CN102717711B - 一种虚拟仪表*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟仪表***，包括：用于导航的导航装置，用于显示各类信息的显示模块，用于语音提示的语音模块，用于处理所述导航装置的导航信息并控制所述显示模块进行显示以及语音模块进行相应的语音播放的第一控制器，用于为第一控制器提供内存的存储器；所述导航装置、显示模块、语音模块、存储器和第二控制器分别连接第一控制器；本发明通过采用导航装置、显示模块、第一控制器、语音模块、存储器、CAN收发模块、传感器检测模块、第二控制器以及背光调节模块；使得虚拟仪表不仅可以显示有关汽车运行状态的行车参数，还可以显示实时导航信息，不分散驾驶者的注意，无需侧身或掉头去观看或查询导航信息，提高了驾驶过程中的安全性。

Description

一种虚拟仪表***

技术领域

本发明涉及仪器仪表领域，特别涉及一种虚拟仪表***。

背景技术

在仪器仪表测试领域，虚拟仪表技术把图像处理技术和仪表仪器技术完美地结合起来，为现代仪器技术掀开了崭新的一页。

传统的仪器仪表本身带有输入输出的能力，仪表上有按钮、旋钮、标度尺、图形等功能。在仪器内部包含有数模/模数转换器、微处理器、存储器、总线等，所有的电路都是固定的。仪器把信号输入后，通过内部的处理，得出结构，供技术人员参考。而虚拟仪表则是以图像处理为核心，充分利用控制器强大的显示、处理、存储能力来模拟物理仪表的处理过程。与传统仪表相比，虚拟仪表降低了仪表设计成本，无需对每一种新仪表都从头开始设计，硬件结构简单，具有智能化程度高，处理能力强，应用性强，操作性强及易用灵活等优点。

在汽车仪表领域，一般采用传统的仪表如机械式仪表或带有液晶显示屏的指针仪表盘等，但只显示有关汽车运行状态的行车参数，不具有实时导航功能，如果用户需要导航的话，要另外增加导航设备，这样使用起来为用户带来了大大的不便。而增加导航设备有两种方式，一种是车载DVD导航仪，采用车载DVD导航仪在一定程度上占用了狭窄的车内空间，在使用时驾驶者必须侧过身子才能看到导航仪里面的地图，这样为驾驶者开车提高了危险性；另外一种是便携式导航仪，同样占有了狭窄的车内空间，由于其可移动性，虽然驾驶者容易将其粘挂在车厢内，但由于便携式导航仪固定不牢固使得驾驶者不易进行操作，存在很大的安全隐患。

发明内容

鉴于上述现有仪表技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种虚拟仪表***，使驾驶者不仅可以方便查看汽车运行相关信息还可以清楚知道导航信息，不分散驾驶者的注意力，从而为驾驶者提供方便并降低危险性。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种虚拟仪表***，包括：

    用于导航的导航装置，用于显示各类信息的显示模块，用于语音提示的语音模块，用于处理所述导航装置的导航信息并控制所述显示模块进行显示以及控制语音模块进行相应的语音播放的第一控制器，用于为第一控制器提供内存的存储器，用于收发汽车运行状态参数的CAN收发模块，用于检测汽车传感器数据的传感器检测模块，用于处理所述CAN收发模块的汽车运行状态参数及传感器检测模块的数据并将其发送给第一控制器的第二控制器，用于调节显示模块的背光亮度的背光调节模块；

所述导航装置、显示模块、语音模块、存储器和第二控制器分别连接第一控制器，所述第一控制器还用于控制显示模块相应显示第二控制器处理的数据以及控制语音模块播放相应的语音；所述CAN收发模块和传感器检测模块分别连接第二控制器，所述第二控制器还通过背光调节模块连接显示模块。

上述的虚拟仪表***，所述显示模块为液晶屏或OLED屏。

上述的虚拟仪表***，所述显示模块为图像投影装置，所述图像投影装置将图像信息投影到汽车任何部位。

上述的虚拟仪表***，所述导航装置包括：

用于存储地图数据和语音信息的存储设备，用于输入的输入设备以及用于根据所述存储设备的地图数据和语音信息提供导航信息的GPS模块，所述存储设备、输入设备和GPS模块分别连接第一控制器。

上述的虚拟仪表***，所述导航装置包括：

用于提供导航视频信息和音频信息的导航板，用于输入的输入设备，所述导航板和输入设备分别与第一控制器连接。

上述的虚拟仪表***，所述输入设备为按键输入设备。

上述的虚拟仪表***，所述输入设备为触摸屏。

上述的虚拟仪表***，所述输入设备为语音输入设备。

上述的虚拟仪表***，所述导航装置包括：

用于输出导航信息的导航设备，所述导航设备连接第一控制器。

上述的虚拟仪表***，所述导航设备为外部导航仪。

上述的虚拟仪表***，所述存储器为FLASH存储器。

相较于现有仪表技术，本发明提供的虚拟仪表，由于采用了导航装置、显示模块、第一控制器、语音模块、存储器、CAN收发模块、传感器检测模块、第二控制器以及背光调节模块；使得虚拟仪表不仅可以显示有关汽车运行状态的行车参数，还可以显示实时导航信息，为驾驶者带来了大大的方便，不分散驾驶者的注意，驾驶者无需侧身或掉头去观看或查询导航信息，从而提高了驾驶过程中的安全性。

附图说明

图1为本发明虚拟仪表***的较佳实施例的结构框图。

图2为本发明虚拟仪表***中导航装置第一实施例的结构示意图。

图3为本发明虚拟仪表***中导航装置第二实施例的结构示意图。

图4为本发明虚拟仪表***中导航装置第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种虚拟仪表***，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明虚拟仪表***的较佳实施例的结构框图。如图所示，所述虚拟仪表***包括：导航模块110、存储器120、第一控制器130、语音模块140、显示模块150、CAN收发模块160、传感器检测模块170、第二控制器180以及背光调节模块190；所述导航模块110、存储器120、语音模块140、显示模块150和第二控制器180分别连接第一控制器130，所述CAN收发模块160和传感器检测模块170分别连接第二控制器180，所述第二控制器180还通过背光调节模块190连接显示模块150。

在本发明较佳实施例中，导航模块110用于导航，为驾驶者提供导航信息。所述第一控制器130用于读取导航模块110的导航信息，并进行相应处理并控制显示模块150进行显示以及控制语音模块140播放相应的语音，譬如将导航信息处理为可视化图像或立体图像，这样可使驾驶者更加直观清楚自己所处的位置，一目了然。所述显示模块150可以为图像投影装置，所述图像投影装置将汽车的各类图像信息投影到汽车任何部位，譬如汽车内驾驶员前方的位置等。驾驶者也可以根据开车习惯选择投影部位，此处不做限制。所述显示模块150还可以为显示屏用于显示各类信息，所述显示屏可根据需求进行选择，可以为液晶屏或OLED屏等，譬如TFT数字屏等。由于车内空间较小，为给予驾驶者更好的用户体验，显示屏的尺寸和形状可根据需求进行调整。较佳地，所述显示屏可采用12.3英寸TFT数字屏。同时，所述语音模块140用于播放相应的语音提示，使驾驶者不仅在视觉上还在听觉上了解导航信息，方便驾驶者出行。

所述CAN收发模块160用于网络收发有关汽车运行状态的参数，譬如转速、车速、水温以及里程等数据；所述传感器检测模块170用于检测车上的传感器，并将开关量信号和模拟量信号，譬如第二控制器180采集手制动开关、制动液面开关和油量等数据，所述第二控制器180将获取的CAN收发模块160和传感器检测模块170的数据进行处理，并发送给第一控制器130，并由第一控制器130相应处理后，通过语音模块140播放语音提示或显示模块150进行显示。譬如、连续的变化量可通过虚拟指针式表盘来显示，而开关量则可通过警告灯的形式来显示。同时，第二控制器180还控制背光调节模块190调节显示模块150的背光亮度。

在本发明实施例中，所述第一控制器130为DSP芯片。并且第一控制器130为主控芯片，第二控制器180为副处理芯片。在处理视频和音频数据过程中，主控芯片的内存不足，需要为主控芯片增设一个存储器120。如图所示，所述存储器120连接第一控制器130，用于为其提供内存。存储器有多种类型，较佳地，所述存储器120为FLASH存储器。

进一步地，请参阅图2，图2为本发明虚拟仪表***中导航装置第一实施例的结构示意图。所述导航装置110包括存储设备111、输入设备112和GPS模块113，所述存储设备111、输入设备112与GPS模块113分别连接第一控制器130。所述输入设备112用于输入信息，譬如驾驶者想查询的路线或要到达的目的地等信息。所述输入设备112有多种，具体可以为按键输入设备或触摸屏（电阻式触摸屏或电容式触摸屏均可），驾驶者可通过触摸屏输入信息；所述输入设备112还可以为语音输入设备，驾驶者通过语音输入信息进行查询。所述存储设备111存储有地图数据和语音信息，由第一控制器130读取并与GPS模块113通信。所述存储设备具体可为SD卡。所述GPS模块113根据存储设备111的地图数据和语音信息从而提供导航信息，由第一控制器130读取并处理后，控制显示模块150进行相应显示以及控制语音模块140播放相应的语音。

在具体应用时，驾驶者或用户可用触摸屏（电容屏或电阻屏均可）或语音进行信息输入。第一控制器通过SD模式或SPI总线的方式从SD卡读取地图数据和语音信息，并对输入的信息进行处理。GPS模块通过串行总线的方式与第一控制器通信，输出导航信息。最后由第一控制器控制显示模块显示或语音模块语音提示。具有本发明导航装置第一实施例的虚拟仪表***，不仅可以显示汽车运行参数及传感器数据，还通过SD模式或者SPI总线的方式从SD卡里获取地图，并带语音提示，实现了实时显示导航信息，方便了驾驶员的使用，并且信息输入的操作方便，降低了危险。

请参阅图3，图3为本发明虚拟仪表***中导航装置第二实施例的结构示意图。所述导航装置110包括输入设备112和导航板114，并分别与第一控制器130连接。所述导航板114用于提供导航视频信息和音频信息，并由第一控制器130进行处理并控制显示模块150相应显示或语音模块140播放语音提示。所述输入设备112与上述第一实施例中类似，此处不再赘述。

在具体实施时，将触摸屏安装在液晶屏上，用户按压触摸屏将产生的坐标数据和按压力度值，控制器通过IIC总线与触摸屏通信。若为按键输入，则键盘通过串行口或第一控制器本身的输入输出口与第一控制器相连。导航板通过串行总线方式获取触摸屏相关坐标数据，其导航视频与音频分别经过CVBS（Composite Video Broadcast Signal 或Composite Video Blanking and Sync，复合视频广播信号或复合视频消隐和同步）信号和模拟信号或者数字信号的方式传输至第一控制器中，再进行显示或语音播放语音提示。具有本发明导航装置第二实施例的虚拟仪表***，不仅可以实时显示汽车运行参数及传感器数据，还通过CVBS信号或者LVDS（Low-Voltage Differential Signaling ，低压差分信号）信号的方式获取导航板的地图，并带语音提示，并且信息输入方便，驾驶员无需侧身或转头去操作，实现了实时显示导航信息，为用户提供了方便并且降低了风险。

请参阅图4，图4为本发明虚拟仪表***中导航装置第三实施例的结构示意图。所述导航装置110为导航设备115，所述导航设备115连接第一控制器130，所述第一控制器130还用于处理导航设备115的导航信息并相应控制显示模块150进行显示以及语音模块140播放。

在具体实施时，将现有的导航设备直接输出导航信息至所述虚拟仪表***，通过CVBS信号或LVDS信号接入第一控制器130，并相应处理后通过显示模块150显示以及语音模块140语音播放语音提示。所述导航设备为便携式导航仪或车载DVD导航仪。具有本发明导航装置第二实施例的虚拟仪表***，不仅可以显示汽车运行参数及传感器数据，还通过CVBS信号或者LVDS信号的方式获取外部导航设备例如便携式导航仪的图像数据从而实现导航，为驾驶员带来了方便并提高了安全性能。

上述三种实施方式还可任意进行组合来实现本发明的目的，此处不再赘述。

综上所述，本发明提供的虚拟仪表***，由于采用了用于导航的导航装置，用于显示各类信息的显示模块，用于语音提示的语音模块，用于处理所述导航装置的导航信息并控制所述显示模块进行显示以及语音模块进行相应的语音播放的第一控制器，用于为第一控制器提供内存的存储器，用于收发汽车运行状态参数的CAN收发模块，用于检测汽车传感器数据的传感器检测模块，用于处理所述CAN收发模块的汽车运行状态参数及传感器检测模块的数据并将其发送给第一控制器的第二控制器，用于调节显示模块的背光亮度的背光调节模块；使得虚拟仪表不仅可以显示有关汽车运行状态的行车参数，还可以显示实时导航信息。用户可通过按键输入或触摸屏输入或语音输入信息进行查询，并通过语音模块语音提示，为驾驶者带来了大大的方便，采用本发明提供的虚拟仪表***大大节约了汽车内的空间，不分散驾驶者的注意，无需侧身或掉头去观看或查询汽车运行相关信息或导航信息，提高了驾驶过程中的安全性，为驾驶者带来了大大的方便。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种虚拟仪表***，其特征在于，包括：

    用于导航的导航装置，用于显示各类信息的显示模块，用于语音提示的语音模块，用于处理所述导航装置的导航信息并控制所述显示模块进行显示以及控制语音模块进行相应的语音播放的第一控制器，用于为第一控制器提供内存的存储器，用于收发汽车运行状态参数的CAN收发模块，用于检测汽车传感器数据的传感器检测模块，用于处理所述CAN收发模块的汽车运行状态参数及传感器检测模块的数据并将其发送给第一控制器的第二控制器，用于调节显示模块的背光亮度的背光调节模块；

所述导航装置、显示模块、语音模块、存储器和第二控制器分别连接第一控制器，所述第一控制器还用于控制显示模块相应显示第二控制器处理的数据以及控制语音模块播放相应的语音，其中，连续的变化量通过虚拟指针式表盘来显示，而开关量信号则通过警告灯的形式来显示；所述CAN收发模块和传感器检测模块分别连接第二控制器，所述第二控制器还通过背光调节模块连接显示模块；

所述导航装置包括：

用于存储地图数据和语音信息的存储设备，用于输入的输入设备以及用于根据所述存储设备的地图数据和语音信息提供导航信息的GPS模块，所述存储设备、输入设备和GPS模块分别连接第一控制器；或用于提供导航视频信息和音频信息的导航板，用于输入的输入设备，所述导航板和输入设备分别与第一控制器连接。

2.根据权利要求1所述的虚拟仪表***，其特征在于，所述显示模块为液晶屏或OLED屏。

3.根据权利要求1所述的虚拟仪表***，其特征在于，所述显示模块为图像投影装置，所述图像投影装置将图像信息投影到汽车任何部位。

4.根据权利要求1所述的虚拟仪表***，其特征在于，所述输入设备为按键输入设备。

5.根据权利要求1所述的虚拟仪表***，其特征在于，所述输入设备为触摸屏。

6.根据权利要求1所述的虚拟仪表***，其特征在于，所述输入设备为语音输入设备。

7.根据权利要求1所述的虚拟仪表***，其特征在于，所述导航装置包括：

用于输出导航信息的导航设备，所述导航设备连接第一控制器。

8.根据权利要求7所述的虚拟仪表***，其特征在于，所述导航设备为外部导航仪。