本实用新型涉及一种汽车辅助设备，具体涉及一种用于车辆驾驶安全辅助和信息显示功能的通用装置。
背景技术：
先进辅助驾驶系统(ADAS)是为提高驾驶安全性而开发的汽车电子系统。ADAS系统通过各种车载传感器持续感知车辆行驶的道路和周围物体状态，如果有与物体发生碰撞或者发生交通事故的风险时候，ADAS系统将为驾驶者给出警告信息，提醒驾驶者控制车辆以避免事故发生。
作为装备在车辆上的驾驶安全辅助装置，根据系统对车辆进行自动控制程度的高低，ADAS系统可以分为5个级别。在2级以下的ADAS系统仅给驾驶者提供驾驶安全辅助信息提示。2级以上的ADAS系统能够在紧急情况下自动接管对车辆的控制，即在没有驾驶者人为干预的情况下控制车辆以避免事故发生。
整车设计生产企业会根据市场需求进行ADAS系统应用功能规划，在不同的车型系列装备不同功能和档次的ADAS功能。所以，在实际应用中，ADAS系统的技术方案会根据需求进行功能裁减和修改。这种技术方案的调整会使系统的技术稳定性受损，不仅需要重新进行设计、调试和测试等工作，还将耗费巨大的生产制造成本。
另一方面，现有技术方案是一个相对封闭的技术体系。新的软件技术、传感器、元器件和零部件等无法应用到现有的ADAS系统中。同时，现有ADAS系统中的数据也不能传输给其他车载系统。这个缺陷使ADAS系统相对独立于其他车载系统和用户应用系统，从而限制了ADAS系统充分发挥驾驶安全辅助的功能，也导致整车设计和制造企业的产品升级换代缓慢。
最后，由于现有技术方案在设计思想和具体实现方面的缺陷，使基于这种方案的ADAS系统的生产和部署成本过高。所以，整车设计和制造企业只能在少数中高档车型之上配备部分ADAS功能。ADAS系统对于提高驾驶安全性、降低交通事故率的功效已经得到行业内和社会的广泛认同，但是过高的成本使该技术的受益群体受限，所以市场迫切需求新的技术方案的出现以改变现状。
为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于，提供一种用于车辆驾驶安全辅助和信息显示功能的通用装置，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。
一种用于车辆驾驶安全辅助和信息显示功能的通用装置，其特征在于，包括：通讯和控制子系统、信息显示子系统、车载显示装置、车载数据通信总线、传感器融合子系统、车载传感器组、车载电子系统和车辆控制执行系统，所述通讯和控制子系统、信息显示子系统、传感器融合子系统、车载电子系统、车辆控制执行系统通过车载数据通信总线相互连接，所述车载显示装置与信息显示子系统连接，所述车载传感器组与传感器融合子系统连接。
进一步，所述通讯和控制子系统包括：中央处理芯片、摄像头、移动通讯模块、轴加速度传感器、GPS模块、通讯控制子系统电源、通讯控制子系统车载网络接口和通讯控制子系统存储系统，所述摄像头、移动通讯模块、轴加速度传感器、GPS模块、通讯控制子系统电源、通讯控制子系统车载网络接口和通讯控制子系统存储系统与中央处理芯片连接，所述通讯控制子系统电源与摄像头、移动通讯模块、轴加速度传感器和GPS模块连接。
进一步，所述信息显示子系统包括：多用途处理芯片、HUD显示装置接口、液晶屏显示接口、步进电机驱动接口、信息显示子系统电源、信息显示子系统车载网络接口和信息显示子系统存储系统，所述HUD显示装置接口、液晶屏显示接口、步进电机驱动接口、信息显示子系统电源、信息显示子系统车载网络接口和信息显示子系统存储系统与多用途处理芯片连接。
进一步，所述传感器融合子系统包括：传感器处理芯片、图像处理器、高速解串器、高速串行器、摄像头传感器、雷达传感器组、传感器融合子系统电源、传感器融合子系统车载网络接口和传感器融合子系统存储系统，所述图像处理器、高速解串器、传感器融合子系统电源、传感器融合子系统车载网络接口和传感器融合子系统存储系统与传感器处理芯片连接，所述图像处理器与高速解串器连接，所述高速解串器与高速串行器连接，所述高速串行器与摄像头传感器和雷达传感器组连接，所述传感器融合子系统电源与高速解串器连接。
进一步，所述雷达传感器组包括：微波雷达、超声波雷达和激光雷达，所述微波雷达、超声波雷达和激光雷达分别与高速串行器连接。
本实用新型的有益效果：
1、实用新型装置根据目前车载安全驾驶辅助系统的功能需求，结合该系统未来发展趋势，制订具备更强整体性和灵活性的技术方案。使本实用新型装置在满足现有业务需求的同时，还能够适应市场需求的变化而灵活调整功能配置，并且具备通过软件升级和硬件模块化升级的方式适应未来的业务需求。
2、实用新型装置综合车载通讯装置、显示驱动装置、各种传感器接口以及相应的硬件电路结构，通过软件系统的配合，可以实现安全驾驶辅助系统的各项技术功能；同时作为开放系统与其他车载电子和控制系统，以及与业务技术管理后台实现数据通讯。本实用新型装置的开放性和模块化的设计，使其能够更好地适应全新的车载安全辅助驾驶系统的技术功能需求，同时也能与具有单一功能的安全辅助驾驶系统进行融合。
3、本实用新型装置是基于整体功能设计思想指导之下的模块化的系统结构，并且采用最新的电路结构和数据传输芯片组，在达成功能技术指标的同时，相比现有技术方案也兼具较低生产和部署成本的优势。
附图说明：
图1为本实用新型的结构图。
图2为通讯和控制子系统的结构图
图3为信息显示子系统的结构图。
图4为传感器融合子系统的结构图。
图5为本实用新型的原理图。
附图标记：
通讯和控制子系统100、中央处理芯片110、摄像头120、移动通讯模块130、3轴加速度传感器140、GPS模块150、通讯控制子系统电源160、通讯控制子系统车载网络接口170和通讯控制子系统存储系统180。
信息显示子系统200、多用途处理芯片210、HUD显示装置接口220、液晶屏显示接口230、步进电机驱动接口240、信息显示子系统电源250、信息显示子系统车载网络接口260和信息显示子系统存储系统270。
车载显示装置300、车载数据通信总线400、传感器融合子系统500、传感器处理芯片510、图像处理器520、高速解串器530、高速串行器540和摄像头传感器550。
雷达传感器组560、微波雷达561、超声波雷达562、激光雷达563、传感器融合子系统电源570、传感器融合子系统车载网络接口580和传感器融合子系统存储系统590。
车载传感器组600、车载电子系统700和车辆控制执行系统800。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
图1为本实用新型的结构图。图2为通讯和控制子系统的结构图。图3为信息显示子系统的结构图。图4为传感器融合子系统的结构图。图5为本实用新型的原理图。
如图1所示，一种用于车辆驾驶安全辅助和信息显示功能的通用装置包括：通讯和控制子系统100、信息显示子系统200、车载显示装置300、车载数据通信总线400、传感器融合子系统500、车载传感器组600、车载电子系统700和车辆控制执行系统800，所述通讯和控制子系统100、信息显示子系统200、传感器融合子系统500、车载电子系统700、车辆控制执行系统800通过车载数据通信总线400相互连接，所述车载显示装置300与信息显示子系统200连接，所述车载传感器组600与传感器融合子系统500连接。
如图2所示，通讯和控制子系统100包括：中央处理芯片110、摄像头120、移动通讯模块130、3轴加速度传感器140、GPS模块150、通讯控制子系统电源160、通讯控制子系统车载网络接口170和通讯控制子系统存储系统180，摄像头120、移动通讯模块130、3轴加速度传感器140、GPS模块150、通讯控制子系统电源160、通讯控制子系统车载网络接口170和通讯控制子系统存储系统180与中央处理芯片110连接，通讯控制子系统电源160与摄像头120、移动通讯模块130、3轴加速度传感器140和GPS模块150连接。通过中央处理芯片110执行各种指令，任务调度，摄像头120在车辆行驶中拍摄前方道路状况，移动通讯模块130通过移动通讯网络与管理后台的数据通讯，3轴加速度传感器140感知车辆在水平、垂直方向的加速度变化，GPS模块150感知车辆的经、纬度，方位角，速度等位置信息。通过通讯和控制子系统100所包括的通讯控制子系统车载网络接口170，实现与其他车载系统的双向数据通讯。通讯管理的职能包括对本实用新型装置各项功能、数据的访问请求的身份鉴别、授权和权限管理，以及对通讯控制子系统车载网络接口170通讯数据的编码、解码等。其他车载电子系统利用此双向数据通道可以将数据、信息等内容在车辆仪表板、平视显示器等之上进行显示；同时，本实用新型装置的环境感知数据、视频信号、管理后台发来的各种数据等也可以分别发送给其他相关车载电子系统。
如图3所示，信息显示子系统200包括：多用途处理芯片210、HUD显示装置接口220、液晶屏显示接口230、步进电机驱动接口240、信息显示子系统电源250、信息显示子系统车载网络接口260和信息显示子系统存储系统270，HUD显示装置接口220、液晶屏显示接口230、步进电机驱动接口240、信息显示子系统电源250、信息显示子系统车载网络接口260和信息显示子系统存储系统270与多用途处理芯片210连接。多用途处理芯片210显示图像的渲染、变形等功能，并且执行各种指令，任务调度。HUD显示装置接口220接口连接HUD显示装置，通过HUD显示信息。液晶屏显示接口230连接车内各种液晶显示屏，包括液晶仪表板，或者中控液晶屏幕。步进电机驱动接口240为车内显示装置提供位置、角度调节；以及车速、转数等指针的动力。信息显示子系统200将本实用新型所感知、分析和判断得到的安全驾驶辅助信息通过各种车载显示装置呈现给驾驶者，提示驾驶者采取纠正措施以避免发生安全事故。信息显示装置包括液晶仪表屏幕、中控屏幕、平视显示系统、指示灯等。除此之外，当危险状况发生的时候，系统还将给出声音提醒。
如图4所示，传感器融合子系统500包括：传感器处理芯片510、图像处理器520、高速解串器530、高速串行器540、摄像头传感器550、雷达传感器组560、传感器融合子系统电源570、传感器融合子系统车载网络接口580和传感器融合子系统存储系统590，传感器处理芯片510、图像处理器520、高速解串器530、传感器融合子系统电源570、传感器融合子系统车载网络接口580和传感器融合子系统存储系统590与传感器处理芯片510连接，图像处理器520与高速解串器530连接，高速解串器530与高速串行器540连接，高速串行器540与摄像头传感器550和雷达传感器组560连接，传感器融合子系统电源570与高速解串器530连接。传感器处理芯片510执行算法的运算、图像处理、任务调度、数据传输等功能。图像处理器520对视觉传感器接收到的图像进行白平衡、亮度、对比度等调整。高速解串器530将经过串行化的传感器数据解码，并发送到中央处理芯片或者图像处理器进行进一步计算。高速串行器540将传感器获得的数据进行串行化编码，以进行高速和远距离传送。摄像头传感器550实时拍摄道路状态，感知物体和相对距离。雷达传感器组560包括：微波雷达561、超声波雷达562和激光雷达563。微波雷达561通过电磁波扫描周边道路和物体，感知物体大小、速度和距离，超声波雷达562通过超声波扫描周边道路，感知物体相对速度和距离，激光雷达563通过激光扫描周边道路，对周边物体和道路进行感知。传感器融合子系统500所连接的各种车载传感器将所感知的车辆周围环境的状态数据通过专用数据线发送到中央处理模块，经过专用算法对状态数据进行计算之后，由该子系统将结果通过车载数据通信总线发送给其他子系统，或者发送给车辆控制执行系统对车辆行驶状态进行纠正。
如图5所示，本实用新型的原理，首先在传感器融合子系统500中由车载传感器组600感知车辆周围环境的状态，传感器将所感知的图像和雷达数据通过高速串行、解串器发送到图像处理器520，图像处理器520对视觉传感器接收到的图像进行白平衡、亮度、对比度等调整，然后由传感器处理芯片510对传感器数据进行计算，并将计算得到的安全辅助驾驶信息通过传感器融合子系统车载网络接口580发送到通讯和控制子系统100；如果需要控制车辆行驶的安全辅助驾驶数据则由通讯和控制子系统100传输给车辆控制执行系统800，需要提醒驾驶员的安全辅助驾驶信息则发送到信息显示子系统200在车辆仪表板等设备上进行显示。同时，通讯和控制子系统100以指定的采样频率将各传感器数据和车辆运行状态数据通过移动通讯模块130发送到后台系统进行记录和后续分析。车载电子系统700所需要显示和发送的数据信息，也经过车载数据通信总线400发送到通讯和控制子系统100进行鉴权之后，再发送到信息显示子系统200在车辆仪表板等设备上进行显示，或者经过移动通讯模块130发送到后台系统进行记录和后续分析。
以上对本实用新型的具体实施方式进行了说明，但本实用新型并不以此为限，只要不脱离本实用新型的宗旨，本实用新型还可以有各种变化。