CN110686685A - 一种与原车主机无缝切换的导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种与原车主机无缝切换的导航系统，MCU端和AP端，所述MCU端包括：CAN总线分析模块，电源管理模块，视频及触摸屏切换模块，音频切换模块，串口通信模块，事件分发器，用于将CAN输入事件转发给AP端；所述AP端采用Android系统平台，包括：串口通信模块，事件分析模块，导航模块，RIL模块，用于驱动LTE模块提供网络服务。本发明实现了导航系统与原车主机之间通过设定事件触发自动切换，避免使用者因为处于导航系统显示界面而不能及时获得原车主机提供的事件信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种与原车主机无缝切换的导航系统。
背景技术
目前导航系统通常通过GPS模块结合电子地图进行卫星定位，目前随科技发展，越来越多的电子地图提供了多种与导航相关的服务。但是汽车自身的导航设备更换升级比较麻烦，因此大部分车主会采用外置的导航仪，这样能提供更佳的体验。有些导航仪接入汽车后，能与原车主机共用一个显示屏和音响系统，从而减少屏幕和音响的设置，并且方便使用者更简单地获取导航信息，但是目前接入汽车后使用者如果要在原车主机的显示界面和导航系统的显示界面必须手动切换，而且如果切换到原车主机还会导致导航系统的音频信号受阻，因此需要设置用于导航系统的音响设备。相应的如果在显示导航系统界面时发生倒车、报警、收到电话的情况，需要手动切换的导航系统会影响使用者及时接收原车主机提供的相应信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与原车主机无缝切换的导航系统，以解决现有技术中发生倒车、报警、收到电话等需要提醒使用者接收的事件时，无法在导航系统界面下自动切换界面和音响系统的问题。
所述的与原车主机无缝切换的导航系统，包括MCU端和AP端，所述MCU端包括：CAN总线分析模块，用于采集和分析CAN总线上有效的CAN输入事件；电源管理模块，用于根据CAN输入事件对导航系统进行电源开关控制；视频及触摸屏切换模块，用于根据CAN输入事件在原车主机和导航系统之间进行画面及触摸事件的切换；音频切换模块，用于根据CAN输入事件在原车主机和导航系统之间进行音频切换；串口通信模块，用于处理与AP端之间的串口通信；事件分发器，用于将CAN输入事件转发给AP端；
所述AP端采用Android系统平台，包括：串口通信模块，用于处理与AP端之间的串口通信；事件分析模块，用于解析和处理MCU端转发来的CAN事件；导航模块，用于向导航应用提供位置以及定位服务；RIL模块，用于驱动LTE模块提供网络服务；
所述原车主机的APIX输出线和导航系统的APIX输出线均通过继电器接通LCD显示屏，所述继电器由所述视频及触摸屏切换模块控制，所述原车主机的音频线路和导航系统的音频线路通过所述音频切换模块连通汽车的音响通道。
优选的，所述音频切换模块包括音频采集子模块、音频播放子模块、音频混音器和音频策略控制中心，所述音频采集子模块采集到由导航系统发出的音频信号时，音频策略控制中心将汽车一边的音响通道切换到导航系统的音频线路，否则音频策略控制中心汽车的音响通道均分配给原车主机的音频线路。
优选的，所述CAN总线分析模块收到CAN输入事件分析后确定为有效，视频及触摸屏切换模块受事件驱动将接通LCD显示屏的APIX输出线切换到原车主机，原车主机根据CAN输入事件输出相应的倒车、报警和电话的功能界面，当相应事件结束则会驱动视频及触摸屏切换模块将接通LCD显示屏的APIX输出线切换到导航系统。
优选的，所述视频及触摸屏切换模块接收导航系统的按键触发的按键事件，并根据相应的按键事件通过继电器对所述LCD显示屏接通的APIX输出线在导航系统与原车主机间进行切换。
优选的，所述导轨系统的架构分为linux内核层、andriod框架层和应用程序层，所述linux内核层添加有4G模块驱动，GPS模块驱动，外部RTC驱动，APIX视频发送模块驱动和外部DAC模块驱动；所述应用程序层集成有第三方导航应用程序。
优选的，所述导航模块的框架结构由上至下分为应用层、框架层、共享库层和Linux内核层,所述共享库层中根据主板配置有libgps.so库，用于从GPS模块读取并解析卫星数据，得到相应的定位状态信息。
优选的，所述libgps.so库使用AGPS辅助定位，具体定位方法为：打开和读取串口；打开AGPS辅助定位功能；解析卫星NMEA数据，获取定位状态信息；将定位状态及信息提交给GpsLocationProvider接口向上传递；记录原始的NMEA数据，保存到外部SD卡。
本发明具有如下优点：
本发明能及时采集和分析CAN总线上有效的CAN输入事件，如发生倒车、接收到电话或出现各种报警情况，在确定属于需要切换的输入事件情况下本系统通过视频及触摸屏切换模块实现视频画面和触摸事件的切换，从导航系统切换到原车主机，提供对应事件的显示界面和触摸事件发送。这样实现了导航系统与原车主机之间通过设定事件触发自动切换，避免使用者因为处于导航系统显示界面而不能及时获得原车主机提供的事件信息。
此外，本发明的音频切换模块是通过采集导航系统发送的音频信号，当出现音频信号即将一边的音响系统分配给导航系统，这样不会完全阻断原车主机提供的音频信号的播放，在导航系统不再发出音频信号后再将音响系统切换回全部接受原车主机信号，这实现了音频来源的自动切换，保证了导航系统的提示信息能及时通过音响系统播放，即使在原车主机的界面下也能将导航信息以音频方式提供给使用者。
附图说明
图1为本发明一种与原车主机无缝切换的导航系统的系统架构图；
图2为视频及触摸屏切换的流程图；
图3为本发明所用定位服务的架构图；
图4为本发明进行定位服务的流程图
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
术语定义：
APIX：Automotive Pixel link(汽车像素链接)
RIL：Radio Interface Layer(无线接口层)
OTA：Over－the－Air Technology(空中下载技术)
CAN：Controller Area Network(控制器局域网络)
如图1-4所示，本发明提供了一种与原车主机无缝切换的导航系统，包括MCU端和AP端。所述MCU端包括：CAN总线分析模块，用于采集和分析CAN总线上有效的CAN输入事件；电源管理模块，用于根据CAN输入事件对导航系统进行电源开关控制；视频及触摸屏切换模块，用于根据CAN输入事件在原车主机和导航系统之间进行画面及触摸事件的切换；音频切换模块，用于根据CAN输入事件在原车主机和导航系统之间进行音频切换；串口通信模块，用于处理与AP端之间的串口通信；事件分发器，用于将CAN输入事件转发给AP端；系统升级模块，负责对MCU软件进行自更新，MCU软件更新由AP端触发，文件存储在AP端的外部SD卡上。
所述AP端采用Android4.4作为系统平台，负责提供应用程序运行所需的必要环境，对客户提供在线导航功能，整个系统内核为Linux3.10Kernel，提供核心系统服务如进程管理、内存管理、网络协议已经驱动模型等。AP端包括：串口通信模块，用于处理与AP端之间的串口通信；事件分析模块，用于解析和处理MCU端转发来的CAN事件；导航模块，用于向导航应用提供位置以及定位服务；RIL模块，用于驱动LTE模块提供网络服务；OTA负责整个AP系统的更新；看门狗模块负责监控整个系统的运行，一旦系统运行出错，由MCU对AP系统进行复位处理。系统架构图如图1。
所述原车主机的APIX输出线和导航系统的APIX输出线均通过继电器接通LCD显示屏，所述继电器由所述视频及触摸屏切换模块控制，所述原车主机的音频线路和导航系统的音频线路通过所述音频切换模块连通汽车的音响通道。本系统的CPU为T3全志处理器。
所述音频切换模块包括音频采集子模块、音频播放子模块、音频混音器和音频策略控制中心，所述音频采集子模块采集到由导航系统发出的音频信号时，音频策略控制中心将汽车一边的音响通道切换到导航系统的音频线路，否则音频策略控制中心汽车的音响通道均分配给原车主机的音频线路。
所述CAN总线分析模块收到CAN输入事件分析后确定为有效，视频及触摸屏切换模块受事件驱动将接通LCD显示屏的APIX输出线切换到原车主机，原车主机根据CAN输入事件输出相应的倒车、报警和电话的功能界面，当相应事件结束则会驱动视频及触摸屏切换模块将接通LCD显示屏的APIX输出线切换到导航系统。有效的CAN输入事件包括倒车事件、报警事件和电话事件，即发生倒车、接收到电话或出现各种报警情况。除了事件外本系统也具有已有的手动切换模式，通过长按HOME键能切换到导航系统界面，通过hardkey切换到原车主机界面。
所述视频及触摸屏切换模块接收导航系统的按键触发的按键事件，并根据相应的按键事件通过继电器对所述LCD显示屏接通的APIX输出线在导航系统与原车主机间进行切换。
所述导轨系统的架构分为linux内核层,andriod框架层和应用程序层。所述linux内核层添加有4G模块驱动，GPS模块驱动，外部RTC驱动，APIX视频发送模块驱动和外部DAC模块驱动；所述应用程序层集成有第三方导航应用程序。在andriod框架层删除多余的系统服务，如删除WFI，蓝牙服务。第三方导航应用程序采用高德地图车机版。此外应用程序层还添加有必需的APP，如需要开发的Launcher，Eng Mode(工程模式)。
因为导航应用程序是直接使用第三方的APP，设计上更多的关注点在如何集成导航应用到系统内，以及地图数据如何预置到系统Udisk分区。
通过预编译的方式的把高德地图apk预编译到系统的/system/app路径，同时把高德地图应用所需的动态库文件预编译到/system/lib下面，并打包成可烧写的img文件，这样就可以完成地图应用的集成。
方案商提供的用户私有数据打包工具，支持把用户数据和原始的image文件打包到一起，形成一个新的image文件，然后通过USB量产工具就可以把用户数据预置到udisk分区。因此可以使用该工具把地图数据打包到系统的原始image文件内。
所述导航模块的框架结构由上至下分为应用层、框架层、共享库层和Linux内核层。最上面是应用层，即android.location包中包含的内容，是以Java语言提供的API。第二层是框架层，这一层包含了系统服务的实现，主要由Java语言来实现。第三层是共享库层，本层由C以及C++语言实现,框架层与共享库层使用JNI进行衔接。最下面一层是Linux内核层,整个Android系统都是以Linux内核为基础的。从上至下它们是逐层依赖的关系，每层依赖下面一层完成其所需提供的服务。
其中应用层和框架层以及共享库层的GpsLocationProvider基本上是Android的标准实现,在现有技术基础上不需要做改动。在所述共享库层中根据主板配置有libgps.so库和Linux内核层。
libgps.so库是负责从GPS模块读取并解析卫星数据，得到相应的定位状态信息，然后提交给GpsLocationProvider逐层向上传递。
所述libgps.so库由于主板配置有3G/4G模块，可以做数据传输，所以也可使用AGPS辅助定位；此外考虑到开发和测试的需要，有时会需要查看原始的卫星数据信息。这样导航模块的具体定位方法为：打开和读取串口；打开AGPS辅助定位功能；解析卫星NMEA数据，获取定位状态信息；将定位状态及信息提交给GpsLocationProvider接口向上传递；记录原始的NMEA数据，保存到外部SD卡。
Linux内核层与GPS相关的内核驱动比较简单，主要是对GPS的电源控制。由于项目的需要，定位服务应该处于上电即工作的状况，因此在启动时应对GPS做上电处理，让其处于正常工作状态。定位服务的流程图如图4。
本发明实现了导航系统与原车主机之间通过设定事件触发自动切换，避免使用者因为处于导航系统显示界面而不能及时获得原车主机提供的事件信息
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种与原车主机无缝切换的导航系统，其特征在于：包括MCU端和AP端，所述MCU端包括：CAN总线分析模块，用于采集和分析CAN总线上有效的CAN输入事件；电源管理模块，用于根据CAN输入事件对导航系统进行电源开关控制；视频及触摸屏切换模块，用于根据CAN输入事件在原车主机和导航系统之间进行画面及触摸事件的切换；音频切换模块，用于根据CAN输入事件在原车主机和导航系统之间进行音频切换；串口通信模块，用于处理与AP端之间的串口通信；事件分发器，用于将CAN输入事件转发给AP端；
所述AP端采用Android系统平台，包括：串口通信模块，用于处理与AP端之间的串口通信；事件分析模块，用于解析和处理MCU端转发来的CAN事件；导航模块，用于向导航应用提供位置以及定位服务；RIL模块，用于驱动LTE模块提供网络服务；
所述原车主机的APIX输出线和导航系统的APIX输出线均通过继电器接通LCD显示屏，所述继电器由所述视频及触摸屏切换模块控制，所述原车主机的音频线路和导航系统的音频线路通过所述音频切换模块连通汽车的音响通道。
2.根据权利要求1所述的一种与原车主机无缝切换的导航系统，其特征在于：所述音频切换模块包括音频采集子模块、音频播放子模块、音频混音器和音频策略控制中心，所述音频采集子模块采集到由导航系统发出的音频信号时，音频策略控制中心将汽车一边的音响通道切换到导航系统的音频线路，否则音频策略控制中心汽车的音响通道均分配给原车主机的音频线路。
3.根据权利要求2所述的一种与原车主机无缝切换的导航系统，其特征在于：所述CAN总线分析模块收到CAN输入事件分析后确定为有效，视频及触摸屏切换模块受事件驱动将接通LCD显示屏的APIX输出线切换到原车主机，原车主机根据CAN输入事件输出相应的倒车、报警和电话的功能界面，当相应事件结束则会驱动视频及触摸屏切换模块将接通LCD显示屏的APIX输出线切换到导航系统。
4.根据权利要求1-3中任一所述的一种与原车主机无缝切换的导航系统，其特征在于：所述视频及触摸屏切换模块接收导航系统的按键触发的按键事件，并根据相应的按键事件通过继电器对所述LCD显示屏接通的APIX输出线在导航系统与原车主机间进行切换。
5.根据权利要求4所述的一种与原车主机无缝切换的导航系统，其特征在于：所述导轨系统的架构分为linux内核层、andriod框架层和应用程序层，所述linux内核层添加有4G模块驱动，GPS模块驱动，外部RTC驱动，APIX视频发送模块驱动和外部DAC模块驱动；所述应用程序层集成有第三方导航应用程序。
6.根据权利要求5所述的一种与原车主机无缝切换的导航系统，其特征在于：所述导航模块的框架结构由上至下分为应用层、框架层、共享库层和Linux内核层,所述共享库层中根据主板配置有libgps.so库，用于从GPS模块读取并解析卫星数据，得到相应的定位状态信息。
7.根据权利要求6所述的一种与原车主机无缝切换的导航系统，其特征在于：所述libgps.so库使用AGPS辅助定位，具体定位方法为：打开和读取串口；打开AGPS辅助定位功能；解析卫星NMEA数据，获取定位状态信息；将定位状态及信息提交给GpsLocationProvider接口向上传递；记录原始的NMEA数据，保存到外部SD卡。
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