一種車載投影裝置及其控制方法的設計研究

張 旭，韓 磊，李曉亮，顧俊生，牛歡歡

（浙江吉智新能源汽車科技有限公司，浙江 杭州 518034）

1 引言

假期或者周末帶上全家人一起開車出游是現在很多家庭都喜歡的出游方式，不僅可以欣賞沿途的風光，還可以去任何想去的地方。長時間行駛在高速公路上，或者是開進擁堵的市區，千篇一律的風景和嘈雜擁擠的街道，難免會讓乘車之人感到無聊，往往不是低頭玩起手機，就是在半睡半醒中打盹。

因傳感技術和網絡技術的進一步發展，車輛不僅僅只是交通工具，還可以是搭載娛樂功能和通信功能的移動終端。不少車輛已經搭載了投影設備，使用戶坐在車內即可觀賞影音。相比于利用車載顯示屏觀賞影片，使用專業的投影設備能讓用戶有更多的功能選擇和更好的觀賞體驗。

因而，實現對車載投影設備的控制成為了亟需解決的主要問題。

2 架構方案設計

本方案已申請發明專利，發明名稱：一種車載影音控制系統及方法，專利號：CN202011131061.3，申請公布日：2021-03-16。

本方案涉及一種車載影音控制系統及方法，所述系統包括：車載終端，用于傳輸影音資料至車載多媒體系統，和/或傳輸投影指令至控制模塊；車載多媒體系統，用于接收投影指令并傳輸至控制模塊，和/或傳輸影音資料至投影設備以及控制音效設備；投影設備，用于進行車內投影和/或車外投影；傳感設備，用于檢測內部或外部環境并發送傳感信息至控制模塊；控制模塊，用于接收投影指令和傳感信息，并根據投影指令和傳感信息控制所述投影設備。車載控制系統原理框圖如圖1所示。

圖1 車載控制系統原理框圖

專業術語簡寫說明：T-BOX——遠程車載終端，HMI——車載娛樂顯示系統，PCM——投影控制模塊。

2.1 投影信號輸入

1）人遠離車輛時，手機通過4G/5G網絡連接云端服務器，云端服務器通過4G/5G網絡連接T-BOX，實現手機與車的信號交互。打開手機APP，點擊APP內“預約車內/車外投影”按鈕，設定預約時間，將信號通過云端發送至T-BOX，T-BOX通過整車CAN網絡將信號分別發送給HMI及PCM。

2）人遠離車輛，車具備自動駕駛功能時，手機通過4G/5G網絡連接云端服務器，云端服務器通過4G/5G網絡連接TBOX，實現手機與車的信號交互。打開手機APP，車主或客戶輸入投影地點，信號通過云端服務器發送給T-BOX。車輛收到指令后根據最新路線及路況通過云端服務器反饋給車主或客戶，提供建議投影的時間段，由車主或客戶確認投影時間，車主或客戶輸入預約時間后，車輛自動駕駛到投影地點的合適位置，到達位置后將位置信息及整車狀態反饋給車主或客戶，同步將預約啟動時間信號發送給HMI及PCM。

3）人在車附近或車內，通過手機藍牙/WIFI連接HMI，打開手機APP，點擊APP內“啟動車內/車外投影”按鈕，信號通過藍牙/WIFI發送給HMI，HMI通過CAN網絡將信號發送給PCM。

4）人在車內，手機通過WIFI/USB線連接HMI，通過Carplay或Carlife，實現手機與HMI互聯，點擊APP內“啟動車內/車外投影”按鈕，HMI通過CAN網絡將信號發送給PCM。

5）人在車內，通過按下開關控制面板“啟動車內/車位投影”按鈕，開關信號通過硬線/LIN線發送給HMI，HMI通過CAN網絡將信號發送給PCM。

6）人在車內，通過麥克風進行語音控制，HMI接收“啟動車內/車外投影”語音信號，通過CAN線將信號發送給PCM。

7）人在車內，通過按下HMI內的“啟動車內/車外投影”虛擬按鍵，HMI通過CAN線將信號發送給PCM。

2.2 啟動投影及投影控制

投影設備：投影設備由投影儀、攝像頭、旋轉電機、翻轉電機、旋轉軸和翻轉軸組成。如圖2所示。

圖2 投影設備

根據投影的方式可以分成兩類場景進行詳細說明。

1）車內投影

PCM接收到車內投影信號，通過CAN/LIN/以太網傳輸給投影設備，啟動投影設備，投影設備通過LVDS線接收HMI傳遞的影像資料，投影儀投影至后窗上，同時車載HMI驅動揚聲器系統，可供車內人員觀看，如圖3所示。

圖3 車內投影

若需要進行側窗投影時，通過PCM驅動旋轉步進電機，并控制步進電機的旋轉角度，使相關影像資料投射至側窗上，在側窗玻璃安裝特殊材質的玻璃膜，可供車內或車外人員觀看。

可通過手機APP、手機互聯、虛擬按鍵、麥克風、實體按鍵等操作控制，旋轉投影儀，控制投影屏幕大小及投影顯示清晰度。可通過陽光光線傳感器檢測光線強度，自動控制投影儀的亮度。

2）車外投影

PCM接收到車外投影信號，PCM啟動翻轉電機，通過控制步進電機使投影設備進行翻轉，通過控制步進電機的翻轉角度或通過車頂傳感器感應到投影設備翻轉到位后，發出翻轉到位的信號給PCM，PCM啟動投影設備，投影設備通過LVDS線接收HMI傳遞的影像資料，將投影圖像投射至預先放置的投影屏幕或投影墻，車外音響設備通過藍牙連接HMI，播放影像資料，可供車外人員觀看。

車外投影（圖4）過程中，可通過手機APP、手機互聯、虛擬按鍵、麥克風、實體按鍵等操作控制，旋轉投影儀，控制投影屏幕大小及投影顯示清晰度。可通過陽光光線傳感器檢測光線強度，自動控制投影儀的亮度。

圖4 車外投影

2.3 關閉投影

按下手機APP、HMI虛擬按鍵、麥克風、實體按鍵“關閉投影”按鈕，通過整車CAN網絡將信號分別發送給HMI及PCM，HMI停止影像資料傳輸，PCM將關閉信號傳遞給投影設備，投影設備先關閉投影儀，同步檢測旋轉步進電機或翻轉步進電機位置，若不在初始位置，則啟動旋轉步進電機或翻轉步進電機，使投影儀復原至初始位置。

在車外投影過程中，若在室外遇到下雨等天氣時，通過雨量傳感器檢測天氣變化，PCM接收到雨量傳感器信號，先關閉投影儀，再驅動翻轉步進電機進行翻轉，通過控制步進電機的翻轉角度或通過車頂傳感器感應到投影設備翻轉到位，防止設備因進水導致故障。

在投影關閉狀態，可利用投影儀上的攝像頭做車內監控功能。