CN107264448A - 与应用系统联动的仪表以及联动的仪表与应用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种与应用系统联动的仪表，包括控制器、显示屏与用户输入装置，显示屏与用户输入装置均与控制器连接，控制器与应用系统连接，控制器设置为根据来自应用系统的应用数据和驾驶信息构建页面，将页面送至显示屏显示，并根据用户输入装置的操作向应用系统发送相应的控制指令。本发明还提供一种联动的仪表与应用系统。本发明提供的与应用系统联动的仪表以及联动的仪表与应用系统，控制器设置为根据来自应用系统的应用数据和驾驶信息构建页面，将页面送至显示屏显示，并根据用户输入装置的操作向娱乐信息系统发送相应的控制指令，实现仪表与应用系统联动，可以方便地在仪表上扩展和操作更多的应用。

Description

与应用系统联动的仪表以及联动的仪表与应用系统
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体涉及一种与应用系统联动的仪表以及一种联动的仪表与应用系统。
背景技术
目前汽车市场上绝大部分车型里，驾驶信息系统(仪表)和娱乐信息系统(中控)是两个独立的系统，在去年到今年的各大车展和CES展会上，不断涌现仪表与中控联动的设计方案，在仪表上显示来自中控的导航信息和音乐信息，比如特斯拉，奥迪TT，凯迪拉克的CUE，帕萨特FPK，BMW的FPK,以及马瑞利的12.3寸仪表与中控联动方案，这些方案的设计思路均为通过数据通道(LVDS、CVBS、Bluetooth、WiFi、Auxin、USB)将中控的娱乐信息传送到仪表的液晶屏，与仪表自身的驾驶信息进行整合显示。
为了保证仪表中查看娱乐信息系统的流畅性体验，显示图像数据的帧率需要在25fps以上，上述方案里要么帧率不够(奥迪TT，帕萨特FPK)，造成显示时卡顿；要么中控娱乐信息系统在仪表上的显示区域比较小，大概有5寸左右(特斯拉，凯迪拉克CUE，马瑞利，BMW FPK)，显示的内容太少，因此对动态的中控娱乐信息系统显示效果不好，用户体验不好。
仪表提供驾驶信息，有着高安全性高稳定性要求，启动响应很快，中控娱乐信息系统由于其自身软硬件设计问题，其安全性稳定性相对较低，启动较慢，存在假关机的状态，而且仪表与中控工作的点火开关状态并不完全一样。
上述方案存在以下问题：
●在仪表端切换娱乐信息系统时，仪表响应较慢；
●中控与仪表联动时，仪表显示的中控信息只有导航和音乐，联动功能也只有地图和选歌，导航提示信息与导航路线地图无法同时显示(例如，凯迪拉克CUE)；
●如果中控工作异常或者连接异常时，仪表无法正常工作，出现中控图像数据无法刷新以及图像残留等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的问题是提供一种与应用系统联动的仪表，控制器设置为根据来自应用系统的应用数据和驾驶信息构建页面，将页面送至显示屏显示，并根据用户输入装置的操作向娱乐信息系统发送相应的控制指令，实现仪表与与应用系统联动，可以方便地在仪表上扩展和操作更多的应用。
本发明提供一种与应用系统联动的仪表，包括控制器、显示屏与用户输入装置，显示屏与用户输入装置均与控制器连接，其特征在于，控制器与应用系统连接，控制器设置为根据来自应用系统的应用数据和驾驶信息构建页面，将页面送至显示屏显示，并根据用户输入装置的操作向应用系统发送相应的控制指令。
进一步地，一个页面对应于应用系统中的一个应用。
进一步地，用户输入装置用于切换页面。
进一步地，切换页面采用转场动画效果。
进一步地，用于应用数据的图层显示于用于驾驶信息的图层之下。
进一步地，应用数据包括图像数据，图像数据中像素点不包括透明度分量。
进一步地，与应用系统联动的仪表包括渲染缓存，用于图像数据和驾驶信息的叠加渲染。
进一步地，对应于正在显示屏显示的应用发生异常，页面显示文字提示信息。
进一步地，页面显示文字提示信息时，用黑色图像进行叠加渲染。
进一步地，仪表包括与应用系统的图像编码芯片对应的图像解码芯片，控制器通过图像解码芯片的状态获知是否有可用的图像数据。
进一步地，显示屏为仪表显示屏或抬头显示屏。
本发明还提供一种联动的仪表与应用系统，包括应用系统以及上述与应用系统联动的仪表，应用系统和与应用系统联动的仪表之间设置有控制连接和数据连接。
进一步地，应用系统为娱乐信息系统、倒车影像系统或行车记录仪。
进一步地，通过控制连接，应用系统向与应用系统联动的仪表的控制器发送心跳信号、应用就绪信号与应用异常信号，与应用系统联动的仪表向应用系统发送控制指令。
进一步地，通过数据连接，应用系统向与应用系统联动的仪表发送应用数据。
与现有技术相比，本发明提供的与应用系统联动的仪表以及联动的仪表与应用系统，具有以下有益效果：
(1)控制器设置为根据来自显示应用系统的应用数据和驾驶信息构建页面，将页面送至显示屏显示，并根据用户输入装置的操作向娱乐信息系统发送相应的控制指令，实现仪表与与应用系统联动，可以方便地在仪表上扩展和操作更多的应用；
(2)控制信号和应用数据通过不同的连接传输，应用数据不会影响控制信号的传输，在仪表端切换应用时，不会造成响应速度慢；
(3)图像数据中像素点不包括透明度分量，这样既不影响用户读取驾驶信息，又可以减小传输的数据量，提高响应速度；
(4)仪表包括独立于显示缓存的渲染缓存，用于图像数据和驾驶信息的叠加渲染，以防止图像数据丢帧、闪烁；
(5)采用异常处理，保证仪表在应用系统不能正常工作或不能正常传输图像数据时，仍可以正常工作。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的联动的仪表与应用系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一个实施例的联动的仪表与应用系统，包括应用系统以及与应用系统联动的仪表，应用系统和与应用系统联动的仪表之间设置有控制连接和数据连接。
应用系统可以是娱乐信息系统、倒车影像系统或行车记录仪等可以进行视频图像输出的应用系统，其中娱乐信息系统包括多个应用，例如导航应用、音乐应用与电话应用，而倒车影像系统只包括一个应用。
与应用系统联动的仪表，包括控制器、显示屏与用户输入装置，显示屏与用户输入装置均与控制器连接，控制器与应用系统连接，控制器设置为根据来自应用系统的应用数据和驾驶信息构建页面，将页面送至显示屏显示，并根据用户输入装置的操作向娱乐信息系统发送相应的控制指令。
本实施例中应用系统为娱乐信息系统，显示屏为7寸的仪表显示屏。在其他的实施例中应用系统也可以是倒车影像系统或行车记录仪，显示屏也可以是抬头显示屏。
一个页面对应于应用系统中的一个应用，可以通过配置设定应用系统中的哪些应用与仪表联动。例如有些用户仅将娱乐信息系统的导航应用与仪表联动，而有些用户仅将娱乐信息系统的音乐应用与仪表联动，还有用户将娱乐信息系统的所有应用与仪表联动。本实施例中将娱乐信息系统的所有应用与仪表联动，包括导航应用、音乐应用与电话应用。
当然仪表也可以与智能娱乐信息系统，例如carplay、Android、Android auto、Ford SDL、Mirror link中的各种APP联动。
采用这样的设计，可以在仪表上扩展和操作任意多的联动的应用系统中的应用。
应用系统和仪表之间设置有控制连接和数据连接，通过控制连接，应用系统向与应用系统联动的仪表的控制器发送心跳信号、应用就绪信号与应用异常信号，与应用系统联动的仪表向应用系统发送控制指令；通过数据连接，应用系统向与应用系统联动的仪表发送应用数据。
控制信号和应用数据通过不同的连接传输，应用数据不会影响控制信号的传输，在仪表端切换娱乐信息系统时，不会造成响应速度慢。
本实施例中，控制连接为CAN总线；数据连接为LVDS线缆。
仪表通过CAN网络与娱乐信息系统建立控制信号连接，通过LVDS线缆与娱乐信息系统建立信号连接，信号包括：
●仪表需要知道的娱乐信息系统的工作状态、导航就绪、音乐就绪、电话就绪的应用就绪信号；
●娱乐信息系统需要知道的仪表工作状态、仪表通知娱乐信息系统进行导航音乐电话等图像数据切换的控制信号以及操作导航、音乐、电话应用的控制信号。
用户输入装置为方控按键，用于操作应用。
本实施例中方控按键设置在方向盘上。
如果当前页面显示音乐，使用方控按键的上、下按键以及确认键选定歌曲，对应的按键操作会通过CAN总线传送给娱乐信息系统的音乐应用，播放选定的歌曲。
方控按键还用于切换页面，方控按键的左、右按键可以像智能手机一样左右切换页面，例如当前仪表显示屏显示导航应用，仪表的控制器接收左、右按键事件，并发送到娱乐信息系统，娱乐信息系统切换图像数据，例如从导航切换到音乐，从而在仪表显示上显示音乐应用。
在使用左、右按键来切换页面时，由于从按下按键，到仪表通过CAN网络通知娱乐信息系统切换应用信息，然后娱乐信息系统准备图像数据，到仪表接收到图像数据，要保证流畅的页面切换体验，而且显示上不能有图像闪烁，则需要通过转场动画效果(如淡入、淡出等转场效果)来平滑页面切换的视觉感受，避免数据传输延时造成的页面显示错误，这里使用的是淡入、淡出(fade in，fade out)。
应用数据包括图像数据，图像数据是通过数据连接来传输，本实施例中，图像的分辨率为800*480的RGB888，数据连接是LVDS。
在其他实施例中，数据连接还可以是LVDS、CVBS、Bluetooth、WiFi、Auxin或USB。
高分辨率的图像数据通过娱乐信息系统进行LVDS编码，通过LVDS线缆传输到仪表控制器，再通过仪表控制器进行LVDS解码，通过软件方法渲染后，与原有的仪表的驾驶信息叠加显示，送入显示缓存里，这导致仪表负载增加一倍左右(包括数据总线的带宽、显示的计算量)，图像数据的帧率越高，负载越高。
本实施例中，仪表包括渲染缓存，用于图像数据和驾驶信息的叠加渲染，渲染缓存独立于显示缓存，用于图像数据和驾驶信息的叠加渲染，最终送入双缓存或三缓存的显示缓存用于显示，以防止图像数据丢帧、闪烁。
仪表作为高安全性高稳定性要求的部件，在娱乐信息系统工作异常、连接断开等异常情况发生时，必须可以独立工作：
(1)由于仪表和娱乐信息系统工作不完全一样，而且两者的启动时间有很大差异，仪表启动是毫秒级，娱乐信息系统启动是分钟级，这样两者之间的CAN通信和数据通信存在不同步的情况；
(2)由于图像数据是通过数据连接来传输，这里是LVDS，所以仪表也需要应对数据连接的异常；
(3)由于娱乐信息软硬件方面的限制，其稳定性不如仪表，当中控出现工作异常时，仪表为保证自身的稳定工作，需要对此进行异常处理；
(4)由于系统中存在各种延时，包括HMI绘制的延时，CAN网络延时，图像数据帧率较高，数据量较大等原因，导致当高帧率的图像进来后，会出现图像滞后，丢帧等问题。
对于(1)，娱乐信息系统可以通过CAN总线周期性地发送心跳信号，表征中控存在并在工作；当每个应用正常工作时，通过CAN总线周期性地发送应用就绪信号，例如导航应用就绪、音乐应用就绪和电话应用就绪，分别表征中控的导航、音乐、电话功能已经可以正常工作了，三个信号是相互独立的，只是用来表征相应的应用是否就绪，但这不代表已经在发送图像数据。
另外，精简联动时CAN网络上的CAN信号数量，降低CAN网络负载，这样在仪表中控联动时，能够更快的响应CAN信号，将CAN网络延时降到最低。
对于(2)，仪表控制器实时监测数据传输仪表端的图像解码芯片的状态，来获知数据链路上是否有可用的图像数据，例如可以通过芯片的驱动程序来获知，其中有关于数据链路上是否有可用的图像数据的API接口，芯片是否正确初始化正常工作的API接口，也可以简单地通过检测芯片跟数据链路相关的管脚的上电状态，来判断芯片的数据链路上是否有可用的图像数据。
对于(3)，采用以下异常处理，保证仪表在娱乐信息系统不能正常工作或不能正常传输图像数据时，仍可以正常工作，对应于正在显示屏显示的应用发生异常，页面显示文字提示信息。
具体如下：
●仪表在上电后，若一秒之内收到心跳信号，表示与娱乐信息系统连接成功，若仪表在三秒之内收不到心跳信号，表示仪表与娱乐信息系统没有连接成功，或者失去连接，则仪表显示娱乐信息系统的区域会显示文字“无法连接娱乐信息”；
●仪表在上电后，若仪表检测图像解码芯片的数据链路上没有可用的图像数据，则表示硬件连接异常，则仪表显示娱乐信息系统的区域会显示文字“无法连接娱乐信息系统”；
●仪表在收到心跳信号的同时，仪表检测图像解码芯片的数据链路上有可用的图像数据，也就是说软硬件都连接正常时，如果收到应用就绪信号，则仪表相应的页面上会显示相应的应用信息，如果有一个应用就绪信号没收到，则相应的页面上显示文字“XX应用尚未就绪”，例如没有收到导航应用就绪信号，相应的页面上显示文字“导航应用尚未就绪”。
通过上述显示控制逻辑的优化，保证仪表与娱乐信息系统联动正常或异常时，仪表都能够正确显示。
对于(4)，用于应用数据的图层显示于用于驾驶信息的图层之下，显示页面时不需要图像数据中像素点的透明度，图像数据中像素点不包括透明度分量，这样不会影响显示，既不影响用户读取驾驶信息，相应减小传输的数据量，也相应减小需要处理的数据量，从而提高了帧率，提高响应速度。
另外通过重构仪表HMI的设计，剔除驾驶信息无效或冗余的绘制请求，精简和整合必须的绘制请求，采用异步的方式，按需动态调整pipeline里的任务数量，这样极大的降低了由仪表的驾驶信息的绘制引入的负载，最终使得整个系统负载满足设计需求。
页面显示文字提示信息时，用黑色图像进行叠加渲染，防止图像残留，影响仪表显示。
当仪表上电后应用页面被激活时，仪表下电时关闭应用页面。
通过系统优化，使得显示的分辨率为800*480的RGB888的应用图像的帧率达到30fps，能够流畅和完善的显示娱乐信息系统内容。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种与应用系统联动的仪表，包括控制器、显示屏与用户输入装置，所述显示屏与所述用户输入装置均与所述控制器连接，其特征在于，所述控制器与应用系统连接，所述控制器设置为根据来自应用系统的应用数据和驾驶信息构建页面，将所述页面送至所述显示屏显示，并根据用户输入装置的操作向所述应用系统发送相应的控制指令。
2.如权利要求1所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，一个页面对应于应用系统中的一个应用。
3.如权利要求1所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，用户输入装置用于切换页面。
4.如权利要求3所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，切换页面采用转场动画效果。
5.如权利要求1所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，用于应用数据的图层显示于用于驾驶信息的图层之下。
6.如权利要求5所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，应用数据包括图像数据，所述图像数据中像素点不包括透明度分量。
7.如权利要求5所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，与应用系统联动的仪表包括渲染缓存，用于图像数据和驾驶信息的叠加渲染。
8.如权利要求5所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，对应于正在显示屏显示的应用发生异常，页面显示文字提示信息。
9.如权利要求8所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，页面显示文字提示信息时，用黑色图像进行叠加渲染。
10.如权利要求5所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，仪表包括与应用系统的图像编码芯片对应的图像解码芯片，控制器通过图像解码芯片的状态获知是否有可用的图像数据。
11.如权利要求1所述的与应用系统联动的仪表，其特征在于，显示屏为仪表显示屏或抬头显示屏。
12.一种联动的仪表与应用系统，其特征在于，包括应用系统以及权利要求1-11任一项所述的与应用系统联动的仪表，应用系统和与应用系统联动的仪表之间设置有控制连接和数据连接。
13.如权利要求12所述的联动的仪表与应用系统，其特征在于，应用系统为娱乐信息系统、倒车影像系统或行车记录仪。
14.如权利要求12所述的联动的仪表与应用系统，其特征在于，通过控制连接，应用系统向与应用系统联动的仪表的控制器发送心跳信号、应用就绪信号与应用异常信号，与应用系统联动的仪表向应用系统发送控制指令。
15.如权利要求12所述的联动的仪表与应用系统，其特征在于，通过数据连接，应用系统向与应用系统联动的仪表发送应用数据。
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