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基于嵌入式Android的车载HUD系统设计与开发
| 论文题名： | 基于嵌入式Android的车载HUD系统设计与开发 |
| 关键词： | 车载抬头显示系统;嵌入式Android;软件开发;功能模块 |
| 摘要： | 汽车安全问题一直是热点问题，而且汽车智能化、无人化的发展趋势对车内显示方式提出了更高要求。HUD可将车辆信息投影到驾驶员前方，避免驾驶员低头，提高驾驶安全的同时扩展了车内显示方式，是未来发展的主流方向。目前，对于HUD投影单元和显示界面的研究较多，但实现方案研究较少，而且大多是基于单片机实现，功能单一。因此，本文基于嵌入式Android系统，提出了一种功能更加完善的HUD设计方案。 首先，分析了HUD的发展历程与产品形态，在DLP、MEMS和LCD投影技术中选择了LCD投影方案；并结合车载网络技术、OBD接口、车联网技术等，分析用户需求，确定了包含下位机、HUD主机、云端服务器以及手机APP四个部分的HUD系统结构。 其次，结合功能需求，进行了软硬件开发。以Exynos4412处理器为核心，设计了电源电路、声卡电路、PGU连接电路等；基于EST527解码芯片设计了OBD解码电路，用于汽车CAN报文的解析；并以Capture CIS+PCB Editor+Padstack Editor交互设计的方式制作了PCB板。基于Android系统定制了HUD操作系统，并结合百度语音、高德地图、图灵机器人开发平台，使用Android Studio IDE开发了语音对话、地图导航、智能聊天、车辆数据的提取与显示等功能；部署了云端服务器，可通过HUD使用MQTT协议将车辆接入云端，实现状态监控、数据存储与分析等；开发了“一路友你”手机APP，可直接与HUD及云平台通信，方便驾驶员查看车辆数据。 再者，针对HUD显示信息过多会对驾驶员造成干扰等问题，侧重于三维注册技术，提出了一种AR功能的实现方案。建立了AR-HUD模型，根据虚像和实像两个成像过程确定了各个坐标系，并推导了它们之间的转换关系，提出了AR-HUD三维注册方案；之后使用张正友标定法、DLT算法、旋转平移理论等对模型参数进行求解，结合OpenGL ES进行虚像绘制，验证了三维注册方法的有效性。 最后，设计制作了HUD样机，结合HUD的使用环境对显示效果和功能进行了测试。系统实验效果与预期目标一致，为HUD产品设计提供了实验基础及参考价值。 |
| 作者： | 冯阳 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 穆安乐;杨明星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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