本发明属于驾驶辅助技术领域，涉及一种基于多信息融合辅助驾驶技术的汽车信息交互平台，特别涉及一种节能车车辆信息人车交互平台。
背景技术：
honda节能竞技大赛由honda创始人本田宗一郎先生发起，于1981年在日本创办，每年都有超过500支车队参加比赛。自2007年honda节能竞技大赛来到中国成为honda中国节能竞技大赛，至今为止已经成功举办了10届。比赛搭载honda统一提供的125cc低油耗4冲程发动机，车架和车身等则由各车队独立创作完成，最终以燃油的消耗量多少而一决胜负。主办者希望通过该赛事启发人们对新能源的思考。
近年来，节能车参赛队追求节能效果的主流技术是注重车身的设计以减小风阻和车体的轻量化以减小行驶阻力。换言之，参赛队的节能技术重点普遍放在“车”上，对“人”即驾驶行为的研究相对较少，而人的驾驶行为对油耗恰恰存在重要的影响。因此，如何从“人”的因素入手，进一步降低节能车参赛车辆的油耗，提高效率是亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的就在于针对现有节能车参赛车辆节能节油的不足，提供一种节能车车辆信息人车交互平台及其控制方法，用于反映整车工作状态的信息显示，并按照驾驶策略提醒车手最佳驾驶方案，有利于提高参赛燃油车的节能效率，并且使系统便于维护和扩展。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种节能车车辆信息人车交互平台，主要由微处理器、传感器模块、触摸显示屏模块、数据存储模块、步进电机驱动模块及辅助驾驶指示灯模块组成；其中，传感器模块由两个电感传感器模块、角度传感器模块和油压传感器模块组成；
所述微处理器分别与两个电感传感器模块、角度传感器模块、油压传感器模块、触摸显示屏模块、数据存储模块、步进电机驱动模块以及辅助驾驶指示灯模块电连接并单独通讯；
所述传感器模块用于采集脉冲或电压信号并通过电信号传输给微处理器，微处理器用于将电信号处理得到实时车速、平均车速、加速度、驱动轮转速、剩余油量、驾驶转角和里程参数发送给触摸显示屏模块和数据存储模块；微处理器还用于将实时车速和加速度实时与预设节能行驶策略参数进行对比得到辅助车手驾驶的指令，并将指令传输给辅助驾驶指示灯模块和触摸显示屏模块；所述微处理器还与步进电机驱动模块控制连接。
还包括与微处理器电连接的稳压器，其与微处理器中的电源引脚电连接。
所述微处理器中的pt5和pt6引脚分别与电感传感器模块中的电感传感器1的s1信号引脚和电感传感器2的s2信号引脚电连接；微处理器中的pb0、pb1和pb2引脚分别与角度传感器模块中的角度传感器的a、b和z引脚电连接；微处理器中的pad00引脚与油压传感器模块中的油压传感器的s信号引脚电连接；微处理器中的rxd0和txd0引脚分别与触摸显示屏模块中的触摸显示屏的txd和rxd引脚电连接；微处理器中的ps4、ps5、ps6、ps7、pm4和pm5引脚分别与数据存储模块中的sd卡卡座中的pin7、pin2、pin5、pin1、pin10和pin11引脚电连接；微处理器中的pp4、pp5、pp6和pp7引脚与步进电机驱动模块中的步进电机中的pin1、pin2、pin3和pin4引脚电连接；微处理器中的pa0、pa1和pa2分别与辅助驾驶指示灯模块中的led1、led2和led3的正极引脚电连接。
所述步进电机驱动模块中的步进电机是双全桥模式的步进电机，其输出轴与牙嵌离合器固定连接。
上述节能车车辆信息人车交互平台的控制方法，包括以下步骤：
a、传感器模块将采集到的脉冲或电压信号传送到微处理器；
b、微处理器将所得脉冲或电压信号进行处理得到车辆相关参数，包括实时车速、平均时速、加速度、驱动轮速、剩余油量、车辆转角和行驶里程；
c、微处理器将步骤b所述车辆相关参数存储到数据存储模块的sd卡中；
d、微处理器将实时车速、平均时速、加速度和车辆转角与节能行驶策略的实时车速最大值、实时车速最小值、平均时速、加速度和车辆转角所设阈值进行比较，得到辅助车手驾驶的指令，包括语音提示加速、语音提示减速、语音提示匀速行驶、语音提示断开离合器、语音提示结合离合器、加速指示灯亮和减速指示灯亮；
e、微处理器将步骤b所述车辆相关参数传输到触摸显示屏模块的显示屏进行显示；
f、将步骤d所述辅助车手驾驶的指令通过控制触摸显示屏模块的的音频设备和辅助驾驶指示灯模块的led指示灯进行传达，辅助车手驾驶；
g、微处理器通过检测离合器控制实时监测车手的意图；如断开离合器，则控制步进电机进行相应动作断开离合器；如结合离合器，则通过判断当前车轮与驱动轮转速是否相同；若车轮与驱动轮转速相同，则控制步进电机进行相应动作结合离合器；若车轮与驱动轮转速不同，则等待车轮与驱动轮转速相同并控制步进电机进行相应动作结合离合器。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明节能车车辆信息人车交互平台能够提高采集数据精度，储存参数信息用以线下分析，并通过升级车辆人机交互平台，为车手提供视觉和听觉上更加直观、科学的驾驶策略信息反馈，借此提高参赛车在节能车大赛中的节油效率。
2、微处理器的使用、模块化的设计使节能车车辆信息人车交互平台便于维护和扩展，且具有较好的扩展性。
3、本发明控制方法操作简单、便于应用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是节能车车辆信息人车交互平台结构组成示意框图；
图2是微处理器与步进电机驱动模块中步进电机详细电连接示意框图；
图3是微处理器与传感器模块详细电连接示意框图；
图4是微处理器与数据存储模块详细电连接示意框图；
图5是微处理器与触摸显示屏模块及辅助驾驶指示灯模块详细电连接示意框图；
图6是采用双全桥模式的步进电机引线连接示意图；
图7是应用于车辆信息人车交互平台中的触摸液晶显示屏；
图8是应用于车辆信息人车交互平台控制软件主程序流程框图。
图9是节能车车辆信息人车交互平台的控制步骤流程图。
图中，1.微处理器2.传感器模块3.触摸显示屏模块4.数据存储模块5.步进电机驱动模块6.辅助驾驶指示灯模块7.电感传感器模块8.角度传感器模块9.油压传感器模块10.触摸显示屏11.稳压器12.电源13.led指示灯14.sd卡15.驱动芯片16.步进电机17.控制开关18.sd卡卡座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
如图1与图7所示，该车辆信息人车交互平台主要由型号为mc9s12xs128mal的微处理器1、传感器模块2、触摸显示屏模块3、数据存储模块4、步进电机驱动模块5及辅助驾驶指示灯模块6组成。其中，传感器模块2由电感传感器模块7、角度传感器模块8和油压传感器模块9组成。
如图9所示，通过电感传感器模块7、角度传感器模块8、油压传感器模块9采集信号并送入微处理器1，经微处理器1的运算处理，将行驶信息有实时车速信息、平均车速信息、加速度信息、驱动轮转速信息、剩余油量信息、驾驶转角信息以及里程信息等送到触摸显示屏模块3显示，并由微处理器1判断电推杆驱动离合器的分离与结合。此外，微处理器1还将实时车速信息、平均车速信息和加速度信息实时与预设最佳行驶策略参数进行对比，得出结果，并传输给终端，其通过听觉、视觉等方式传达给车手，提高节能车的节能效率。
本发明节能车车辆信息人车交互平台的控制方法，包括以下步骤：
a、传感器模块2(包括两个电感传感器7、角度传感器8和油压传感器9)采集到的原始数据如脉冲或电压信号传送到微处理器1；
b、微处理器1将脉冲或电压信号等进行数学处理，得到车辆相关参数包括：实时车速、平均时速、加速度、驱动轮速、剩余油量、车辆转角和行驶里程；
c、微处理器1将步骤b所述车辆相关参数存储到数据存储模块4的sd卡14中；
d、微处理器1将实时车速、平均时速、加速度和车辆转角与节能行驶策略的实时车速最大值、实时车速最小值、平均时速、加速度和车辆转角所设阈值进行比较，得到辅助车手驾驶的指令，包括语音提示加速、语音提示减速、语音提示匀速行驶、语音提示断开离合器、语音提示结合离合器、加速指示灯亮和减速指示灯亮；
e、微处理器1将步骤b所述车辆相关参数传输到触摸显示屏10进行显示；
f、将辅助车手驾驶的指令如语音提示加速，语音提示减速，语音提示匀速行驶，语音提示断开离合器，语音提示结合离合器，加速指示灯亮，减速指示灯亮等通过控制相应的音频设备，led指示灯13进行传达，辅助车手驾驶；
g、微处理器1通过检测离合器控制实时监测车手的意图如断开离合器，则控制相应的执行元件步进电机16进行相应动作断开离合器；如结合离合器，则通过判断当前车轮与驱动轮转速是否相同，若车轮与驱动轮转速相同则控制相应的执行元件步进电机16进行相应动作结合离合器，若车轮与驱动轮转速不同则等待车轮与驱动轮转速相同并控制相应的执行元件步进电机16进行相应动作结合离合器。
如图1与图3所示，微处理器1中的pt5和pt6引脚分别与电感传感器模块7中的电感传感器ⅰ的s1信号引脚和电感传感器ⅱ的s2信号引脚电连接，用以接收传感器的电信号，并根据已知参数计算的到所需的运动信息实时车速信号、平均车速信号、驱动轮转速信号；微处理器1中的pb0、pb1和pb2引脚分别与角度传感器模块8中的角度传感器的a、b和z引脚电连接，用以接收传感器的电信号，并根据已知参数计算的到所需的运动信息车辆行驶转角；型号为微处理器1中的pad00引脚与油压传感器模块9中的油压传感器的s信号引脚电连接，用以接收传感器的电信号，并根据已知参数计算的到所需的信息剩余油量。
如图1和图5所示，微处理器1中的rxd0和txd0引脚分别与触摸显示屏模块5中的触摸显示屏的txd和rxd引脚电连接，用以将计算得出的信息传递给触摸显示屏10用以显示，接收车手操作触摸显示屏10所生成的指令；微处理器1中的pa0、pa1和pa2分别与辅助驾驶指示灯模块6中的led1、led2和led3的正极引脚电连接，并根据微处理器1的运算指令给予车手视觉上的提醒。
如图1和图4所示，微处理器1中的ps4、ps5、ps6、ps7、pm4和pm5引脚分别与数据存储模块4中的sd卡卡座18中的pin7、pin2、pin5、pin1、pin10和pin11引脚电连接，用以将实时得到的运动信息存储于容量为8g的sd卡14中，用于线下最佳驾驶策略的分析。
如图1、图2与图6所示，步进驱动式结构电机因动磁式结构所不及的定位准确、运行平稳等特点，成为离合器执行机构的首选。只需用引线将微处理器1与步进电机16连接即可。本发明中采用双全桥模式，每个步进电机16由两个脉宽调制(pwm)通道控制。通道x控制线圈0，通道x+1控制线圈1。工作中根据步进电机16的原理，通过控制脉冲个数来控制角位移量实现指针的准确定位，更具体地说，微处理器中的pp4、pp5、pp6和pp7引脚与步进电机驱动模块5中的步进电机16中的pin1、pin2、pin3和pin4引脚电连接；即控制线圈0的通道x与微处理器1中的pp4、pp5电连接，控制线圈1的通道x+1与微处理器中的pp6、pp7电连接，步进电机16的输出轴与牙嵌离合器执行机构固定连接。
如图1所示，电源12、型号为lm2940的稳压器11与微处理器中的电源引脚依次电连接，电源12是采用汽车12v蓄电池，经稳压器11稳压后，达到为车辆信息人车交互平台供电。
如图8所示，关于得到最佳行驶策略参数，具体方法如下：
设有，平直路面距离x_jrney＝600m；加速度范围a＝1.5～2m/s2；最小速度范围v1＝2.5～3.5m/s；最大速度范围v2＝12～15m/s；使用matlab，采用枚举法思想，对范围内的数据进行枚举并得到相应的耗油量，耗油量最少的行驶策略即为最佳行驶策略，相应的参数为最佳行驶策略参数，所采集的数据与之实时进行比较，而后做出相应动作提醒车手以辅助车手驾驶，提高节能车的节能效率。
以上仅结合本发明的优选实施方式对本发明进行了描述，本领域技术人员应当了解，在不背离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种变形和修改。