车辆、车机设备及车机设备三维立体化实现方法与流程

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种车机设备三维立体化实现方法，以及采用所述车机设备三维立体化实现方法的车机设备和车辆。

背景技术：

目前汽车的购置率越来越高，因此汽车安全也成为了一个非常重要的问题。近年来，以车机设备为代表的地图显示装置日益普及，相关技术不断进步。其中，随着显示屏幕的尺寸的增大和分辨率的提高，最近的车机设备能够进行分屏显示(例如以左右双画面进行显示)。由此，用户能够从车机设备获得更多的信息，享受更好的视觉体验。

具体而言，车机设备可以在行进方向朝上(headingup)的显示模式下，通过将显示画面分割为左右两个分割画面，在一个分割画面中显示车辆当前所在地周边的地图，而在另一个分割画面中显示更前方(显示画面的上方，即车辆的行进方向)的地图，能够扩大车辆行进方向侧的地图的显示范围。

但是，作为车机设备的显示模式，除了行进方向朝上以外，还经常使用规定方向朝上、例如北方向朝上(northup)的显示模式。

总而言之，现有的显示模式无法在显示层面给用户以更加好的体验度，特别是二维显示的方式给用户带来一定的理解困难，比如用于导航的时候，二维的方式就存在非常明显的识别缺陷，不利于用户快速地进行导航使用。

针对现有技术的多方面不足，本申请的发明人经过深入研究，提出一种车辆、车机设备及车机设备三维立体化实现方法。

技术实现要素：

本申请的目的在于，提供一种车辆、车机设备及车机设备三维立体化实现方法，能够将三维立体化用户界面与二维平面设计相结合，打造具有空间立体感、以及自然光影效果的界面视觉表现新形式，而且视觉效果好，用户可操作性强，增强用户体验。

为解决上述技术问题，本申请提供一种车机设备三维立体化实现方法，作为其中一种实施方式，所述车机设备三维立体化实现方法包括步骤：

车机设备获取二维显示界面；

根据所述二维显示界面获取对应的现实场景，对所述现实场景进行模拟；

对模拟场景进行第三维度纵深处理、透视处理和光影处理以得到三维立体化显示界面；

对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，以优化与用户之间的交互操作性能。

作为其中一种实施方式，所述第三维度纵深处理，具体包括：

将所述二维显示界面和所述现实场景结合并以三维立体的形式显示，并突出第三维度的深度空间。

作为其中一种实施方式，所述对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，具体包括：

利用所述模拟场景处理以得到具有类似真实物体的视觉模拟效果。

作为其中一种实施方式，所述对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，以优化与用户之间的交互操作性能的步骤之后，还包括：

接收表示第一目标图像和第二目标图像的第一目标图像数据和第二目标图像数据以供在所述三维立体化显示界面上同时显示，其中，所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个表示三维立体图像数据；

确定所述第一目标图像的感知深度，并确定所述第二目标图像的感知深度，其中，确定所述第一目标图像的感知深度和确定所述第二目标图像的感知深度中的至少一个是通过读取与所述第一目标图像和第二目标图像中的至少一个相关联的元数据或通过对所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个的深度分析而得到的；

在所述第一目标图像数据和第二目标图像数据存在深度重叠的情况下，通过压缩所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个的感知深度来转换所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个的感知深度；

转换所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个，以便将所感知的第二目标图像定位于当在立体显示器上被观看时将被用户感知为位于一深度处的位置，使得所述第二目标图像当被立体地观看时看起来完全位于所述第一目标图像和所述用户之间。

作为其中一种实施方式，所述根据所述二维显示界面获取对应的现实场景的步骤，具体包括：

使用深度相机采集深度现实场景视频和彩色现实场景数据，当接收到一帧新的彩色图像数据/深度图像数据时，将图像数据保存到数组中，并启动一个新线程异步对当前的彩色图像数据进行图像处理，所述图像处理具体为将当前图片的像素数据绘制到用户界面的位图当中，并根据所述深度现实场景视频和彩色视频的每一帧图像的详细信息滤除所述深度现实场景视频和彩色视频的部分图像，从而实现过滤处理；

结合平面坐标和深度值将所述经过滤除处理的深度现实场景视频转换为三维点云数据，再根据所述三维点云数据建立虚拟场景模型；

从所述经过滤除处理的彩色现实场景数据中获取所述三维点云数据中每个点对应的颜色，并应用于所述虚拟场景模型之中，得到彩色虚拟场景模型；

将所述彩色虚拟场景模型的数据转换为3d文件格式。

作为其中一种实施方式，所述使用深度相机采集深度现实场景视频和彩色现实场景数据的步骤，具体包括如下过程：

使用所述深度相机采集深度现实场景视频和彩色现实场景数据；

读取所述深度相机采集的所述深度现实场景视频和彩色现实场景数据的视频流；

读取所述深度相机采集的所述深度现实场景视频和彩色视频的每一帧图像的详细信息，并根据所述每一帧图像的详细信息滤除所述深度现实场景视频和彩色视频的部分图像。

作为其中一种实施方式，所述对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，以优化与用户之间的交互操作性能的步骤之后，还包括：

车机设备接收用于将屏幕转换为第一目标图像的屏幕的信号；

计算第一目标图像与当前正显示的第二目标图像之间的按照频道顺序的关系；

根据计算出的关系，将第一目标图像的一部分图像输出到输出第二目标图像的图像的区域上；

输出第一目标图像的图像，不输出第二目标图像的图像，并将第二目标图像的缩小屏幕输出到屏幕，且输出第一目标图像以使其与第二目标图像相连。

作为其中一种实施方式，所述将第二目标图像的缩小屏幕输出到屏幕，且输出第一目标图像以使其与第二目标图像相连的步骤，还包括：

将第一目标图像的图像输出在第二目标图像的图像的上下方向上或左右方向上，从而使第一目标图像的图像与第二目标图像的图像交迭；

或，将第一目标图像的图像输出在第二目标图像的上下方向上或左右方向上，从而根据第一目标图像的输出，第二目标图像的一部分图像从屏幕上消失。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种车机设备，作为其中一种实施方式，所述车机设备包括处理器，所述处理器用于执行程序数据，以实现上述的车机设备三维立体化实现方法。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种车辆，作为其中一种实施方式，所述车辆配置有所述的车机设备。

本申请车辆、车机设备及车机设备三维立体化实现方法，车机设备获取二维显示界面，根据所述二维显示界面获取对应的现实场景，对所述现实场景进行模拟，对模拟场景进行第三维度纵深处理、透视处理和光影处理以得到三维立体化显示界面，对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，以优化与用户之间的交互操作性能。本申请能够将三维立体化用户界面与二维平面设计相结合，打造具有空间立体感、以及自然光影效果的界面视觉表现新形式，而且视觉效果好，用户可操作性强，增强用户体验。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本申请车机设备三维立体化实现方法一实施方式的流程示意图。

图2为本申请车机设备一实施方式的结构示意图。

图3是本申请车机设备三维立体化实现方法一实施方式的效果示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定申请目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对本申请的具体实施方式、方法、步骤、特征及其效果，详细说明如下。

有关本申请的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本申请为达成预定目的所采取的技术手段及效果得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本申请加以限制。

请参阅图1和图3，图1为本申请车机设备三维立体化实现方法一实施方式的流程示意图，图3是本申请车机设备三维立体化实现方法一实施方式的效果示意图。

需要特别说明的是，本实施方式所述车机设备三维立体化实现方法可以包括但不限于如下几个步骤。

步骤s101，车机设备获取二维显示界面；

步骤s102，根据所述二维显示界面获取对应的现实场景，对所述现实场景进行模拟；

步骤s103，对模拟场景进行第三维度纵深处理、透视处理和光影处理以得到三维立体化显示界面；

步骤s104，对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，以优化与用户之间的交互操作性能。

其中，本实施方式三维立体化显示界面的实现效果如图3所示。

需要说明的是，本实施方式所述第三维度纵深处理，具体可以包括：将所述二维显示界面和所述现实场景结合并以三维立体的形式显示，并突出第三维度的深度空间。

值得一提的是，本实施方式所述对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，具体包括：利用所述模拟场景处理以得到具有类似真实物体的视觉模拟效果。

在具体的实施方式中，本申请所述对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，以优化与用户之间的交互操作性能的步骤之后，还可以包括：接收表示第一目标图像和第二目标图像的第一目标图像数据和第二目标图像数据以供在所述三维立体化显示界面上同时显示，其中，所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个表示三维立体图像数据；确定所述第一目标图像的感知深度，并确定所述第二目标图像的感知深度，其中，确定所述第一目标图像的感知深度和确定所述第二目标图像的感知深度中的至少一个是通过读取与所述第一目标图像和第二目标图像中的至少一个相关联的元数据或通过对所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个的深度分析而得到的；在所述第一目标图像数据和第二目标图像数据存在深度重叠的情况下，通过压缩所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个的感知深度来转换所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个的感知深度；转换所述第一目标图像数据和第二目标图像数据中的至少一个，以便将所感知的第二目标图像定位于当在立体显示器上被观看时将被用户感知为位于一深度处的位置，使得所述第二目标图像当被立体地观看时看起来完全位于所述第一目标图像和所述用户之间。

进一步而言，本实施方式所述根据所述二维显示界面获取对应的现实场景的步骤，具体可以包括：使用深度相机采集深度现实场景视频和彩色现实场景数据，当接收到一帧新的彩色图像数据/深度图像数据时，将图像数据保存到数组中，并启动一个新线程异步对当前的彩色图像数据进行图像处理，所述图像处理具体为将当前图片的像素数据绘制到用户界面的位图当中，并根据所述深度现实场景视频和彩色视频的每一帧图像的详细信息滤除所述深度现实场景视频和彩色视频的部分图像，从而实现过滤处理；结合平面坐标和深度值将所述经过滤除处理的深度现实场景视频转换为三维点云数据，再根据所述三维点云数据建立虚拟场景模型；从所述经过滤除处理的彩色现实场景数据中获取所述三维点云数据中每个点对应的颜色，并应用于所述虚拟场景模型之中，得到彩色虚拟场景模型；将所述彩色虚拟场景模型的数据转换为3d(三维)文件格式。

需要特别说明的是，本实施方式所述使用深度相机采集深度现实场景视频和彩色现实场景数据的步骤，具体可以包括如下过程，使用所述深度相机采集深度现实场景视频和彩色现实场景数据；读取所述深度相机采集的所述深度现实场景视频和彩色现实场景数据的视频流；读取所述深度相机采集的所述深度现实场景视频和彩色视频的每一帧图像的详细信息，并根据所述每一帧图像的详细信息滤除所述深度现实场景视频和彩色视频的部分图像。

值得说明的是，本实施方式所述对所述三维立体化显示界面进行可操作性优化处理，以优化与用户之间的交互操作性能的步骤之后，还可以包括：车机设备接收用于将屏幕转换为第一目标图像的屏幕的信号；计算第一目标图像与当前正显示的第二目标图像之间的按照频道顺序的关系；根据计算出的关系，将第一目标图像的一部分图像输出到输出第二目标图像的图像的区域上；输出第一目标图像的图像，不输出第二目标图像的图像，并将第二目标图像的缩小屏幕输出到屏幕，且输出第一目标图像以使其与第二目标图像相连。

具体显示过程中，本实施方式所述将第二目标图像的缩小屏幕输出到屏幕，且输出第一目标图像以使其与第二目标图像相连的步骤，还包括：将第一目标图像的图像输出在第二目标图像的图像的上下方向上或左右方向上，从而使第一目标图像的图像与第二目标图像的图像交迭；或，将第一目标图像的图像输出在第二目标图像的上下方向上或左右方向上，从而根据第一目标图像的输出，第二目标图像的一部分图像从屏幕上消失。

不难理解的是，通过上述实施方式，本申请能够把二维的ui用户界面设计以三维立体的形式展现，突出第三维度的深度空间，并且通过对现实场景拍摄的模拟，增强了透视效果，展现全方位空间，不受场景限制，扩大了用户对界面的控制。

具体来说，本实施方式的三维立体化ui是将二维平面设计与三维立体化相结合，打造具有空间立体感、以及自然光影效果的界面视觉表现新形式。同时，本实施方式具有模拟真实物体的视觉效果，具备真实性、可操作性利于用户的交互操作。此外，本实施方式场景化ui的设计，可以实现新形式的用户体验效果，用户可以体验沉浸式视觉体验，三维全景展现能给人临近感，同时，用户对于界面中的信息可以浏览的更加透彻，不会受到视角限制。

通过上述实施方式，本申请能够将三维立体化用户界面与二维平面设计相结合，打造具有空间立体感、以及自然光影效果的界面视觉表现新形式，而且视觉效果好，用户可操作性强，增强用户体验。

请结合上述实施方式参阅图2，图2为本申请车机设备一实施方式的结构示意图。

在本实施方式中，本申请提供一种车机设备，作为其中一种实施方式，所述车机设备包括处理器21，所述处理器21用于执行程序数据，以实现图1及其实施方式所述的车机设备三维立体化实现方法。

值得一提的是，本实施方式所述车机设备还可以设有车机通讯模块，所述车机通讯模块支持3g网络、4g网络、5g网络、wifi网络和/或蓝牙。

需要说明的是，本实施方式所述车机设备通过物理屏幕或者虚拟屏幕投影的方式显示所述三维场景显示界面。

请继续参阅图2，本申请还提供一种车辆，作为其中一种实施方式，所述车辆配置有图2及其实施方式所述的车机设备，所述车辆可以通过车机设备与云服务器之间建立网络连接。

需要说明的是，本实施方式车机设备、车辆和云服务器均可以采用wifi技术或5g技术等，比如利用5g车联网网络实现彼此的网络连接，本实施方式所采用的5g技术可以是一个面向场景化的技术，本申请利用5g技术对车辆起到关键的支持作用，其同时实现连接人、连接物或连接车辆，其具体可以采用下述三个典型应用场景组成。

第一个是embb(enhancemobilebroadband，增强移动宽带)，使用户体验速率在0.1～1gpbs，峰值速率在10gbps，流量密度在10tbps/km2；

第二个超可靠低时延通信，本申请可以实现的主要指标是端到端的时间延迟为ms(毫秒)级别；可靠性接近100％；

第三个是mmtc(海量机器类通信)，本申请可以实现的主要指标是连接数密度，每平方公里连接100万个其他终端，10^6/km2。

通过上述方式，本申请利用5g技术的超可靠、低时延时的特点，结合比如雷达和摄像头等就可以给车辆提供显示的能力，可以跟车辆实现互动，同时利用5g技术的交互式感知功能，用户可以对外界环境做一个输出，不光能探测到状态，还可以做一些反馈等。进一步而言，本申请还可以应用到自动驾驶的协同里面，比如车辆编队等。

此外，本申请还可以利用5g技术实现通信增强自动驾驶感知能力，并且可以满足车内乘客对ar(增强现实)/vr(虚拟现实)、游戏、电影、移动办公等车载信息娱乐，以及高精度的需求。本申请可以实现厘米级别的3d高精度定位地图的下载量在3～4gb/km，正常车辆限速120km/h(千米/时)下每秒钟地图的数据量为90mbps～120mbps(兆比特每秒)，同时还可以支持融合车载传感器信息的局部地图实时重构，以及危险态势建模与分析等。

在本申请中，上述车辆的车机设备三维立体化实现方法、方法，均可以使用到具备车机设备或者车辆tbox的车辆系统中，其还可以连接到车辆的can总线上。

在其中一实施方式中，can总线可以包括三条网络通道can_1、can_2和can_3，车辆还可以设置一条以太网网络通道，其中三条can网络通道可以通过两个车联网网关与以太网网络通道相连接，举例而言，其中can_1网络通道包括混合动力总成系统，其中can_2网络通道包括运行保障系统，其中can_3网络通道包括电力测功机系统，以太网网络通道包括高级管理系统，所述的高级管理系统包括作为节点连接在以太网网络通道上的人-车-路模拟系统和综合信息采集单元，所述的can_1网络通道、can_2网络通道与以太网网络通道的车联网网关可以集成在综合信息采集单元中；can_3网络通道与以太网网络通道的车联网网关可以集成在人-车-路模拟系统中。

进一步而言，所述的can_1网络通道连接的节点有：发动机ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)、电机mcu、电池bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)、自动变速器tcu(transmissioncontrolunit，自动变速箱控制单元)以及混合动力处理器hcu(混合动力整车控制单元)；can_2网络通道连接的节点有：台架测控系统、油门传感器组、功率分析仪、瞬时油耗仪、直流电源柜、发动机水温控制系统、发动机机油温度控制系统、电机水温控制系统以及发动机中冷温度控制系统；can_3网络通道连接的节点有：电力测功机处理器。

优选的所述的can_1网络通道的速率为250kbps，采用j1939协议；can_2网络通道的速率为500kbps，采用canopen协议；can_3网络通道的速率为1mbps，采用canopen协议；以太网网络通道的速率为10/100mbps，采用tcp/ip协议。

在其中一实施方式中，所述车联网网关可以配备有ieee802.3接口、dspi接口、esci接口、can接口、mlb接口、lin接口和/或i2c接口。

在其中一实施方式中，比如，ieee802.3接口可以用于连接无线路由器，为整车提供wifi网络；dspi(提供者管理器组件)接口用于连接蓝牙适配器和nfc(近距离无线通讯)适配器，可以提供蓝牙连接和nfc连接；esci接口用于连接4g/5g模块，与互联网通讯；can接口用于连接车辆can总线；mlb接口用于连接车内的most(面向媒体的系统传输)总线，lin接口用于连接车内lin(局域互联网络)总线；ic接口用于连接dsrc(专用短程通讯)模块和指纹识别模块。此外，本申请可以通过采用mpc5668g芯片对各个不同协议进行相互转换，将不同的网络进行融合。

此外，本实施方式车辆tbox系统，telematicsbox，简称车载tbox或远程信息处理器。

本实施方式telematics为远距离通信的电信(telecommunications)与信息科学(informatics)的合成，其定义为通过内置在车辆上的计算机系统、无线通信技术、卫星车机设备、交换文字、语音等信息的互联网技术而提供信息的服务系统。简单的说就通过无线网络将车辆接入互联网(车联网系统)，为车主提供驾驶、生活所必需的各种信息。

此外，本实施方式telematics是无线通信技术、卫星导航系统、网络通信技术和车载电脑的综合，当车辆行驶当中出现故障时，通过无线通信连接服务中心，进行远程车辆诊断，内置在发动机上的计算机可以记录车辆主要部件的状态，并随时为维修人员提供准确的故障位置和原因。通过用户通讯终端接收信息并查看交通地图、路况介绍、交通信息、安全与治安服务以及娱乐信息服务等，另外，本实施方式的车辆还可以在后座设置电子游戏和网络应用。不难理解，本实施方式通过telematics提供服务，可以方便用户了解交通信息、临近停车场的车位状况，确认当前位置，还可以与家中的网络服务器连接,及时了解家中的电器运转情况、安全情况以及客人来访情况等等。

在其中一实施方式，车辆还可设置adas(advanceddriverassistantsystem，先进驾驶辅助系统)，其可以利用安装于车辆上的上述各种传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性。对应地，本申请adas还可以采用雷达、激光和超声波等传感器，可以探测光、热、压力或其它用于监测车辆状态的变量，通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。不难看出，上述adas功能所使用的各种智能硬件，均可以通过以太网链路的方式接入车联网系统实现通信连接、交互。

本实施方式车辆的主机可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于实现osi模型(opensysteminterconnection，开放式通信系统互联参考模型)上面五层的运行和/或功能操作。因此，主机会生成用于网络传输的数据包和/或对这些数据包进行处理，并且还会对从网络接受到的数据包进行处理。同时，主机可通过执行相应指令和/或运行一种或多种应用程序来为本地用户和/或一个或多个远程用户或网络节点提供服务。在本申请的不同实施方式中，主机可采用一种或多种安全协议。

在其中一实施方式中，用于实现车联网系统网络连接的可以为交换机，其可以具有avb功能(audiovideobridging，满足ieee802.1的标准集合)，和/或包括有一条或多条非屏蔽双绞线，每一端可以具有8p8c模块连接器。

在一优选实施方式中，车联网系统具体可以包括车身控制模块bcm、动力总线p-can、车身总线i-can、组合仪表cmic、底盘控制装置和车身控制装置。

在本实施方式中，车身控制模块bcm可以集成车联网网关的功能，进行不同网段，即动力总线p-can和车身总线i-can之间的信号转换及报文转发等，例如，挂接在动力总线上的处理器如需要与挂接在车身总线i-can上的处理器进行通信，则要经过车身控制模块bcm进行两者之间的信号转换及转发等。

动力总线p-can和车身总线i-can分别与车身控制模块bcm相连。

组合仪表cmic与动力总线p-can相连，且组合仪表cmic与车身总线i-can相连。优选地，本实施方式的组合仪表cmic与不同的总线，如动力总线p-can和车身总线i-can均相连，当组合仪表cmic需要获取挂接在任意总线上的处理器信息时，均无需通过车身控制模块bcm进行信号转换以及报文转发，因此，可减轻网关压力、减少网络负载，且提高组合仪表cmic获取信息的速度。

底盘控制装置与动力总线p-can相连。车身控制装置与车身总线i-can相连。在一些示例中，底盘控制装置和车身控制装置可分别向动力总线p-can和车身总线i-can上进行信息等数据广播，以便挂接在动力总线p-can或车身总线i-can上的其它车载处理器等设备获取该广播的信息，从而实现不同处理器等车载设备之间的通信。

此外，本实施方式车辆的车联网系统，可以使用两条can总线，即动力总线p-can和车身总线i-can，将车身控制模块bcm作为网关，将组合仪表cmic与动力总线p-can和车身总线i-can均相连的结构，可以省去了传统方式中组合仪表cmic挂接在两条总线上的一条上时的底盘控制装置或车身控制装置的信息通过网关转发给组合仪表cmic的操作，由此，减轻了车身控制模块bcm作为网关的压力，减少了网络负载，且更加方便将多条总线，如动力总线p-can和车身总线i-can上挂接的车载设备的信息发送至组合仪表cmic上进行显示、信息传输实时性强。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。