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三维汽车全液晶仪表的关键技术研究
| 论文题名： | 三维汽车全液晶仪表的关键技术研究 |
| 关键词： | 车载Linux;嵌入式系统;全液晶仪表;三角网格模型;最小二乘保角映射;面片分割 |
| 摘要： | 随着汽车面向智能化、信息化进程的不断发展，人们对汽车HMI（Human Machine Interface）的交互能力提出了更高的要求。汽车仪表作为汽车信息化展示的重要部件，采用三维全液晶仪表逐渐成为一个重要趋势。 本文以新能源汽车仪表盘为研究对象，分析了汽车仪表的功能需求和性能要求。在此基础上，为了达到更好的显示要求与视觉体验，摆脱液晶仪表显示加载速度慢、处理器性能差、图形渲染效果不理想的局面，本文提出了一种基于多核Cortex-A9的三维全液晶仪表盘设计方法，并设计了基于硬件加速的多核三维仪表系统方案。主要内容如下： (1)根据汽车仪表系统功能需求和性能要求，设计了系统总体开发方案。系统采用基于Cortex-A9的恩智浦i.MX6Q处理器为硬件核心，研究并设计了三维汽车全液晶仪表系统硬件平台。 (2)设计采用车载Linux嵌入式操作系统为软件开发平台，并对车载Linux系统进行移植，完成系统的交叉编译环境搭建、驱动移植、内核优化和应用程序编写工作。 (3)针对三维仪表渲染过程中出现的形变和边缘锯齿等关键技术问题，提出一种基于三角网格模型的面片分割方法，即在三维模型局部变化的高曲率处进行面片分割，并利用最小二乘保角映射的参数化方法，有效抑制了纹理映射后模型的锯齿现象，提高了三维全液晶仪表的视觉效果。 (4)针对仪表显示加载速度慢的情况，设计采用GPU硬件加速技术来提高仪表图形的渲染帧率。 本文对设计的系统方案进行了可行性验证和硬件方案实现。实验证明，本文运用的三角网格模型的纹理映射技术，首先在MATLAB上对算法可行性进行了验证，并在嵌入式环境下应用OpenGL技术对算法进行了硬件实现，最后在TFT-LCD显示屏上进行显示，使三维全液晶仪表具有真实感，很好地表现了三维全液晶仪表的纹理细节。同时，本文提出的基于GPU的硬件加速方案，在确保三维视觉效果的前提下，保证了图形运行的流畅性，该方案不仅能实时处理系统模块的信息，且大幅降低CPU的使用率，保证了显示的帧率，达到了实际应用的测试要求。 |
| 作者： | 杨二闯 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 杨辉华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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