Aina ya Pikipiki mahiri ya HUD (Urambazaji wa kugeuza-na-zamu na mengi zaidi): Hatua 9

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Halo!

Maagizo haya ni hadithi ya jinsi nilivyobuni na kujenga jukwaa la HUD (Vichwa vya Kuonyesha Vichwa) iliyoundwa na kuwekwa kwenye helmeti za pikipiki. Iliandikwa katika muktadha wa shindano la "ramani". Kwa kusikitisha, sikuweza kumaliza kabisa mradi huu kwa wakati kwa tarehe ya mwisho ya mashindano, lakini bado nilitaka kushiriki maendeleo yangu juu yake, na pia kuandika jaribio na makosa yote niliyopata kupitia kuifanya.

Wazo la mradi huu lilinijia kwanza miaka michache iliyopita, wakati niliingia kwenye pikipiki, na nilikuwa naanza kuangalia ni gia gani ningehitaji kununua ili kufanya wapandaji wangu kufurahisha zaidi. Wakati huo, ilinishangaza kwamba njia bora ya kupata urambazaji wa msingi wa GPS ukiwa umepanda ilikuwa kwa kushikamana na smartphone yako kwenye mikebe ya baiskeli yako. Ingawa mimi mwenyewe kwangu hakika, kunaweza kuwa na njia bora ya kupata aina hiyo ya habari juu ya nzi.

Hapo ndipo ilinijia: onyesho la kichwa inaweza kuwa njia ya kupata urambazaji wakati unapanda, bila kumaliza betri ya simu yako, na kuifunua kwa vitu.

Kwa muda, wazo hili lilikomaa akilini mwangu, na mimi ingawa kuwa na HUD mbele yangu wakati wote itaruhusu matumizi mengi zaidi kuliko urambazaji rahisi. Hii ndio sababu mpango wangu ni kufanya jukwaa liwe la umma na la kawaida, kwa hivyo mtu yeyote anaweza kuunda moduli inayoonyesha habari anayohitaji kwenye HUD yake mwenyewe

Ingawa kuna bidhaa zinazopatikana kibiashara ambazo zinatimiza kazi hii, hakuna ambazo ni za kawaida kama jukwaa langu, na pia huwa na bei ndogo. Kwa hivyo, karibu kwenye mradi huu.

Kinachofanya kazi kama ya sasa

Kama ilivyoelezwa, mradi huu bado uko katika hali ya maendeleo, na hii ndiyo inafanya kazi kwa sasa.

- Mawasiliano kati ya smartphone na bodi ya msingi ya ESP32 (simu imeamka)

- Ubunifu wa Optics umefanywa (inaweza kuhitaji marekebisho madogo kwa muda mrefu)

- Programu ya urambazaji ya Android kwa kutumia SDK ya urambazaji wa Ramani:

- Uwezo wa kuhesabu na kuonyesha msimamo wa mtumiaji kwenye ramani, na pia njia kutoka kwake kwenda kwa marudio

- Uwezo wa kuunganisha na kifaa cha Bluetooth (anwani ya MAC ya kifaa haijasajiliwa kwa sasa)

- Uwezo wa urambazaji wa wakati halisi, pamoja na kuchimba na kutuma habari ya ujanja ijayo kupitia Bluetooth ya serial (inasaidia tu zamu kwa sasa)

Kinachohitaji kazi

Orodha hii ina vitu ambavyo ni muhimu kabisa kwa matumizi yaliyokusudiwa ya HUD, lakini bado hayako tayari kutekelezwa.

- Ubunifu wa jumla (Kiambatisho cha helmet, utaratibu wa kurekebisha angle,..)

- Programu ya Android:

- Tekeleza kugundua na kusahihisha njia

- Uwezo wa mtumiaji kuingiza anwani ya marudio

- Njia za njia?

- Ergonomics / Aesthetics

Ugavi:

Muhimu

- Bodi ya maendeleo ya esp32

- Smartphone yoyote ya hivi karibuni ya android (Bluetooth imewezeshwa)

- SSD1306 au skrini inayowezeshwa ya 96 "OLED (yangu ilikuwa saizi 128x64, angalia" The brain: Microcontroller & Screen "part)

- Kiakisi (kipande chochote cha akriliki / glasi / plexiglass kitafanya)

- Lens ya Fresnel (mgodi ulikuwa na F. urefu wa karibu 13cm, angalia sehemu ya "Lens uchaguzi")

Zana

- Chuma cha Soldering

- Bodi ya mkate

- Kamba chache za kuruka

- 3d printer / huduma ya uchapishaji 3d

Hatua ya 1: Jinsi Inavyofanya Kazi Yote: Chaguzi za Ubuni Zimefafanuliwa

Wazo la kimsingi la Kuonyesha Juu ni kuonyesha picha mbele ya maono ya mtu, kwa hivyo sio lazima waangalie mbali na chochote wanachofanya (iwe ni majaribio ya ndege, au kuendesha pikipiki, ambayo itakuwa yetu mfano kesi).

Macho

Kitaalam, hii inaweza kupatikana kwa kuweka moja kwa moja skrini mbele ya macho ya mtumiaji. Walakini, skrini sio wazi, na kwa hivyo inazuia maono ya mtumiaji. Unaweza kuweka skrini mbele ya uso wa kutafakari, ambayo ingeonyesha yaliyomo kwenye skrini na pia kuona-kwa kutosha kwamba mtumiaji anaweza kuona kilicho mbele yake.

Walakini, njia hii ina kasoro kubwa: skrini halisi kawaida huwa karibu na macho ya mtumiaji kuliko ile ambayo mtumiaji anapaswa kuzingatia (mfano. Barabara iliyo mbele yake). Hii inamaanisha kuwa, ili kusoma kile kilicho kwenye uso wa kutafakari, macho ya mtumiaji itahitaji kubadilika kwa umbali wa onyesho kutoka kwa macho yake (wacha tuseme cm 20), na kisha itahitaji kubadilika tena ili kuzingatia barabara iliyo mbele (~ 2/5 mita). Wakati ambao shughuli hii yote inachukua ni wakati wa thamani ambao unapaswa kutumiwa kutazama barabara, na kuzoea mara kwa mara kunaweza kuwa mbaya kwa mtumiaji baada ya dakika chache tu.

Ndio sababu niliamua kuongeza lensi kati ya skrini na kionyeshi. Lens hii, ikiwa imechaguliwa kwa uangalifu, inapaswa kuruhusu uundaji wa picha halisi ya skrini (tazama muundo juu), ambayo baadaye itaonekana kuwa mbali zaidi na macho ya mtumiaji jinsi ilivyo, na hivyo kuhitaji mabadiliko kidogo ya ghafla (au hakuna hata kidogo, katika hali nzuri). Ubunifu huu huruhusu mtumiaji kutazama kwa haraka tafakari, kupata habari anayohitaji, na kutazama barabarani mara moja.

Jukumu la smartphone

Kwa sababu haikuwa kweli kujaribu na kutekeleza programu kamili ya urambazaji kwenye ESP32 peke yake, niliamua kutengeneza programu ya android ambayo itashughulikia hii. Programu basi ingehitaji tu kuwaambia ESP32 kile mtumiaji anapaswa kufanya ili kufika kwenye mwishilio wake, na ESP32 inawasilisha habari hiyo ingawa HUD (tazama takwimu ya "Jinsi moduli inavyofanya kazi").

Hatua ya 2: Sehemu - Wabongo: Microcontroller & Screen

Kama ilivyoelezwa hapo juu, nilipanga kuwa na moduli yangu ya kuonyesha habari ya urambazaji, wakati sio kweli kuhesabu nafasi halisi, ufuatiliaji na urambazaji wa wakati halisi. simu ya mtumiaji ingeweza kuwasiliana na moduli, na kuituma habari hiyo kisha kuonyeshwa kwenye HUD.

Ili kuwezesha mawasiliano kati ya simu ya mtumiaji na moduli, nilichagua kutumia bodi ya msingi ya ESP32 kwa mradi huu. Chaguo hili lilitokana na moduli hii maalum iliyo na uwezo wa kuingiliana wa Bluetooth, pamoja na maelezo mengine machache ya kupendeza (rahisi kutumia Uhifadhi Usiyotetemeka, CPU mbili-msingi, RAM ya kutosha kuendesha onyesho la OLED kupitia I2C,…). Ni rahisi kubuni PCB zinazozunguka ESP32, ambayo nilizingatia. Pia nina uzoefu wa kitaalam wa kutumia na kubuni mizunguko na ESP32, ambayo kwa kweli ilishawishi chaguo langu.

Chaguo la skrini kimsingi lilikuja kwa chochote ninachoweza kupata kwamba ingawa ningekuwa mkali wa kutosha kwa matumizi ya y, wakati pia ni mdogo iwezekanavyo. Sikuwa na wasiwasi sana juu ya idadi ya saizi za skrini, kwani lengo langu lilikuwa kuwa na UI ndogo sana na rahisi.

Ikumbukwe kwamba dereva wa skrini anapaswa kuungwa mkono na maktaba ambayo inaruhusu kuakisi picha. Hiyo ni kwa sababu picha iliyoonyeshwa hupigwa wakati inapita kupitia lensi na inaonekana kwenye kiboreshaji, na sio lazima kurudisha nyuma kile kinachoonyeshwa ni uzito mkubwa kutoka kwa mabega yetu kama wajenzi.

Hatua ya 3: Sehemu - Macho: Kupata Maelewano

Macho ya mradi huu ilikuwa ngumu sana kuikaribia, kwani sikujua ni nini hata nilikuwa nikitafuta wakati nilianza mradi huu. Baada ya utafiti, nilielewa kuwa kile nilitaka kufanya ni kuunda "picha halisi" ya skrini yangu ya OLED, ambayo itaonekana kuwa mbali zaidi na jicho kuliko ilivyo kweli. Umbali mzuri wa picha hii inayoundwa inaweza kuwa karibu mita 2-5 mbele ya dereva, hii inaonekana kuwa umbali wa vitu tunavyozingatia tunapoendesha (magari mengine, matuta barabarani, nk …).

Ili kufikia lengo hilo, nilichagua kutumia lensi ya Fresnel, kwa kuwa hizi ni kubwa sana, ni za bei rahisi, zilionekana kutoa umbali mzuri wa kutosha kwa mradi wangu, na zinaweza kukatwa na mkasi rahisi (ambayo sio kesi ya lenses za glasi zenye umbo lililosafishwa zaidi). Lens za Fresnel zinaweza kupatikana majina kama "kipaza sauti cha mfukoni" au "kipaza sauti cha kusoma kadi", kwani zinafaa sana kusaidia watu wenye macho mabaya kusoma.

Kimsingi, ujanja hapa ulikuwa juu ya kupata maelewano sahihi kati ya:

- Kuwa na umbali wa picha inayofaa (ambayo ni kwamba, HUD itaonekana kuwa mbali kwa mtumiaji, au ni umbali gani mtumiaji atalazimika kurekebisha macho yake ili kuona kilicho kwenye HUD)

- Kuwa na maandishi kwenye skrini hayatapanuliwa sana na lensi (ambayo kimsingi ni ukuzaji)

- Kuwa na umbali mzuri kati ya skrini ya OLED na lensi, ambayo inaweza kusababisha moduli kubwa sana

Mimi mwenyewe niliamuru lensi kadhaa tofauti kwenye amazon, na nikaamua urefu wao wa kuzingatia, kabla ya kuchagua moja na F. urefu wa karibu 13 cm. Nimepata F.length huyu, na umbali wa Lens OLED ya 9cm, alinipa picha ya kuridhisha kwenye tafakari yangu (angalia picha za mwisho hapo juu).

Kama utakavyoona kwenye vielelezo vyangu, ili kuzingatia vizuri maandishi yaliyoonyeshwa, kamera inayotumiwa kuchukua picha hizi lazima ibadilike kana kwamba inazingatia kitu cha mbali, ambacho hufanya kila kitu kwenye ndege ile ile kama kionyeshi kuonekana kuwa blur. Hii ndio tunataka kwa HUD yetu.

Unaweza kupata faili za 3d kwa mmiliki wa lensi hapa.

Hatua ya 4: Sehemu - Chombo cha Kushikilia Zote

Kama ninavyoandika Maagizo haya, kontena halisi ambalo litashikilia kila kipande cha onyesho la vichwa halikuundwa kabisa. Lakini nina maoni machache juu ya sura yake ya jumla na jinsi ya kushughulikia shida fulani (kama jinsi ya kushikilia tafakari bado, na kuifanya kuhimili upepo wa 100+ km / h). Hii bado ni kazi inayoendelea.

Hatua ya 5: Kuunda Itifaki ya Moduli Yetu

Ili kupeleka maagizo ya urambazaji kutoka kwa simu kwenda kwa bodi ya maendeleo, ilibidi nipe itifaki ya mawasiliano yangu ambayo itaniruhusu kutuma kwa urahisi data inayohitajika kutoka kwa simu, na pia kuwezesha usindikaji wake mara tu unapopokelewa.

Wakati wa kuandika Maagizo haya, habari ambayo ilihitaji kupitishwa kutoka kwa simu ili kuabiri na moduli ilikuwa:

- Aina ya ujanja ijayo (zamu rahisi, pande zote, kuunganisha kwenye barabara nyingine,…)

- Maagizo sahihi ya ujanja (inayotegemea aina ya ujanja: kulia / kushoto kwa zamu; ambayo hutoka kuchukua kwa mzunguko,…)

- Umbali uliobaki kabla ya ujanja unaokuja (kwa mita kwa sasa)

Niliamua kuandaa data hii kwa kutumia muundo wa sura ifuatayo:

: maagizo ya aina, umbali;

Ingawa sio suluhisho nzuri, hii inaruhusu sisi kutenganisha kwa urahisi na kutofautisha kila uwanja wa itifaki yetu, ambayo iliwezesha usimbuaji upande wa ESP32.

Ni muhimu kuzingatia kwamba, kwa huduma za siku zijazo, habari zingine zinaweza kuhitaji kuongezwa kwenye itifaki hii (kama siku na wakati halisi, au muziki unaochezwa kwenye simu ya mtumiaji), ambayo ingewezekana kwa urahisi kutumia hiyo hiyo kujenga mantiki kama sasa.

Hatua ya 6: Kanuni: Upande wa ESP32

Nambari ya ESP32 kwa sasa ni rahisi sana. Inatumia maktaba ya U8g2lib, inayowezesha udhibiti rahisi wa skrini ya OLED (wakati inawezesha uakisi wa picha iliyoonyeshwa).

Kimsingi, ESP32 yote hufanya ni kupokea data ya serial kupitia Bluetooth wakati programu inaituma, kuigundua, na kuonyesha data hii au picha kulingana na data hii (kwa mfano. Kuonyesha mshale badala ya sentensi "pinduka kushoto / kulia"). Nambari ni hii hapa:

/ * Mpango wa kudhibiti HUD kutoka kwa programu ya admin kupitia serial Bluetooth * / # ni pamoja na "BluetoothSerial.h" // Faili ya kichwa ya Bluetooth ya serial, itaongezwa kwa chaguo-msingi kwenye Arduino # ni pamoja na # pamoja #ifdef U8X8_HAVE_HW_SPI # ni pamoja na # endif # ifdef U8X8_HAVE_HW_I2C # ni pamoja na # endif // mjenzi wa maktaba ya OLED, inahitaji kubadilishwa ipasavyo na skrini yako // Mashine ya serikali imegundua maadili ya uwanja + tofauti # fafanua ujanjaSura ya 1 # fafanua maagizoSura ya 2 # fafanua umbaliSura ya 3 # fafanua mwishoOfFrame 4int detected_field = endOfFrame; BluetoothSerial serialBT; // Kitu cha Bluetoothchar inayoingia_char; char maneuver [10]; maagizo ya char [10]; char umbali [10]; char tempManeuver [10]; char tempInstructions [10]; char tempDistance [10]; int nbr_char_maneuver = 0; int nbr_char_instructions = 0; int nbr_char_distance = 0; ukamilifu wa boolean = uwongo; usanidi batili () {Serial.begin (9600); // Anza mfuatiliaji wa serial katika bauds 9600 u8g2. Anza (); // Init OLED kudhibiti serialBT. Kuanza ("ESP32_BT"); // Jina la ucheleweshaji wa Ishara ya Bluetooth (20); Serial. Serial.print ("Imepokelewa:"); Serial.println (inayoingia_char); } kubadili (detected_field) {kesi maneuverField: Serial.println ("Uwanja uliogunduliwa: ujanja"); ikiwa (incoming_char == '.') // Sehemu inayofuata imegunduliwa {detected_field = instructionsField; } mwingine {// Jaza ujanja wa aina ya ujanja [nbr_char_maneuver] = incoming_char; nbr_char_maneuver ++; } kuvunja; Maagizo ya kesiSimu: Serial.println ("Uwanja uliogunduliwa: maagizo"); ikiwa (incoming_char == ',') // Sehemu inayofuata imegunduliwa {detected_field = distanceField; } mwingine {// Jaza maagizo ya safu ya maelezo ya maagizo [nbr_char_instructions] = incoming_char; nbr_char_ maagizo ++; } kuvunja; Masafa ya kesiSimu: Serial.println ("Uwanja uliogunduliwa: umbali"); ikiwa (incoming_char == ';') // Mwisho wa Sura umegunduliwa {detected_field = endOfFrame; Serial.print ("ujanja:"); Serial.println (ujanja); Serial.print ("maagizo:"); Serial.println (maagizo); Serial.print ("umbali:"); Serial.println (umbali); ukamilifu = kweli; sasisha_Display (); // Sura kamili imepokelewa, ichanganue na uonyeshe data ya mpokeaji} mwingine {// Jaza umbali wa safu ya maelezo ya umbali [nbr_char_distance] = incoming_char; nbr_char_distance ++; } kuvunja; kesi endOfFrame: ikiwa (incoming_char == ':') detected_field = maneuverField; // Fremu mpya imegundua mapumziko; default: // Usifanye chochote kuvunja; } kuchelewesha (20);} batili sasisho_Display () {// Cache kila safu safu ili kuzuia mizozo inayoweza kutokea memcpy (tempManeuver, maneuver, nbr_char_maneuver); memcpy (tempInstructions, maelekezo, nbr_char_instructions); memcpy (tempDistance, umbali, nbr_char_distance); parseCache (); // Parse na mchakato wa safu ya safu kamili = sentensi; // Sentensi imechakatwa, tayari kwa ijayo} batiliCache parseCache () {u8g2.clearBuffer (); // futa kumbukumbu ya ndani u8g2.setFont (u8g2_font_ncenB10_tr); // chagua fonti inayofaa // safu ya safu -> lazima ya kamba kutumia substring () kazi String maneuverString = tempManeuver; Maagizo ya kambaString = tempInstructions; // Kutekeleza itifaki hapa. Inasaidia tu zamu kwa sasa. ikiwa (maneuverString.substring (0, 4) == "geuka") {// Angalia aina ya ujanja Serial.print ("WAGA UTAFUTWA"); ikiwa (instructionsString.substring (0, 5) == "kulia") {// Angalia maagizo maalum na uonyeshe ipasavyo u8g2.drawStr (5, 15, "-"); } mwingine ikiwa (instructionsString.substring (0, 4) == "kushoto") {// Angalia maagizo maalum na uonyeshe ipasavyo u8g2.drawStr (5, 15, "<---"); } mwingine u8g2.drawStr (5, 15, "Hitilafu"); // Sehemu batili ya maagizo} / * Tekeleza aina nyingine za ujanja (pande zote, nk.) * Mwingine ikiwa (tempManeuver == "rdbt") {* *] * / u8g2.drawStr (5, 30, tempDistance); // Onyesha umbali uliobaki u8g2.sendBuffer (); // kuhamisha kumbukumbu ya ndani kwenye onyesho // Rudisha safu zote za char kabla ya kusoma kwa maandishi ya pili (maneuver, 0, 10); memset (maagizo, 0, 10); memset (umbali, 0, 10); memset (tempManeuver, 0, 10); memset (Maagizo ya temp, 0, 10); memset (tempDistance, 0, 10); // Rudisha idadi ya vitu katika safu nbr_char_distance = 0; nbr_char_instructions = 0; nbr_char_maneuver = 0;}

Hatua ya 7: Kanuni: Upande wa Android

Kwa programu ya smartphone, niliamua kutumia SDK ya urambazaji ya Mapbox, kwani inatoa huduma nyingi muhimu wakati wa kujenga ramani ya urambazaji kutoka mwanzo. Inaruhusu pia matumizi ya wasikilizaji wengi muhimu, ambayo kwa kweli husaidia kufanya moduli hii ifanye kazi. Nilitumia pia maktaba ya android-bluetooth-serial ya harry1453 kwa admin, kwani ilifanya mawasiliano ya serial ya Bluetooth iwe rahisi sana kuweka pamoja.

Ikiwa unataka kujenga programu hii nyumbani, utahitaji kupata ishara ya ufikiaji wa Mapbox, ambayo ni bure hadi idadi fulani ya maombi kwa mwezi. Itabidi uweke ishara hii kwenye nambari, na ujenge programu upande wako. Utahitaji pia kuweka nambari kwenye anwani yako mwenyewe ya ESP32 ya Bluetooth MAC.

Kama inavyosimama, programu inaweza kukuongoza kutoka eneo lako la sasa hadi eneo lolote ambalo unaweza kubofya kwenye ramani. Kama ilivyoelezwa kwenye utangulizi, hata hivyo, haiauni ujanja mwingine wowote kuliko zamu, na bado haishughulikii njia-mbali.

Unaweza kupata nambari yote ya chanzo kwenye github yangu.

Hatua ya 8: Ni nini Kinachofuata?

Sasa kwa kuwa programu inafanya kazi ya kutosha kuongoza mtumiaji wake kwenye njia iliyowekwa (ikiwa hakuna tofauti kutoka kwa njia iliyowekwa), lengo langu kuu litakuwa kuboresha programu ya smartphone, na kutekeleza uwezo kadhaa ambao ungefanya moduli kuwa kifaa kinachofaa cha urambazaji. Hii ni pamoja na kuwezesha mawasiliano ya Bluetooth kutoka kwa simu hata wakati skrini imezimwa, na pia msaada kwa aina zingine za ujanja (pande zote, kuunganisha,…). Pia nitatumia kipengee cha kurudia ikiwa mtumiaji atatoka kwenye njia ya asili.

Wakati haya yote yamekamilika, nitaboresha kontena na kiambatisho chake, nichapishe 3d, na jaribu kuchukua moduli kwa kukimbia kwa kwanza.

Ikiwa kila kitu kitaenda sawa, lengo langu la muda mrefu ni kubuni PCB maalum kwa umeme uliowekwa ndani ya mradi huu, ambao utaokoa nafasi nyingi kwenye bidhaa ya mwisho.

Ninaweza pia kuongeza huduma zingine kwa moduli hii katika siku zijazo, pamoja na onyesho la wakati, na kengele ya arifa ya simu, ambayo inaweza kufanya ikoni ionekane wakati mtumiaji anapokea ujumbe wa maandishi au simu. Mwishowe ningependa kuongeza uwezo wa Spotify kwenye moduli hii, kama shabiki mkubwa wa muziki. Walakini, kwa wakati huu kwa wakati, hii ni nzuri tu kuwa nayo.

Hatua ya 9: Hitimisho na Shukrani Maalum

Kama nilivyoeleza katika utangulizi, ingawa mradi huu haujakamilika, nilitaka kuushiriki na ulimwengu, kwa matumaini kwamba inaweza kuhamasisha mtu mwingine. Pia nilitaka kuandikisha utafiti wangu juu ya mada hii, kwani hakuna masilahi mengi ya kupendeza kwa AR na HUD, ambayo nadhani ni aibu.

Ninataka kutoa asante kubwa kwa Awall99 na Danel Quintana, ambao mradi wao wa ukweli uliodhabitiwa ulinitia moyo sana katika utengenezaji wa moduli hii.

Asante nyote kwa umakini wako, nitahakikisha nitachapisha sasisho mradi huu utakapoboreshwa katika siku za usoni. Wakati huo huo, tutaonana baadaye!