CN105015346B - 带有语音提示功能的虚拟汽车仪表系统、工作方法及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有语音提示功能的虚拟汽车仪表系统、工作方法及汽车，本虚拟汽车仪表系统包括：显示模块、用于检测显示模块工作状态的传感器单元，所述传感器单元与主处理器模块相连；所述主处理器模块还与语音播报模块相连，以适于当传感器单元检测出显示模块工作不正常时，切换语音播报模块工作。本发明通过传感器单元判断显示模块工作是否正常，当显示模块出现工作不正常的情况时，主处理器模块切换语音播报模块工作，驾驶员可以通过语音播报获取车辆相关信息。

Description

带有语音提示功能的虚拟汽车仪表系统、工作方法及汽车

技术领域

本发明涉及一种虚拟仪表，尤其涉及一种带有语音提示功能的虚拟汽车仪表系统、工作方法及安装该系统的汽车。

背景技术

在汽车仪表领域，一般采用传统的仪表如机械式仪表或带有液晶显示屏的指针仪表盘等，但只显示有关行车状态的行车参数。也有很多汽车仪表生产厂商研发出虚拟仪表，即采用内置有操作系统的主处理器模块，通过显示屏进行触控操作以及参数显示。

由于汽车智能化程度提高，汽车的行驶越加依赖车载电脑的工作，而行车电脑工作依靠显示屏显示，或输入相应指令；但是如果遇到突发情况，即显示屏发生损坏，无法正常工作，则汽车无法提供相应行车数据，增加了车辆形式的不安全性，容易造成车辆失控，引起交通事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种虚拟汽车仪表系统及其工作方法，其实现了车辆在行驶过程中，若遇到显示屏，如液晶屏发生损坏，则快速将可视模式转换为语音模式进行播报。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种虚拟汽车仪表系统，包括：显示模块、用于检测显示模块工作状态的传感器单元，所述传感器单元与主处理器模块相连；所述主处理器模块还与语音播报模块相连，以适于当传感器单元检测出显示模块工作不正常时，切换语音播报模块工作。

进一步，所述传感器单元包括至少四个光敏器件，且四个光敏器件分别位于显示模块四周；所述主处理器模块存储有显示模块正常工作时的亮度样本数据，并将通过传感器单元采集的当前显示模块的亮度数据与亮度样本数据进行比对，以判断显示模块的工作状态，所述主处理器模块还连接有适于切换语音播报模式的切换按键；和/或所述处理器模块还与摄像头相连，该摄像头适于拍摄显示模块的显示内容，所述处理器将显示模块的显示内容与拍摄的显示内容相比对，以判断显示模块的工作状态。

进一步，所述虚拟汽车仪表系统还包括：辅助MCU模块和图像模块；所述主处理器模块内置操作系统，且适于向图像模块提供汽车虚拟仪表的图形界面及汽车状态数据，以通过显示模块显示；所述辅助MCU模块和图像模块用于同时实时检测主处理器模块工作状态，以在判定主处理器模块无响应时，由辅助MCU模块将汽车状态数据发送至图像模块供显示模块显示。

进一步，所述辅助MCU模块采用单片机，所述图像模块还与一Flash模块相连，该Flash模块存储有汽车虚拟仪表的图形界面；当判定主处理器模块无响应后，由单片机将接入的汽车状态数据发送至图像模块，所述图像模块将汽车状态数据结合图形界面在显示模块中显示；以及所述图像模块或单片机还适于激活无响应的主处理器模块，且在主处理器模块激活后，由所述主处理器模块接收汽车状态数据，并就汽车状态数据及所述图形界面发送至图像模块，以通过显示模块显示；同时，所述图像模块停止接收来自单片机的汽车状态数据，以接收来自主处理器模块的汽车状态数据。

又一方面，本发明还提供了一种虚拟汽车仪表系统的工作方法，即通过传感器单元检测显示模块工作状态，且当显示模块工作不正常时，主处理器模块适于将虚拟汽车仪表系统切换成语音模式。

进一步，所述传感器单元包括至少四个光敏器件，且四个光敏器件分别位于显示模块四周；所述主处理器模块存储有显示模块正常工作时的亮度样本数据，并通过传感器单元采集的当前显示模块的亮度数据与亮度样本数据进行比对，以判断显示模块的工作状态，所述主处理器模块还连接有适于切换语音播报模式的切换按键；和/或所述处理器模块还与摄像头相连，该摄像头适于拍摄显示模块的显示内容，所述处理器将显示模块的显示内容与拍摄的显示内容相比对，以判断显示模块的工作状态。

所述虚拟汽车仪表系统还包括：辅助MCU模块和图像模块；当辅助MCU模块和图像模块同时判定适于提供虚拟仪表图形界面及汽车状态数据的主处理器模块无响应时，由辅助MCU模块将汽车状态数据提供给显示模块显示。

进一步，所述主处理器模块内置操作系统且适于提供汽车虚拟仪表的图形界面，并将其所接收的汽车状态数据及该图形界面发送至图像模块，图像模块驱动显示模块显示所述图形界面和汽车状态数据；所述辅助MCU模块采用单片机，所述单片机与图像模块相连，且该图像模块还与一Flash模块相连，该Flash模块存储有汽车虚拟仪表的图形界面；当判定主处理器模块无响应后，由单片机将接入的汽车状态数据发送至图像模块，所述图像模块将汽车状态数据结合图形界面在显示模块中显示；以及所述图像模块或单片机还适于激活无响应的主处理器模块，且在主处理器模块激活后，由所述主处理器模块接收汽车状态数据，并就汽车状态数据及所述图形界面发送至图像模块，以通过显示模块显示；同时，所述图像模块停止接收来自单片机的汽车状态数据；以及所述图像模块和单片机判断主处理器模块有无响应的方法包括：所述图像模块和单片机分别随机生成相应演算公式，并将相应演算公式分别发送至主处理器模块，且主处理器模块将相应演算结果分别发回至图像模块和单片机，所述图像模块和单片机分别将相应的自演算结果与主处理器模块的返回结果进行验证，若验证结果均不相同，则判断主处理器模块无响应。

进一步，所述图像模块和单片机判断主处理器模块有无响应的方法还包括：若验证结果一真一假时，在等待再次演算结果，若此处演算结果与上次演算结果相同，则判断主处理器模块故障，由所述图像模块或单片机激活该故障主处理器模块。

第三方面，在上述虚拟汽车仪表系统的基础上，本发明还提供了一种汽车，该汽车安装有所述虚拟汽车仪表系统。

本发明的有益效果是，（1）本发明通过传感器单元判断显示模块工作是否正常，当显示模块出现工作不正常的情况时，主处理器模块切换语音播报模块工作，驾驶员可以通过语音输入相应指令，以通过语音播报获取车辆相关信息；（2）通过辅助MCU模块快速、稳定的优点，在图像模块和辅助MCU模块同时判断内置操作系统的主处理器模块死机后，由辅助MCU模块代替主处理器模块将相应行车数据显示在虚拟仪表盘上，供驾驶员查看，并且通过图像模块在后台重新激活主处理器模块，进而不影响驾驶员的驾驶体验，在驾驶员毫无察觉的情况下，完成了主处理器模块故障检测、辅助MCU模块替换、主处理器模块重启的过程，有效的避免由于内置操作系统死机造成虚拟仪表无法获取车辆行驶数据（行车数据）的技术问题，为趋于智能化的行车系统提供了安全保障。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明的虚拟汽车仪表系统的原理框图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

图1是本发明的虚拟汽车仪表系统的原理框图。图中，主处理器模块与图像模块和辅助MCU模块的双向箭头分别表示相应的握手信号，单项箭头表示图像信号传输。

如图1所示，本实施例提供了一种虚拟汽车仪表系统，包括：显示模块、用于检测显示模块工作状态的传感器单元，所述传感器单元与主处理器模块相连；所述主处理器模块还与语音播报模块相连，以适于当传感器单元检测出显示模块工作不正常时，切换语音播报模块工作。

其中，所述显示模块例如但不限于采用液晶显示模块，语音播报模块用于播报获得车辆行驶信息、车辆状态、车速、胎压、水温、油耗等，以及故障信息。

进一步，所述传感器单元包括至少四个光敏器件，且四个光敏器件分别位于显示模块四周；所述主处理器模块存储有显示模块正常工作时的亮度样本数据，并将通过传感器单元采集的当前显示模块的亮度数据与亮度样本数据进行比对，以判断显示模块的工作状态，所述主处理器模块还连接有适于切换语音播报模式的切换按键。具体的，驾驶员也可以根据自己的观察情况和需要主动进行语音模式切换；和/或所述处理器模块还与摄像头相连，该摄像头适于拍摄显示模块的显示内容，所述处理器将显示模块的显示内容与拍摄的显示内容相比对，以判断显示模块的工作状态。具体的，当显示内容与摄像头拍摄的内容不同，具体是显示内容的某一处比较暗或亮，或者拍摄的显示内容有破损，则主处理器模块可以通过显示内容验证拍摄的显示内容是否一致，以判断出显示模块是否损坏。

进一步，为了刚好的实现拍摄的显示内容与显示模块的显示内容完全同步，提高识别精度，在主处理器模块中设有图像暂存单元，该图像暂存单元用于将发送给显示模块的显示内容进行暂存，以与拍摄的显示内容相比对后，再将图像暂存单元释放，存储下一帧显示内容。

显示模块工作状态的具体判断过程包括：所述亮度样本数据包括单独检测显示模块的四个边的亮度，若一边显示模块的亮度值持续低于存储的亮度样本数据（标准亮度）则判断显示模块损坏，或者进一步判断四个边的平均亮度是否低于亮度样本数据中预存的平均亮度样本值，若持续低于该样本值，则判断显示模块损坏。

进一步，所述虚拟汽车仪表系统还包括：辅助MCU模块和图像模块；所述主处理器模块内置操作系统，且适于向图像模块提供汽车虚拟仪表的图形界面及汽车状态数据，以通过显示模块显示；所述辅助MCU模块和图像模块用于同时实时检测主处理器模块工作状态，以在判定主处理器模块无响应时，由辅助MCU模块将汽车状态数据发送至图像模块供显示模块显示。

其中，主处理器模块无响应定义为主处理器模块死机、内置操作系统死机、系统无响应、处理器无响应、掉线等现象。

本发明的虚拟汽车仪表系统是通过显示模块代替传统的机械仪表以显示汽车状态数据，即显示模块通过图形界面或图形界面显示虚拟仪表盘。

具体的，所述主处理器模块、辅助MCU模块与行车电脑的数据接口相连，以获得汽车状态数据。汽车状态数据例如但不限于车载传感器数据、行车状态数据，即油耗、车速、胎压、发动机转速、水温等数据。所述显示模块例如但不限于采用液晶显示屏（1920 x 720 分辨率 的LCD），并且所述切换按键、传感器单元也通过本数据接口进行通讯连接。

进一步，所述主处理器模块适于提供汽车虚拟仪表的图形界面（该图像界面例如但不限于采用3D界面、2D界面），并将其所接收的汽车状态数据及该图形界面发送至所述图像模块，以供显示模块显示。所述主处理器模块包括：MCU单元和GPU单元，其中，所述GPU单元支持2D矢量图形运算和 3D 图形引擎，其例如但不限于采用 iMx6 芯片开发；所述操作系统例如但不限于采用Linux、安卓、WindowCE、苹果等操作系统。

进一步，所述图像模块还与一Flash模块相连，该Flash模块存储有汽车虚拟仪表的图形界面（该图像界面采用2D界面）；当主处理器模块无响应时，所述辅助MCU模块将接入的汽车状态数据发送至图像模块，所述图像模块将所述汽车状态数据结合图形界面在显示模块中显示。

其中，所述图像模块例如但不限于采用FPGA、CPLD等模块，所述辅助MCU模块例如但不限于采用单片机、FPGA、CPLD等不含操作系统，且能够快速响应，稳定性好，不会死机的处理模块。为了进一步说明本图像模块和辅助MCU模块判断主处理器模块无响应（死机）的工作过程，所述辅助MCU模块选取单片机进行说明，即利用单片机相应速度快、运行稳定，不会死机的优点。具体的，在主处理器模块无法响应时（死机时）可以及时代替主处理器进行汽车状态数据显示处理，不会影响驾驶员的驾驶体验，在驾驶员不容易察觉的情况下，完成主处理器模块与单片机之间切换。判断主处理器模块是否死机的方法，例如采用图像模块和辅助MCU模块与主处理器模块通过相应握手信号实施检测主处理器模块工作是否正常，若主处理器模块无响应，则判断该主处理器模块已死机，则图像模块发送请求至所述辅助MCU模块，所述辅助MCU模块代替主处理器模块处理汽车状态数据，即发送至图像模块，供显示模块显示，本发明采用双重判断，即通过图像模块和辅助MCU模块与主处理器模块两次确认，有效的防止误判，避免由于误判造成主处理器模块频繁重启，影响行车安全性。

并且，还可以通过演算算法的验证结果来验证主处理器模块是否死机，例如所述图像模块和辅助MCU模块（单片机）生成相应的演算公式，例如3+4-3，4+7-1并将所述演算公式发送至主处理器模块，且主处理器模块将演算结果4和10发回至图像模块，本图像模块将自演算结果4和10和主处理器模块的返回结果4和10进行验证，看结果是否相同，以判断主处理器是否死机，并且演算公式是由图像模块随机产生，提高了汽车整个系统的可靠性。

进一步，所述图像模块或单片机还适于激活无响应的主处理器模块，且在主处理器模块激活后，由所述主处理器模块接收汽车状态数据，并就汽车状态数据及所述图形界面发送至图像模块，以通过显示模块显示；同时，所述图像模块停止接收来自单片机的汽车状态数据，即所述图像模块接收来自主处理器模块的汽车状态数据。具体激活主处理器模块的方法包括：所述图像模块或辅助MCU模块对主处理器模块的复位端输入一复位信号，使其复位；若无法复位，则可以控制主处理器模块的供电模块关闭后打开，使主处理器模块重启。

实施例2

在实施例1基础上，本发明还提供了一种虚拟汽车仪表系统的工作方法，通过传感器单元检测显示模块工作状态，且当显示模块工作不正常时，主处理器模块适于将虚拟汽车仪表系统切换成语音模式。

本发明中的语音模式具体为语音播报。

进一步，所述传感器单元包括至少四个光敏器件，且四个光敏器件分别位于显示模块四周；所述主处理器模块存储有显示模块正常工作时的亮度样本数据，并通过传感器单元采集的当前显示模块的亮度数据与亮度样本数据进行比对，以判断显示模块的工作状态；所述主处理器模块还连接有适于切换语音播报模式的切换按键；和/或所述处理器模块还与摄像头相连，该摄像头适于拍摄显示模块的显示内容，所述处理器将显示模块的显示内容与拍摄的显示内容相比对，以判断显示模块的工作状态。

进一步，在主处理器模块中设有图像暂存单元，该图像暂存单元用于将发送给显示模块的显示内容进行暂存，以与拍摄的显示内容相比对后，再将图像暂存单元释放，存储下一帧显示内容。

本实施例2中关于显示模块工作状态的具体判断过程可以参见实施例1的相关内容。

进一步，所述虚拟汽车仪表系统还包括：辅助MCU模块和图像模块；即当辅助MCU模块和图像模块同时判定适于提供虚拟仪表图形界面及汽车状态数据的主处理器模块无响应时，由辅助MCU模块将汽车状态数据提供给显示模块显示。进一步，所述主处理器模块内置操作系统且适于提供汽车虚拟仪表的图形界面，并将其所接收的汽车状态数据及该图形界面发送至图像模块，图像模块驱动显示模块显示所述图形界面和汽车状态数据；所述辅助MCU模块采用单片机，所述单片机与图像模块相连，且该图像模块还与一Flash模块相连，该Flash模块存储有汽车虚拟仪表的图形界面；当判定主处理器模块无响应后，由单片机将接入的汽车状态数据发送至图像模块，所述图像模块将汽车状态数据结合图形界面在显示模块中显示；以及所述图像模块或单片机还适于激活无响应的主处理器模块，且在主处理器模块激活后，由所述主处理器模块接收汽车状态数据，并就汽车状态数据及所述图形界面发送至图像模块，以通过显示模块显示；同时，所述图像模块停止接收来自单片机的汽车状态数据，以接收来自主处理器模块的汽车状态数据。其中，所述图像模块停止接收来自单片机的汽车状态数据的方式可以采用由图像模块设置端口优先级别，即将主处理器模块传输的图像数据接口的优先级设置为最高，当该图像数据接口响应时，辅助MCU模块传输的图像数据接口关闭；或由重新激活后的主处理器模块主动关闭辅助MCU模块传输图像数据。

所述图像模块和单片机判断主处理器模块有无响应的方法包括：所述图像模块和单片机分别随机生成相应演算公式，并将相应演算公式分别发送至主处理器模块，且主处理器模块将相应演算结果分别发回至图像模块和单片机，所述图像模块和单片机分别将相应的自演算结果与主处理器模块的返回结果进行验证，若验证结果均不相同，则判断主处理器模块无响应。具体握手过程在实施例1中进行了相关说明。

并且，所述图像模块和单片机判断主处理器模块有无响应的方法还包括：若验证结果一真一假时，在等待再次演算结果，若此处演算结果与上次演算结果相同，则判断主处理器模块故障，由所述图像模块或单片机激活该故障主处理器模块。

实施例3

在实施例1基础上，本发明还提供了一种汽车，该汽车安装有所述虚拟汽车仪表系统。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种虚拟汽车仪表系统，其特征在于，包括：显示模块、用于检测显示模块工作状态的传感器单元，所述传感器单元与主处理器模块相连；

所述主处理器模块还与语音播报模块相连，以适于当传感器单元检测出显示模块工作不正常时，切换语音播报模块工作；

所述传感器单元包括至少四个光敏器件，且四个光敏器件分别位于显示模块四周；

所述主处理器模块存储有显示模块正常工作时的亮度样本数据，并将通过传感器单元采集的当前显示模块的亮度数据与亮度样本数据进行比对，以判断显示模块的工作状态，所述主处理器模块还连接有适于切换语音播报模式的切换按键；

和/或所述主处理器模块还与摄像头相连，该摄像头适于拍摄显示模块的显示内容，所述主处理器将显示模块的显示内容与拍摄的显示内容相比对，以判断显示模块的工作状态；

所述虚拟汽车仪表系统还包括：辅助MCU模块和图像模块；

所述主处理器模块内置操作系统，且适于向图像模块提供汽车虚拟仪表的图形界面及汽车状态数据，以通过显示模块显示；

所述辅助MCU模块和图像模块用于同时实时检测主处理器模块工作状态，以在判定主处理器模块无响应时，由辅助MCU模块将汽车状态数据发送至图像模块供显示模块显示。

2.一种根据权利要求1所述的虚拟汽车仪表系统的工作方法，其特征在于，

通过传感器单元检测显示模块工作状态，且当显示模块工作不正常时，主处理器模块适于将虚拟汽车仪表系统切换成语音模式。

3.一种汽车，其特征在于，该汽车安装有如权利要求1所述的虚拟汽车仪表系统。