JP3235506U - 車載用のav制御装置 - Google Patents

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【課題】自動車運転時に、携帯端末を効果的に活用できるAV制御装置を提供する。【解決手段】AV制御装置AVは、スマホSMTから音声信号と映像信号を受信可能に構成されると共に、スマホSMTに対して、操作指示信号TOUCHが送信可能に構成されたスマホ接続装置CNECTと、スマホSMTからの映像信号とは別に、他の電子機器からの映像信号を受信可能に構成され、受信した複数の映像信号から選択された一の映像信号、又は、複合映像信号を車載モニタMONIに出力可能な中央装置MAINとを有する。【選択図】図1

Description

本考案は、スマートホン(以下スマホと略す)などの携帯端末から受ける画像や音声と、他のAV(Audio &Visual)機器から受ける画像や音声を、適宜に切り替えて活用できるAV制御装置に関する。
自動車の運転時に、スマホを有効活用できるアプリケーションプログラム(以下アプリと略す)として、Apple CarPlay(Apple とCar Playは登録商標)や、Android Auto(Android は登録商標)などが知られている。
特開2021−075125号公報 特開2021−051665号公報 特開2021−036207号公報 特開2021−064393号公報 特開2020−123313号公報 特開2019−057290号公報
しかし、上記のアプリを活用するには、原則として、各アプリに対応する専用の表示装置が必要となる。しかも、DVDビデオプレーヤー、地デジチューナ、CARナビ(Car Navigation)装置などのAV機器から得られる音声や映像を、ボタン操作に基づいて、スマホの音声や映像に適宜に切り替えて活用できるものではなかった。また、各種AV機器からの音声に重畳させて、スマホナビの案内音などを出力させることもできず、利便性が十分ではなかった。
本考案は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、自動車運転時に、スマホなどの携帯端末を、より効果的に活用できるAV制御装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本考案に係るAV制御装置は、携帯端末(例えば、スマホSMT)からの音声信号と映像信号を受信可能に構成されると共に、前記携帯端末に対して、操作指示信号が送信可能に構成された接続装置(例えば、スマホ接続装置CNECT)と、前記携帯端末からの映像信号とは別に、他の電子機器からの映像信号を受信可能に構成され、受信した複数の映像信号から選択された一の選択映像信号、又は、複数の映像信号を組み合わせた複合映像信号を車載モニタに出力可能な中央装置(例えば、第1プロセッサ、第2プロセッサ、及び、MCU回路を有する中央装置MAIN)と、を有して構成されている。
本考案によると、接続装置と中央装置とが機能することで、自動車運転時に、スマホなどの携帯端末を、より効果的に活用することができる。
実施例に係るAV制御装置の構成を示すブロック図である。 第1プロセッサの内部構成を説明するブロック図である。 第2プロセッサの内部構成と動作を説明する図面である。 APIX2インタフェイス回路を説明する図面である。
図1は、実施例に係るAV制御装置AVを示すブロック図であり、このAV制御装置AVは、タッチスクリーン方式の車載モニタMONIと、ヘッドユニットHUとを具備する自動車に搭載されて機能している。図示の通り、実施例のAV制御装置AVは、スマホSMTに接続されるスマホ接続装置CNECTと、車載モニタMONI及びヘッドユニットHUに接続される中央装置MAINと、音声ミキサMIXと、信号セレクタSELCTと、を有して構成されている。
なお、車載モニタMONIと、ヘッドユニットHUは、典型的には、当該自動車の純正品である。そして、中央装置MAINを設けた本実施例では、車載モニタMONIの構成は、必ずしも、Apple CarPlayやAndroid Autoに対応した構成である必要がなく、任意の車載モニタMONIを、運転者のスマホSMTの表示装置として、活用することができる。
スマホ接続装置CNECTは、CPUなどの演算制御装置とメモリを有するコンピュータ回路であって、Apple CarPlayやAndroid AutoなどのスマホナビアプリがインストールされたスマホSMTに接続されて機能している。ここで、スマホ接続装置CNECTは、例えば、スマホSMTのUSBポート(Universal Serial Bus Type-C )の高速差動信号ラインSSTX±、及び、SSRX±を経由して、全二重方式の高速伝送を実現している。
また、スマホ接続装置CNECTは、スマホSMTのUSBポート(Type-C)の非高速差動信号ラインD±を経由することで、半二重方式の伝送も可能になっており、半二重方式又は全二重方式で、車載モニタMONIへの画面操作を示すタッチ信号TOUCHや、その他の制御信号が、スマホSMTに対して伝送可能に構成されている。そのため、本実施例によれば、車載モニタMONIへの画面操作に基づいて、スマホアプリ(Application Program )の起動や動作進行などを実現することもできる。
先に説明した通り、本実施例では、USBポート(Type-C)の高速差動信号ラインSSTX±を経由して、スマホSMTから、スマホ接続装置CNECTに対して、映像信号や音声信号が高速伝送されるよう構成されている。また、スマホ接続装置CNECTには、マイクMICからの音声信号を受ける入力端子も設けられており、高速差動信号ラインSSRX±又は非高速差動信号ラインD±を経由して、スマホSMTのUSBポートに対して、使用者の音声信号が高速伝送可能に構成されている。
そのため、本装置によれば、使用者がマイクMICに語り掛けることで、スマホSMTの音声認識機能を有効活用することもできる。また、実施例のスマホ接続装置CNECTには、無線LANとblue tooth(登録商標)が搭載されておりApple CarPlay、Android Autoの無線接続機能に対応している。
次に、ヘッドユニットHUは、例えば、左右スピーカSPと、ボタン操作可能な各種のファンクションキーF1〜Fnを有してインフォテイメント(In-Vehicle Infotainment System)を実現している。ここで、インフォテイメントとは、インフォメーション(情報)と、エンターテインメント(娯楽)の機能を実現するシステムを意味する。
そして、初期状態では、図1の破線に示すように、ヘッドユニットHUが車載モニタMONIに直結されるが、その後、AV制御装置AVが搭載された後は、AV制御装置AVを経由して、当該車両のインフォテイメントシステムが実現される。
本実施例の構成では、ヘッドユニットHUのAUX端子には、音声ミキサMIXから出力される音声信号AUDIOが供給されており、音声ミキサMIXは、スマホSMTからの音声信号と、信号セレクタSELCTにおいて選択された音声信号と、が混合可能に構成されている。但し、音声ミキサMIXのミキシング動作は、操作スイッチSWによって選択可能になっており、操作スイッチSWのOFF操作時には、スマホSMTからの音声信号だけが出力されるようになっている。
したがって、例えば、スマホSMTでスマホナビ(Navigation Program)が動作している状態において、他のAV機器からの音楽に重畳して、ナビ案内音を聞くこともできるし、逆に、スマホナビからのナビ案内音だけを聞くこともできる。なお、本実施例では、スマホSMTにおいて、スマホナビが動作している状態を説明するが、一般に、車載用のCARナビ装置NAVIより、スマホナビの方が道路情報などの更新タイミングが早いので、CARナビ装置NAVIが搭載されている自動車であっても、スマホナビを活用する本実施例の意義は大きい。
信号セレクタSELCTは、中央装置MAIN(MCU回路)から受ける制御信号CTL3に基づいて、所定の映像信号と、これに対応する音声信号を択一的に出力する回路である。そして、選択された一の映像信号は、コンポジット映像信号の形式で、中央装置MAINを構成する第1プロセッサ(LCD VideoProcessor )と、後部座席向きに配置された背面モニタRM(Rear Monitor)に向けて出力されている。
図示の通り、信号セレクタSELCTには、例えば、DVDビデオプレーヤーや、地デジチューナなどの出力が、RCAケーブルによって供給されている。ここで、RCAケーブルとは、コンポジット映像信号を伝送する映像信号ケーブル(黄色)と、ステレオ音声信号R/Lを伝送する音声信号ケーブル(赤/白)とで構成されている。なお、図1では、スマホSMTの他に、背面モニタRM、DVDビデオプレーヤー、地デジチューナ、CARナビ又はスマホSMT’を搭載する状態を図示しているが、一例を示しているに過ぎず、スマホSMTを除いた他のAV機器については、これらの全部又は一部を省略しても良いのは勿論である。
以上を踏まえて説明を続けると、中央装置MAINは、CARナビ装置NAVIや、別のスマホSMT’から出力される音声信号及び映像信号が、例えば、HDMI(登録商標)(HIGH-DEFINITION MULTIMEDIA INTERFACE)ケーブルを通して受信可能に構成されている。受信された複合信号は、例えば、EP9555E(SEMICONN社)で構成されたHDMI(登録商標)受信部HDMIRXにおいて、OPENLDI(Open LVDSDisplay Interface )形式の映像信号と、IC(Inter-Integrated Circuit)形式の音声信号に分離され、IC形式の音声信号は、音声変換部AUDIO CONVを経由して、アナログ音声信号に変換されて信号セレクタSELCTに供給されている。
このように、本実施例の信号セレクタSELCTは、択一選択されたコンポジット映像信号に対応する音声信号AUDIOも含めて受けており、中央装置MAIN(MCU回路)から受ける制御信号CTL3に基づいて、DVDビデオプレーヤー、地デジチューナ、CARナビ装置NAVI、又は、スマホSMT’から受けた音声信号を、音声ミキサMIXに出力している。
先に説明した通り、操作スイッチSWがON状態であれば、信号セレクタSELCTから出力された楽曲音やTV番組音など音声信号は、スマホSMTから出力されるナビ案内音などの音声信号に重畳されて、ヘッドユニットHUを経由して、スピーカSPから出力される。
次に、中央装置MAINの内部構成を説明すると、実施例の中央装置MAINは、各種形式の映像信号を受けて、所定形式の映像信号に編集する第1プロセッサ(LCD VideoProcessor )と、第1プロセッサ(LCD VideoProcessor )から、所定形式の映像信号出力を受ける第2プロセッサ(VIDEO SWITCH WITH SCALER)と、協調動作する2個のMCU回路(Micro Controller Unit )と、自動車ネットワークと接続されたCAN(Controller Area Network )回路と、バッテリ電圧12Vを受けて各種の直流電圧を生成する電源回路POWERと、を中心に構成されている。
上記の構成において、第1プロセッサ(LCD Video Processor )は、MCU回路から受ける制御信号CTL1に基づいて動作し、第2プロセッサ(VIDEO SWITCH WITH SCALER)は、MCU回路から受ける制御信号CTL2に基づいて動作している。ここで、MCU回路(Micro Controller Unit )は、RISC(reduced instruction set computer)構造の命令を有するARM系のプロセッサであって、CISC(complex instruction set computer)方式を採るインテル系のCPUと比較して、CPUの回路構造が単純化され、消費電力が大幅に抑制される効果がある。
なお、MCU回路(Micro Controller Unit )は、発振回路OSCから受けるクロックに同期して動作し、設定スイッチDIP SWITCHに設定されている設定値と、不揮発性メモリEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory )に記憶された制御プログラムとに基づいて機能している。
また、データを書き換え可能な不揮発性メモリ(REWRITABLE NONVOLATILE MEMORY )FLASH(登録商標)は、MCU回路(Micro Controller Unit )のワーク領域として機能すると共に、設定値などの記憶領域としても機能している。ここで、設定スイッチDIP SWITCHには、車載モニタMONI(タッチスクリーン)の縦横寸法の他に、CARナビ装置、DVDビデオプレーヤー、地デジチューナなど、一群のAV機器の搭載の有無や、背面モニタRMの有無などが設定されている。なお、一群のAVソースの表示優先順位についても、設定スイッチDIP SWITCHによって特定される。
電源回路POWERは、中央装置MAINを構成する各電子素子の電源電圧として、安定化電源として、例えば、1.8Vと、5.0Vと、1.2Vと、3.3Vを生成している。なお、電源投入時、これらの直流電圧が安定化し、各電子素子が正常に動作するまで間は、分離回路CUTが接続遮断状態を維持するよう構成されており、ヘッドユニットHU、車載モニタMONI、及び、自動車ネットワークと、中央装置MAINとは非接続状態を維持している。したがって、電源投入時や電源遮断時など、電子素子の動作が不安定な状態において、ヘッドユニットHU、車載モニタMONI、及び、自動車ネットワークに非合理なデータが伝送されるおそれはない。
図2は、第1プロセッサ(LCD Video Processor )の内部構成を例示するブロック図である。図示の第1プロセッサ(LCD VideoProcessor )は、飛び越し走査方式(interlaced scan )の映像信号を、連続走査方式(non interlace scan)に変換する機能(high quality 2D combNTSC video decoder )を有している。なお、第1プロセッサ(LCD Video Processor )は、走査線525本、フレームレート60枚/秒のNTSC方式に代えて、走査線625本、フレームレート50枚/秒のPAL方式やSECAM方式の映像信号にも対応可能である。
また、この第1プロセッサ(LCD Video Processor )は、コンポジット映像信号を受けるコンポジット入力端子と、最高24ビット長のTTLデジタル信号(two independent TTL digital input interfaces)を受けるTTL入力端子と、オープンLDI信号(two LVDS Open LVDS display interfaces )を受けるLDI入力端子とを有して構成され、内蔵スケーラ(high-quality scaler )や、他の内部回路で処理された映像信号は、一対のオープンLDI出力端子(dual channel LVDS Open LDI)と、一対のTTLデジタル出力端子(TTL panel interfaces)に出力されるよう構成されている。
そこで、本実施例では、DVDビデオプレーヤー又は地デジチューナから受ける映像信号を、コンポジット入力端子に供給し、スマホSMTから受ける映像信号を、第1のLDI入力端子(Open LDI1)に供給すると共に、CARナビ又はスマホSMT’から受ける映像信号を、第2のLDI入力端子(Open LVI2 )に供給している。
そして、一対のオープンLDI出力端子(dual channel LVDS Open LDI)を使用することし、第1のLDI出力端子(Open LDI1)から、スマホSMTの映像信号を出力し、第2のLDI出力端子(Open LDI2 )から、他のAV機器の映像信号を出力させている。なお、スマホSMTを除いて、DVDビデオプレーヤー、地デジチューナ、CARナビ、スマホSMT’の全部又は一部が省略可能であることは先に説明した通りであり、第2のLDI出力端子(Open LDI2)には、有意な映像信号が出力されない場合もあり得る。
図3は、第2プロセッサ(VIDEO SWITCH WITH SCALER)の内部構成と、動作内容を説明する図面である。何ら限定されないが、第2プロセッサ(VIDEO SWITCH WITH SCALER)は、例えば、アイチップス・テクノロジー(株)のIP00C755で構成されている。図示の通り、第2プロセッサ(VIDEO SWITCH WITH SCALER)は、独立した2系統の映像信号を拡大又は縮小する編集エンジンを有すると共に、一フレーム分以上の画像データを一時記憶する高速のフレームメモリ(DDR2-SDRAM)を内蔵して構成されている。映像信号は、車載モニタMONIの縦横寸法に対応して、拡大縮小されるだけでなく、適宜に拡大Zoom又は縮小Shrinkされるだけでなく、ヘッドユニットHUのキー操作(WIDE, ZOOM,LEFT, RIGHT, G-JUST など)に基づいて、適宜にサイズ変更可能である。
そして、2系統の映像信号は、その何れか一方が選択可能であるだけでなく、必要に応じて、2系統の映像信号を、PIP形式又はPOP形式で出力できるよう構成されている。ここで、PIP形式(Picture InPicture)とは、メイン画面の中に、サブ画面を重複して表示する機能を意味し、一方、POP形式(Picture OutPicture )とは、メイン画面の外に、サブ画面を重複させることなく表示させる機能を意味する。
そこで、本実施例では、運転時には、図3(b)に示すように、スマホSMTからの画像だけを選択出力する一方、停車時では、図3(c)に示すように、スマホSMTを含む複数のAV機器の画像をPIP形式又はPOP形式で出力するようにしている。但し、何ら限定されず、自動車運手時に、CARナビ装置からの映像信号と、スマホSMTが出力するスマホナビの映像信号と、をPIP又はPOP出力するのも好適である。
以上のように出力される第2プロセッサ(VIDEO SWITCH WITH SCALER)の映像信号は、画像変換部HDMITXにおいて、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)形式の映像信号に変換された後、送信側信号変換部(APIX2 TRANSMITTER )と分離回路CUTとを経由して、4芯シールドツイストペア線を通して、車載モニタMONIに伝送される。本実施例では、電磁シールドされた(Electromagnetically shielded)ツイストペア線(Twisted pair cable)を使用するので、劣悪なノイズ環境下の自動車において、安定した高速通信が可能となる。なお、4芯シールドツイストペア線を使用するのは、ヘッドユニットHUからMCU回路(Micro Controller Unit )に伝送される制御信号、その他についても同様である。
図4は、第2プロセッサ(VIDEO SWITCH WITH SCALER)⇒画像変換部HDMITX⇒送信側信号変換部(APIX2 TRANSMITTER )⇒分離回路CUT⇒車載モニタMONIの信号伝送経路と、ヘッドユニットHU⇒分離回路CUT⇒受信側信号変換部(APIX2 RECEIVER)⇒MCU回路(Micro Controller Unit )の信号伝送経路を示している。なお、ヘッドユニットHUから受けら画像信号は、第2プロセッサ(VIDEO SWITCH WITH SCALER)を経由して、車載モニタMONIに伝送される。
ここで、APIX(Automotive Pixel Link )とは、自動車向けに最適化された高速差動インタフェイスを意味し、LVDS(電圧差動伝送Low VoltageDifferential Signaling)方式ではなく、CML(電流差動伝送Current Mode Logic)方式を採ることで、耐ノイズ性を向上させている。
図4に示す通り、送信側信号変換部(APIX2 TRANSMITTER )及び、受信側信号変換部(APIX2 RECEIVER)は、各々、双方向通信可能に構成されている。具体的に確認すると、例えば、受信側信号変換部(APIX2 RECEIVER)は、MCU回路(Micro Controller Unit )から制御信号を受けると、これをヘッドユニットHUに転送する一方で、ヘッドユニットHUからファンクションキーF1〜Fnに対応するボタン信号BTNを受けると、これをMCU回路(Micro Controller Unit )に転送している。また、ヘッドユニットHUから受けら画像信号や制御信号に対応して、前方車との車間距離の設定、後方車の接近に対するアラーム設置などを行うこともできる
一方、送信側信号変換部(APIX2 TRANSMITTER )は、画像変換部HDMITXから受ける画像信号VIDEOを車載モニタMONIに伝送する一方で、車載モニタMONIへの画面操作を示すタッチ信号TOUCHを、例えば、Ethernet回路を経由して、MCU回路(Micro Controller Unit )に伝送している。MCU回路(Micro Controller Unit )に伝送されたタッチ信号TOUCHは、車載モニタMONIとスマホSMTの画面の縦横寸法に対応して、座標変換された後、スマホ接続装置CNECTに転送される。
スマホ接続装置CNECTに転送されたタッチ信号TOUCHは、スマホSMTのUSBポートを経由して、スマホアプリに認識されることで、車載モニタMONIへの画面操作に対応する動作がスマホSMTにおいて実現される。
以上、本考案の実施例について詳細に説明したが、具体的な構成は、何ら本考案を限定せず、適宜に変更可能である。特に、本実施例で使用する電子素子や、具体的な回路構成は、適宜に変更される。
また、実施例では、説明の都合上、USBポートを経由してスマホSMTとスマホ接続装置CNECTと、を接続しているが、実際には、Blue toothなどの近距離無線通信規格(無線通信ポート)を利用してワイヤレス接続することもできる。
SMT 携帯端末(スマホ)
TOUCH 操作指示信号
CNECT スマホ接続装置
MONI 車載モニタ
MAIN 中央装置

Claims (9)

  1. 携帯端末からの音声信号と映像信号を受信可能に構成されると共に、前記携帯端末に対して、操作指示信号が送信可能に構成された接続装置と、
    前記携帯端末からの映像信号とは別に、他の電子機器からの映像信号を受信可能に構成され、受信した複数の映像信号から選択された一の選択映像信号、又は、複数の映像信号を組み合わせた複合映像信号を車載モニタに出力可能な中央装置と、を有して構成されたAV制御装置。
  2. 前記携帯端末から受けた音声信号と、他の電子機器から受けた映像信号に対応する音声信号とを混合して、必要に応じて、車載ヘッドユニットに出力する音声ミキサを設けた請求項1に記載のAV制御装置。
  3. 前記音声ミキサの混合動作は、手動操作に基づいて無効化されるよう構成されている請求項2に記載のAV制御装置。
  4. 前記選択映像信号、又は、前記複合映像信号は、前記車載モニタの縦横寸法、及び/又はボタン操作に対応して編集される請求項1〜3の何れかに記載のAV制御装置。
  5. 前記中央装置は、ARM系のプロセッサと、多様な形式の映像信号を所定形式の映像信号に変換する第1ビデオプロセッサと、第1ビデオプロセッサの出力を受けて、前記選択映像信号又は、前記複合映像信号を出力する第2ビデオプロセッサと、を有して構成されている請求項1〜4の何れかに記載のAV制御装置。
  6. 前記中央装置は、当該車両のCAN(Controller Area Network )に接続されて構成されている請求項1〜5の何れかに記載のAV制御装置。
  7. 前記中央装置は、当該車両に搭載されたAV(Audio Visual)装置の再生やボリューム調整が可能な前記車載ヘッドユニットに接続されて構成されている請求項2に記載のAV制御装置。
  8. 前記中央装置は、内部回路への安定給電を条件に、外部回路との電気接続が開始されるよう構成されている請求項1〜7の何れかに記載のAV制御装置。
  9. 前記携帯端末と、前記接続装置とは、USBポート又は無線通信ポートを経由して接続されている請求項1〜8の何れかに記載のAV制御装置。
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