随着汽车电子技术的快速发展,国内的中高档汽车开始搭载显示虚拟界面的全液晶仪表作为更加智能的人机交互窗口。然而,由于技术起步较晚,全液晶仪表在国内并未推广,也很少有厂商将中控的丰富功能转移至仪表端。另外,市面上的全液晶仪表基本都不具备对虚拟界面的运行故障检测机制。因此,本课题以可扩展性、实时性与稳定性为重点,设计了一款成本较低的全液晶仪表,并作为完全开源的方案提供给联合企业。首先,由于全液晶仪表尚未在国内普及,所以本课题从硬件与软件两方面着手控制了设计成本,但同时也十分注重产品的可靠性,确保其能最终商用。在硬件方面,采用了市面上一款性价比较高的核心板作为全液晶仪表的系统核心,在面向不同档次车型时易于更换,而硬件底板由课题所依托的智能网联实验室自主设计;在软件方面,本课题设计过程与现有的很多企业和科研单位不同,所采用的框架与开发工具全部是开源免费的。进一步地,本课题为了使企业人员在沿用整套方案时更加方便,设计了U-Boot与内核的分支开发策略。其中,调试版镜像支持内核、设备树与根文件系统的网络加载,为开发过程提供了极大的便利;最终版镜像则是经过深入优化,并根据全液晶仪表的实际使用需求所定制的轻量级系统,上电启动速度提升显著。考虑到产品未来面向用户的阶段,本课题也将用户体验度视作一项重要指标。通过设计视频接口,使得中控台能够将导航画面从后台转移至驾驶员视线中央的全液晶仪表端,实现了两设备之间的功能交互,进而支持中控台切换至其他界面以实现多功能用途。同时,为了更好地满足用户实际需求,本课题充分调研了有关驾驶员对界面显示需求的研究成果,采用了一套理论上非常符合用户期望的设计方案,并使用MPU厂商开源的SDK设计了支持按键操作菜单的GUI应用。此外,由于目前面市的全液晶仪表基本都没有引入对运行界面的后台自检机制,所以本课题为企业设计了一套基于盲水印技术的界面故障检测方案。首先对原宿主图像执行整数提升小波变换与快速QR分解并选定最合适的待嵌入位置,然后基于模运算嵌入水印。开发人员可以根据自身产品的硬件性能设置一个时间间隔,令GUI应用在运行时交替使用两套带有不同盲水印的重构图像,然后利用基于模运算的提取算法快速提取水印并与期望值对比,从而有效地检测出界面是否发生卡顿。最后,本课题利用噪声攻击模拟了全液晶仪表界面在运行时的不利情况。实验结果表明,在界面受较严重干扰时,故障检测算法仍可以以较高正确率提取出当前水印数据,验证了算法具有一定的鲁棒性。