楊 赫， 高云龍， 劉孝艷， 李 瀟，談琳琳

(北京北方華德尼奧普蘭客車股份有限公司， 北京 100071)

根據(jù)車輛設(shè)計(jì)信息化和智能化的需求，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)通過車輛各處的傳感器和攝像頭采集。從數(shù)據(jù)利用的角度，怎樣顯示這些信息使車輛駕駛更加安全，顯得尤其重要[1]。為了能夠高效利用車輛數(shù)據(jù)，同時(shí)避免冗余顯示，便于駕駛員觀察，需要一種集成顯示中控終端。為解決上述問題，綜合數(shù)據(jù)處理、圖像顯示，本文介紹一款車載中控顯示終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[2]。

1 通訊網(wǎng)絡(luò)及線束

1.1 通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于整車CAN信息網(wǎng)絡(luò)化，全車數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)互通。將多路CAN通訊線上需要中控顯示終端顯示的信息和發(fā)送的指令通過網(wǎng)關(guān)聯(lián)接起來(lái)，最大程度地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中化顯示[3]。中控顯示終端只要在某一位置接入CAN網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，即可與整車設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，采集需要顯示的所有信息，把相關(guān)指令發(fā)送到指定設(shè)備。中控顯示終端的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1 中控CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

1.2 通訊線束設(shè)計(jì)

在通訊線束設(shè)計(jì)上，采用雙線制總線。前后兩段線束在端子位置壓接在一起。因?yàn)榻宇^在端子位置，即使線束制作出現(xiàn)問題，也會(huì)是接頭位置，便于維修。如果采用傳統(tǒng)的并接方式，線束接頭在主線束內(nèi)部，維修起來(lái)非常困難[4]。同時(shí)，在滿足可靠性和便于維護(hù)性的基礎(chǔ)上，采用雙線制比采用三通的接線方式大幅減少線束使用。該車型采用的通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要大量的通訊線束，如果都采用三通接頭，會(huì)產(chǎn)生大量三通接頭，在安裝布置和維護(hù)上都會(huì)給生產(chǎn)造成困難[5]。

2 視頻顯示

屏幕采用13.3寸電容式觸控顯示屏，分辨率為1 920×1 080，視頻來(lái)源為360°環(huán)視系統(tǒng)和報(bào)站器主機(jī)。 中控顯示終端視頻信號(hào)和通訊信號(hào)連接如圖2所示。

圖2 中控顯示終端信號(hào)拓?fù)鋱D

360°環(huán)視系統(tǒng)采用4個(gè)高清1 080 P的攝像頭采集車輛四周的圖像，經(jīng)過360°環(huán)視主機(jī)進(jìn)行圖像拼接和處理，分成兩路信號(hào)，一路CVBS，另一路AHD，兩路視頻信號(hào)傳輸給中控顯示終端信號(hào)分割器。監(jiān)控主機(jī)采用6～9個(gè)720 P高清攝像頭采集車內(nèi)信息，經(jīng)過監(jiān)控主機(jī)輸出到中控顯示終端信號(hào)分割器。受屏幕硬件功能限制，在一個(gè)屏幕中不能同時(shí)存在CVBS信號(hào)和AHD信號(hào)[6]。所以在圖像顯示模式中，有360°全屏高清圖像顯示和半屏360°環(huán)視CVBS信號(hào)+半屏監(jiān)控主機(jī)CVBS信號(hào)2種狀態(tài)。下文分別對(duì)中控顯示終端存在的3種模式進(jìn)行介紹。

1) 模式一：全屏高清顯示。當(dāng)車輛倒車或者四周有障礙物時(shí)，中控顯示終端信號(hào)分割器切換到全屏高清顯示模式，調(diào)取360°環(huán)視主機(jī)的AHD信號(hào)，將倒車畫面或者報(bào)警方位的視頻直接顯示到顯示屏。

2) 模式二：全屏拼接顯示。當(dāng)車速大于15 km/h時(shí)，中控顯示終端信號(hào)分割器切換到全屏拼接顯示模式，同時(shí)調(diào)取360°環(huán)視主機(jī)的CVBS信號(hào)和監(jiān)控主機(jī)的CVBS信號(hào)，將360°拼接畫面顯示在上部，報(bào)站器畫面顯示在下部。

3) 模式三：半屏圖像顯示。當(dāng)切換進(jìn)入空調(diào)界面、充電弓界面或者報(bào)站器顯示界面時(shí)，中控顯示終端信號(hào)分割器切換到半屏圖像顯示模式，根據(jù)顯示需要，調(diào)取360°環(huán)視CVBS信號(hào)或者監(jiān)控主機(jī)CVBS信號(hào)。

通過信號(hào)分割器處理，實(shí)現(xiàn)上述3種視頻顯示模式，可以根據(jù)駕駛員需求靈活地對(duì)車輛視頻信息進(jìn)行模式選擇，顯示不同狀態(tài)下的視頻內(nèi)容。

3 界面UI設(shè)計(jì)

根據(jù)新能源城市客車實(shí)際顯示情況，綜合考慮車輛設(shè)備信息情況，特別定制顯示UI?？傮w依據(jù)功能劃分，主界面上部設(shè)置了空調(diào)、多媒體、外設(shè)狀態(tài)、充電弓4個(gè)功能按鈕。下部左側(cè)設(shè)置了時(shí)間顯示、報(bào)站器按鈕，右側(cè)設(shè)置了故障查詢按鈕和上下翻頁(yè)按鈕，中間為故障顯示區(qū)域[7]。通過點(diǎn)擊按鈕可以切入相應(yīng)界面。主界面下部UI如圖3所示。

圖3 主界面下部UI

1) 空調(diào)界面。下部顯示空調(diào)發(fā)送的車外溫度、車內(nèi)溫度、工作狀態(tài)、報(bào)警等信息，同時(shí)，通過界面相應(yīng)按鈕發(fā)送空調(diào)操作指令，控制空調(diào)工作。上部顯示360°環(huán)視前部攝像頭畫面，為駕駛員在操作空調(diào)界面時(shí)提供前部路面的畫面，避免危險(xiǎn)情況發(fā)生。

2) 多媒體界面。保留了完整的娛樂功能，其中既有收音機(jī)、音樂等基礎(chǔ)服務(wù)，也包含導(dǎo)航、藍(lán)牙、電影等娛樂功能。中控顯示終端基于安卓系統(tǒng)開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)平板電腦的所有功能。

3) 外設(shè)狀態(tài)界面。集中顯示了胎壓報(bào)警、集中潤(rùn)滑(圖4)、危險(xiǎn)氣體檢測(cè)、駕駛員酒精檢測(cè)、煙霧報(bào)警(圖5)、高溫報(bào)警等車輛安全檢測(cè)方面的設(shè)備信息?？梢允謩?dòng)進(jìn)入查看，當(dāng)有報(bào)警時(shí)也可以自動(dòng)切入相應(yīng)畫面，第一時(shí)間提示駕駛員。

4) 充電弓界面。下部顯示充電弓發(fā)送信息，發(fā)送操作指令控制充電弓工作；上部顯示車頂監(jiān)控?cái)z像頭畫面，便于駕駛員觀察充電弓升降狀態(tài)。由于充電弓上部不帶攝像頭，車頂攝像頭圖像由監(jiān)控主機(jī)提供，需要額外增加一路監(jiān)控主機(jī)車頂攝像頭。點(diǎn)擊充電弓按鈕控制監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行畫面切換，顯示車頂攝像頭圖像。

5) 報(bào)站器界面。通過左側(cè)報(bào)站按鈕切換進(jìn)入，當(dāng)點(diǎn)擊報(bào)站按鈕后，進(jìn)入報(bào)站界面，再次點(diǎn)擊，進(jìn)行車輛語(yǔ)音報(bào)站。中控顯示終端通過串口通信，將屏幕的觸控信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的觸控操作。

6) 360°環(huán)視界面。中控顯示界面不設(shè)置360°環(huán)視切換按鈕，而是通過雙擊屏幕切換進(jìn)入360°環(huán)視界面或者滿足切換條件后進(jìn)入(非N擋，且車速小于20 km/h； 倒擋; 其他半屏條件)。

4 控制切換設(shè)計(jì)

中控顯示終端集中顯示和控制11種設(shè)備，除手動(dòng)控制切換外，還增加了大量自動(dòng)切換顯示。在設(shè)計(jì)時(shí)，將所有切換狀態(tài)分為4種優(yōu)先級(jí)，最高級(jí)狀態(tài)為默認(rèn)保持界面，當(dāng)切換到其他任何界面，15 s無(wú)操作后自動(dòng)返回最高級(jí)界面，其他狀態(tài)當(dāng)觸發(fā)條件同時(shí)發(fā)生時(shí)，優(yōu)先級(jí)高的先切換，且已經(jīng)切換的畫面不能因?yàn)榈蛢?yōu)先級(jí)的觸發(fā)條件觸發(fā)切換[8]。默認(rèn)主界面(上部顯示360°拼接俯視畫面，下部顯示監(jiān)控主機(jī)界面)為最高優(yōu)先級(jí)。

4.1 手動(dòng)切換

1) 點(diǎn)擊充電弓按鈕，畫面切換進(jìn)入充電弓子界面(上部顯示監(jiān)控主機(jī)車頂攝像頭畫面，下部顯示充電弓UI界面)。當(dāng)點(diǎn)擊進(jìn)入充電模式時(shí)，該界面為最高優(yōu)先級(jí)，只能手動(dòng)退出界面，15 s后自動(dòng)返回該界面。當(dāng)充滿電或退出充電模式后，該界面解除最高優(yōu)先級(jí)狀態(tài)，15 s無(wú)操作后返回主界面[9]。

2) 點(diǎn)擊子功能按鈕，切換進(jìn)入相應(yīng)顯示子界面(全屏顯示該子界面內(nèi)容)，手動(dòng)進(jìn)入時(shí)該子界面為第一優(yōu)先級(jí)。15 s無(wú)操作或者點(diǎn)擊返回按鈕，返回主界面。

3) 雙擊觸摸屏幕360°區(qū)域，畫面進(jìn)入360°環(huán)視界面(360°環(huán)視高清全屏界面)，手動(dòng)進(jìn)入時(shí)該界面為第一優(yōu)先級(jí)。15 s無(wú)操作或者點(diǎn)擊返回按鈕，返回主界面。

4) 點(diǎn)擊報(bào)站器按鈕，畫面進(jìn)入報(bào)站器顯示界面(上部顯示報(bào)站器畫面，下部顯示操作按鍵UI)，手動(dòng)進(jìn)入時(shí)該子界面為第一優(yōu)先級(jí)。15 s無(wú)操作或者點(diǎn)擊返回按鈕，返回主界面。

4.2 自動(dòng)切換

1) 倒車狀態(tài)切換(倒擋)，畫面進(jìn)入360°環(huán)視高清全屏界面，顯示360°環(huán)視車后攝像頭畫面，此時(shí)該界面為第一優(yōu)先級(jí)。倒擋解除后，返回主界面。

2) 門狀態(tài)切換(中門打開時(shí))，畫面進(jìn)入門狀態(tài)界面(上部360°環(huán)視車外右側(cè)畫面，下部報(bào)站器中門視頻畫面)，該狀態(tài)為第三優(yōu)先級(jí)。門狀態(tài)信號(hào)解除后，返回主界面[10]。

3) 車危儀報(bào)警狀態(tài)切換(中門危險(xiǎn)氣體報(bào)警時(shí))，主界面下部報(bào)站器畫面切換為中門攝像頭視頻，該界面狀態(tài)為第三優(yōu)先級(jí)。當(dāng)危險(xiǎn)氣體報(bào)警解除后，主界面下部報(bào)站器畫面恢復(fù)顯示。

4) 雷達(dá)報(bào)警狀態(tài)切換(前進(jìn)D擋，車速小于15 km/h，雷達(dá)距離報(bào)警)，畫面進(jìn)入360°環(huán)視界面(上部顯示360°環(huán)視俯視拼接畫面，下部顯示360°環(huán)視報(bào)警雷達(dá)方向畫面)，該界面為第二優(yōu)先級(jí)。當(dāng)雷達(dá)距離報(bào)警信號(hào)解除或者工作條件不滿足后返回主界面[11]。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過驗(yàn)證，該產(chǎn)品能夠滿足圖像信息集中化要求，為駕駛員提供了一個(gè)便捷的車輛信息獲取途徑。傳統(tǒng)的集中潤(rùn)滑、胎壓報(bào)警、空調(diào)面板、危險(xiǎn)氣體報(bào)警、充電弓、煙霧報(bào)警、高溫報(bào)警等顯示屏都被取消或者改為內(nèi)裝，優(yōu)化了儀表臺(tái)上的設(shè)備布置方式，使儀表臺(tái)更美觀[12]。