CN1510651A - 车载综合液晶显示*** - Google Patents

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China
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史忠科
***
徐德文
方俊利
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Northwestern Polytechnical University
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Northwestern Polytechnical University
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Abstract

本发明涉及一种车载综合液晶显示***，属于视频通信技术、数字信号处理技术、液晶显示技术，是在TFT－LCD显示屏上实现多路视频信号、车载GPS信息及车况状态信息的实时处理和显示。其特征在于：数据采集单元将采集的视频图像信息、GPS信息、车况状态信息，传送至信号处理单元；信号处理单元利用多数据信息融合技术，进行实时算法处理，其数字信号的输出控制显示、报警单元。本发明提出的车载综合液晶显示***，能够给出汽车周围的障碍物信息，能够对汽车各个状态信息进行综合；用数字信号驱动显示器，在汽车的一个LCD液晶显示屏上分屏显示多路视频图像及车载GPS信息、车况状态等信息，同时给出车体周围障碍物报警信息。

Description

车载综合液晶显示***
所属技术领域：本发明涉及一种车载综合液晶显示***，属于视频通信技术、数字信号处理技术、液晶显示技术，是在TFT-LCD显示屏上实现基于DVI(DIGITAL VIDEO INTERFACE)接口标准的多路视频信号、车载GPS(GLOBAL POSITION SYSTEM)信息及车况状态信息(ICSI，In Car Status Information)的实时处理和显示。
背景技术：随着经济发展，汽车数量的增多，交通拥挤和交通事故日益成为一个为世人所关注的问题。一个良好的车载显示***可以帮助驾驶员了解汽车自身的状态和汽车周围的信息。正是有这种需要，各种显示技术都开始应用于汽车上。现在汽车上普遍使用的车载显示***有以下几种：
1)利用LED显示屏显示LED显示屏能够显示简单的数字、文字等信息，如国内开发的车载LED显示***可将刹车、倒车、左转、右转、求救的车况自动显示，准确告知后方来车或行人，确保行车安全。其缺陷是显示信息单调、显示视频图像信息困难，不能自动提供障碍物信息及告警提示。
2)利用能够实时显示视频图像信息的模拟监视器显示汽车尾后和汽车周围图像信息，这种监控***现在也开始广泛应用到公共汽车及倒车防撞***中。但模拟监控方式只是单纯地显示图像信息，不能对图像信息进行深层次处理及叠加其它显示信息；此外，一般是一套显示***只能显示一路图像，不具备分屏显示多路视频图像的功能。
3)利用PC***显示汽车状态及监视图像  在一些高档汽车上，采用了基于PC平台的监控显示***。这种***能实时显示车体周围视频图像信息，而且可以进行深层次图像处理，同时可以显示多种信息。但是基于PC平台的***，需要特殊的视频采集卡的支持，***安装调试及维护需要较高的专业知识，而且PC***成本较高、庞大、笨重，不具有便携性，实时性不好，限制了其在汽车上的推广应用。
综上所述：上述几种显示技术都不能满足现在汽车屏显的需要。LED由于显示信息量非常有限，对于视频信号显示几乎不可能，所以只是在早期的一些汽车中使用。模拟监视器的的对GPS和其它状态信息不能综合，即它不具备数字处理功能，不能提供道路和障碍物信息，所以它不能满足智能汽车的需要；PC***虽然基本上能够完成汽车显示的需要，但是***复杂、体积大、功耗大、实时性低、稳定性不好，所以基于PC技术的汽车状态及监视图像是一个过渡方法。
发明内容：为避免现有技术的缺陷，本发明是以DSP作为中央处理器及信息处理单元，对多传感器信息进行综合，采用DVI显示接口标准，在液晶显示器上实时显示图像和状态信息，其特征在于：数据采集单元将采集的视频图像信息、GPS信息、车况状态信息，传送至信号处理单元；信号处理单元利用多数据信息融合技术，进行实时算法处理，其数字信号的输出控制显示、报警单元。
为提高实时计算和控制功能，信号处理单元采用DSP为核心处理器，通过扩展程序区和数据区，使用可快速访问数据存储器，可重复读写、掉电保护的FLASH芯片，保证***的可靠工作。
视频信息单元是：采用CCD光电转换器件转换成模拟视频数据，经过转换的模拟视频数掘再由视频解码芯片转换成数字视频信号，数字视频信号经FIFO缓冲，最后被采集到DSP的数据存储器中，考虑到实时性，我们采用DMA方式进行后台数据传输。
GPS信息单元是：GPS信号经RS232及电平转换电路后，通过DSP的多功能缓冲串口(MCBSP)存入DSP的数据存储器中。
车况状态信息单元是：由油位、水位、温度等信息的传感器，这些信息经过传感器及A/D转换器件通过DSP的多功能缓冲串口(MCBSP)存入DSP的数据存储器中。
考虑到这些信息的性质，我们利用DMA方式，轮转采集图像信息。利用DSP的多功能缓冲串口(MCBSP)采集GPS信息、车况状态信息。
显示器采用数字接口的液晶(LCD)显示器，可以实时显示视频信息、GPS信息及车况状态信息，显示驱动芯片采用大规模可编程芯片FPGA设计的集成电路芯片；此外，我们的***能够对视频图像进行算法处理，识别出车体周围存在的可能对行车构成威胁的障碍物。
报警模块可以采用声或光或电，或者三者的结合。
视频信息单元可以设计成多路视频图像，对图像进行处理进行障碍物检测，实现对车周围前后左右多个方向监控。
一种用于上述车载综合液晶显示***的软件，其特征在于：***启动时，首先从FLASH加载应用程序，然后开始运行程序，进行***初始化，包括对DSP时钟、串口、DMA通道、定时器及采集模块和显示控制器进行初始化，***开始正常工作。视频数据场中断发生时，启动视频数据中断服务子程序，对视频数据进行采集并存储；串口1中断发生时，启动GPS采集服务子程序，对GPS数据进行采集并存储；串口2中断发生时，启动车况状态采集服务子程序，对车况状态数据进行采集并存储。在软件设计上对于视频数据我们采取了三帧缓冲区方法，其中一个帧缓冲区用于实时处理及显示，另两个帧缓冲区用于采集存储，三个帧缓冲区在两个状态之间轮回循环。对采进来的视频数据、GPS数掘、车况状态数据，采用特殊的融合算法进行加工处理，送显示器实时显示；同时对视频数据采用障碍物识别算法进行算法处理，识别出可能对行车构成威胁的障碍物，并启动报警装置报警。
本发明提出的车载综合液晶显示***，能够给出汽车周围的障碍物信息，能够对汽车各个状态信息进行综合；用数字信号驱动显示器，在汽车的一个LCD液晶显示屏上分屏显示多路视频图像及车载GPS信息、车况状态等信息，同时给出车体周围障碍物报警信息。
本发明与现有技术相比：
Figure A0214554600051
附图说明：
图1：原理框图
图2：程序流程图
图3：实施例***原理图
图4：实施例视频图像处理数据流程
具体实施方式：
现结合附图对本发明作进一步描述：
在组成上可分为两部分：硬件设计和软件设计。
硬件设计上我们采用性价比高、功耗低的TMS320系列DSP为核心处理器，通过扩展程序区和数据区，使用可快速访问的SRAM和可重复读写、掉电保护的FLASH芯片，保证***的可靠工作。为防止***进入死锁状态或程序跑飞，我们设计了***的电源监控电路，使***进入死锁和程序跑飞时快速自动重新启动，恢复到正常工作状态。视频图像经过CCD光电转换器件转换成模拟视频数据，然后经过高采样速率的TVP50系列视频解码芯片转换成数字视频信号，数字视频信号经FIFO缓冲，最后采集到DSP的外扩数据存储器SDRAM中，考虑到实时性，我们采用DMA方式进行后台数据传输；GPS信号经RS232及电平转换电路后，通过DSP的多功能缓冲串口(MCBSP)存入DSP的外扩数据存储器SDRAM中，GPS信息采集频率为1次/秒；车况状态信息包括油位、水位、温度等信息，这些信息经过传感器及A/D转换器件通过DSP的多功能缓冲串口(MCBSP)存入DSP的外扩数据存储器SDRAM中，考虑到这些信息的性质，我们采用轮转采集的方式利用一个DSP的多功能缓冲串口(MCBSP)采集；显示器采用数字接口的液晶(LCD)显示器，可以实时显示视频信息、GPS信息及车况状态信息，显示驱动芯片采用大规模可编程芯片FPGA设计的集成电路芯片；此外，我们的***能够对视频图像进行算法处理，识别出车体周围存在的可能对行车构成威胁的障碍物，并通过报警模块报警；考虑到本***庞大，各模块之间逻辑关系复杂，我们采用美国LATTICE公司的在线可编程芯片CPLD设计各模块之间的连接逻辑；考虑到***的可扩展性和灵活性，我们预留出了仿真接口和功能扩展接口。在***设计中充分考虑了高速电路板布线规则及高频信号衰减，并采取了相应的措施，保证***的可靠运行。
软件设计上我们充分考虑了现场的高干扰环境，在采取硬件措施消除干扰的前提下，由软件编程上，进行了可靠性设计。使得程序首先保证高稳定性，不易跑飞，其次如果跑飞，***会很快自动重新启动，恢复到正常工作状态。
在软件设计上对于视频数据我们采取了三帧缓冲区方法，其中一个帧缓冲区用于实时处理及显示，另两个帧缓冲区用于采集存储，三个帧缓冲区在两个状态之间轮回循环。对采进来的信号，采用特殊的融合算法，将各种数据信息进行加工处理，送显示器实时显示；同时对视频数掘采用图像处理方法进行算法处理，识别出可能对车构成威胁的障碍物，并报警。

Claims (10)

1、一种车载综合液晶显示***，其特征在于：数据采集单元将采集的视频图像信息、GPS信息、车况状态信息，传送至信号处理单元；信号处理单元利用多数据信息融合技术，进行实时算法处理，其数字信号的输出控制显示、报警单元。
2、根据权利要求1所述的车载综合液晶显示***，其特征在于：信号处理单元采用DSP为核心处理器。
3、根据权利要求1所述的车载综合液晶显示***，其特征在于：视频信息单元是：采用CCD光电转换器件转换成模拟视频数据，经过转换的模拟视频数据再由高采样速率的视频解码芯片转换成数字视频信号，数字视频信号经FIFO缓冲，最后被采集到DSP的数据存储器中。
4、根据权利要求1所述的车载综合液晶显示***，其特征在于：GPS信息单元是：GPS信号经RS232及电平转换电路后，通过DSP的多功能缓冲串口存入DSP的数据存储器中。
5、根据权利要求1所述的车载综合液晶显示***，其特征在于：显示器采用数字接口的液晶(LCD)显示器，可以实时显示视频信息、GPS信息及车况状态信息，显示驱动芯片采用大规模可编程芯片FPGA设计的集成电路芯片。
6、根据权利要求1所述的车载综合液晶显示***，其特征在于：报警模块可以采用声或光或电，或者三者的结合。
7、根据权利要求3所述的车载综合液晶显示***，其特征在于：视频信息单元可以设计成多路视频图像，对图像进行处理进行障碍物检测，实现对车周围前后左右多个方向监控。
8、一种用于上述车载综合液晶显示***的控制软件，其特征在于：***启动时，首先从FLASH加载应用程序，然后开始运行程序；视频数据场中断发生时，启动视频数据中断服务子程序，对视频数据进行采集并存储；串口1中断发生时，启动GPS采集服务子程序，对GPS数据进行采集并存储；串口2中断发生时，启动车况状态采集服务子程序，对车况状态数据进行采集并存储；对采进来的视频数据、GPS数据、车况状态数据，采用特殊的融合算法进行加工处理，送显示器实时显示；同时对视频数据采用障碍物识别算法进行算法处理，识别出可能对行车构成威胁的障碍物，并启动报警装置报警。
9、根据权利要求8所述的控制软件，其特征在于：进行***初始化，包括对DSP时钟、串口、DMA通道、定时器及采集模块和显示控制器进行初始化。
10、根据权利要求8所述的控制软件，其特征在于：在软件设计上对于视频数据采取了三帧缓冲区方法，其中一个帧缓冲区用于实时处理及显示，另两个帧缓冲区用于采集存储，三个帧缓冲区在两个状态之间轮回循环。
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