CN113138736A - 车辆数字式仪表显示方法和使用该方法的数字式仪表显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的特征在于，包括：为字体生成位图字体图像和字体表，在CPU驱动应用程序模块之前存储在外部存储器中；CPU驱动应用程序模块；应用程序模块驱动图形引擎模块；图形引擎模块驱动资讯模块；车辆数字式仪表显示装置在运行时，将安装在车辆上的传感器部生成的信号传送到控制部的应用程序模块；应用程序模块分析收到的信息，生成具有信息标识符和数值的外部事件数据，并将其存储在内部存储器中；资讯模块每帧读取存储在内部存储器中的外部事件数据，判断是否为字符串输出；如果为字符串输出，资讯模块将字符串信息发送到图形引擎模块；图形引擎模块从存储在外部存储器中的位图字体表中获取匹配字符串的位图字体图像的位置、大小信息。

Description

车辆数字式仪表显示方法和使用该方法的数字式仪表显示 装置
技术领域
本发明涉及一种在车辆等使用的数字式仪表上实现字符或图像的方法，可以方便地显示各种外语和字符数多的复杂外语。
背景技术
与本发明相关的现有技术是在大韩民国注册专利第10-0906245号中公开的。图1是所述传统车辆用仪表显示装置的构成图。在所述图1中，传统车辆用仪表显示装置由传感器部11和控制部13和仪表部15组成，传感器部11负责检测车辆的内外情况。其中，传感器部11是由对车辆的速度、每分钟转数、发动机的温度、燃油表、行驶距离、变速器的状态、燃料剩余量、门的开闭、车灯打开、是否倒车等进行检测的多个传感器组成的。控制部13执行控制车辆整体运行的功能。另外，控制部13还控制显示车辆用仪表的运行。另外，控制部13通过传感器部11检测车辆变化的信息，并根据车辆信息的重要性有差别地应用，在仪表15上显示车辆信息。此时，根据车辆信息的重要性，在驾驶员可见性和识别性好的仪表特定位置进行显示。其中，重要性由车辆信息与驾驶员生命的相关程度以及是否达到车辆信息的危险水平来决定。另外，控制部13根据车辆信息的重要性，确定并显示车辆信息的显示位置或与车辆信息相对应的显示图标的大小。另外，控制部13根据车辆信息的重要性，控制显示图标的闪烁。仪表15在所述控制部13的控制下显示车辆信息。另外，仪表15根据重要性更改车辆信息的显示位置，并显示车辆信息。
发明内容
欲解决的课题
如上所述构成的现有传统技术虽然具有根据车辆上安装的每个传感器生成的数据的重要性，能够在驾驶员可见性好的位置显示的优点，但同时也存在一些缺点，即，为了显示字符，必须将每个文字图像的位置和大小信息存储在MCU内部存储器中。另外，MCU内部存储器容量有限，为了显示中文、韩语等字数多的语言，还必须获得应用程序运行所需的内存，因此会出现内存不足的问题。此外，关于现有传统技术，第一，字体表的大小可能与要使用的字符数成正比而变大，每个字符至少需要8Byte，字符数越多的语言，其内部存储器使用量就会越大，固定的内部存储器大小就肯定会出现局限性；第二，需要应用搜索算法来减少搜索时间，搜索算法处理时，内部存储器使用量会增加；第三，进行更改文本颜色等批量更改时，需要重复在字体表中搜索字符和屏幕输出，最后再次显示屏幕时，存在与最开始一样耗费时间和成本的问题。因此，本发明的目的是提供一种能够将MCU内部存储器使用量降至最低并保持性能的字体使用方法。
课题的解决手段
本发明车辆数字式仪表显示方法的目的如上所述，其特征在于，包括：为要使用的字体生成位图字体图像和字体表，在CPU驱动应用程序模块之前存储在外部存储器中的阶段；CPU驱动应用程序模块的阶段；应用程序模块驱动图形引擎模块的阶段；图形引擎模块驱动资讯模块的阶段；车辆数字式仪表显示装置在运行时，将安装在车辆上的传感器部生成的信号传送到应用程序模块的阶段；应用程序模块分析收到的信息，生成具有信息标识符和数值的外部事件数据，并将其存储在内部存储器中的阶段；资讯模块每帧读取存储在内部存储器中的外部事件数据，判断是否为字符串输出的阶段；如果为字符串输出，资讯模块将字符串信息发送到图形引擎模块的阶段；图形引擎模块从存储在外部存储器中的位图字体表中获取匹配字符串的位图字体图像的位置、大小信息的阶段；复制与控制部获得的字符串相匹配的位图字体图像的位置、大小信息，并使用图形引擎模块和图形库在仪表显示部显示的阶段。
发明的效果
如上所述构成的本发明车辆数字式仪表显示方法，不管2万字以上的中文等字符数如何，MCU的内部存储器占用量都可以最小化，实现字符正常显示，具有减少字符或字符串搜索时间的效果。
附图说明
图1是传统车辆用仪表显示装置的构成图；
图2是本发明车辆数字式仪表显示装置的构成图；
图3是适用于本发明的MCU用字体使用说明示例图；
图4是本发明车辆数字式仪表显示方法的控制流程图；
图5是本发明车辆数字显示装置构成图；
图6是用于输出适用于本发明的仪表屏幕的资讯模块层次结构图；
图7是用于输出适用于本发明的仪表屏幕的父层次结构图；
图8是简要说明了适用于本发明的外部存储器中存储字体表图像和位图字体图像的示例图；
图9是适用于本发明的字符串图像，将属于统一码中韩文范围的代码分割成页面单位，保存为图像文件的示例图；
图10是图9中逐页分割的图像文件构成图；
图11是用于说明适用于本发明的字体表存储在外部存储器中的字体表图像的示例图。
附图标记说明
100：CPU， 200：应用程序模块，
300：图形引擎模块， 400：资讯模块，
500：图形库， 600：外部存储器，
700：传感器部， 800：仪表，
900：计时器， 950：串行接口，
970：I/O
具体实施方式
下面，以图2至图11为基础，说明具有所述目的的本发明车辆数字式仪表显示方法及利用该方法的数字式仪表显示装置。
图2是本发明车辆数字式仪表显示装置的构成图。在所述图2中，本发明车辆数字式仪表显示装置的特征在于，包括：CPU100，驱动应用模块，将获得的与字符串匹配的位图字体图像的大小和位置从外部存储器中复制下来，利用图形引擎模块和图形库控制通过仪表显示部显示，或者控制从资讯模块接收到的图像信息显示在仪表上；应用程序模块200，驱动图形引擎模块，接收车辆传感器部的信号，分析接收到的信息，生成具有信息标识符和类型(值)的外部事件数据，并将其存储在内部存储器(RAM、EEPROM)中；图形引擎模块300，驱动资讯模块，从资讯模块接收字符串，从存储在外部存储器中的位图字体表中获取与字符串匹配的位图字体图像的位置、大小信息，从资讯模块接收已存储的相应图像信息；资讯模块400，每一帧接收存储在内部存储器中的外部事件数据，判断是否为字符串输出，如果是字符串输出，则将该字符串信息发送到图形引擎模块，如果不是字符串输出，则将已存储的相应图像地址信息发送到图形引擎模块；图形库500，存储MCU制造商提供的屏幕构成要素；外部存储器600，对于要使用的字体，存储位图字体图像和字体表；传感器部700，安装在车辆上，生成传感器信息并发送到应用程序模块；仪表800，根据控制部的控制，输出位图字体图像或输出图像；计时器900，向CPU提供时间信息；串行接口950，在CPU和外部存储器之间提供接口；I/O970，输入并输出与外部的数据。
图3是适用于本发明的MCU用字体使用说明示例图。在所述图3中，适用于本发明的MCU用字体使用的特征在于，包括：需要通过商用工具Bitmap Font Generator将要使用的True Type Font文件转换为位图字体图像和字体表，位图字体图像是字体中包含的文字图像的集合，存储在外部存储器中，即存储位图字体图像中包含的每个文字(字符)的位置和大小，以及包含搜索信息的字体表也转换为图像，存储在外部存储器中使用。
图4是本发明车辆数字式仪表显示方法的控制流程图。在所述图4中，本发明车辆数字式仪表显示方法的特征在于，包括：为要使用的字体生成位图字体图像和字体表，在CPU驱动应用程序模块之前存储在外部存储器中的阶段S11；CPU驱动应用程序模块的阶段S12；应用程序模块驱动图形引擎模块的阶段S13；图形引擎模块驱动资讯模块的阶段S14；车辆数字式仪表显示装置在运行时，将安装在车辆上的传感器部生成的信号传送到应用程序模块的阶段S15；应用程序模块分析收到的信息，生成具有信息标识符和数值(类型)的外部事件数据，并将其存储在内部存储器中的阶段S16；资讯模块每帧读取存储在内部存储器中的外部事件数据，判断是否为字符串输出的阶段S17；如果为字符串输出，资讯模块将字符串信息发送到图形引擎模块的阶段S18；图形引擎模块从存储在外部存储器中的位图字体表中获取匹配字符串的位图字体图像的位置、大小信息的阶段S19；将CPU通过图形引擎模块和图形库获取的与字符串相匹配的位图字体图像的位置和大小信息进行复制，并通过仪表显示部显示的阶段S20。另外，本发明车辆数字式仪表显示方法的特征还在于，包括：如果所述阶段S17不是字符串输出，则进行图像输出，因此资讯模块将已存储的相应图像地址信息发送到图形引擎模块的阶段S21；图形引擎模块将与接收的图像地址信息相匹配的外部存储器中存储的图像加载到仪表显示部并输出的阶段S22。另外，本发明车辆数字式仪表显示方法的特征还在于，包括：所述阶段S11在位图字体图像和字体表的生成中，字体表转换为具有每个位图字体图像位置信息的图像，所述位图字体表转换为图像并存储在外部存储器中使用，因此支持处理大量的字符并可以使用最少的内部存储器内存。另外，本发明车辆数字式仪表显示方法的特征还在于，包括：所述阶段S15的控制部从应用程序模块接收传感器产生的数据，并在内部存储器中存储为具有标识符和数值的表。另外，本发明车辆数字式仪表显示方法的特征还在于，包括：在所述S18阶段，图形引擎模块利用MCU制造商提供的图形库，将资讯模块通过内部存储器管理的屏幕构成要素输出到数字显示装置的屏幕上。另外，在阶段S18中，显示屏幕构成要素的屏幕时，使用MCU制造商提供的默认图形库，所述默认图形库支持绘制点、线、圆、椭圆等的基本图形处理，并支持图像表示、层、条纹等附加功能。另外，在所述内容中，资讯模块是利用引擎模块的API加载存储在外部存储器(SerialFlash Memory)中的背景图像，指示作为屏幕构成要素创建、放置和更改的代码集。另外，在所述阶段S15中，如果传感器部是速度传感器，则在速度发生变化时，传感器部会发出信号，传送到应用程序模块的外部事件数据将由应用程序模块分析、解释，并作为每种类型(速度、RPM等)和信息构成的数据格式的表，存储在内部存储器中，所述ROM中存储的每个模块都由CPU控制，可以相互通过接口连接。在所述内容中，字符和字体有相同的意思。
图5是适用于本发明的车辆数字式仪表显示装置的构成图。在所述图5中，适用于本发明的车辆数字式仪表显示装置利用图形引擎模块提供的应用程序编程接口(API，Application Programming Interface)创建生成和配置屏幕构成要素的程序，与图形引擎模块和MCU制造商提供的默认图形库相结合，作为一个应用程序存储在MCU的ROM(ProgramMemory)中，随后在驾驶员启动车辆的瞬间，通过控制部的控制，存储在ROM(ProgramMemory)中的群集应用程序开始运行，执行已存储的资讯，并通过图形引擎模块显示在仪表上。在所述内容中，MCU的ROM中存储的资讯模块每帧读取存储在内部存储器中的传感器数据，并与已存储的信息进行比较，发生更改的部分将反应到资讯模块管理的屏幕构成要素信息中进行存储和管理。另外，仪表的屏幕显示处理(渲染)是通过资讯模块的实现的，在屏幕内部存储器中创建、更改构成要素，并将信息从图形引擎模块更改为MCU制造商的默认图形库可以接收的数值信息，调用MCU制造商的默认图形库中包含的函数来完成的。所述更改的数值信息分为空间信息、几何信息、网格信息、介质信息、效果信息等，空间信息是指屏幕上显示的对象所在空间的信息，几何信息是指对象形式的信息，包括构成对象形式的优点和该优点的连接信息的网格信息，而介质信息是指管理定义资讯颜色的效果信息的信息。
图6是为了在适用于本发明的仪表屏幕上显示而定义为树形结构的资讯模块的层次结构图。在所述图6中，为了在适用于本发明的仪表上显示字符串，配置了资讯模块，如Stage、Layer、Sprite、Shape、TextField。其中Stage是用于管理整个资讯模块层次结构的中心模块，将Layer模块作为子模块，Layer将Sprite模块作为子模块，Sprite是管理屏幕上要绘制的信息的储存器区域的模块，可以将Shape或TextField作为子模块，Shape或TextField处理的结果存储在储存器区域中，并显示在屏幕上。另外，Shape是定义屏幕上显示的影像的模块，Shape中可以定义的影像信息包括影像的位置、形式和颜色等。另外，TextField是利用适用于本发明的位图字体定义文字影像的模块，与Shape一样，定义文字影像的位置、形式、颜色等。此外，为了依次处理渲染作业，资讯模块的层次结构优先于父层次结构，并具有从最先添加的子层次结构开始搜索的搜索顺序。如果在所述搜索过程中搜索到Shape或TextField，则执行屏幕输出过程。
图7是为了依次执行适用于本发明的渲染作业的父层次结构图。在所述图7中，为了依次处理适用于本发明的渲染作业，父层次结构图在空间信息层次结构图中表示，为了依次处理渲染作业，必须优先处理父层次。也就是说，在图形引擎模块中依次访问父层次结构，根据每个屏幕构成要素中包含的图形信息，调用MCU制造商默认图形库中的函数来请求屏幕输出。
图8是简要说明了适用于本发明的外部存储器中存储字体表图像和位图字体图像的示例图。所述图8是适用于本发明的字符串图像，具体地，“甲”字符为统一码，是0xAC11，属于韩文代码范围(0xAC00-0xD7AF)，并且如图9所示，属于第一页分割的图像文件范围(0xAC00-0xACFF)。如果图形引擎模块尝试将名为“甲”(0xAC11)的数据输出到屏幕上，则加载存储在外部存储器中的字体表图像来解释信息，每个字符获取位图字体图像中存储的位置和大小信息等，然后加载包含目标字符图像的位图字体图像，通过字体表中获取的位置和大小信息获取实际的字符图像。参考所述图8，可以看到关于“甲”字符的位图字体图像的地址是0x11000000，字体表的地址是0x15000000。此外，为了在字体表中找到目标字符的坐标信息，必须搜索第几个位置的索引，搜索公式如下。
索引搜索公式＝(目标字符统一码数值)-(页面范围第一个值)
(例如：0xAC11-0xAC00＝0x11)
利用所述索引，在字体表中查找包含目标字符坐标信息的位置，标头位置可通过以下方式获取。
目标字符标头位置＝位图字体图像的起始地址+(索引*标头大小)
(例如：0x13000000+(0x11+16byte))
“甲”字符的字体表信息包含位图字体图像内的图像坐标信息(offset_x、offset_y、width、height)，利用该信息可以如图10所示进行搜索，然后找到目标字符的图像并进行复制。在所述内容中，标头大小是字体表中包含的每个文字信息的大小，单位是Byte，标头大小取决于工作内容和范围，因此不是固定的大小。
图9是适用于本发明的字符串图像，将属于统一码中韩文范围的代码分割成页面单位，保存为图像文件的示例图。在所述图9中，以逐页分割的图像文件为基础，利用位图字体图像内的图像坐标信息(offset_x、offset_y、width、height)查找和复制目标字符的图像，并将其显示在仪表上。
图10是图9中逐页分割的图像文件构成图。在所述图10中，文字的图像可以检索各页面特定的坐标信息(offset_x、offset_y、width、height)，并将匹配的字符图像复制到相应字符的坐标上，形成字符串，在仪表显示部显示出来。
图11是用于存储在适用于本发明的外部存储器中的字体表图像的文件形式示例图。在所述图11中，本发明的特征在于，包括：为了将用编程语言编写的字体表存储在外部存储器中，字体表图像表示该字符是将位图字体图像中的地址、水平和垂直大小等信息加工成二进制形式，并且由于是二进制形式，因此搜索速度快。另外，如上所述，将字体表信息以图像形式存储在外部存储器中，以便解决现有内部存储器中出现的内存不足问题。另外，鉴于MCU性能，字体表图像不考虑压缩，图像格式使用BMP、TGA等未压缩格式，存储在外部存储器中时，通常会转换为MCU制造商提供或允许的工具，将扩展名更改为Bin。另外，如图10所述，如果分析存储在外部存储器中的字体表图像并检索到“甲”字样，则将获取位图字体图像中相应字符图像的坐标信息，如offset_x、offset_y、width、height等，如果找不到“甲”字样，则通过空白或？等无法表示的文字发送指定的字符的位置信息。

Claims (7)

1.一种在车辆仪表上显示车辆的各传感器部生成的数据的车辆数字式仪表显示方法，
为了在车辆仪表上显示所述传感器部生成数据的车辆数字式仪表显示方法，其特征在于，包括：
为要使用的字体生成位图字体图像和字体表，在CPU驱动应用程序模块之前存储在外部存储器中的阶段（S11）；
CPU驱动应用程序模块的阶段（S12）；
应用程序模块驱动图形引擎模块的阶段（S13）；
图形引擎模块驱动资讯模块的阶段（S14）；
车辆数字式仪表显示装置在运行时，将安装在车辆上的传感器部生成的信号传送到应用程序模块的阶段（S15）；
应用程序模块分析收到的信息，生成具有信息标识符和数值的外部事件数据，并将其存储在内部存储器中的阶段（S16）；
资讯模块每帧读取存储在内部存储器中的外部事件数据，判断是否为字符串输出的阶段（S17）；
如果为字符串输出，资讯模块将字符串信息发送到图形引擎模块的阶段（S18）；
图形引擎模块从存储在外部存储器中的位图字体表中获取匹配字符串的位图字体图像的位置、大小信息的阶段（S19）；
将CPU通过图形引擎模块和图形库获取的与字符串相匹配的位图字体图像的位置和大小信息进行复制，并通过仪表显示部显示的阶段（S20）。
2.根据权利要求书1所述的在车辆仪表上显示车辆的各传感器部生成的数据的车辆数字式仪表显示方法，其特征在于，包括：
如果所述阶段（S17）不是字符串输出，则进行图像输出，因此资讯模块将已存储的相应图像地址信息发送到图形引擎模块的阶段（S21）；
图形引擎模块将与接收的图像地址信息相匹配的外部存储器中存储的图像加载到仪表显示部并输出的阶段（S22）。
3.根据权利要求书1或2所述的在车辆仪表上显示车辆的各传感器部生成的数据的车辆数字式仪表显示方法，其特征在于，包括：
所述资讯模块可以由Stage、Layer、Sprite、Shape、TextField组成。
4.根据权利要求书1或2所述的在车辆仪表上显示车辆的各传感器部生成的数据的车辆数字式仪表显示方法，其特征在于，包括：
所述字体表图像是以二进制形式存储的。
5.一种在车辆仪表上显示车辆的各传感器部生成的数据的车辆数字式仪表显示装置，
为了在车辆仪表上显示所述传感器部生成数据的车辆数字式仪表显示装置，其特征在于，包括：
CPU（100），驱动应用模块，将获得的与字符串匹配的位图字体图像的大小和位置从外部存储器中复制下来，利用图形引擎模块和图形库控制通过仪表显示部显示，或者控制从资讯模块接收到的图像信息显示在仪表上；
应用程序模块（200），驱动图形引擎模块，接收车辆传感器部的信号，分析接收到的信息，生成具有信息标识符和类型的外部事件数据，并将其存储在内部存储器（RAM、EEPROM）中；
图形引擎模块（300），驱动资讯模块，从资讯模块接收字符串，从存储在外部存储器中的位图字体表中获取与字符串匹配的位图字体图像的位置、大小信息，从资讯模块接收已存储的相应图像信息；
资讯模块（400），每一帧接收存储在内部存储器中的外部事件数据，判断是否为字符串输出，如果是字符串输出，则将该字符串信息发送到图形引擎模块，如果不是字符串输出，则将已存储的相应图像地址信息发送到图形引擎模块；
图形库（500），存储MCU制造商提供的屏幕构成要素；
外部存储器（600），对于要使用的字体，存储位图字体图像和字体表；
传感器部（700），安装在车辆上，生成传感器信息并发送到应用程序模块；
仪表（800），根据控制部的控制，输出位图字体图像或输出图像；
计时器（900），向CPU提供时间信息；
串行接口（950），在CPU和外部存储器之间提供接口；
I/O（970），输入并输出与外部的数据。
6.根据权利要求书5所述的在车辆仪表上显示车辆的各传感器部生成的数据的车辆数字式仪表显示装置，其特征在于，包括：
外部存储器（600）也是将包含位图字体图像中包含的每个字符的位置和大小、搜索信息的字体表转换为图像后保存和使用的。
7.根据权利要求书5所述的在车辆仪表上显示车辆的各传感器部生成的数据的车辆数字式仪表显示装置，其特征在于，包括：
所述资讯模块为了显示字符串，可以由Stage、Layer、Sprite、Shape、TextField组成。
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