可戴式显示设备与智能主机的数据传输系统的制作方法

本发明是关于电子通信技术，具体地，是关于一种可戴式显示设备与智能主机的数据传输系统。

背景技术：

可戴式显示设备(例如可戴式智能眼镜)结合了视频采集、近眼显示、声音输入与输出、姿态感知等最常用的信息获取方式，由智能部分运算处理后呈现出来，增强人的能力的同时，还具有解放双手的独特优势，在行业领域的应用前景广阔。现有轻便型可戴式显示设备由于体积和重量限制，运算处理能力和电池续航能力普遍不足。而重型可戴式显示设备虽运算能力和电池续航能力较强，但发热量大，佩戴体验差，用户头部极易产生不适感和疲劳感，影响身体健康。为了解决以上矛盾，分体式智能眼镜应运而生，即保证头部佩戴轻便舒适，又保证了运算能力和续航时间。

在分体式智能眼镜设计中，智能主机负责处理运算、存储和电源部分，可戴式显示设备负责信息采集和结果呈现，而智能主机与可戴式显示设备的数据连接的方法是其中的技术难点。如果简单的将多线路分别连接，线缆数量多，即使集合在一起进行包裹，也非常粗重，不适合佩戴。

技术实现要素：

本发明实施例的主要目的在于提供一种可戴式显示设备与智能主机的数据传输系统，以将多种不同的数据进行整合传输，从而使得可戴式显示设备更加适于携带使用。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种可戴式显示设备与智能主机的数据传输系统，所述的数据传输系统包括：数据融合处理器及传输线，其中，所述数据融合处理器接收一图像信号处理器及一数据整合器发送的多种输入数据，将所述多种输入数据分别进行封包，生成多个统一格式的封包数据，并将所述多个封包数据通过传输线发送至所述的智能主机；所述智能主机接收并解析所述多个封包数据，对所述多种输入数据进行处理。

在一实施例中，上述的输入数据至少包括以下各种数据中的一种或多种：所述图像信号处理器接收的摄像设备传输的摄像数据；以及所述数据融合处理器接收的至少一传感器采集的传感数据、按键和触摸板发送的控制命令和位置数据、受控随动模块发送的受控命令和强度数据。

在一实施例中，上述的图像信号处理器通过MIPI接口与所述数据融合处理器连接；所述数据整合器分别通过I2C总线、GPIOs接口与所述数据融合处理器连接。

在一实施例中，上述的数据传输系统还包括：音频编解码器、音视频分路控制器、多路开关及双端连接器，其中，所述音频编解码器与所述音视频分路控制器连接，向所述音视频分路控制器发送声音采集设备的采样数据；所述数据融合处理器及音视频分路控制器分别通过所述多路开关连接至所述双端连接器；所述双端连接器通过通信电缆连接至所述的智能主机。

在一实施例中，上述的数据融合处理器及音视频分路控制器各自传输的数据分别通过所述传输线的两条传输通道传输；当所述传输线的插头反插时，所述多路开关将所述传输线中的两组信号对调连接，将对应信号切换到所述双端连接器。

在一实施例中，上述的数据传输系统还包括：串并行转换器，所述串并行转换器分别连接一显示装置及所述音视频分路控制器，以将所述智能主机反馈的显示数据发送至所述显示装置。

在一实施例中，上述的数据传输系统还包括：扬声器，所述扬声器与所述音频编解码器连接，通过所述音频编解码器接收所述智能主机反馈的扬声器数据。

在一实施例中，上述的数据融合处理器包括：图像采集串行接口、通用内部可编程接口、直接数据传输通道、UVC频流通道、UVC视频控制通道、人机设备控制逻辑、人机设备控制接口、串行外设接口、集成电路总线、通用输入输出控制接口、USB传输模块，其中，所述摄像头数据依次通过所述的MIPI接口、图像采集串行接口、通用内部可编程接口、直接数据传输通道、UVC频流通道及USB传输模块发送至所述的智能主机；所述传感器数据依次通过所述的I2C总线、人机设备控制逻辑、人机设备控制接口及USB传输模块发送至所述的智能主机；所述控制命令与位置数据依次通过所述的GPIOs接口、人机设备控制逻辑、人机设备控制接口及USB传输模块发送至所述的智能主机；所述受控命令与强度数据依次通过所述的串行外设接口、人机设备控制逻辑、人机设备控制接口及USB传输模块发送至所述的智能主机；所述智能主机发送的摄像头控制命令依次通过所述USB传输模块、UVC视频控制通道、通用内部可编程接口、图像采集串行接口及MIPI接口发送至所述的图像信号处理器。

在一实施例中，上述的USB传输模块包括：USB2.0/3.0物理接口及USB终端节点逻辑模块，其中，所述USB2.0/3.0物理接口与所述UVC频流通道、UVC视频控制通道连接，并与所述智能主机连接；所述USB终端节点逻辑模块与所述人机设备控制逻辑连接，并与所述智能主机连接。

在一实施例中，上述的传感器至少包括：亮度传感器、加速度传感器、角速度传感器。

本发明实施例的有益效果在于，可将多种不同类型的数据通过一传输线发送给智能主机，而不需要针对各类数据分别使用专属的传输线，大大地减少了可戴式设备的走线复杂度，更加便于用户携带使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的可戴式显示设备与智能主机的数据传输系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的数据融合处理器的结构示意图；

图3为根据本发明另一实施例的可戴式显示设备与智能主机的数据传输系统的结构示意图；

图4为根据本发明一应用实例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种可戴式显示设备与智能主机的数据传输系统。以下结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例的可戴式显示设备与智能主机4的数据传输系统主要包括：数据融合处理器3及传输线等。

其中，图像信号处理器1将例如是摄像头数据的视频数据传输给该数据融合处理器3，数据整合器2则是将可戴式显示设备的按键和触摸板生成的控制命令等数据传输给该数据融合处理器3，数据融合处理器3则将接收的视频数据、控制命令等多种不同数据分别进行数据封包，生成多个统一格式的封包数据，并将封包数据通过统一的传输线发送给智能主机4进行处理。在一实施例中，该统一格式的封包数据可以是USB封包，但本发明并不以此为限。

上述的数据传输过程，可将多种不同类型的数据通过一传输线发送给智能主机4，而不需要针对各类数据分别使用专属的传输线，大大地减少了可戴式设备的走线复杂度，更加便于用户携带使用。

在实际使用中，上述的多种不同类型的数据可包括以下数据中的一种或是多种：图像信号处理器1接收的摄像设备传输的摄像数据；以及数据融合处理器3接收的至少一传感器采集的传感数据、按键和触摸板发送的控制命令和位置数据、受控随动模块(例如是马达)发送的受控命令和强度数据等。

并且，基于对不同类型数据的传输协议的要求，在本发明实施例中，图像信号处理器1是通过MIPI接口与数据融合处理器3连接；数据整合器2则是分别通过I2C总线、GPIOs接口与数据融合处理器3连接，其中，I2C总线用以传输传感数据，GPIOs接口用以传输控制命令、位置数据、受控命令和强度数据。

在一实施例中，图像信号处理器1将摄像头传输过来的RGB原始数据进行自动曝光(AE)，自动白平衡(AWB)和自动对焦控制(AF)，生成符合质量要求的图片或视频数据；另外，还可具有搜索并将预设的特征(比如人脸的形状)标定区域的功能。经过上述处理后生成YUV格式的MIPI数据送到数据融合处理器3。

在本发明实施例中，数据整合器2实际可通过一逻辑模块实现，通过I2C、SPI，或者GPIOs接口将外设(传感器、触摸板或者按键等)的原始数据进行采样，整合，形成数据融合处理器3能够使用的数据包，便于数据融合处理器3统一处理成USB封包(或其他统一格式的封包)。

为了实现上述对各种不同类型数据的融合，如图2所示，本发明实施例的数据融合处理器3主要包括：图像采集串行接口(CSI-2RX)、通用内部可编程接口(GPIF II)、直接数据传输通道(DMA)、UVC频流通道(UVC VS)、UVC视频控制通道(UVC VC)、人机设备控制逻辑(HIDs Control)、人机设备控制接口(HIDs Ctl API)、串行外设接口(SPI)、集成电路总线(I2C)、通用输入输出控制接口(GPIOs)、USB传输模块。

具体地，上述摄像头数据依次通过MIPI接口、图像采集串行接口、通用内部可编程接口、直接数据传输通道、UVC频流通道及USB传输模块发送至智能主机4；

传感器数据依次通过I2C总线、人机设备控制逻辑、人机设备控制接口及USB传输模块发送至智能主机4；

控制命令与位置数据依次通过GPIOs接口、人机设备控制逻辑、人机设备控制接口及USB传输模块发送至智能主机4；

受控命令与强度数据依次通过串行外设接口、人机设备控制逻辑、人机设备控制接口及USB传输模块发送至智能主机4；

智能主机4发送的摄像头控制命令依次通过USB传输模块、UVC视频控制通道、通用内部可编程接口、图像采集串行接口及MIPI接口发送至图像信号处理器。

在一实施例中，上述的USB传输模块主要包括：USB打包模块、USB2.0/3.0物理接口及USB终端节点逻辑模块，其中，该USB打包模块即是用以将上述的各种不同类型的数据进行数据封包，从而形成可统一传输的封包数据的形式。USB2.0/3.0物理接口与UVC频流通道、UVC视频控制通道连接，并与智能主机4连接，进行数据传输；USB终端节点逻辑模块与人机设备控制逻辑连接，并与智能主机4连接，进行数据传输。

在另一实施例中，如图3所示，本发明实施例的可戴式显示设备与智能主机4的数据传输系统还包括：音频编解码器5、音视频分路控制器6、多路开关(MUX)7及双端连接器8等。

其中，音频编解码器5与音视频分路控制器6连接，向音视频分路控制器6发送声音采集设备(例如是麦克风)的采样数据；数据融合处理器3及音视频分路控制器6分别通过多路开关7连接至双端连接器8；双端连接器8通过通信电缆连接至智能主机4。

在此实施例中，数据融合处理器3所融合的数据(封包数据)是通过多路开关7、双端连接器8发送至智能主机4，数据融合处理器3的USB2.0/3.0物理接口则是连接至多路开关7，经由多路开关7、双端连接器8连接至智能主机4。

在实际应用中，上述的各种不同类型的数据融合后，都通过16芯的传输线与智能主机4相连，在智能主机4的控制下实现双向的多路数据通信而互不干扰，协同工作。具体地，数据融合处理器3和音视频分路控制器6各自传输的数据分别通过该传输线的两条传输通道传输。数据融合处理器3的数据对应USB连接器中的超高速收发端口1(SSTRX1)，音视频分路控制器6的数据对应USB连接器中的超高速收发端口2(SSTRX2)。

特别地，当传输线的插头反插的情况下，24pin的USB连接器内部要传输的信号便会自动通知前端的多路开关7(MUX)，多路开关7将SSTRX1和SSTRX2这两组信号对调连接，实现了正反插不影响任何功能。如图3所示，在多路开关7及双端连接器8内部的实线箭头表示线缆正插时的信号走向；多路开关7及双端连接器8内部的虚线箭头则表示线缆反插时的信号走向。

在本发明实施例中，智能主机4主要由电池、主显示屏、处理器、存储器及通讯模块组成，负责处理由可戴显示设备传输过来的融合数据，并将处理结果反馈到可戴显示设备上。

在一实施例中，上述的可戴式显示设备与智能主机4的数据传输系统还包括：串并行转换器9，该串并行转换器9分别连接一显示装置及音视频分路控制器6，以将智能主机4反馈的显示数据发送至显示装置，驱动显示装置显示图像。

并且，为了实现音频输出，该可戴式显示设备与智能主机4的数据传输系统还可包括一扬声器，该扬声器与音频编解码器连接，通过音频编解码器接收智能主机4反馈的扬声器数据，进行音频输出。

智能主机4发送给显示装置的串行数据与扬声器的串行数据在智能主机4侧被打包成MHL信号，通过传输线的另外一组数据通道传输到可戴显示设备，经过音视频分路控制器6后，视频信号被送到视频解码模块(串并转换)转换成标准的RGB信号驱动显示装置显示图像；音频信号被送到音频编解码器转换成模拟信号驱动扬声器发出声音。另外，音频编解码器还提供了模数转换，可以将MIC的信号转换成数字信号送到音视频分路控制器6，最后通过传输线将MIC的数字信号传输给主机。

在一较佳实施例中，本发明所提出的可戴式显示设备与智能主机4的数据传输系统还对上述各类数据的优先级进行了定义，从而使得对数据的处理互不干扰，提高数据分析处理的效率。

具体地，按键/触摸板的优先级最高，任何时候都必须要响应用户的操控；扬声器的声音数据和振动的提示优先级次高，收到智能主机4反馈的信息后及时通过声音和振动提示反馈给用户；显示装置的显示数据的优先级较低，根据用户场景需要进行显示数据的更新时才需要进行数据更新；上述各种传感器(Sensor)的优先级次低，智能主机4需要这些数据时主动查询进行获取；摄像头和声音采集设备(例如麦克风)的优先级最低，在其他数据都正常传输或者空闲的前提下，根据用户需要，开启图像和声音采集。

以下结合一具体应用实例对本发明实施例的可戴式显示设备与智能主机4的数据传输系统对数据传输的过程做详细说明。

在此实施例中，如图4所示，是以快递员佩戴可戴式显示设备进行相关操作的过程。具体地，快递员戴着可戴显示设备看向二维码，摄像头采集实时的图像数据，同时重力传感器和角度传感器采集目标的方位角和位置信息。

图像数据经过图像信号处理器1进行预处理后发送给数据融合处理器3；方位角和位置信息则通过数据整合器2发送至该数据融合处理器3。然后，通过数据融合处理器3将上述的图像数据、方位角和位置信息融合(数据封包)后，通过传输线传输给智能主机4。

智能主机4识别图像数据中的二维码并检索数据库信息，然后将检索到的送货地址信息等与送货相关的信息通过传输线传输回可戴显示设备，同时可提供与送货相关的声音信息和振动提示，快递员可以在可戴显示设备的透视屏幕上看到送货地址，并且还可同时听到搬运此货物的注意事项及顾客的送货要求。此时，快递员按键锁定或说出要搬运的货物，将用户确定的控制命令及通过麦克输入的声音数据通过数据整合器2发送至数据融合处理器3。然后，通过数据融合处理器3将上述的控制命令及声音数据融合(数据封包)后，通过传输线传输给智能主机4。

智能主机4解析封包数据得到具体的控制命令及声音数据，并分析用户所确定的货物信息，并将该货物的真实位置信息反馈回可戴显示设备，并通过可戴显示设备的透视屏幕进行显示。此时，可戴显示设备就可以指示当前货物的真实位置，提示快递员前去搬运，大大提高效率并避免出错。

本发明实施例的可戴式显示设备与智能主机的数据传输系统实现了智能主机和可戴显示设备的多路数据根据不同场景需求动态融合传输，大幅减少了连接线的数量。将原来需要的多种不同种类的连接线融合为一根标准的可正反插的连接线，而且尺寸小，适合佩戴，并且本发明对提高用户佩戴舒适度起到关键作用。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、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，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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。