CN205679240U - 基于hud空中成像技术的智能导航仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于HUD空中成像技术的智能导航仪，其包括微控制器MCU、处理器CPU、重力传感器、手势传感器、蓝牙模块、FM发射模块、电源管理模块以及显示模块，微控制器MCU和处理器CPU双向连接，重力传感器的输出端接于微控制器MCU的输入端，手势传感器的输出端接于处理器CPU的输入端，FM发射模块的输入端接于微控制器MCU的输出端，蓝牙模块与微控制器MCU双向连接；电源管理模块为上述模块进行供电。

Description

基于HUD空中成像技术的智能导航仪

技术领域

本实用新型涉及导航设备，尤其是一种基于HUD空中成像技术的智能导航仪。

背景技术

HUD，是Head Up Display的简写，也即平视显示器，原是普遍应用在航空器上的飞行辅助仪器，能够降低飞行员低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识的掌握，从而提高飞行安全。随着技术的进步以及需求的日益提高，近来HUD已经应用在汽车，尤其是高端汽车领域。由于传统技术中的车载仪表一般处于偏离视线较低的位置，集成了HUD的汽车在一定程度上可提高行车安全。但是目前的HUD是采用独立模块的形式，同样的导航仪也是一个成熟的独立模块，因此HUD并不能很好的跟目前的智能导航仪进行融合。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种新型的基于HUD空中成像技术的智能导航仪，将HUD和导航仪很好的融合在一起，以解决现有技术之不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种基于HUD空中成像技术的智能导航仪，包括微控制器MCU、处理器CPU、重力传感器、手势传感器、蓝牙模块、FM发射模块、电源管理模块以及显示模块，微控制器MCU和处理器CPU双向连接，重力传感器的输出端接于微控制器MCU的输入端，手势传感器的输出端接于处理器CPU的输入端，FM发射模块的输入端接于微控制器MCU的输出端，蓝牙模块与微控制器MCU双向连接；电源管理模块为上述模块进行供电。其中，重力传感器用于获得震动中断信号并发送至微控制器MCU，然后微控制器MCU开机；手势传感器用于获取上、下、左、右四个命令传送到处理器CPU做出相应处理。FM发射模块在微控制器MCU的控制下，可选择的将音频信息通过调频方式发射出去，对应的收音机进行接收。蓝牙模块可采用蓝牙4.0实现，主要用于收发一些简单的指令。

进一步的，所述电源管理模块包括按键检测单元、电压检测模块、开关控制模块、MCU唤醒模块和CPU唤醒模块，按键检测单元的输出端接于电压检测模块的输入端，电压检测模块的输出端接于开关控制模块的输入端，开关控制模块的输出端接于MCU唤醒模块的输入端、CPU唤醒模块的输入端以及微控制器MCU的输入端、处理器CPU的输入端，MCU唤醒模块的输出端接于微控制器MCU的输入端，CPU唤醒模块的输出端接于处理器CPU的输入端。在运行模式下，按键检测单元首先检测电源按键是否被按下，如果有按下则微控制器MCU和处理器CPU进入休眠模式；在休眠模式下，按键检测单元检测电源按键是否被按下，如果有按下，则电压检测模块检测系统的电量，并发送至开关控制模块，开关控制模块判断该电量是否低于预设值，如果是则处理器CPU关闭，微控制器MCU休眠；如果电量不低于预设值，则通过MCU唤醒模块唤醒微控制器MCU，通过CPU唤醒模块唤醒处理器CPU，使其工作。

更进一步的，所述电源管理模块还包括计时器，计时器的输出端接于按键检测单元的输入端、MCU唤醒模块的输入端和CPU唤醒模块的输入端。计时器用于计时，上述MCU唤醒模块和CPU唤醒模块配合计时器来对微控制器MCU和处理器CPU进行唤醒和休眠操作。

本实用新型通过上述方案，与现有技术相比，通过微控制器MCU和处理器CPU两个处理器来实现该智能导航仪，同时两个处理器相互分工，处理器CPU用来处理复杂的手势感应信号，微控制器MCU处理各流程事务，分担单一处理器的计算复杂度，使整个智能导航仪速度更快、反馈更快，大大增强了用户的体验感；同时，上述方案将HUD集成到智能导航仪里面，大大减少了两个硬件的冗余性，使整体电路更为简洁，成本也更低；另外，还通过良好的电源管理模块对微控制器MCU和处理器CPU两个处理器进行休眠和唤醒控制，节约电量，减少损耗。综上，本实用新型结构简单，易于产业化生产，具有很好的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的智能导航仪的模块框图；

图2为本实用新型的电源管理模块的模块框图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

作为一个具体的实施例，参见图1，本实用新型的一种基于HUD空中成像技术的智能导航仪，包括微控制器MCU、处理器CPU、重力传感器、手势传感器、蓝牙模块、FM发射模块、电源管理模块以及显示模块，微控制器MCU和处理器CPU双向连接，重力传感器的输出端接于微控制器MCU的输入端，手势传感器的输出端接于处理器CPU的输入端，FM发射模块的输入端接于微控制器MCU的输出端，蓝牙模块与微控制器MCU双向连接；电源管理模块为上述模块进行供电。其中，重力传感器用于获得震动中断信号并发送至微控制器MCU，然后微控制器MCU开机；手势传感器用于获取上、下、左、右四个命令传送到处理器CPU做出相应处理。FM发射模块在微控制器MCU的控制下，可选择的将音频信息通过调频方式发射出去，对应的收音机进行接收。蓝牙模块可采用蓝牙4.0实现，主要用于收发一些简单的指令，数据量每次在20字节以内。

具体使用时，手势传感器可获得上下左右命令发送给处理器CPU播放歌曲，导航路线规划，选择与取消等命令，并且手势传感器里含有光感度，微控制器MCU获取到光度值，可自动调节背光亮度，例如白天、阴天、晴天、黑夜、进入隧道，根据外界环境亮度而改变显示模块的背光亮度，使得驾驶员以最舒适的视觉体验。蓝牙4.0简单数据透传，可实现手机与该智能导航仪实时通信，手机可控制、设置智能导航仪的功能等。FM发射模块是为了解决智能导航仪声音不够震撼而切换到车载收音以获得理想的音效。重力传感器器有3轴加速度和3轴陀螺仪，目前只应用到加速度判断车辆震动，后续会增加行车习惯以及播报一些危险驾驶动作，提醒驾驶员：急刹车、急踩油门、频繁变道等不良驾驶习惯。微控制器MCU还增加挂载了电动机、OLED显示，显示音量加、减，时间，连接信息，一些在主界面不方便显示的文字等等。电动机的作用是现实自动开启或自动关闭玻璃屏幕，给用户更高级的体验感。

参见图2，电源管理模块包括按键检测单元、电压检测模块、开关控制模块、MCU唤醒模块和CPU唤醒模块，按键检测单元的输出端接于电压检测模块的输入端，电压检测模块的输出端接于开关控制模块的输入端，开关控制模块的输出端接于MCU唤醒模块的输入端、CPU唤醒模块的输入端以及微控制器MCU的输入端、处理器CPU的输入端，MCU唤醒模块的输出端接于微控制器MCU的输入端，CPU唤醒模块的输出端接于处理器CPU的输入端。在运行模式下，按键检测单元首先检测电源按键是否被按下，如果有按下则微控制器MCU和处理器CPU进入休眠模式；在休眠模式下，按键检测单元检测电源按键是否被按下，如果有按下，则电压检测模块检测系统的电量，并发送至开关控制模块，开关控制模块判断该电量是否低于预设值，如果是则处理器CPU关闭，微控制器MCU休眠；如果电量不低于预设值，则通过MCU唤醒模块唤醒微控制器MCU，通过CPU唤醒模块唤醒处理器CPU，使其工作。

另外，本实施例中，电源管理模块还包括计时器，计时器的输出端接于按键检测单元的输入端、MCU唤醒模块的输入端和CPU唤醒模块的输入端。计时器用于计时，上述MCU唤醒模块和CPU唤醒模块配合计时器来对微控制器MCU和处理器CPU进行唤醒和休眠操作。

作为一个具体的应用实例，电源管理模块的原理如下：系统上电后，有两个检测目标：

一、检测系统电压，例如正常电压：14.5v（车子启动，ACCON），低电压：13.8v（断ACC），过低电压：<10v（电池电量不足），过高电压：16v（电池异常，过压保护，防止烧坏）。当电压变为低压（关ACC熄火），并且持续2分钟即进入休眠状态（整机耗电约16mA），当休眠2小时都没有按键唤醒或中断唤醒即进入关机状态（整机耗电约4mA），只有power键（电源键）或震动中断唤醒。当有震动（车门开启），微控制器MCU即刻跑起来，等待ACCON，如果5分钟都没有检测到电压正常，则再进入休眠省电状态。如果是按power键，则无需等待ACCON而直接开机，并且开机5分钟之后才开始检测系统电压。

二、检测power键，当长按2秒，就认为手动关机，随后微控制器MCU让处理器CPU进入休眠省电状态，微控制器MCU继续检测power和系统电压，1、当有power键按下立即唤醒处理器CPU，当电压变低（ACCOFF），则微控制器MCU也进入休眠省电状态。

通过上述设置以及使用在汽车上时，可体现出强大的功能与优质的用户体验：熄火，人离开车，第二天，一开车门，传感器便检测到有震动，把微控制器MCU从休眠中唤醒，微控制器MCU就开始检测电压是否启动ACC（电源），并检测power键是否有被按下，这两个条件只要有一个成立，便把整个系统跑起来。在5分钟之后，如果都没有发现ACC和power键，则微控制器MCU再进入休眠。此做法可防止车辆旁边有巨型货车经过而引起震动误判动作后启动系统消耗电能.当车子启动，驾驶员不想让HUD开着，可以手动按下power键关机，直至手动按power开机或熄火断ACC结束。当系统进入休眠时，耗电约16mA，休眠设定为2小时如果没有点火则进入关机，耗电约4mA。因为休眠能瞬间启动，只要一开ACC，不到1秒就恢复休眠之前的状态，而开机比较久，要30多秒，因此关闭ACC不立刻进入关机。另外，休眠2个小时，是考虑到加油熄火或吃午饭熄火的情况。在电源管理模块中，power键的优先级别是最高的，在关机（或休眠、或震动中断等待ACCON）状态，只要按下此按键都会把系统启动起来，因为按下power键就已代表用户想要开机。而人为关机要长按2秒，以防止误碰power键，车机通用做法。还有一个过低电压保护和过高电压保护，电压过低为保护电池电量不被耗尽，而让CPU进入关机状态。电压过高，防止击穿机器而断CPU所有电源，直至电压正常才启动机器。结合总体情况考虑，实现智能化电源管理。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于HUD空中成像技术的智能导航仪，其特征在于：包括微控制器MCU、处理器CPU、重力传感器、手势传感器、蓝牙模块、FM发射模块、电源管理模块以及显示模块，微控制器MCU和处理器CPU双向连接，重力传感器的输出端接于微控制器MCU的输入端，手势传感器的输出端接于处理器CPU的输入端，FM发射模块的输入端接于微控制器MCU的输出端，蓝牙模块与微控制器MCU双向连接；电源管理模块为上述模块进行供电。

2.根据权利要求1所述的基于HUD空中成像技术的智能导航仪，其特征在于：所述电源管理模块包括按键检测单元、电压检测模块、开关控制模块、MCU唤醒模块和CPU唤醒模块，按键检测单元的输出端接于电压检测模块的输入端，电压检测模块的输出端接于开关控制模块的输入端，开关控制模块的输出端接于MCU唤醒模块的输入端、CPU唤醒模块的输入端以及微控制器MCU的输入端、处理器CPU的输入端，MCU唤醒模块的输出端接于微控制器MCU的输入端，CPU唤醒模块的输出端接于处理器CPU的输入端。

3.根据权利要求2所述的基于HUD空中成像技术的智能导航仪，其特征在于：所述电源管理模块还包括计时器，计时器的输出端接于按键检测单元的输入端、MCU唤醒模块的输入端和CPU唤醒模块的输入端。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于HUD空中成像技术的智能导航仪，其特征在于：蓝牙模块采用蓝牙4.0实现。