CN111683276A - 一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法 - Google Patents

一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，包括以下步骤：1）基于车载以太网建立中控***端与仪表端之间的车载网络物理链路；2）在中控***端与仪表端中分别架设SOME/IP服务，进行中控***端与仪表端之间的控制消息传递；3）在中控***端建立RTP服务端，在仪表端建立RTP接受端，进行投屏内容传递与显示。本发明对Android***中，区别于界面显示，衍生出第二屏，并将导航应用要显示内容填充到第二屏上，实现异构***间的视频传输，实时性高、低延迟、安全性高、成本低。

Description

一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法
技术领域
本发明涉及汽车车载***领域，特别涉及一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法。
背景技术
SOME/IP全称Scalable service-Oriented MiddlewareE over IP(基于IP的可伸缩的面向服务中间件)，是基于TCP/IP开发的是一个可以用于控制消息的车载以太网中间件解决方案。适用于各种不同大小及操作***的设备，如TBOX以及车载娱乐设备等。
RTP协议是一种实时流传输协议。它是IETF提出的一个标准，RTP用来为IP网上的语音、图像、传真等多种需要实时传输的多媒体数据提供端到端的实时传输服务。RTP为Internet上端到端的实时传输提供时间信息和流同步。
随着汽车电子产品的升级换代，车内电子***规模和复杂性日益增加，越来越多的车载***使用Android作为中控***，运行各式各样的应用，例如导航应用。同时随着消费者对汽车使用的要求不断提升，一些新需求、新特性不断提出，比如说将导航实时地图投射到仪表端或是HUD。而这些需求涉及到异构***间的视频传输、对车载网络提出更高的要求，如高带宽、安全性、低成本等，传统的CAN、LIN、FlexRay、MOST已经满足不了这样的需求了。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术缺陷，提供一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，实现异构***间的视频传输，实时性高、低延迟、安全性高、成本低。
本发明的目的是这样实现的：一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，包括以下步骤：
步骤1）基于车载以太网建立中控***端与仪表端之间的车载网络物理链路；
步骤2）在中控***端与仪表端中分别架设SOME/IP服务，进行中控***端与仪表端之间的控制消息传递；
步骤3）在中控***端建立RTP服务端，在仪表端建立RTP接受端，进行投屏内容传递与显示。
作为本发明的进一步限定，所述步骤2）具体包括：
2-1）中控***端发布SOME/IP服务；
2-2）仪表端通过服务发现组件发现中控***端发布的SOME/IP服务；
2-3）仪表端订阅SOME/IP服务；
2-4）中控***端发送通知消息；
2-5）仪表端接收接收到中控***端发送的SOME/IP通知消息后，进行信息展示。
作为本发明的进一步限定，所述步骤3）具体包括以下步骤：
3-1）应用软件将要显示的内容放置在标准接口中，通过RTP服务端中的VirtualDisplay ID关联，获取需要显示的内容；在RTP服务端将获取的需要显示的内容进行压缩编码，并传递给仪表端的RTP接收端；
3-2）仪表端的RTP接收端对需要显示的内容进行解码并显示在仪表屏幕上。
作为本发明的进一步限定，所述步骤3-1）具体包括以下步骤：
3-1-1）在安卓***应用层中创建一个Presentation副屏控件，并在该副屏控件中完成渲染工作；
3-1-2 ）RTP服务端在安卓***中创建一个VirtualDisplay对象，通过应用层注册的DispayManager类回调接口与Presentation副屏控件中的渲染内容关联；
3-1-3 ）RTP服务端在安卓***中创建MediaCodec对象，对原始帧进行编码；
3-1-4）将MediaCodec对象的输入缓冲区与RTP服务端创建的VirtualDisplay对象绑定；
3-1-5） Presentation副屏控件中的渲染内容不断的被填充到MediaCodec的缓冲区进行编码处理；
3-1-6 ）RTP线程通过MediaCodec在RTP线程中注册的回调函数异步获取编码后的H264数据，得到编码后的H264数据后将其加上RTP头并作为一帧RTP数据发送给仪表端的RTP接受端。
作为本发明的进一步限定，所述步骤3-2）具体包括以下步骤：
3-2-1）仪表端的RTP接受端搭建的 RTP协议接收解析，从规定的端口接收数据，然后调用规定的接口函数去解析并获取到其中载荷为H264的数据包；
3-2-2） RTP接受端解析到 H264 数据包后，实时的将数据送入搭建的播放框架中解码，数据经过硬解码送到显示设备中播放。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，有益效果在于：1.可以作为Android***中投屏的标准方案，可以在任意运行Android的***中运行，屏蔽了底层硬件带来的差异性，节约部署成本；实现应用与投屏进程的分离，具有很好的通用性，使其应用开发不依赖***环境，可以使应用开发更加快速、无相互依赖，开发周期更短；
2. 引入了车载以太网通信的一个协议SOME/IP，SOME/IP是在接收方有需求的时候才发送，使总线不会出现过多不必要的数据，从而降低负载。
3. 运用了多屏异显，即Android***提供的Presentation控件用于同步主屏上的渲染画面，并且引入了RTP协议，实现了基于android平台的投屏功能。
4.视频传输实时性高，低延迟，延迟性<150ms，更适合车载环境，可以轻松通过各种法规、认证流程。
附图说明
图1本发明的流程图。
图2本发明SOME/IP服务在车机和仪表之间触发时序图。
图3本发明基于Android***与RTP协议的投屏功能的流程图。
图4本发明的 RTP接收端交互时序图。
具体实施方式
如图1所示的一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，
步骤1）基于车载以太网建立中控***端与仪表端之间的车载网络物理链路；
步骤2）在中控***端与仪表端中分别架设SOME/IP服务，进行中控***端与仪表端之间的控制消息传递；SOME/IP服务包含以太网服务程序、协议栈、路由管理程序等。
2-1）中控***端发布SOME/IP服务；
2-2）仪表端通过服务发现组件发现中控***端发布的SOME/IP服务；
2-3）仪表端订阅SOME/IP服务；
2-4）中控***端发送通知消息；
2-5）仪表端接收接收到中控***端发送的SOME/IP通知消息后，进行信息展示。
步骤3）在中控***端建立RTP服务端，在仪表端建立RTP接受端，进行投屏内容传递与显示。
3-1）应用软件将要显示的内容放置在标准接口Presentation中，通过RTP服务端中的Virtual Display ID关联，获取需要显示的内容；在RTP服务端将获取的需要显示的内容进行压缩编码，并传递给仪表端的RTP接收端；
3-1-1）在安卓***应用层中创建一个Presentation副屏控件，并在该副屏控件中完成渲染工作；
3-1-2 ）RTP服务端在安卓***中创建一个VirtualDisplay对象，通过应用层注册的DispayManager类回调接口与Presentation副屏控件中的渲染内容关联；
3-1-3 ）RTP服务端在安卓***中创建MediaCodec对象，对原始帧进行编码；
3-1-4）将MediaCodec对象的输入缓冲区与RTP服务端创建的VirtualDisplay对象绑定；
3-1-5） Presentation副屏控件中的渲染内容不断的被填充到MediaCodec的缓冲区进行编码处理；
3-1-6 ）RTP线程通过MediaCodec在RTP线程中注册的回调函数异步获取编码后的H264数据，RTP线程自行完成对H264数据的封包，使用RTCP协议实现对视频质量的控制，编码后的H264数据后将其加上RTP头并作为一帧RTP数据，基于UDP协议将封包后的数据发送给仪表端的RTP接受端。
3-2）仪表端的RTP接收端对需要显示的内容进行解码并显示在仪表屏幕上；
3-2-1）仪表端的RTP接受端搭建的 RTP协议接收解析，从规定的端口接收数据，然后调用规定的接口函数去解析并获取到其中载荷为H264的数据包；
3-2-2） RTP接受端解析到 H264 数据包后，实时的将数据送入搭建的播放框架中解码，数据经过硬解码送到显示设备中播放。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
如图2所示，车载以太网服务程序负责利用以太网协议栈和服务发现组件提供的功能向上层应用提供一个可以方便调用的功能性接口，或者根据接收到的以太网消息去调用应用的接口去实现SOME/IP服务的功能。
车载以太网协议栈封装了以太网协议相关的实现。
路由管理程序负责统一的以太网的报文收发，以太网服务程序通过它和外界进行通信。
服务发现组件封装了和服务发现相关的逻辑。
在整个仪表信息显示的场景中，分为以下几个步骤：
1. 先在车机上发布SOME/IP服务；
2. 仪表客户端通过服务发现组件发现步骤1发布的服务已经上线；
3. 客户端订阅服务；
4. 车机发送状态；
5. 经过一系列的交互，仪表客户端收到车机发送的SOME/IP通知消息；
6. 仪表进行信息的展示。
如图3（a）所示，应用软件侧主要完成对副屏控件的渲染，以及将该控件与RTP服务端创建的VirtualDisplay的绑定；包括以下步骤：
1.创建一个Presentation副屏控件对象，并在该副屏控件中完成渲染工作；
2.注册DisplayManager类的一个回调接口，即DisplayListsner接口，这样在RTP服务端中创建VirtualDisplay对象后，在渲染进程中DisplayListener接口的Display ID会被调用；
3.通过Display ID获取一个RTP服务端创建的VirtualDisplay对象，这样RTP服务端的VirtualDisplay对象就与应用层中的Presentation副屏控件中渲染的内容关联了起来。
如图3（b）所示RTP服务端完成图像的H264编码以及RTP数据传输；步骤如下：
1.创建一个MediaCodec对象，并初始化，用于对原始帧进行编码；
2.使用DisplayManager创建一个VirtualDisplay对象，在创建该对象时，要在创建函数中传入一个Surface对象，这个对象由MediaCodec类的createInputSurface方法返回，即这里将MediaCodec编码器对象的输入缓冲区与该被创建出来的VirtualDisplay对象绑定；
3.MediaCodec对象需要在RTP线程中注册一个回调函数，这样RTP线程可以通过该回调函数异步地获取编码后的H264数据；
4.启动MediaCodec编码器，由于已经将编码器的输入缓冲区的Surface和VirtualDisplay实例相关联，而VirtualDisplay实例已经通过Display的ID号和渲染进程应用层中的Presentation副屏控件相关联，因此渲染进程中的原始帧（rgb或yuv格式）会不断地被填充到MediaCodec的输入缓冲区中，然后在步骤3中注册的异步回调函数中可以不断从队列中取出已经编码成H264数据的视频帧，得到编码后的H264数据后，将其加上RTP头并作为一帧RTP数据发送给仪表端的RTP接收端。
如图4所示，RTP接收端调用jrtplib与RTP服务端进行RTP通信，当收到视频数据后，RTP接收端调用 gstreamer 接口，将数据送入 gstreamer 解码显示，具体步骤包括：
1．RTP接收端调用 jrtplib 的接口 创建一个 RTPSession，后续的 rtp 通信都是基于这个 RTPSession；
2.RTP接收端调用 InitStreamPlayer 和 StartVideoStream 来初始化 gstreamer，并创建解码播放的pipeline；
3.当RTP服务端开始发送 RTP 数据包时，RTP接收端调用的GotoFirstSourceWithData 函数阻塞返回，代表收到数据；
4．RTP接收端循环调用 GotoNextSourceWithData 来不断获取 RTP 数据包，经过解析拼接成一个完整的H264 数据包，然后调用 FeedH264ToPlayer 将数据送入 搭建好的gstreamer pipeline 中，即播放框架中；
5．RTP接收端循环调用 GotoFirstSourceWithData，如果没有数据到来则阻塞，有数据则返回。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，其特性在于，包括以下步骤：
步骤1）基于车载以太网建立中控***端与仪表端之间的车载网络物理链路；
步骤2）在中控***端与仪表端中分别架设SOME/IP服务，进行中控***端与仪表端之间的控制消息传递；
步骤3）在中控***端建立RTP服务端，在仪表端建立RTP接受端，进行投屏内容传递与显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，其特性在于，所述步骤2）具体包括：
2-1）中控***端发布SOME/IP服务；
2-2）仪表端通过服务发现组件发现中控***端发布的SOME/IP服务；
2-3）仪表端订阅SOME/IP服务；
2-4）中控***端发送通知消息；
2-5）仪表端接收接收到中控***端发送的SOME/IP通知消息后，进行信息展示。
3.根据权利要求1所述的一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，其特性在于，所述步骤3）具体包括以下步骤：
3-1）应用软件将要显示的内容放置在标准接口中，通过RTP服务端中的VirtualDisplay ID关联，获取需要显示的内容；在RTP服务端将获取的需要显示的内容进行压缩编码，并传递给仪表端的RTP接收端；
3-2）仪表端的RTP接收端对需要显示的内容进行解码并显示在仪表屏幕上。
4.根据权利要求3所述的一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，其特性在于，所述步骤3-1）具体包括以下步骤：
3-1-1）在安卓***应用层中创建一个Presentation副屏控件，并在该副屏控件中完成渲染工作；
3-1-2） RTP服务端在安卓***中创建一个VirtualDisplay对象通过应用层注册的DispayManager类回调接口与Presentation副屏控件中的渲染内容关联；
3-1-3） RTP服务端在安卓***中创建MediaCodec对象，对原始帧进行编码；
3-1-4）将MediaCodec对象的输入缓冲区与RTP服务端创建的VirtualDisplay对象绑定；
3-1-5 ）Presentation副屏控件中的渲染内容不断的被填充到MediaCodec的缓冲区进行编码处理；
3-1-6） RTP线程通过MediaCodec在RTP线程中注册的回调函数异步获取编码后的H264数据，得到编码后的H264数据后将其加上RTP头并作为一帧RTP数据发送给仪表端的RTP接受端。
5.根据权利要求3所述的一种基于安卓***的车载实时多屏投射方法，其特性在于，所述步骤3-2）具体包括以下步骤：
3-2-1）仪表端的RTP接受端搭建的 RTP协议接收解析，从规定的端口接收数据，然后调用规定的接口函数去解析并获取到其中载荷为H264的数据包；
3-2-2 ）RTP接受端解析到 H264 数据包后，实时的将数据送入搭建的播放框架中解码，数据经过硬解码送到显示设备中播放。
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