Perun - 車載ダッシュボード

QtとKotlinを用いて、多彩なアニメーションを備えた車載コックピット向けHMIデモを開発しました。Android OSとカスタムYocto Linuxシステムの両方に対応しています。

Qt frameworkYocto

デモについて

分野

車載 / 組み込みHMI

技術スタック

Qt6 · QML · Kotlin Jetpack Compose · Yocto · Android

ターゲットハードウェア

Toradex Verdin iMX8M Plus

対応範囲

組み込みGUI開発 | UX/UIデザイン | クロスプラットフォーム比較

Perunは、当社チームが社内で開発した車載コックピット向けHMIです。同一のインストルメントクラスターを、カスタムYocto Linux上のQt6/QML版と、Android上のKotlin版の2種類で実装し、QtとAndroidを比較するホワイトペーパーの制作に活用しました。

エンジニアリング上の課題

  • 同一の車載HMIを2つの環境で構築しながら、外観と動作の一貫性を維持すること。
  • 両方のターゲット向けにOSスタックを構築し、カスタムYocto LinuxイメージとAndroidビルドをそれぞれ作成して、同じHMIを各環境で動作させること。
  • QtとAndroidの比較が公平かつ有意義なものになるよう、両方のアプリケーションとOSを慎重に最適化すること。
  • 既製のコントロールに頼らず、カスタムゲージ、マスク処理を施したレベルインジケーター、アニメーションパス、スタイル付きウィジェットなど、ほぼすべてのビジュアル要素をゼロから描画すること。

アプリケーションの主な特長

スピードメーターは、アニメーションするアナログ針と大きなデジタル速度表示を組み合わせ、ドライバーがひと目で走行速度を把握できるよう設計されています。発光するスケールは現在の速度に応じて動的に変化し、ギアインジケーターも同じコンパクトな表示領域内で走行状況を分かりやすく伝えます。

車両ステータス画面では、車両を上から見たビューで、ドアやトランクの開閉状態、タイヤ空気圧、バッテリー状態、エンジン温度などのシミュレーション情報を表示します。データの変化に応じて各インジケーターがアニメーションし、ドアの開閉やシステムのOK/NOK状態など、変化する車両状態をひと目で確認できます。

中央のスピードメーターを囲むように16種類のステータス/警告インジケーターを配置し、クルーズコントロール、レーンキープ、ABSをはじめとする運転支援、安全、ライティング、車両システムの各種状態を表示します。実際の走行を想定したシミュレーションデータに応じて、作動状態、警告、異常を動的に反映し、点灯する方向指示器によって進行方向も明確に確認できます。

「Power and Energy」セクションでは、出力、エネルギー消費量、バッテリー残量、航続可能距離、充電状態など、実際の車両データを想定したシミュレーション情報を可視化します。アニメーション付きのマスクメーターでリアルタイムのkW/kWh値を表示し、バッテリーインジケーターでは残量のパーセンテージと推定航続距離を組み合わせて表示します。

ナビゲーションパネルでは、設定されたルートを動的に描画し、アニメーションする車両マーカーによって走行の進捗と進行方向を表示します。さらに、残りの走行距離、経過時間、目的地までの予想到着時間など、ドライブに必要な主要情報もあわせて確認できます。

開発インサイトPDF

本アプリケーションは、同一条件下で両プラットフォームの性能を評価するため、Qt版とAndroid版 - Kotlin Jetpack Compose - の両方を開発しました。興味深い比較結果が得られています。

組み込みハードウェア上での開発工数、UIの応答性、リソース使用量、実装上のトレードオフについて、各技術スタックを詳しく比較したホワイトペーパーをご覧ください。

  • 実測ベンチマークに基づく比較
  • 主観ではなく、数値で検証
QT VS ANDROID ホワイトペーパーを読む

パフォーマンス指標の一部をご紹介

59 FPSで安定動作

同一ハードウェア上で、Android版の約32 FPSに対し、Qt版は約59 FPSを安定して維持。目に見えるカクつきのない、滑らかな画面遷移を実現しました。

CPU使用率 34%

Qt版の平均CPU使用率は約34%で、Android版の約41%を下回りました。これにより、セーフティクリティカルな処理を含む、ほかのタスクにより多くのリソースを割り当てられます。

完全起動まで10秒

Yocto上のQt版では、約10秒でインストルメントクラスターを表示しました。約40秒を要したAndroid版と比べて、およそ4倍高速です。ディスプレイをほぼ瞬時に起動する必要がある用途では、特に重要な差となります。

メモリ使用量 109 MB

Qt版のメモリ使用量は約109 MBで、Android版の約161 MBを下回りました。多数のデバイスを展開する場合、わずかなメモリ差でも、ハードウェアの選定やコストに影響します。

対応プラットフォーム

  • 動作確認・検証済み環境:Toradex Verdin iMX8M Plus、NXP i.MX 8M Plus Applications Processor、クアッドコア Arm Cortex-A53 @ 1.8 GHz + Cortex-M7 @ 800 MHz
  • Android OSおよびカスタムYocto Linuxイメージ
  • OpenGL対応ディスプレイドライバーを備え、Qt6が動作する任意の組み込みLinuxボード
  • 任意のデスクトッププラットフォーム(macOS / Linux / Windows)

Figmaによるオリジナルデザイン

Perunダッシュボードのすべての要素は、社内でFigmaを使用して設計しました。レイヤー状のグラデーション、柔らかなシャドウ、発光するインジケーター、滑らかなアニメーション遷移を組み合わせた、視覚表現豊かなダークテーマのインストルメントクラスターです。こうした表現を組み込みハードウェア上で鮮明かつ滑らかに描画するには、デザインとエンジニアリングの緊密な連携が欠かせません。当社チームは、設計から実装まで一貫して高品質な仕上がりを提供します。

製品、ブランド、ハードウェアに合わせたUI/UXデザインを、単独のサービスとしても提供しています。

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Lukas Kosiński

Lukas Kosiński

代表取締役CEO

私たちは日々、Qtおよび組み込みソフトウェアの開発に取り組んでいます。私はこれまでに3度、「Qt Champion」に選出されています。

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