新能源车车载中控显示终端系统设计

杨 赫， 高云龙， 刘孝艳， 李 潇，谈琳琳

(北京北方华德尼奥普兰客车股份有限公司， 北京 100071)

根据车辆设计信息化和智能化的需求，越来越多的数据通过车辆各处的传感器和摄像头采集。从数据利用的角度，怎样显示这些信息使车辆驾驶更加安全，显得尤其重要[1]。为了能够高效利用车辆数据，同时避免冗余显示，便于驾驶员观察，需要一种集成显示中控终端。为解决上述问题，综合数据处理、图像显示，本文介绍一款车载中控显示终端系统设计方案[2]。

1 通讯网络及线束

1.1 通讯网络架构

基于整车CAN信息网络化，全车数据通过网关实现互通。将多路CAN通讯线上需要中控显示终端显示的信息和发送的指令通过网关联接起来，最大程度地实现数据集中化显示[3]。中控显示终端只要在某一位置接入CAN网络通讯系统，即可与整车设备实现数据互通，采集需要显示的所有信息，把相关指令发送到指定设备。中控显示终端的网络拓扑图如图1所示。

图1 中控CAN网络拓扑图

1.2 通讯线束设计

在通讯线束设计上，采用双线制总线。前后两段线束在端子位置压接在一起。因为接头在端子位置，即使线束制作出现问题，也会是接头位置，便于维修。如果采用传统的并接方式，线束接头在主线束内部，维修起来非常困难[4]。同时，在满足可靠性和便于维护性的基础上，采用双线制比采用三通的接线方式大幅减少线束使用。该车型采用的通讯网络架构需要大量的通讯线束，如果都采用三通接头，会产生大量三通接头，在安装布置和维护上都会给生产造成困难[5]。

2 视频显示

屏幕采用13.3寸电容式触控显示屏，分辨率为1 920×1 080，视频来源为360°环视系统和报站器主机。 中控显示终端视频信号和通讯信号连接如图2所示。

图2 中控显示终端信号拓扑图

360°环视系统采用4个高清1 080 P的摄像头采集车辆四周的图像，经过360°环视主机进行图像拼接和处理，分成两路信号，一路CVBS，另一路AHD，两路视频信号传输给中控显示终端信号分割器。监控主机采用6～9个720 P高清摄像头采集车内信息，经过监控主机输出到中控显示终端信号分割器。受屏幕硬件功能限制，在一个屏幕中不能同时存在CVBS信号和AHD信号[6]。所以在图像显示模式中，有360°全屏高清图像显示和半屏360°环视CVBS信号+半屏监控主机CVBS信号2种状态。下文分别对中控显示终端存在的3种模式进行介绍。

1) 模式一：全屏高清显示。当车辆倒车或者四周有障碍物时，中控显示终端信号分割器切换到全屏高清显示模式，调取360°环视主机的AHD信号，将倒车画面或者报警方位的视频直接显示到显示屏。

2) 模式二：全屏拼接显示。当车速大于15 km/h时，中控显示终端信号分割器切换到全屏拼接显示模式，同时调取360°环视主机的CVBS信号和监控主机的CVBS信号，将360°拼接画面显示在上部，报站器画面显示在下部。

3) 模式三：半屏图像显示。当切换进入空调界面、充电弓界面或者报站器显示界面时，中控显示终端信号分割器切换到半屏图像显示模式，根据显示需要，调取360°环视CVBS信号或者监控主机CVBS信号。

通过信号分割器处理，实现上述3种视频显示模式，可以根据驾驶员需求灵活地对车辆视频信息进行模式选择，显示不同状态下的视频内容。

3 界面UI设计

根据新能源城市客车实际显示情况，综合考虑车辆设备信息情况，特别定制显示UI。总体依据功能划分，主界面上部设置了空调、多媒体、外设状态、充电弓4个功能按钮。下部左侧设置了时间显示、报站器按钮，右侧设置了故障查询按钮和上下翻页按钮，中间为故障显示区域[7]。通过点击按钮可以切入相应界面。主界面下部UI如图3所示。

图3 主界面下部UI

1) 空调界面。下部显示空调发送的车外温度、车内温度、工作状态、报警等信息，同时，通过界面相应按钮发送空调操作指令，控制空调工作。上部显示360°环视前部摄像头画面，为驾驶员在操作空调界面时提供前部路面的画面，避免危险情况发生。

2) 多媒体界面。保留了完整的娱乐功能，其中既有收音机、音乐等基础服务，也包含导航、蓝牙、电影等娱乐功能。中控显示终端基于安卓系统开发，可以实现平板电脑的所有功能。

3) 外设状态界面。集中显示了胎压报警、集中润滑(图4)、危险气体检测、驾驶员酒精检测、烟雾报警(图5)、高温报警等车辆安全检测方面的设备信息。可以手动进入查看，当有报警时也可以自动切入相应画面，第一时间提示驾驶员。

4) 充电弓界面。下部显示充电弓发送信息，发送操作指令控制充电弓工作；上部显示车顶监控摄像头画面，便于驾驶员观察充电弓升降状态。由于充电弓上部不带摄像头，车顶摄像头图像由监控主机提供，需要额外增加一路监控主机车顶摄像头。点击充电弓按钮控制监控主机进行画面切换，显示车顶摄像头图像。

5) 报站器界面。通过左侧报站按钮切换进入，当点击报站按钮后，进入报站界面，再次点击，进行车辆语音报站。中控显示终端通过串口通信，将屏幕的触控信号发送给监控主机，实现对监控主机的触控操作。

6) 360°环视界面。中控显示界面不设置360°环视切换按钮，而是通过双击屏幕切换进入360°环视界面或者满足切换条件后进入(非N挡，且车速小于20 km/h； 倒挡; 其他半屏条件)。

4 控制切换设计

中控显示终端集中显示和控制11种设备，除手动控制切换外，还增加了大量自动切换显示。在设计时，将所有切换状态分为4种优先级，最高级状态为默认保持界面，当切换到其他任何界面，15 s无操作后自动返回最高级界面，其他状态当触发条件同时发生时，优先级高的先切换，且已经切换的画面不能因为低优先级的触发条件触发切换[8]。默认主界面(上部显示360°拼接俯视画面，下部显示监控主机界面)为最高优先级。

4.1 手动切换

1) 点击充电弓按钮，画面切换进入充电弓子界面(上部显示监控主机车顶摄像头画面，下部显示充电弓UI界面)。当点击进入充电模式时，该界面为最高优先级，只能手动退出界面，15 s后自动返回该界面。当充满电或退出充电模式后，该界面解除最高优先级状态，15 s无操作后返回主界面[9]。

2) 点击子功能按钮，切换进入相应显示子界面(全屏显示该子界面内容)，手动进入时该子界面为第一优先级。15 s无操作或者点击返回按钮，返回主界面。

3) 双击触摸屏幕360°区域，画面进入360°环视界面(360°环视高清全屏界面)，手动进入时该界面为第一优先级。15 s无操作或者点击返回按钮，返回主界面。

4) 点击报站器按钮，画面进入报站器显示界面(上部显示报站器画面，下部显示操作按键UI)，手动进入时该子界面为第一优先级。15 s无操作或者点击返回按钮，返回主界面。

4.2 自动切换

1) 倒车状态切换(倒挡)，画面进入360°环视高清全屏界面，显示360°环视车后摄像头画面，此时该界面为第一优先级。倒挡解除后，返回主界面。

2) 门状态切换(中门打开时)，画面进入门状态界面(上部360°环视车外右侧画面，下部报站器中门视频画面)，该状态为第三优先级。门状态信号解除后，返回主界面[10]。

3) 车危仪报警状态切换(中门危险气体报警时)，主界面下部报站器画面切换为中门摄像头视频，该界面状态为第三优先级。当危险气体报警解除后，主界面下部报站器画面恢复显示。

4) 雷达报警状态切换(前进D挡，车速小于15 km/h，雷达距离报警)，画面进入360°环视界面(上部显示360°环视俯视拼接画面，下部显示360°环视报警雷达方向画面)，该界面为第二优先级。当雷达距离报警信号解除或者工作条件不满足后返回主界面[11]。

5 结束语

经过验证，该产品能够满足图像信息集中化要求，为驾驶员提供了一个便捷的车辆信息获取途径。传统的集中润滑、胎压报警、空调面板、危险气体报警、充电弓、烟雾报警、高温报警等显示屏都被取消或者改为内装，优化了仪表台上的设备布置方式，使仪表台更美观[12]。