360o环视、LDW、DVR、Audio、Media、Tuner、BlueTooth、WIFI、HMI显示模块等。其中，内核是Linux系统，板级驱动为Linux系统下各设备驱动模块。中间层是介于底层与上层应用层之间服务层，用于底层状态管理、信号的传递及任务状态的管理等。Can信号收发模块负责从车身总线上接收及向总线上发送Can信号，新系统通过Can信号与车身其它ECU进行交流，接受Can网络管理及状态跟踪。HMI显示模块处于软件架构中的最上层，用于显示Infotainment（音频系统、通讯、导航和显示系统）或ADAS（先进驾驶辅助）功能的画面。HMI模块通过接收其它模块（如Media或SurroundView）的消息在不同的显示画面之间进行切换的。

本发明在360o全景显示时的HMI显示页面如图4所示。分为左右两部分，左部分显示某一方向单个视图，右部分显示车辆360o全景TopView图。左部分下方有模式选择按钮：1. 前视，当按下此按钮时，全屏显示前视大图。2. 后视，当车辆处于“倒档”或按下此按钮时，全屏显示后视大图。3. 全景+前视，当此按钮按下时，屏幕左半部分显示前视图，右半部分显示全景图。4. 全景+后视，当此按钮被按下时，屏幕左半部分显示后视图，右半部分显示全景图。5. 右视+后视，当车辆的方向盘处于“右540o”且右转向灯打开，或此按钮被按下时，屏幕左半部分显示后视图，右半部分显示右视图，方便用户靠边停车。

如图示5所示，LDW在启动运行后报警区域演示图。图示中间是汽车四个轮子的模型图，左右两边是车道线。参考ISO17361标准，如果车轮处于压线的一侧（bc段和de段），则应发出报警提示，而如果车轮处于偏离车道线的一侧时（ab段或ef段），则不应发出警报。目前，bc段、de段配置为30cm，可依据地区实际情况进行调整。LDW在运行后，是没有HMI显示的，图示5只是报警演示图。

Claims (6)

1.一种基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，包括机体外壳、LCD显示屏、AUX输入口、按键面板、Audio处理模块、Media处理模块、Wifi处理模块、蓝牙处理模块、Can信号收发模块、HMI显示模块、主处理器、Camera视频解码芯片、Flash存储、电源管理芯片、Audio Dsp、Can信号处理芯片、WIFI/蓝牙芯片及功放芯片，其特征在于：所述机体外壳内装有主处理器、Camera视频解码芯片、Flash存储、电源管理芯片、Audio Dsp、Can信号处理芯片、WIFI/蓝牙芯片及功放芯片，机体外壳上面装有显示触摸屏、按键面板，按键面板上设有AUX输入口、收音机按键、多媒体播放按键、蓝牙传输按键、Wifi按键、打电话按键；所述主处理器输入端连接电源管理芯片、Camera视频解码芯片、Audio Dsp、功放芯片，所述Camera视频解码芯片连接分布于车身四周的四个摄像头，用于360o环视、变道告警、泊车辅助、行车记录；所述主处理器输出端连接LCD显示屏。

2.根据权利要求1所述的基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，其特征在于：所述Audio处理模块、Media处理模块、Wifi处理模块、蓝牙处理模块之间通过进程间通信方式进行数据信号的收发，各模块与电源管理模块连接，由电源管理模块统一控制各模块启动/退出时间、状态。

3.根据权利要求1所述的基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，其特征在于：所述LCD显示屏为LCD显示触摸屏。

4.根据权利要求1所述的基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，其特征在于：所述Flash存储、Can信号处理芯片与主处理器之间双向信号传输连接。

5.根据权利要求1所述的基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，其特征在于：所述Can信号收发模块，用于负责从车身总线上接收及向总线上发送Can信号，通过Can信号与车身的ECU进行交流，接受Can网络管理及状态跟踪信号。

6.根据权利要求1所述的基于视觉的集成车载影音娱乐功能的主动安全系统，其特征在于：所述HMI显示模块，用于显示Infotainment或ADAS功能的画面。