詳解車載信息系統(tǒng)平臺(tái)工作原理及未來(lái)發(fā)展

　　FPGA提供的高集成度也具有在一個(gè)器件內(nèi)包含多種總線、接口和時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)，從而使利用EMI的設(shè)計(jì)容易管理。此外，減少組件數(shù)量和電路板空間將降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)更高的制造質(zhì)量，在任何汽車設(shè)計(jì)中這些都是重要的因素。

　圖1 微軟遠(yuǎn)程信息處理硬件平臺(tái)架構(gòu)

　　在了解了車輛開發(fā)的實(shí)質(zhì)和目前已有的眾多不同的車輛接口，微軟有意設(shè)計(jì)了一個(gè)靈活的解決方案，可允許對(duì)后端車輛接口進(jìn)行快速修改而不影響下層架構(gòu)和系統(tǒng)性能。例如，未來(lái)將有可能調(diào)節(jié)FPGA解決方案，使之能滿足帶有諸如MOST、IDB-1394或其它數(shù)字車輛網(wǎng)絡(luò)等汽車總線的最終應(yīng)用的需求。

圖2賽靈思spartan3FPGA設(shè)計(jì)

　　車載信息平臺(tái)顯示系統(tǒng)

　　車載信息平臺(tái)一般以液晶屏（LCD）作為顯示終端，所需的大量、復(fù)雜的信息能夠以圖形方式，靈活、準(zhǔn)確地顯示在LCD屏幕上。LCD的橫截面很像是很多層三明治疊在一起。每面最外一層是透明的玻璃基體，玻璃基體中間就是薄膜電晶體。顏色過(guò)濾器和液晶層可以給顯示出紅、藍(lán)和綠三種最基本的顏色。通常，LCD后面都有照明燈以顯示畫面。

　　一般只要電流不變動(dòng)，液晶都在非結(jié)晶狀態(tài)。這時(shí)液晶允許任何光線通過(guò)。液晶層受到電壓變化的影響后，液晶只允許一定數(shù)量的光線通過(guò)。光線的反射角度按照液晶控制。當(dāng)液晶的供應(yīng)電壓變動(dòng)時(shí)，液晶就會(huì)產(chǎn)生變形，因而光線的折射角度就會(huì)不同，從而產(chǎn)生色彩的變化。與CRT顯示器相比，其優(yōu)勢(shì)在于LCD顯示器消耗電能較少；不會(huì)產(chǎn)生CRT那樣的電磁輻射；不會(huì)產(chǎn)生CRT那樣的閃爍現(xiàn)象；尺寸非常小、重量較輕、可視面積大。這些特點(diǎn)使得LCD液晶屏特別適合用在車載信息平臺(tái)上。

　　車載信息平臺(tái)往往所需要顯示的信息量極大，但LCD顯示尺寸及車內(nèi)安裝空間有限，所以往往采用一屏多顯或多屏顯示技術(shù)將汽車儀表信息、車身狀況信息、導(dǎo)航信息、多媒體信息、倒車后視等信息顯示在LCD液晶屏上。如圖3是一個(gè)多屏顯示技術(shù)的實(shí)例：

　　近年來(lái)，隨著客戶對(duì)于“平視顯示器”（HUD）的需求量的逐漸上升，各大車廠也在尋求適合HUD的質(zhì)量控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)要不僅能保證高度的安全性，而且能和生產(chǎn)線的速度相適應(yīng)。HUD抬頭數(shù)字顯示儀（HeadsUpDisplay）又叫平視顯示系統(tǒng)，是一種由電子組件、顯示組件、控制器、高壓電源等組成的綜合電子顯示設(shè)備。它可以把重要的信息，通過(guò)光學(xué)部件投射到方向盤正前方風(fēng)窗玻璃上的光/電顯示裝置上，使駕駛員不必低頭，就能看清重要的信息。這種顯示系統(tǒng)的作用是提高汽車的安全性。如今平視顯示系統(tǒng)快速發(fā)展，已經(jīng)應(yīng)用在高端轎車上，如圖4所示，即是BMWX5系X6系車型上所安裝的HUD系統(tǒng)。

圖3多屏顯示技術(shù)實(shí)例

圖4BMWX5系X6系車型的HUD系統(tǒng)

　　車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)

　　車載導(dǎo)航系統(tǒng)包括車載導(dǎo)航終端、數(shù)字地圖、導(dǎo)航平臺(tái)三大部分。其中數(shù)字地圖、導(dǎo)航平臺(tái)都是在后臺(tái)服務(wù)，其軟硬件環(huán)境可以不受什么限制；車載導(dǎo)航終端（VNT）則不然，因?yàn)槠涔ぷ鳝h(huán)境惡劣，軟硬條件有限，給其研發(fā)工作帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。

　　導(dǎo)航平臺(tái)負(fù)責(zé)收集、分析處理（含數(shù)據(jù)融合）由交通信息采集系統(tǒng)采集的各類道路交通地理信息，將其通過(guò)通信系統(tǒng)（如無(wú)線尋呼）下傳到專門節(jié)點(diǎn)和車輛上。交通信息采集系統(tǒng)包括固定的交通信息檢測(cè)系統(tǒng)（視頻、微波、線圈、激光等交通檢測(cè)器）和動(dòng)態(tài)交通檢測(cè)器（以出租車為例，它既裝備有車載導(dǎo)航系統(tǒng)，同時(shí)自身還可以作為一種交通信息探測(cè)器，以集群通信網(wǎng)與其中心進(jìn)行通信）。通信系統(tǒng)包括有線和無(wú)線通信兩種方式，負(fù)責(zé)車輛與導(dǎo)航平臺(tái)（綜合信息平臺(tái)、交管中心）之間的信息交流，從而達(dá)到車輛和路網(wǎng)間的信息互通。VNS主要由車輛定位模塊、多媒體導(dǎo)航電子地圖、車載通信模塊及其它車內(nèi)設(shè)備構(gòu)成。多媒體導(dǎo)航電子地圖為系統(tǒng)提供諸如地理特征、道路位置、交通規(guī)則、基礎(chǔ)設(shè)施等多種交通地理信息。它基于GIS操作和查詢電子地圖，包括提供電子地圖顯示、瀏覽、縮放以及信息檢索服務(wù)等功能。車輛定位模塊由定位傳感器和數(shù)據(jù)處理器組成，可以提供實(shí)時(shí)、連續(xù)的車輛位置信息，為使定位信息在電子地圖上顯示更加準(zhǔn)確，需要進(jìn)行地圖匹配。地圖匹配將定位輸出的位置與地圖數(shù)據(jù)庫(kù)提供的道路位置信息進(jìn)行比較，并通過(guò)適當(dāng)?shù)哪Ｊ狡ヅ浜妥R(shí)別過(guò)程確定車輛當(dāng)前的行駛路段以及在路段中的準(zhǔn)確位置。