CN114179613B - 一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法 - Google Patents

一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法，它包括：步骤S1、使用FreeRTOS***，在副驾驶控制面板的副驾驶控制面板的MCU上创建Smart RGB刷新任务、触摸控制任务和CAN报文解析任务，并通过定时器把任务中的全局变量周期性地更新给车机；步骤S2、所述车机通过CAN总线向副驾驶控制面板的MCU的CAN报文解析任务发送Smart RGB灯光效果的选择信号，用户通过点选中控显示屏实现交互；步骤S3、分析客户需求，以视频图像的形式得到每一帧的RGB帧序列，进而得到RGB时序矩阵，依照帧时间依次从串行数据口一次性发送给Smart RGB。本发明提供一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法，将副驾驶控制面板上的动画、音量、风量、歌曲及天窗位置触摸控制进行全新设计，娱乐与控制功能于一体。

Description

一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法，属于车载LED驱动和氛围灯的技术领域。
背景技术
目前，随着人工智能领域的发展，制造业正在进行一场智能化与功能多样化的变革。也正是由于功能的多样化，许多高端产品变得越来越集成化，即一个产品能够实现多种功能，从智能家居里的多用途遥控设备，到汽车内部的、类似手机界面的车机控制界面，多样化变得更加集成化。此时，用户不仅关心是否实现了集成，也会更注重集成的方式，因此，提供更新颖独特的集成控制方式成为了企业争取更多客户的关键手段之一。
与居家生活类似，车辆上的控制功能也分为娱乐性的和功能性的两种。其中LED灯光效果以其照明功能、娱乐功能和信息传递功能，正在得到越来越广泛的应用。此时，对LED序列的驱动编程是决定其输出灯光效果的重要环节。与LED显示屏不同，Smart RGB的编程驱动多采用逻辑设计的方法，一方面是因为SmartRGB方便了布线，一般作为一个序列使用，MCU只有一个GPIO口与其串行数据输入口直接通信；而MCU的内存有限难以直接发送视频帧数据(通常为3行N列的子矩阵，N为LED总个数，如果视频有M帧则有M个子矩阵，当N较大时每一帧的子矩阵都会占用较大的内存空间甚至造成程序编译报错)，并且客户的需求(视频)一般不能直接作为LED序列的RGB值来使用。这样就可能会产生驱动设计与客户需求(视频)的差异，有时甚至无法通过逻辑设计来实现目标灯光效果。
另外，车载音响、空调和天窗等能够极大地丰富车内环境调节功能，但如果一个一个地去调节，不仅费时，也容易分心或干扰驾驶员。如果调节动作是由副驾驶乘客发出的，一方面，调节位于靠近驾驶侧的中控显示屏不太方便，反复操作还会影响驾驶员的动作或遮挡诸如右侧后视镜等的视线，影响驾驶安全。因此，在副驾驶侧设置一个能够集成调节各种功能的面板，该面板不一定要有车机那么多功能，但最好有比车机显示屏更亮丽的外观，不仅能实现集成控制，也为副驾驶位置乃至全车乘客营造出更加舒适愉快的车内环境，成为急需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法，将副驾驶控制面板上的动画、音量、风量、歌曲及天窗位置触摸控制进行全新设计，娱乐与控制功能于一体。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法，它包括：
步骤S1、使用FreeRTOS***，在副驾驶控制面板的MCU上创建Smart RGB刷新任务、触摸控制任务和CAN报文解析任务，并通过定时器把任务中的全局变量周期性地更新给车机；
步骤S2、所述车机通过CAN总线向副驾驶控制面板的MCU的CAN报文解析任务发送Smart RGB灯光效果的选择信号，用户通过点选中控显示屏实现交互；
步骤S3、分析客户需求，以视频图像的形式得到每一帧的RGB帧序列，进而得到RGB时序矩阵，依照帧时间依次从串行数据口一次性发送给Smart RGB；
步骤S4、根据目标Smart RGB灯光和触摸按键灯光用激光在副驾驶的控制面板上分别蚀刻出灯光投影和按键指示所需的图案；
步骤S5、副驾驶乘客以滑动或点触的方式，在副驾驶的控制面板上选择相应的音量、风量、歌曲和天窗位置，同时可以通过车机主界面点选灯光投影效果。
进一步，所述Smart RGB刷新任务的优先级和触摸控制任务的优先级相同，所述Smart RGB刷新任务的优先级和触摸控制任务的优先级均高于CAN报文解析任务的优先级，通过vTaskDelay()从高优先级任务向低优先级任务切换。
进一步，所述步骤S1中触摸控制任务的创建具体包括：
通过xTimerCreate()创建100ms定时器并设置回调函数为：
vCAN_Send_TimerCallback()；
通过所述回调函数周期性发送报文ID相同的音量、风量、歌曲和天窗的触摸信息；若四个触摸信息分别属于不同报文，则设置100ms、200ms、300ms、400ms四个定时器，分时独立发送各个触摸信号，通过触摸芯片对娱乐和功能外设进行多触点控制。
进一步，所述触摸芯片对娱乐和功能外设进行多触点控制，具体包括：
通过真值表列出触摸芯片可用输出引脚的所有真值排列，并在副驾驶控制面板的MCU中通过if-else语句对每组触摸信号进行选取，实现对音量、风量、歌曲和天窗位置的不同触点控制。
进一步，所述触摸芯片对娱乐和功能外设进行多触点控制，具体包括：
采用触摸芯片发送选择信号再发送数据信号的方式，通过选择信号确定要控制的触点对象，如音量、风量、歌曲和天窗位置，进入子条件判断语句后，再判断随后发送的数据信号从而进行正确的触点控制。
进一步，所述步骤S1中Smart RGB刷新任务的创建具体包括：
对CAN控制器进行初始化，通过CAN_InstallEventCallback()设置CAN事件回调函数为CAN_ISR()，所述CAN事件回调函数在车机发送CAN报文后被自动调用并对报文进行收取，再通过xQueueSendFromISR()将报文内容呈现给CAN报文解析任务进行处理；
当高优先级任务通过vTaskDelay()暂缓执行后，所述CAN报文解析任务在队列中有成员时清除由xQueueReceive()造成的阻滞状态，并按照报文ID把报文的数据帧赋值给相应的全局信号变量，用于指导Smart RGB刷新任务进行灯光效果切换。
进一步，所述步骤S3中RGB帧序列的建立，具体包括：
针对每一帧客户需求的视频图像，通过OpenCV将视频图像分别转换为(R，G，B)三值矩阵和灰度单值矩阵，然后设置一个合理的阈值，再通过三维作图的方法检验灰度单值矩阵所呈现的目标灯光效果是否完整体现了客户需求，再以所述阈值将灰度单值矩阵转换为0/1矩阵；
通过NumpyArray求得(R，G，B)三值矩阵和0/1矩阵的元素级乘积矩阵，并以所述乘积矩阵作为Smart RGB的输入数据，转换为RGB序列，保存到Excel的一行中，并把每一帧的RGB序列依次排列为RGB时序矩阵；
将RGB时序矩阵以子函数局部变量的形式储存在副驾驶控制面板的MCU的flash中，程序运行时通过main函数重复调用子函数，以不断释放内存，通过子函数中的switch语句，每次只选择性地初始化其中一帧RGB序列作为局部变量。
采用了上述技术方案，本发明集娱乐与控制功能于一体，其中的触摸功能主要用于副驾驶乘客对音量、风量、歌曲和天窗位置的直接调节，实现集成控制，由副驾驶乘客直接调节副驾驶控制面板，操作更加方便，不会干扰驾驶员，提高了驾驶安全性。而基于激光蚀刻透光表面的Smart RGB动画则为乘客提供了多种灯光选择模式，可以通过车机进行一次性选取并循环播放，为副驾驶位置乃至全车乘客营造出更加舒适愉快的车内环境。
附图说明
图1为本发明的车内安装示意图；
图2为本发明的一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法的结构框架流程图；
图3为本发明的一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法的视频图像的动画分析流程图；
图4为本发明的一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法的副驾驶控制面板MCU的Smart RGB算法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图2所示，本实施例提供一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法，它包括：
步骤S1、使用FreeRTOS***，在副驾驶控制面板的MCU上创建Smart RGB刷新任务、触摸控制任务和CAN报文解析任务，并通过定时器把任务中的全局变量周期性地更新给车机。Smart RGB刷新任务的优先级和触摸控制任务的优先级相同，Smart RGB刷新任务的优先级和触摸控制任务的优先级均高于CAN报文解析任务的优先级，通过vTaskDelay()从高优先级任务向低优先级任务切换。
步骤S2、车机通过CAN总线向副驾驶控制面板的MCU的CAN报文解析任务发送SmartRGB灯光效果的选择信号，用户通过点选中控显示屏实现交互。
步骤S3、分析客户需求，以视频图像的形式得到每一帧的RGB帧序列，进而得到RGB时序矩阵，依照帧时间依次从串行数据口一次性发送给Smart RGB。
步骤S4、根据目标Smart RGB灯光和触摸按键灯光用激光在副驾驶的控制面板上分别蚀刻出灯光投影和按键指示所需的图案。
步骤S5、副驾驶乘客以滑动或点触的方式，在副驾驶的控制面板上选择相应的音量、风量、歌曲和天窗位置，同时可以通过车机主界面点选灯光投影效果。副驾驶的控制面板通过CyPress触摸芯片将点触或滑动信号传送给副驾驶控制面板的MCU，副驾驶控制面板的MCU按照信号把点触或滑动手势解析为对应的控制信号，实现手势对娱乐和功能设备的控制，如音量连续增大、风量增大至3档或者天窗打开至50％等。本实施例中，CyPress触摸芯片的型号为CY8C4025PVS-S412，副驾驶控制面板的MCU的型号为NXP S32K144。
如图2所示，针对触摸控制任务，应尽可能用最少的触摸芯片引脚控制最多的娱乐和功能外设，因此步骤S1中触摸控制任务的创建具体包括：
通过xTimerCreate()创建100ms定时器并设置回调函数为：
vCAN_Send_TimerCallback()；
通过回调函数周期性发送报文ID相同的音量、风量、歌曲和天窗的触摸信息；若四个触摸信息分别属于不同报文，则设置100ms、200ms、300ms、400ms四个定时器(组)，分时独立发送各个触摸信号，通过触摸芯片对娱乐和功能外设进行多触点控制。
在触摸控制任务中，为了能够用一块触摸芯片实现对更多触点的控制，可以用真值表列出触摸芯片可用输出引脚的所有真值排列，并在副驾驶控制面板的MCU中通过if-else语句对每组触摸信号进行选取，实现对音量、风量、歌曲和天窗位置的不同触点控制。
另外，在触摸控制任务中，也可以采用触摸芯片发送选择信号再发送数据信号的方式，通过选择信号确定要控制的触点对象，如音量、风量、歌曲和天窗位置，进入子条件判断语句后，再判断随后发送的数据信号从而进行正确的触点控制。
其中，针对Smart RGB刷新任务，步骤S1中Smart RGB刷新任务的创建具体包括：
对CAN控制器进行初始化，通过CAN_InstallEventCallback()设置CAN事件回调函数为CAN_ISR()，CAN事件回调函数在车机发送CAN报文后被自动调用并对报文进行收取，再通过xQueueSendFromISR()将报文内容呈现给CAN报文解析任务进行处理；
当高优先级任务通过vTaskDelay()暂缓执行后，CAN报文解析任务在队列中有成员时清除由xQueueReceive()造成的阻滞状态，并按照报文ID把报文的数据帧赋值给相应的全局信号变量，用于指导Smart RGB刷新任务进行灯光效果切换。
如图3、4所示，步骤S3中RGB帧序列的建立，具体包括：
把客户需求视频提取为一帧一帧的图像，通过OpenCV将视频图像分别转换为(R，G，B)三值矩阵和灰度单值矩阵，其中，(R，G，B)三值矩阵即为原彩色帧图像，灰度单值矩阵即为灰度帧图像。然后设置一个合理的阈值，再通过三维作图的方法检验灰度单值矩阵所呈现的目标灯光效果是否完整体现了客户需求，例如使用OriginLab中的矩阵作图功能、或者使用Excel中的条件格式设置条件颜色，，再以阈值将灰度单值矩阵转换为0/1矩阵，0/1矩阵即为0/1帧图像；
通过NumpyArray求得(R，G，B)三值矩阵和0/1矩阵的元素级乘积矩阵，即通过将0/1帧图像与原彩色帧图像相乘过滤掉背景色，以此过滤掉原彩色帧图像中的背景噪声，以实现灯光效果的连续播放。并以乘积矩阵作为Smart RGB的输入数据，把过滤后的彩色图像转换为RGB序列，保存到Excel的一行中，并把每一帧的RGB序列依次排列为RGB时序矩阵；
将RGB时序矩阵以子函数局部变量的形式储存在副驾驶控制面板的MCU的flash中，程序运行时通过main函数重复调用子函数，以不断释放内存，通过子函数中的switch语句，每次只选择性地初始化其中一帧RGB序列作为局部变量，实现对大量帧数据的内存(RAM)重复利用。通过子函数中的switch语句每次只初始化一帧RGB序列并作为局部变量临时储存，利用flash空间比RAM大得多的优势，可以存放大量视频帧数据，并且每次只有一帧数据会占用RAM空间，提高程序的承载能力。采用Smart RGB构成的序列，每一帧的序列数据都直接由副驾驶控制面板的MCU通过单个的GPIO口传送给LED序列的串行输入口，节省引脚资源，方便布线。
另外，对于没有主车厂预设灯光效果的情况，则无需使用RGB矩阵初始化数组，直接通过if、while、switch等逻辑语句修改空数组的元素，通过逻辑语句的设计把自行设计的灯光效果赋值给该数组并不断刷新，然后通过Smart RGB的串行数据口把每一帧数据按照预期的帧间隔时间由副驾驶控制面板的MCU发送给LED序列。
图1为本发明的车内安装示意图，其中，1、副驾驶音量调节，2、副驾驶风量调节，3、副驾驶Smart RGB激光蚀刻透光区域，4、副驾驶控制面板上的真木或金属拉丝等喷漆面板，5、车机中控显示屏。本实施例中的副驾驶控制面板采用喷漆真木或金属拉丝，营造贴近自然、生活的情境。
以上的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法，其特征在于，它包括：
步骤S1、使用FreeRTOS***，在副驾驶控制面板的MCU上创建Smart RGB刷新任务、触摸控制任务和CAN报文解析任务，并通过定时器把任务中的全局变量周期性地更新给车机；
所述触摸控制任务的创建具体包括：
通过xTimerCreate()创建100ms定时器并设置回调函数为：
vCAN_Send_TimerCallback()；
通过所述回调函数周期性发送报文ID相同的音量、风量、歌曲和天窗的触摸信息；若四个触摸信息分别属于不同报文，则设置100ms、200ms、300ms、400ms四个定时器，分时独立发送各个触摸信号，通过触摸芯片对娱乐和功能外设进行多触点控制；
所述通过触摸芯片对娱乐和功能外设进行多触点控制，具体包括：
通过真值表列出触摸芯片可用输出引脚的所有真值排列，并在副驾驶控制面板的MCU中通过if-else语句对每组触摸信号进行选取，实现对音量、风量、歌曲和天窗位置的不同触点控制；
采用触摸芯片发送选择信号再发送数据信号的方式，通过选择信号确定要控制的触点对象，如音量、风量、歌曲和天窗位置，进入子条件判断语句后，再判断随后发送的数据信号从而进行正确的触点控制；
所述Smart RGB刷新任务的创建具体包括：
对CAN控制器进行初始化，通过CAN_InstallEventCallback()设置CAN事件回调函数为CAN_ISR()，所述CAN事件回调函数在车机发送CAN报文后被自动调用并对报文进行收取，再通过xQueueSendFromISR()将报文内容呈现给CAN报文解析任务进行处理；
当高优先级任务通过vTaskDelay()暂缓执行后，所述CAN报文解析任务在队列中有成员时清除由xQueueReceive()造成的阻滞状态，并按照报文ID把报文的数据帧赋值给相应的全局信号变量，用于指导Smart RGB刷新任务进行灯光效果切换；
步骤S2、所述车机通过CAN总线向副驾驶控制面板的MCU的CAN报文解析任务发送SmartRGB灯光效果的选择信号，用户通过点选中控显示屏实现交互；
步骤S3、分析客户需求，以视频图像的形式得到每一帧的RGB帧序列，进而得到RGB时序矩阵，依照帧时间依次从串行数据口一次性发送给Smart RGB；
所述RGB帧序列的建立，具体包括：
针对每一帧客户需求的视频图像，通过OpenCV将视频图像分别转换为(R，G，B)三值矩阵和灰度单值矩阵，然后设置一个合理的阈值，再通过三维作图的方法检验灰度单值矩阵所呈现的目标灯光效果是否完整体现了客户需求，再以所述阈值将灰度单值矩阵转换为0/1矩阵；
通过NumpyArray求得(R，G，B)三值矩阵和0/1矩阵的元素级乘积矩阵，并以所述乘积矩阵作为Smart RGB的输入数据，转换为RGB序列，保存到Excel的一行中，并把每一帧的RGB序列依次排列为RGB时序矩阵；
将RGB时序矩阵以子函数局部变量的形式储存在副驾驶控制面板的MCU的flash中，程序运行时通过main函数重复调用子函数，以不断释放内存，通过子函数中的switch语句，每次只选择性地初始化其中一帧RGB序列作为局部变量；
步骤S4、根据目标Smart RGB灯光和触摸按键灯光用激光在副驾驶的控制面板上分别蚀刻出灯光投影和按键指示所需的图案；
步骤S5、副驾驶乘客以滑动或点触的方式，在副驾驶的控制面板上选择相应的音量、风量、歌曲和天窗位置，同时可以通过车机主界面点选灯光投影效果。
2.根据权利要求1所述的一种用于副驾驶控制面板上的影音触控交互控制方法，其特征在于：所述Smart RGB刷新任务的优先级和触摸控制任务的优先级相同，所述Smart RGB刷新任务的优先级和触摸控制任务的优先级均高于CAN报文解析任务的优先级，通过vTaskDelay()从高优先级任务向低优先级任务切换。
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Citations (7)

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