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CN113968240B - 一种应用于智能网联汽车的巡航控制的人机交互系统 - Google Patents

一种应用于智能网联汽车的巡航控制的人机交互系统 Download PDF

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CN113968240B CN202111399377.5A CN202111399377A CN113968240B CN 113968240 B CN113968240 B CN 113968240B CN 202111399377 A CN202111399377 A CN 202111399377A CN 113968240 B CN113968240 B CN 113968240B
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Yanshan University
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Abstract

本发明公开了一种应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，包括信息显示模块、人机交互模块以及操作建议模块，其中，信息显示模块接收信号灯信号、前车运动状态信息以及人工驾驶时的油耗以及电池SOC消耗值，通过车辆VCU计算相同工况下进行巡航时的油耗以及电池SOC消耗值的信息，并通过CAN传输，将信号灯相位信息、前车运动状态信息显示以及油耗及电池SOC信息显示给驾驶员。人机交互模块用于驾驶员在智能网联车巡航时给车辆发送控制指令。操作建议模块用于当车辆在人工驾驶模式下满足特定条件时将进入巡航模式的驾驶建议输出给驾驶员。该系统操作简便、成本低廉，可以在网联环境下降低用户的驾驶疲劳感及降低污染物排放。

Description

一种应用于智能网联汽车的巡航控制的人机交互系统
技术领域
本发明涉及智能网联交通和混合动力汽车能量管理技术领域，具体地，涉及一种应用于智能网联汽车的巡航控制的人机交互(Human Machine Interface，简称HMI)系统。
背景技术
目前我国在大力推动智能网联示范区建设，其中智能网联车辆的巡航是一项必不可少的功能。在网联环境下的巡航功能可以有效地解决驾驶员长时间驾驶后的疲劳感，并且可以有效地降低污染物排放，满足部分市场需求。
然而，何时可以进行巡航控制，需要驾驶员凭借经验进行判断，这会造成车辆满足巡航条件时，却由于驾驶员经验不足而没有启动巡航功能，不能充分利用巡航功能来降低用户的驾驶疲劳感以及降低污染物排放。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种应用于智能网联汽车的巡航控制的人机交互系统，应用于智能网联混合动力汽车，以充分利用巡航功能来降低用户的驾驶疲劳感以及降低污染物排放。
为此，本发明提出以下技术方案：
本发明公开了一种应用于智能网联汽车的巡航控制的人机交互系统，包括：信息显示模块，人机交互模块以及操作建议模块；
信息显示模块用于：接收信号灯相位信息、前车运动状态信息、人工驾驶时的油耗以及电池的荷电状态信息，并通过如下公式计算人工驾驶时油耗以及电池荷电状态消耗值：
Figure BDA0003365351260000011
式中，
Figure BDA0003365351260000021
表示燃油消耗率，SOC0表示电池荷电状态的初始值、
Figure BDA0003365351260000022
表示tf时刻的电池荷电状态值，tf表示旅程结束的时间，λ表示权重；
获取所述人工驾驶时油耗以及电池荷电状态消耗值与通过整车控制器计算得到的相同工况下进行巡航时的油耗以及电池荷电状态消耗值的差值，将信号灯相位信息、前车运动状态信息、人工驾驶时的油耗及电池的荷电状态消耗值信息显示给驾驶员；
操作建议模块用于：当智能网联混合动力汽车在人工驾驶时的油耗以及电池荷电状态消耗值与相同工况下进行巡航时的油耗以及电池电荷状态消耗值的差值超过预设阈值时，向驾驶员输出进入巡航模式的驾驶建议；
人机交互模块用于：接收驾驶员根据信息显示模块显示的信息或操作建议模块输出的驾驶建议发出的从人工驾驶模式到巡航模式的切换指令，并控制车辆进入巡航模式。
进一步地，接收信号灯相位信息和前车运动状态信息，包括：通过V2X获得信号灯相位信息和前方车辆行驶状态信息。
进一步地，人机交互模块还用于：接收驾驶员在智能网联汽车巡航时给车辆发送的控制指令。
进一步地，所述控制指令包括：通过信号灯的指令。
进一步地，通过信号灯的指令由驾驶员通过信息显示模块显示的信号灯相位信息决定通过信号灯时发出。
进一步地，所述控制指令包括：跟车的指令。
进一步地，跟车的指令由驾驶员通过信息显示模块显示的前车运动状态信息决定跟车时发出。
进一步地，当车辆驶入网联环境时，消息显示模块被激活。
进一步地，消息显示模块是外部信息通过CAN传输到消息显示模块并显示给驾驶员。
进一步地，所述预设阈值为5％。
本发明的优点和积极效果：
本发明提出的一种应用于智能网联汽车的巡航控制的人机交互系统，在网联环境下，通过HMI(Human Machine Interface，人机交互界面)显示，用户可直观地了解外界环境信息，以及可以让驾驶员通过信息在HMI进行操作选择，具体地，在车辆进行巡航时，驾驶员可以根据显示的前车行驶信息以及信号灯相位信息进行判断是否跟随前方车辆以及是否通过信号灯。当车辆在人工驾驶模式时，实时计算车辆油耗以及电池荷电状态(SOC)消耗值和相同工况下进行巡航时的车辆油耗以及电池SOC消耗值的差值，当超过所设阈值时，车辆将给驾驶员可以进入巡航模式的驾驶建议，驾驶员得到该驾驶建议之后可以通过人机交互模块选择进入巡航模式，不但提升了用户的满意度，还可以在网联环境下降低用户的驾驶疲劳感及降低污染物排放，系统操作简便、成本低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中应用于的智能网联汽车巡航控制的HMI系统的原理框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
智能网联车辆的巡航是在网联环境下利用V2X将前车行驶状态信息以在及信号灯相位信息传给到本车并显示在HMI界面上，并且可以让驾驶员直观地看到网联环境下的外部环境信息。
当在网联环境下，车辆在人工驾驶并且车辆前方有车可以进行巡航时，考虑到经济性的要求，本车在巡航时存在最优的油耗以及SOC状态，显示在HMI界面上，可以让驾驶员直观地看到本车能量消耗的信息。
如图1所示，其示出了本发明实施例中一种应用于智能网联汽车巡航控制的HMI系统的结构框图，该系统应用于智能网联混合动力汽车，可以在网联环境下实现人机交互，外部环境信息通过V2X与本车进行通信，包括信息显示模块、人机交互模块以及操作建议模块。其中：
信息显示模块通过V2X接收信号灯信号、前车运动状态信息、人工驾驶时的油耗，并通过如下公式计算人工驾驶时油耗以及电池荷电状态消耗值：
Figure BDA0003365351260000041
式中，
Figure BDA0003365351260000042
表示燃油消耗率，SOC0表示电池荷电状态的初始值、
Figure BDA0003365351260000043
表示tf时刻的电池荷电状态值，tf表示旅程结束的时间，λ表示权重；
获取所述人工驾驶时油耗以及电池荷电状态消耗值与通过整车控制器计算得到的相同工况下进行巡航时的油耗以及电池荷电状态消耗值的差值，并通过CAN传输，将信号灯相位信息、前车运动状态信息、人工驾驶时的油耗及电池的荷电状态消耗值信息显示给驾驶员。其中，V2X(vehicle to everything，即车对外界的信息交换)，车联网通过整合全球定位系统(GPS)导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。简单来说，搭配了该系统的车型，在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的分析，自动选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞。除此之外，通过使用车载传感器和摄像系统，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现"零交通事故"。例如，如果行人突然出现，可以自动减速至安全速度或停车。
操作建议模块是指当智能网联混合动力汽车在人工驾驶时的油耗以及电池荷电状态消耗值与相同工况下进行巡航时的油耗以及电池电荷状态消耗值的差值超过预设阈值时，向驾驶员输出进入巡航模式的驾驶建议。
人机交互模块起到驾驶员在智能网联车巡航时，给车辆发送特定控制指令的作用。
驾驶员可以根据信息显示模块显示的信号灯相位信息以及前车行驶状态信息决定是否通过信号灯以及是否进入巡航模式，还可以按照操作建议模块给出的驾驶建议决定是否进入巡航模式，如果决定进入巡航模式，可以通过人机交互模块进行从人工驾驶模式到巡航模式的切换。
具体工作流程如下：
在人工驾驶模式下，当车辆驶入网联环境时，HMI的消息显示模块将被激活，并显示车辆外部周围环境的信息、本车的油耗以及电池SOC消耗值。当车辆前方出现行进车辆时，HMI的消息模块会显示巡航模式下的油耗以及电池SOC消耗值。当人工驾驶时的油耗以及电池SOC消耗值与相同工况下进行巡航模式下的油耗以及电池SOC消耗值的差值超过所设阈值时，车辆的操作建议模块将被激活。当驾驶员接受建议需要进入巡航模式时，需在人机交互模块进行操作切换到巡航模式。当车辆处于巡航模式时，车辆即将通过信号灯时，前方车辆行驶状态信息以及信号灯相位信息显示在消息显示模块，驾驶员可以通过这些信息判断是否继续巡航以及是否通过红绿灯，并通过人机交互模块进行选择，为本车下达指令，等待本车执行。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，包括：信息显示模块，人机交互模块以及操作建议模块；
信息显示模块用于：接收信号灯相位信息、前车运动状态信息、人工驾驶时的油耗以及电池的荷电状态信息，并通过如下公式计算人工驾驶时油耗以及电池荷电状态消耗值：
Figure FDA0003365351250000011
式中，
Figure FDA0003365351250000012
表示燃油消耗率，SOC0表示电池荷电状态的初始值、
Figure FDA0003365351250000013
表示tf时刻的电池荷电状态值，tf表示旅程结束的时间，λ表示权重；
获取所述人工驾驶时油耗以及电池荷电状态消耗值与通过整车控制器计算得到的相同工况下进行巡航时的油耗以及电池荷电状态消耗值的差值，将信号灯相位信息、前车运动状态信息、人工驾驶时的油耗及电池的荷电状态消耗值信息显示给驾驶员；
操作建议模块用于：当智能网联混合动力汽车在人工驾驶时的油耗以及电池荷电状态消耗值与相同工况下进行巡航时的油耗以及电池电荷状态消耗值的差值超过预设阈值时，向驾驶员输出进入巡航模式的驾驶建议；
人机交互模块用于：接收驾驶员根据信息显示模块显示的信息或操作建议模块输出的驾驶建议发出的从人工驾驶模式到巡航模式的切换指令，并控制车辆进入巡航模式。
2.根据权利要求1所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，接收信号灯相位信息和前车运动状态信息，包括：通过V2X获得信号灯相位信息和前方车辆行驶状态信息。
3.根据权利要求1的所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，人机交互模块还用于：接收驾驶员在智能网联汽车巡航时给车辆发送的控制指令。
4.根据权利要求3的所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，所述控制指令包括：通过信号灯的指令。
5.根据权利要求4所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，通过信号灯的指令由驾驶员通过信息显示模块显示的信号灯相位信息决定通过信号灯时发出。
6.根据权利要求3的所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，所述控制指令包括：跟车的指令。
7.根据权利要求6所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，跟车的指令由驾驶员通过信息显示模块显示的前车运动状态信息决定跟车时发出。
8.根据权利要求1的所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，当车辆驶入网联环境时，消息显示模块被激活。
9.根据权利要求1的所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，消息显示模块是外部信息通过CAN传输到消息显示模块并显示给驾驶员。
10.根据权利要求1的所述的应用于智能网联汽车巡航控制的人机交互系统，其特征在于，所述预设阈值为5％。
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