回姝 黃嘉桐 丁冠源 鄭紅麗

（中國第一汽車股份有限公司智能網(wǎng)聯(lián)開發(fā)院，長春 130013）

主題詞：車載信息娛樂系統(tǒng) 圖層管理 圖層疊加 界面交互

縮略語

IVI In-Vehicle Infotainment

DRM Direct Rendering Manager

GPU Graphics Processing Unit

OTA Over The Air Technology

RVC Rear View Camera

AVM Around View Monitor

APA Auto Parking Assist

AVP Auto Valet Parking

1 前言

目前汽車行業(yè)向著智能化趨勢發(fā)展，對于汽車行業(yè)來說，電動化和智能化都將會是未來很長一段時間內(nèi)不變的主題。智能座艙作為人車智能交互的橋梁和紐帶，主要涵蓋座艙內(nèi)飾和座艙電子領(lǐng)域的創(chuàng)新和互動，是擁抱汽車行業(yè)發(fā)展新興技術(shù)趨勢、從用戶應(yīng)用場景角度出發(fā)而構(gòu)建的人機交互體系。智能化為用戶帶來更多的娛樂方式，車載信息娛樂系統(tǒng)也隨之成為大眾關(guān)注的焦點，而座艙內(nèi)的交互體驗是用戶感知汽車智能化變革最深刻的領(lǐng)域。面對日益豐富的交互場景，單一的圖層管理已經(jīng)不能滿足用戶對于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的期待與需求[1]。

為了應(yīng)對用戶日益增長的信息娛樂交互需求，本文建立了一種基于車載信息娛樂系統(tǒng)的圖層管理設(shè)計，目的是通過圖層管理策略，實現(xiàn)相同時間點多功能、多信息的智能顯示，基于用戶體驗的優(yōu)先級策略，圖層互斥處理規(guī)則，帶給用戶更加直觀、舒適以及個性化的交互體驗[2]。

2 圖層管理設(shè)計

2.1 方案設(shè)計

首先，基于虛擬化的車載信息娛樂系統(tǒng)，無論是何種類型應(yīng)用，在顯示時都會預(yù)先申請其所在的子系統(tǒng)的圖層ID，儀表側(cè)應(yīng)用會進行Linux系統(tǒng)的圖層申請，中控側(cè)應(yīng)用進行Android側(cè)的圖層申請。當(dāng)顯示圖層申請成功后，系統(tǒng)會根據(jù)實際的用戶場景判斷當(dāng)前圖層與預(yù)顯示圖層之間的優(yōu)先級關(guān)系，顯示當(dāng)前疊加界面優(yōu)先級高的顯示需求。

信息娛樂系統(tǒng)的圖層ID申請流程框圖如下圖1所示。

圖1中，直接渲染管理器（Direct Rendering Manager,DRM）顯示驅(qū)動集成在Linux系統(tǒng)內(nèi)，Android系統(tǒng)的中控屏和副駕屏kernel的DRM顯示驅(qū)動通過Hypervisor的虛擬GPU連接Linux系統(tǒng)的coqos-virtiogpu。coqos-virtio-gpu內(nèi)集成wayland client。中控屏和副駕屏是由同一個串行GMSL2 IC驅(qū)動的。儀表屏是由一個單獨的GMSL2 IC驅(qū)動。因此中控屏、副駕屏和儀表屏都是由Linux系統(tǒng)的圖層管理應(yīng)用負責(zé)[3]。

圖1 子系統(tǒng)內(nèi)圖層ID申請流程

當(dāng)應(yīng)用申請顯示圖層ID成功后，會進行應(yīng)用間的優(yōu)先級比較，此時根據(jù)應(yīng)用類型和交互場景，需要將車載信息娛樂系統(tǒng)所需的圖層種類進行區(qū)分，進而進行實際顯示界面的優(yōu)先級判斷。

2.2 配置說明

因同種車型高低配置不同，往往在實際車型項目開發(fā)中，會使用一套軟件進行車型差異適配，因此圖層管理的設(shè)計第一步，需要預(yù)先配置車型的顯示屏幕參數(shù)，以此區(qū)分子系統(tǒng)內(nèi)的圖層管理配置。以紅旗車型E-HS9為例，低配車型僅有3塊屏，即儀表屏幕、中控屏幕和空調(diào)屏幕作為顯示區(qū)域，高配車型則有7塊屏，除了儀表和中控外，還需進行副駕屏、后扶手屏，左座椅屏和右座椅屏的顯示需求配置。

以儀表圖層實例，其中配置代碼如下：

mode0-output=HDMI-A-2;//output為輸出接口（HDMI-A-1為中控屏,HDMI-A-2為儀表屏）；

mode0-z-order=4;//*-z-order為圖層優(yōu)先級配置，數(shù)值越大，圖層優(yōu)先級越高；

mode*-*為靜態(tài)圖層模式切換配置（mode0:正常顯示模式，mode1:儀表備份顯示模式，mode2:camera快速顯示模式）。

圖層模式的詳細優(yōu)先級[4]配置如下表1所示。

表1 圖層模式的詳細優(yōu)先級配置表 級

Mode0：正常模式，中控屏顯示Android畫面，儀表屏顯示儀表畫面。

優(yōu)先級最高：中控屏-centeropeningapp（優(yōu)先級：10級），儀表屏-clusteropeningapp（優(yōu)先級：10級）

Mode1：儀表備份顯示模式，中控屏顯示儀表畫面，儀表屏顯示Android畫面。

優(yōu)先級最高：中控屏-cluster（優(yōu)先級：11級），儀表屏-Coqos-virtio-gpu（優(yōu)先級：10級）

Mode2：camera快速啟動模式，中控屏顯示Android畫面，儀表屏顯示儀表畫面。在Android啟動過程中，進入RVC等camera功能時，camera影像顯示圖層顯示在Android圖層和開機動畫圖層上。Android系統(tǒng)啟動完了后，模式從Mode2切換成Mode0。

優(yōu)先級最高：中控屏-camera（優(yōu)先級：11級），儀表屏-clusteropeningapp（優(yōu)先級：10級）。

2.3 非觸控圖層關(guān)系設(shè)計

在信息娛樂系統(tǒng)的設(shè)計中，將應(yīng)用分為3類：普通應(yīng)用、特殊應(yīng)用和圖層類應(yīng)用。其中整體優(yōu)先級顯示原則：圖層、應(yīng)用按照優(yōu)先級排序，優(yōu)先級低的層級不允許覆蓋優(yōu)先級高的層級，優(yōu)先級高的層級退出，逐級向下尋找優(yōu)先級低的應(yīng)用，若是沒有找到特殊應(yīng)用，則回到進入應(yīng)用前的界面[5]。

期間規(guī)則處理[6-7]如下：普通應(yīng)用如音樂、空調(diào)、系統(tǒng)設(shè)置等，采取優(yōu)先響應(yīng)用戶策略，用戶點擊即切換；對于特殊應(yīng)用，如OTA升級、E-CALL、RVC/AVM/自動泊車/代客泊車、登錄界面、激活界面、語音彈框、藍牙電話工作界面、屏保界面[8]等，無法被普通應(yīng)用覆蓋，特殊應(yīng)用間只存在退出切換關(guān)系。

對于圖層類應(yīng)用，非觸控圖層關(guān)系設(shè)計如下：當(dāng)音量彈窗、系統(tǒng)異常彈窗、跨應(yīng)用消息框（toast）系統(tǒng)圖層已經(jīng)出現(xiàn)，各普通應(yīng)用隨后出現(xiàn)時，不影響系統(tǒng)圖層顯示，且系統(tǒng)圖層在應(yīng)用之上顯示[9]；當(dāng)音量彈窗、系統(tǒng)異常彈窗、跨應(yīng)用toast系統(tǒng)圖層顯示在此類層級界面上方時，大旋鈕上下左右推動操作有效[10]。當(dāng)雷達懸浮窗已經(jīng)出現(xiàn)，如語音彈窗、消息中心等需要收起，顯示雷達懸浮窗。

系統(tǒng)異常彈窗包括：高溫過熱提示。

跨應(yīng)用toast包括[11]：

（1）無線充電相關(guān)提示：“移動設(shè)備正在充電”、“手機無線充電板有異物，請檢查！”、“移動設(shè)備已充滿”；

（2）“USB已斷開”：斷開USB時提示；

（3）“不支持該設(shè)備”：如連接USB對象外的設(shè)備（如USB鼠標、USB鍵盤等）；

（4）“設(shè)備無響應(yīng)”：如連接的USB設(shè)備Pin接觸不良或損壞等；

（5）“USB端口異?！保篣SB端口過流。

跨應(yīng)用彈窗包括：藍牙配對提示。

音量彈窗、系統(tǒng)異常彈窗、跨應(yīng)用toast、雷達懸浮窗：不排優(yōu)先級，后面觸發(fā)的直接覆蓋前面的，有計時退出的，各自倒計時退出[12]。

非控制圖層關(guān)系設(shè)計見表2[13]。

表2 非控制圖層關(guān)系設(shè)計表[13]

2.4 圖層互斥處理規(guī)則設(shè)計

與普通應(yīng)用、特殊應(yīng)用等處理方式不同，當(dāng)圖層發(fā)生互斥關(guān)系時，需要制定一套特殊規(guī)則處理策略，以免在特殊使用場景時發(fā)生圖層沖突問題。

圖層類應(yīng)用如下拉菜單、空調(diào)設(shè)置彈窗、推送消息（Toastmessage）、跨應(yīng)用彈窗、普通應(yīng)用對話框[14]等，需要根據(jù)不同疊加場景設(shè)計特殊的處理方式。其中根據(jù)用戶使用場景模擬，將圖層沖突處理方式分為3類：保持當(dāng)前界面；優(yōu)先級低的圖層自動退出；圖層覆蓋顯示。

具體功能場景[15]和處理規(guī)則如表3所示。

表3 圖層互斥處理規(guī)則表[15]

3 結(jié)束語

本文提出了一種基于車載信息娛樂系統(tǒng)的圖層管理設(shè)計方案，可適用于多功能交互場景時的圖層切換，設(shè)計更貼合使用體驗的圖層交互策略，更符合用戶對座艙智能化的需求，提升用戶體驗，充分發(fā)揮了汽車信息娛樂系統(tǒng)的易用性、舒適性和科技性優(yōu)勢。