一种分体式的AR显示设备和显示方法与流程

一种分体式的ar显示设备和显示方法
技术领域
1.本申请涉及增强现实领域，特别是涉及一种分体式的ar显示设备和显示方法。


背景技术：

2.随着增强现实技术(augmented reality，简称为ar)的快速发展，各大消费电子厂商均发布了各种不同形态的ar眼镜，ar眼镜作为一种日常出行中也能穿戴的智能电子设备，消费者对其穿戴体验和外观要求也随之提高，目前市场上的一体式ar眼镜存在外形较大，重量较重，穿戴体验较差的问题；而分体式眼镜存在眼镜显示部分厚重，硬件设计复杂，显示驱动部分成本高，很难被大众消费者所接受。
3.目前针对相关技术中ar眼镜的重量较重和显示驱动部分成本较高的问题，尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本申请实施例提供了一种分体式的ar显示设备和显示方法，以至少解决相关技术中ar眼镜的重量较重和显示驱动部分成本较高的问题。
5.第一方面，本申请实施例提供了一种分体式ar显示设备，其特征在于，所述ar显示设备包括显示装置和运算处理装置，其中，所述显示装置包括信息采集模块、计算处理模块、显示模块和接口模块，所述显示装置与所述运算处理装置通过所述接口模块进行连接；
6.所述计算处理模块通过所述信息采集模块获取所述ar显示设备所在环境的环境信息；
7.所述计算处理模块对所述环境信息进行处理，得到环境信号；
8.所述计算处理模块通过所述接口模块将所述环境信号传输到所述运算处理装置；
9.所述运算处理装置对所述环境信号进行处理，得到第一显示信号；
10.所述运算处理装置通过所述接口模块将所述第一显示信号传输到所述显示模块并进行显示。
11.在其中一些实施例中，所述信息采集模块包括惯性感测元件、光学感测元件、音频感测模块和摄像头模块，所述计算处理模块通过所述信息采集模块获取所述ar显示设备所在环境的环境信息包括：
12.所述惯性感测元件获取所述ar显示设备的运动信息；
13.所述光学感测元件获取所述ar显示设备所在环境的环境光信息；
14.所述音频感测模块获取所述ar显示设备所在环境的环境音频信息；
15.所述摄像头模块获取所述ar显示设备所在环境的环境图像信息。
16.在其中一些实施例中，所述接口模块包括usb集线元件、type
‑
c接口元件，所述计算处理模块通过所述接口模块将所述环境信号传输到所述运算处理装置包括：所述计算处理模块将所述环境信号传输到所述usb集线元件，所述usb集线元件对所述环境信号进行处理，并通过所述type
‑
c接口元件传输到所述运算处理装置。
17.在其中一些实施例中，所述接口模块还包括信号切换控制模块，其中，信号切换控制模块包括dp
‑
mipi接口元件，所述运算处理装置通过所述接口模块将所述第一显示信号传输到所述显示模块进行显示包括：
18.所述运算处理装置将所述第一显示信号传输到所述dp
‑
mipi接口元件；
19.所述计算处理模块通过所述dp
‑
mipi接口元件将所述第一显示信号处理得到第二显示信号；
20.所述计算处理模块通过所述dp
‑
mipi接口元件将所述第二显示信号传输到所述显示模块；
21.所述计算处理模块通过所述显示模块将第二显示信号处理成影像信号并进行显示。
22.在其中一些实施例中，所述音频感测模块包括音频采集元件、音频播放元件和音频控制元件，所述音频感测模块获取所述ar显示设备所在环境的环境音频信息包括：
23.所述音频控制元件通过所述音频采集元件获取所述ar显示设备所在环境的环境音频信息；
24.所述音频控制元件接收所述接口模块的音频信号，并通过所述音频播放元件将所述音频信号进行播放。
25.在其中一些实施例中，所述摄像头模块包括rgb摄像元件、第一摄像元件和第二摄像元件，所述摄像头模块获取所述ar显示设备所在环境的环境图像信息包括：
26.所述rgb摄像元件实时获取所述ar显示设备所在环境的视频图像信息；
27.所述第一摄像元件与所述第二摄像元件实时获取所述ar显示设备所在环境的空间信息。
28.在其中一些实施例中，所述显示模块包括光波导驱动和显示元件，所述计算处理模块通过所述显示模块将第二显示信号处理成影像信号并进行显示包括：所述计算处理模块通过控制所述光波导驱动的逻辑运算，将第二显示信号处理成影像信号，并在所述显示元件上进行显示。
29.第二方面，本申请实施例提供了一种分体式ar显示方法，其特征在于，所述ar显示方法包括：
30.计算处理模块通过信息采集模块获取所述ar显示设备所在环境的环境信息；
31.所述计算处理模块对所述环境信息进行处理，得到环境信号；
32.所述计算处理模块通过接口模块将所述环境信号传输到运算处理装置；
33.所述运算处理装置对所述环境信号进行处理，得到第一显示信号；
34.所述运算处理装置通过所述接口模块将所述第一显示信号传输到所述显示模块并进行显示。
35.在其中一些实施例中，所述接口模块还包括信号切换控制模块，其中，信号切换控制模块包括dp
‑
mipi接口元件，所述运算处理装置通过所述接口模块将所述第一显示信号传输到所述显示模块进行显示包括：
36.所述运算处理装置将所述第一显示信号传输到所述dp
‑
mipi接口元件；
37.所述计算处理模块通过所述dp
‑
mipi接口元件将所述第一显示信号处理得到第二显示信号；
38.所述计算处理模块通过所述dp
‑
mipi接口元件将所述第二显示信号传输到所述显示模块；
39.所述计算处理模块通过所述显示模块将第二显示信号处理成影像信号并进行显示。
40.在其中一些实施例中，所述显示模块包括光波导驱动和显示元件，所述计算处理模块通过所述显示模块将第二显示信号处理成影像信号并进行显示包括：所述计算处理模块通过控制所述光波导驱动的逻辑运算，将第二显示信号处理成影像信号，并在所述显示元件上进行显示。
41.相比于相关技术，本申请实施例提供的一种分体式的ar显示设备和方法，通过信息采集模块获取所述ar显示设备所在环境的环境信息，计算处理模块对所述环境信息进行处理，得到环境信号，并通过接口模块将所述环境信号传输到运算处理装置，运算处理装置对所述环境信号进行处理，得到第一显示信号，dp
‑
mipi接口元件将第一显示信号处理得到第二显示信号，计算处理模块控制光波导驱动的逻辑运算，将第二显示信号处理成影像信号，并在所述显示元件上进行显示，解决了ar眼镜的重量较重和显示驱动部分成本较高的问题，实现了降低ar眼镜的重量和成本。
附图说明
42.此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
43.图1是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的结构框图；
44.图2是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图一；
45.图3是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图二；
46.图4是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图三；
47.图5是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图四；
48.图6是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图五；
49.图7是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图六；
50.图8是根据本申请实施例的分体式ar显示方法的流程图。
51.附图说明：11、显示装置；12、运算处理装置；13、信息采集模块；14、计算处理模块；15、显示模块；16、接口模块；21、惯性感测元件；22、光学感测元件；23、音频感测模块；24、摄像头模块；31、usb集线元件；32、type
‑
c接口元件；41、信号切换控制模块；51、音频采集元件；52、音频播放元件；53、音频控制元件；61、rgb摄像元件；62、第一摄像元件；63、第二摄像元件；71、光波导驱动；72、显示元件。
具体实施方式
52.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
53.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域
的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
54.在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
55.除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、设备、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
56.本申请实施例提供了一种分体式ar显示设备，图1是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的结构框图，如图1所示，该ar显示设备包括显示装置11和运算处理装置12，其中，显示装置11包括信息采集模块13、计算处理模块14、显示模块15和接口模块16，显示装置11与运算处理装置12通过接口模块16进行连接，需要说明的是，显示装置11的内部配置有内置电源，运算处理装置12可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等具有一定运算能力的设备，同时运算处理装置12可以外接电源，也可以充当显示装置11的外接电源；
57.计算处理模块14通过信息采集模块13获取ar显示设备所在环境的环境信息；
58.计算处理模块14对环境信息进行处理，得到环境信号；
59.计算处理模块14通过接口模块16将环境信号传输到运算处理装置12；
60.运算处理装置12对环境信号进行处理，得到第一显示信号；
61.运算处理装置12通过接口模块16将第一显示信号传输到显示模块15并进行显示。
62.通过本申请实施例提供的分体式的ar显示设备，信息采集模块13获取所述ar显示设备所在环境的环境信息，计算处理模块14对所述环境信息进行处理，得到环境信号，并通过接口模块16将所述环境信号传输到运算处理装置12，运算处理装置12对所述环境信号进行处理，得到第一显示信号，运算处理装置12通过接口模块16将第一显示信号传输到显示模块15并进行显示，由于ar显示设备的显示装置11和运算处理装置12是分离的，并且运算
处理装置12可以外接电源，也可以充当显示装置11的外接电源，用户可以对需要更新升级的硬件进行单独的更新升级，无需整体更换，解决了ar眼镜更新换代成本高的问题，提高了ar显示设备的续航能力和性能
63.在其中一些实施例中，图2是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图一，如图2所示，信息采集模块13包括惯性感测元件21、光学感测元件22、音频感测模块23和摄像头模块24，惯性感测元件21具体包括陀螺仪、加速度计和磁力计等力学相关检测元件，其中，计算处理模块14通过信息采集模块13获取ar显示设备所在环境的环境信息包括：
64.惯性感测元件21获取ar显示设备的运动信息；
65.光学感测元件22获取ar显示设备所在环境的环境光信息；
66.音频感测模块23获取ar显示设备所在环境的环境音频信息；
67.摄像头模块24获取ar显示设备所在环境的环境图像信息。
68.在其中一些实施例中，图3是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图二，如图3所示，接口模块16包括usb集线元件31、type
‑
c接口元件32，usb集线元件31具体包括usb hub芯片，type
‑
c接口元件32具体为type
‑
c的usb3.0高速接口，计算处理模块14通过接口模块16将环境信号传输到运算处理装置12包括：计算处理模块14将环境信号传输到usb hub芯片，usb hub芯片对环境信号进行处理，并通过type
‑
c的usb3.0高速接口传输到运算处理装置12。
69.在其中一些实施例中，图4是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图三，如图4所示，接口模块16还包括信号切换控制模块41，其中，信号切换控制模块41具体包括dp
‑
mipi接口元件，信号切换控制模块41具体还包括dp&usb接口元件，同时，dp
‑
mipi接口元件具体为dp
‑
mipi接口芯片，dp&usb接口元件具体为dp&usb的usb3.0高速接口，运算处理装置12通过接口模块16将第一显示信号传输到显示模块15进行显示包括：
70.运算处理装置12将第一显示信号传输到dp&usb的usb3.0高速接口；
71.计算处理模块14通过控制dp&usb的usb3.0高速接口的信号切换逻辑将第一显示信号转换成dp信号；
72.计算处理模块14再将该dp信号传输到dp
‑
mipi接口芯片，转换成mipi信号；
73.计算处理模块14将该mipi信号传输到显示模块15；
74.计算处理模块14通过显示模块15将该mipi信号处理成影像信号并进行显示。
75.在其中一些实施例中，图5是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图四，如图5所示，音频感测模块23包括音频采集元件51、音频播放元件52和音频控制元件53，音频控制元件53具体为usb audio codec芯片，其中，音频感测模块23获取ar显示设备所在环境的环境音频信息包括：
76.该usb audio codec芯片通过音频采集元件51获取ar显示设备所在环境的环境mic信号；
77.该usb audio codec芯片接收接口模块16的音频信号，并通过音频播放元件52将音频信号进行播放。
78.在其中一些实施例中，图6是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图五，如图6所示，摄像头模块24包括rgb摄像元件61、第一摄像元件62和第二摄像元件
63，第一摄像元件62具体为第一6dof摄像头(别称鱼眼摄像头)，第二摄像元件63具体为第二6dof摄像头，同时，摄像头模块24还包括usb桥接芯片和视频合成器，其中，摄像头模块24获取ar显示设备所在环境的环境图像信息包括：
79.rgb摄像元件61实时获取ar显示设备所在环境的视频图像信息；
80.第一6dof摄像头与第二6dof摄像头实时获取ar显示设备所在环境的空间信息；
81.通过rgb摄像元件61实时获取的的视频图像信息，以及第一6dof摄像头与第二6dof摄像头(双目鱼眼摄像头)实时扫描环境的空间信息，在usb桥接芯片中将环境图像信号转变为usb信号，发送到usb hub芯片，然后送给运算处理装置12进行处理，实现对现实三维空间进行实时毫米级的定位和地图构建，头部6dof功能以及手势识别功能。
82.在其中一些实施例中，图7是根据本申请实施例的分体式ar显示设备的具体结构框图六，如图7所示，显示模块15包括光波导驱动71和显示元件72，光波导驱动71具体包括两个数字微镜器件驱动(dmd driver和pmic)，显示元件72具体包括两个数字微镜器件(dmd)，其中，计算处理模块14通过显示模块15将第二显示信号处理成影像信号并进行显示包括：计算处理模块14通过控制数字微镜器件驱动(dmd driver和pmic)的逻辑运算，将第二显示信号处理成影像信号，并在数字微镜器件(dmd)上进行显示，通过控制数字微镜器件驱动(dmd driver和pmic)的逻辑运算，将第二信号处理成影像信号，并在数字微镜器件(dmd)上进行显示，解决了ar眼镜的显示驱动部分成本较高的问题，降低了ar眼镜成本。
83.本申请实施例提供了一种分体式ar显示方法，图8是根据本申请实施例的分体式ar显示方法的流程图，如图8所示，该方法包括如下步骤：
84.s802，计算处理模块14通过信息采集模块13获取ar显示设备所在环境的环境信息；
85.s804，计算处理模块14对环境信息进行处理，得到环境信号；
86.s806，计算处理模块14通过接口模块16将环境信号传输到运算处理装置12；
87.s808，运算处理装置12对环境信号进行处理，得到第一显示信号，并将第一显示信号传输到dp&usb的usb3.0高速接口；
88.s810，计算处理模块14通过控制dp&usb的usb3.0高速接口的信号切换逻辑将第一显示信号转换成dp信号；
89.s812，计算处理模块14再将该dp信号传输到dp
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mipi接口芯片，转换成mipi信号；
90.s814，计算处理模块14通过控制数字微镜器件驱动(dmd driver和pmic)的逻辑运算，将mipi信号处理成影像信号，并在数字微镜器件(dmd)上进行显示；
91.在本申请实施例中，通过步骤s802至s814，信息采集模块13获取所述ar显示设备所在环境的环境信息，计算处理模块14对所述环境信息进行处理，得到环境信号，并通过接口模块16将所述环境信号传输到运算处理装置12，运算处理装置12对所述环境信号进行处理，得到第一显示信号，计算处理模块14通过控制dp&usb的usb3.0高速接口的信号切换逻辑将第一显示信号转换成dp信号，再通过dp
‑
mipi接口芯片，转换成mipi信号，最后计算处理模块14通过控制数字微镜器件驱动(dmd driver和pmic)的逻辑运算，将mipi信号处理成影像信号，并在数字微镜器件(dmd)上进行显示，解决了ar眼镜的重量较重和显示驱动部分成本较高的问题，实现了降低ar眼镜的重量和成本。
92.本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组
合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
93.以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种分体式ar显示设备，其特征在于，所述ar显示设备包括显示装置和运算处理装置，其中，所述显示装置包括信息采集模块、计算处理模块、显示模块和接口模块，所述显示装置与所述运算处理装置通过所述接口模块进行连接；所述计算处理模块通过所述信息采集模块获取所述ar显示设备所在环境的环境信息；所述计算处理模块对所述环境信息进行处理，得到环境信号；所述计算处理模块通过所述接口模块将所述环境信号传输到所述运算处理装置；所述运算处理装置对所述环境信号进行处理，得到第一显示信号；所述运算处理装置通过所述接口模块将所述第一显示信号传输到所述显示模块并进行显示。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述信息采集模块包括惯性感测元件、光学感测元件、音频感测模块和摄像头模块，所述计算处理模块通过所述信息采集模块获取所述ar显示设备所在环境的环境信息包括：所述惯性感测元件获取所述ar显示设备的运动信息；所述光学感测元件获取所述ar显示设备所在环境的环境光信息；所述音频感测模块获取所述ar显示设备所在环境的环境音频信息；所述摄像头模块获取所述ar显示设备所在环境的环境图像信息。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述接口模块包括usb集线元件、type
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c接口元件，所述计算处理模块通过所述接口模块将所述环境信号传输到所述运算处理装置包括：所述计算处理模块将所述环境信号传输到所述usb集线元件，所述usb集线元件对所述环境信号进行处理，并通过所述type
‑
c接口元件传输到所述运算处理装置。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述接口模块还包括信号切换控制模块，其中，信号切换控制模块包括dp
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mipi接口元件，所述运算处理装置通过所述接口模块将所述第一显示信号传输到所述显示模块进行显示包括：所述运算处理装置将所述第一显示信号传输到所述dp
‑
mipi接口元件；所述计算处理模块通过所述dp
‑
mipi接口元件将所述第一显示信号处理得到第二显示信号；所述计算处理模块通过所述dp
‑
mipi接口元件将所述第二显示信号传输到所述显示模块；所述计算处理模块通过所述显示模块将第二显示信号处理成影像信号并进行显示。5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述音频感测模块包括音频采集元件、音频播放元件和音频控制元件，所述音频感测模块获取所述ar显示设备所在环境的环境音频信息包括：所述音频控制元件通过所述音频采集元件获取所述ar显示设备所在环境的环境音频信息；所述音频控制元件接收所述接口模块的音频信号，并通过所述音频播放元件将所述音频信号进行播放。6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述摄像头模块包括rgb摄像元件、第一摄像元件和第二摄像元件，所述摄像头模块获取所述ar显示设备所在环境的环境图像信息包括：
所述rgb摄像元件实时获取所述ar显示设备所在环境的视频图像信息；所述第一摄像元件与所述第二摄像元件实时获取所述ar显示设备所在环境的空间信息。7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述显示模块包括光波导驱动和显示元件，所述计算处理模块通过所述显示模块将第二显示信号处理成影像信号并进行显示包括：所述计算处理模块通过控制所述光波导驱动的逻辑运算，将第二显示信号处理成影像信号，并在所述显示元件上进行显示。8.一种分体式ar显示方法，其特征在于，所述ar显示方法包括：计算处理模块通过信息采集模块获取所述ar显示设备所在环境的环境信息；所述计算处理模块对所述环境信息进行处理，得到环境信号；所述计算处理模块通过接口模块将所述环境信号传输到运算处理装置；所述运算处理装置对所述环境信号进行处理，得到第一显示信号；所述运算处理装置通过所述接口模块将所述第一显示信号传输到所述显示模块并进行显示。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接口模块还包括信号切换控制模块，其中，信号切换控制模块包括dp
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mipi接口元件，所述运算处理装置通过所述接口模块将所述第一显示信号传输到所述显示模块进行显示包括：所述运算处理装置将所述第一显示信号传输到所述dp
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mipi接口元件；所述计算处理模块通过所述dp
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mipi接口元件将所述第一显示信号处理得到第二显示信号；所述计算处理模块通过所述dp
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mipi接口元件将所述第二显示信号传输到所述显示模块；所述计算处理模块通过所述显示模块将第二显示信号处理成影像信号并进行显示。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述显示模块包括光波导驱动和显示元件，所述计算处理模块通过所述显示模块将第二显示信号处理成影像信号并进行显示包括：所述计算处理模块通过控制所述光波导驱动的逻辑运算，将第二显示信号处理成影像信号，并在所述显示元件上进行显示。
技术总结
本申请涉及一种分体式的AR显示设备和显示方法，其中，该方法包括：计算处理模块通过信息采集模块获取所述AR显示设备所在环境的环境信息，计算处理模块对所述环境信息进行处理，得到环境信号，并通过接口模块将所述环境信号传输到运算处理装置，运算处理装置对所述环境信号进行处理，得到第一显示信号，DP


技术研发人员：翁志彬
受保护的技术使用者：杭州小派智能科技有限公司
技术研发日：2021.02.05
技术公布日：2021/6/25