用于在车辆仪表控制台上显示三维图像的系统和方法
【专利摘要】一种系统，其包括注视跟踪器，所述注视跟踪器配置成提供对应于操作者查看方向的注视数据。一个或多个处理器配置成分析注视数据以确定显示器是否处于操作者的中央视野内或显示器是否处于操作者的周边视野内。所述处理器进一步配置成在显示器处于操作者的中央视野内的情况下将第一类型的图像数据提供到显示器，以及在显示器处于操作者的周边视野内的情况下将第二类型的图像数据提供到显示器。第一类型的图像数据包括第一三维(3D)图像数据，当显示器处于操作者的中央视野内时其产生第一三维图像。第二类型的图像数据包括第二三维图像数据，当显示器处于操作者的周边视野内时其产生第二三维图像。
【专利说明】
用于在车辆仪表控制台上显示三维图像的系统和方法
技术领域
[0001]本发明总体涉及机动车辆，以及更具体而言，涉及用于在车辆仪器控制台上显示三维图像的系统和方法。
【背景技术】
[0002]车辆通常包括给驾驶员提供信息的各种显示器。例如，某些车辆包括在车辆仪表控制台中的显示器，其给驾驶员提供有关车辆速度、每分钟转数、汽油量、发动机温度、安全带状态等等的信息。此外，某些车辆包括在车辆仪表控制台中的显示器，其给驾驶员提供有关时间、广播电台、空调等等的信息。此外，显示器可用于显示三维(3D)图像。如可以理解到的那样，只有当驾驶员直视显示器时才可以辨别在显示器上的3D图像。其结果是，当驾驶员没有直视显示器时给驾驶员显示3D图像可给驾驶员提供较少的信息。例如，当驾驶员正在注视道路、专注于前面的远处对象时，3D图像因为它们处于驾驶员的周边视野下可能难以察觉。在某些配置中，在驾驶员周边视野内的三维图像将变得模糊和/或重影。此外，3D图像会在驾驶员的周边视野下太小而无法准确辨别。
【发明内容】
[0003]本发明涉及一种系统，其包括注视跟踪器，所述注视跟踪器配置成提供对应于操作者查看方向的注视数据。该系统还包括一个或多个处理器，其配置成分析注视数据以确定显示器是否处于操作者的中央视野内或显示器是否处于操作者的周边视野内。所述处理器进一步配置成在显示器处于操作者的中央视野内的情况下将第一类型的图像数据提供到显示器。以及在显示器处于操作者的周边视野内的情况下将第二类型的图像数据提供到显示器。第一类型的图像数据包括第一三维(3D)图像数据，当显示器处于操作者的中央视野内时其产生第一三维图像。第二类型的图像数据包括第二三维图像数据，当显示器处于操作者的周边视野内时其产生第二三维图像。
[0004]本发明还涉及一种非临时性计算机可读计算机介质，其包括计算机指令，所述计算机指令配置成接收注视数据并分析注视数据以确定显示器是否处于操作者的中央视野内或显示器是否处于操作者的周边视野内。计算机指令进一步配置成在显示器处于操作者的中央视野内的情况下将第一类型的图像数据提供到显示器，以及在显示器处于操作者的周边视野内的情况下将第二类型的图像数据提供到显示器。第一类型的图像数据包括第一三维(3D)图像数据，当显示器处于操作者的中央视野内时其产生第一三维图像。第二类型的图像数据包括第二三维图像数据，当显示器处于操作者的周边视野内时其产生第二三维图像。
[0005]本发明还涉及一种方法，其包括由一个或多个处理器接收注视数据并分析注视数据以确定显示器是否处于操作者的中央视野内或显示器是否处于操作者的周边视野内。所述方法还包括在显示器处于操作者的中央视野内的情况下使用一个或多个处理器将第一类型的图像数据提供到显示器，以及在显示器处于操作者的周边视野内的情况下将第二类型的图像数据提供到显示器。第一类型的图像数据包括第一三维(3D)图像数据，当显示器处于操作者的中央视野内时其产生第一三维图像。第二类型的图像数据包括第二三维图像数据，当显示器处于操作者的周边视野内时其产生第二三维图像。
【附图说明】
[0006]图1是车辆的一个实施例的透视图，其包括注视跟踪器和基于操作者所查看的位置用于显示不同三维(3D)图像的显示器。
[0007]图2是系统实施例的框图，其基于操作者所查看的位置用于改变提供给显示器的3D图像以补偿周边视差。
[0008]图3是操作者的中央视野和周边视野的实施例的侧视图。
[0009]图4是操作者一个实施例的透视图，其直接注视显示器，以及第一三维图像显示在显示器上。
[0010]图5是操作者一个实施例的透视图，其注视远离显示器，以及第二3D图像显示在显示器上。
[0011 ]图6是用于补偿周边视差的系统实施例的视图。
[0012]图7是方法实施例的流程图，用于基于显示器是否处于中央视野内或操作者的周边视野内而显示第一三维图像或第二三维图像。
【具体实施方式】
[0013]图1是车辆10的一个实施例的透视图，其包括注视跟踪器和基于操作者所查看的位置用于显示不同三维(3D)图像的显示器。如图所示，车辆10包括内部12，其具有在仪器控制台16上的显示器14。显示器14可包括能够显示3D图像的电子接口，诸如通过使用自动立体镜学(autostereoscopy)。这样，显示器14可显示3D图像并且可能不需要3D眼镜以感知3D图像。如图所示，显示器14在速度计和/或每分钟转数计通常位于其中的位置内安装在仪器控制台16内。在其它实施例中，显示器14可耦联到平视显示器，仪器控制台16的另一部分和/或显示器14可投射到车辆10的挡风玻璃上。
[0014]车辆10包括注视跟踪器18。在示出的实施例中，注视跟踪器18安装到仪表控制台16。然而，在其它实施例中，注视跟踪器18可安装到显示器14，转向柱，框架20，遮阳板，后视镜，车门等。如下面详细描述的那样，注视跟踪器18配置成监测其中操作者查看的方向，并将注视数据提供到处理装置。处理装置配置成确定操作者的注视方向，并且基于操作者的注视方向将第一或第二类型的图像数据提供到显示器14上。第一类型的图像数据包括产生将要被显示的第一三维图像的第一三维图像数据以及第二类型的图像数据包括产生将要被显示的第二三维图像的第二三维图像数据。第一和第二三维图像基于所述显示器是否处于操作者的中央或周边视野内。基于操作者查看位置而具有单独的三维图像是有益的，因为它可使得操作者能够辨别在显示器上的在操作者周边视野内的否则可能不可辨别的信息。这可通过当显示器处于周边视野内时所显示的3D图像来实现，所述三维图像去除周边视差，并且比当显示器处于操作者的中央视野内时所显示的三维图像更大和更简单。
[0015]图2是系统22实施例的框图，其基于操作者所查看的位置用于改变提供给显示器14的3D图像以补偿周边视差。如图所示，系统22包括注视跟踪器18，处理装置26，以及显示器14，除其它事项之外。注视跟踪器18可配置成提供对应于操作者查看方向的注视数据24。如可以理解的那样，注视数据24可包括方向性信息，其包括对于每个操作者的眼睛而言相对于所述注视跟踪器18的注视角度。因此，在某些实施例中，注视跟踪器18可配置成相关于注视跟踪器18相对于操作者的位置来分析注视数据24。
[0016]处理装置26包括一个或多个处理器28，存储器装置30和存储设备32。处理器28可用于执行软件，诸如注视数据分析软件，图像数据汇编软件等。此外，处理器28可包括一个或多个微处理器，诸如一个或多个“通用目的”的微处理器，一个或多个特殊用途的微处理器和/或特定应用集成电路(ASIC)，或它们的一些组合。例如，处理器28可包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器。
[0017]存储装置30可包括易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)。存储器装置30可存储各种信息，并且可用于各种用途。例如，存储器装置30可存储适于处理器28的处理器可执行指令(例如，固件或软件)，以便执行诸如用于注视数据分析软件的指令，图像数据汇编软件等等。
[0018]存储装置32(例如，非易失性存储器)可包括R0M，闪存，硬盘驱动器，或任何其它适当的光学、磁性或固态存储介质，或它们的组合。所述存储装置32可存储数据(例如，注视数据24，图像数据等)，指令(例如，用于注视数据分析、图像汇编的软件或固件等)，以及任何其它合适的数据。
[0019]在某些实施例中，处理装置26配置成使用所述注视数据24以确定显示器14是否处于中央视野内或操作者的周边视野内。例如，处理装置26可配置成存储一个或多个注视角度，其中眼睛可查看将处于操作者的中央视野内显示器14。此外，处理装置26可配置成将注视数据24与一个或多个存储的注视角度进行比较。在注视数据24指示显示器14处于操作者的中中央视野的情况下，处理装置26可产生第一类型的图像数据34以提供到显示器14。相反，在注视数据24指示显示器14不处于操作者的中央视野内的情况下，处理装置26可确定显示器处于操作者的周边视野内，并且可产生第二类型的图像数据36以提供给显示器14。
[0020]注视数据24可以各种标准和/或非标准的数据格式(例如，二进制数据，文本数据，XML数据等)流式或以其它方式从注视跟踪器提供到处理装置26，并且数据可以包括不同的详细程度。如上所论述的那样，处理装置26分析注视数据24以确定显示器14是否处于操作者的中央视野内或是否显示器14处于操作者的周边视野内，以及处理装置26相应地将图像数据提供到显示器14。
[0021]在显示器14处于操作者的中央视野内的情况下，处理装置26将第一类型的图像数据34发送到显示器14。第一类型的图像数据34可包括第一三维图像数据。显示器14可使用第一三维图像数据以产生第一三维图像。在显示器14处于操作者的周边视野内的情况下，处理装置26将第二类型的图像数据36发送到显示器14。第二类型的图像数据36包括第二三维图像数据。显示器14可使用第二三维图像数据以产生第二三维图像。虽然发送到显示器14的两种类型的图像数据(例如，第一和第二类型的图像数据34和36)之间有许多差异，但在某些实施例中，第二类型的图像数据36可包含指令，以便显示器14通过补偿周边视差的图形显示第二三维图像。如下面详细论述的那样，补偿可通过显示第二三维图像中的图像来完成，所述图像从彼此偏移，使得由操作者的左眼查看的第一图像和由操作者的右眼查看的第二图像汇聚以便在操作者的周边视野内产生单一图像。
[0022]处理装置26可包括软件，诸如存储在非临时性计算机可读计算机介质上的计算机指令(例如，存储器装置30和/或存储装置32)。计算机指令可配置成从注视跟踪器18(或从任何其它源)接收注视数据24，以分析注视数据24，以确定显示器14是否处于操作者的中央视野内或是否显示器14处于操作者的周边视野内，以便在显示器14处于操作者的中央视野内的情况下将第一类型的图像数据34提供给显示器14，以及在显示器14处于操作者的周边视野内的情况下将第二类型的图像数据36提供到显示器14。由计算机指令提供的第一类型的图像数据34包括当显示器14处于操作者的中央视野内时产生第一三维图像的第一三维图像数据，以及由计算机指令提供的第二种类型的图像数据36包括当显示器14处于操作者的周边视野内时产生第二三维图像的第二三维图像数据。虽然只有一个处理装置26在图示的实施例中进行说明，但是其它实施例可使用一个以上的处理装置来接收注视数据，分析注视数据以确定显示器是否处于操作者的中央视野内或操作者的周边视野内，并将包括不同三维图像的图像数据提供到显示器。
[0023]图3是操作者42的中央视野38和周边视野40的实施例的侧视图。如可以理解的那样，一个操作者42的中央视野38可被认为是另一个操作者的周边视野。通常情况下，操作者42的中央视野38可被广义地限定为操作者42直接查看或凝视的位置。换言之，中央视野38可包括在操作者42的直接视线44内的东西。此外，操作者42的中央视野38还可指代操作者42的注视(或视线)。例如，操作者42正在注视的对象(例如，显示器14或道路)也处于操作者42的直接视线44内，因此在操作者42的中央视野38内。如可以理解到的那样，中央视野38可包括不为周边视野40的视野范围。
[0024]因此，在操作者42的注视或中央视野38之外的任何注视或视野可被认为是在操作者42的周边视野40内。当操作者42注视对象时，由操作者42的右眼和由操作者42的左眼48接收的图像46汇聚以在操作者42的脑海中产生对象的单个感知图像。由此，操作者42的右眼46和左眼48都不凝视到在周边视野内的对象，因为每只眼睛正注视操作者42的中央视野38内的对象。此外，右眼46和左眼48分别以不同的角度看到周边对象，这可导致周边对象显现为模糊和/或重影(例如，周边视差)。如在下面详细论述的那样，显示器14上的三维图像的布局和/或尺寸的变化可补偿这样的周边视差。
[0025]在图示的实施例中，中央视野38包括在操作者42的直接视线44每侧上的中央视野角度50。此外，周边视野40包括在操作者42的中央视野38每侧上的周边视野角度52。但是，应该指出的是，每个操作者42的视野可能会发生变化，因此中央视野角度50和周边视野角度52可能会发生变化。在一个典型的操作者42中，操作者42可具有大约一百八十度的向前面向视域。一百八十度可由操作者的42的直接视线44 一分为二。因此，可存在包围直接视线44的九十度。例如，在一些操作者42中，中央视野角度50可弥补包围直接视线44的九十度的大约十到二十度，以及在该范围内可见的任何可被认为是处于操作者42的中央视野38内。其余的七十度到八十度可被认为是周边视野角度52，以及在该范围内可见的任何可被认为是处于操作者42的周边视野40内。如可以理解到的那样，本文提供的范围是示例性的以说明在某些实施例中可如何使用角度范围来确定何时对象处于操作者的中央视野38内或周边视野40内。
[0026]图4是操作者42的一个实施例的透视图，其直接注视显示器14，以及第一三维图像显示在显示器14上。在所示的实施例中，操作者42的右眼46和左眼48都在查看车辆10中的显示器14。如图所示，注视跟踪器18发出信号58(例如，红外信号等)，其反射离开操作者42的右眼46和左眼48。注视跟踪器18使用反射来检测每只眼睛正看向哪个方向。注视跟踪器18将对应于每只眼睛正看向的方向的数据作为注视数据存储。在某些实施例中，注视数据可除其它信息之外包括对应于相对于注视追踪器18的每只眼睛的空间位置和/或每只眼睛注视方向的数据。注视跟踪器18将注视数据提供到处理装置(例如，处理装置26)以确定显示器14是否处于操作者42的中央视野38内或显示器14是否处于操作者的周边视野4042内。
[0027]在图示的实施例中，显示器14处于操作者42的中央视野38内，这样处理装置将第一三维图像数据提供到显示所述第一三维图像56的显示器14。因为第一三维图像数据的三维自动立体镜学性质，第一三维图像56不需要三维眼镜来在显示器14上查看。如可以理解到的那样，第一三维图像56可包括适于速度，汽油水平，安全带指示器，气囊指示器，每分钟转数等等的图形。在某些实施例中，第一三维图像56可包含比第二三维图像更大数量的图形。此外，第一三维图像56可包含在尺寸上比第二三维图像的图形更小的图形。在其它实施例中，第一三维图像56和第二三维图像可包括相同数量的图形和/或相同尺寸的图形。
[0028]在某些实施例中，图形可意味着在显示器14上显示的或者作为数据存储的图形项。例如，图形可包括指示汽车行驶时的速度的数值，指示每分钟转数的数字，或诸如安全带指示器、汽油水平指示器的图像等等。此外，根据某些实施例，图形可以是任何尺寸、形状或颜色的。
[0029]图5是操作者42的一个实施例的透视图，其注视远离显示器14，以及第二三维图像显示在显示器14上。在所示的实施例中，操作者42的右眼46和左眼48都没有查看显示器14，而是集中在通过车辆10的挡风玻璃查看。在所示的实施例中，显示器14不处于操作者42的中央视野38内。相反，操作者42的中央视野38集中在通过挡风玻璃查看。因此，在操作者42的右眼46和左眼48之间的在中央视野38和直接视线66之间的角度64将显示器14置于操作者12的中央视野38之外。从而，处理装置可确定显示器14在操作者42的周边视野40内，并且可将第二三维图像数据提供到显示器14。因此，显示器14示出第二三维图像62。同样，因为第二三维图像数据的三维自动立体镜学性质，第二三维图像62不需要三维眼镜来在显示器14上查看。如可以理解到的那样，第二维图像62可包括适于速度，汽油水平，安全带指示器，气囊指示器，每分钟转数等等的图形。在某些实施例中，第二三维图像62可包含比第一三维图像56更少的图形。此外，第二三维图像62可包含在尺寸上比第一三维图像56的图形更大的图形。在其它实施例中，第一三维图像56和第二三维图像62可包括相同数量的图形和/或相同尺寸的图形。所述第二三维图像可不同于第一三维图像以便解释显示器在操作者的周边视野之内。例如，所述第二三维图像可以消除周边视差并显示更大和更简单的图像，这可能使得操作者能够辨别存在于第二三维图像中的否则当显示器处于操作者的周边视野内时将不可辨别的信息。
[0030]图6是用于补偿周边视差的系统22的一个实施例的视图。在图示的实施例中，操作者42的中央视野38不朝向显示器14。因此，在显示器14上的三维图像的未改变的图形因为周边视差而不能由操作者42辨别。为了补偿该周边视差，一对偏移的图形或图像72被定位在显示器14上，第一图像配置成由操作者42的右眼46接收，以及第二图像配置成由操作者42的左眼48接收。因此，第二三维图像62通过偏移的图形或图像72产生，所述偏移的图形或图像72汇聚以便在操作者42的周边视野40内产生单一图像。
[0031]图7是方法实施例的流程图，用于基于显示器是否处于中央视野38内或操作者的周边视野40内而显示第一三维图像或第二三维图像。所述方法包括接收注视数据的一个或多个处理器(方框82)。注视数据可由注视跟踪器18或由任何其它源来发送，例如由中间组件发送(例如中间件应用)。注视数据对应于操作者查看的方向。接下来，方法80包括分析所述注视数据以确定显示器14是否处于操作者42的中央视野38内或显示器14是否处于操作者42的周边视野40内(方框84)。然后，方法80包括将第一或第二种类型的图像数据提供到显示器14(方框86)。在显示器14处于操作者42的中央视野38内的情况下，可将第一类型的图像数据提供到显示器14。在显示器14处于操作者42的周边视野40内的情况下，可将第二类型的图像数据提供到显示器14。此外，第一类型的图像数据包括产生第一三维图像的第一三维图像数据，以及所述第二类型的图像数据包括产生第二三维图像的第二三维图像数据。第一和/或所述第二三维图像由显示器14显示(方框88)。该方法80然后返回到方框82以重复方框82至88。该方法提供使得操作者能够辨别当显示器处于操作者的周边视野内时否则可不可辨别的在第二三维图像中的相关信息的益处。
[0032]虽然已经示出和描述了本发明的仅仅某些特征和实施例，但是对于本领域的那些技术人员而言在实质上不偏离在权利要求中所述主题的新颖性教导和优点的情况下可进行许多修改和变化(例如，在下述上的改变:各种元件的大小，维度，结构，形状和比例，参数值(例如温度，压力等)，安装布置，材料的使用，颜色，取向等)。根据替代性实施例任何过程或方法步骤的次序或顺序可被改变或进行重新排序。因此应当理解所附的权利要求书意图涵盖落入本发明真实精神内的所有这些修改和变化。此外，在试图提供对示例性实施例的简要说明时，可以不对实际实施方式的所有特征进行描述(即与实施本发明的当前预期的最佳模式无关的那些，或那些与所要求保护的本发明使能不相关的那些)。但是应当意识到在任何这种实际实施方式的改进中，如在任何工程或设计项目中，可以做出许多具体的实施决策。这种改进工作会是复杂和耗时的，但对于受益于本公开的那些普通技术人员而言是无需过多的实验就可设计、制造和制备的常规事务D
【主权项】
1.一种系统，其包括: 注视跟踪器，其配置成提供对应于操作者查看方向的注视数据；以及一个或多个处理器，其配置成分析注视数据以确定显示器是否处于操作者的中央视野内或显示器是否处于操作者的周边视野内，在显示器处于操作者的中央视野内的情况下将第一类型的图像数据提供到显示器，以及在显示器处于操作者的周边视野内的情况下将第二类型的图像数据提供到显示器，其中所述第一类型的图像数据包括第一 3D图像数据，当显示器处于操作者的中央视野内时，所述第一3D图像数据产生第一3D图像，以及所述第二类型的图像数据包括第二3D图像数据，当显示器处于操作者的周边视野内时，所述第二3D图像数据产生第二 3D图像。2.根据权利要求1所述的系统，其包括显示器。3.根据权利要求2所述的系统，其中显示器安装在仪表控制台上。4.根据权利要求2所述的系统，其中显示器是平视显示器的一部分。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二3D图像是不用3D眼镜可见的。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一3D图像的第一图形是所述第二 3D图像的第二图形的较小表示。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二3D图像包括来自第一 3D图像的图形的子集。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二3D图像通过将第一图像和第二图像显示在所述显示器上而产生，其中第一和第二图像从彼此偏移，第一图像配置成由操作者的左眼查看，第二图像配置成由操作者的右眼查看，并且第一和第二图像汇聚以便在操作者的周边视野内产生单一图像。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二3D图像包括速度、汽油水平、安全带指示器、气囊指示器、发动机冷却剂温度指示器、每分钟转数中的至少一个或者其任意组合。10.根据权利要求1所述的系统，其中分析所述注视数据包括针对注视跟踪器相对于操作者的位置来分析注视数据。11.根据权利要求1所述的系统，其中注视跟踪器安装到显示器、转向柱、仪表控制台、框架、遮阳板、后视镜、车门或其某些组合。12.—种非临时性计算机可读计算机介质，其包括计算机指令，所述计算机指令配置成: 接收注视数据； 分析注视数据以确定显示器是否处于操作者的中央视野内或显示器是否处于操作者的周边视野内；以及 在显示器处于操作者的中央视野内的情况下将第一类型的图像数据提供到显示器，在显示器处于操作者的周边视野内的情况下将第二类型的图像数据提供到显示器，其中第一类型的图像数据包括第一3D图像数据，当显示器处于操作者的中央视野内时，所述第一3D图像数据产生第一3D图像，以及第二类型的图像数据包括第二3D图像数据，当显示器处于操作者的周边视野内时，所述第二 3D图像数据产生第二 3D图像。13.根据权利要求12所述的非临时性计算机可读计算机介质，其中注视数据对应于操作者查看的方向。14.根据权利要求13所述的非临时性计算机可读计算机介质，其中所述计算机指令配置成针对注视跟踪器相对于操作者的位置来分析注视数据。15.根据权利要求12所述的非临时性计算机可读计算机介质，其中所述第一3D图像的第一图形是所述第二 3D图像的第二图形的更小表示。16.根据权利要求12所述的非临时性计算机可读计算机介质，其中所述第二3D图像包括来自第一 3D图像的图形的子集。17.根据权利要求12所述的非临时性计算机可读计算机介质，其中所述第二3D图像通过将第一图像和第二图像显示在所述显示器上而产生，其中第一和第二图像从彼此偏移，第一图像配置成由操作者的左眼查看，第二图像配置成由操作者的右眼查看，并且第一和第二图像汇聚以便在操作者的周边视野内产生单一图像。18.根据权利要求12所述的非临时性计算机可读计算机介质，其中第一和第二3D图像是不用3D眼镜可见的。19.一种方法，其包括: 由一个或多个处理器接收注视数据； 分析注视数据以确定显示器是否处于操作者的中央视野内或显示器是否处于操作者的周边视野内；以及 在显示器处于操作者的中央视野内的情况下使用一个或多个处理器将第一类型的图像数据提供到显示器，在显示器处于操作者的周边视野内的情况下将第二类型的图像数据提供到显示器，其中第一类型的图像数据包括第一 3D图像数据，当显示器处于操作者的中央视野内时，所述第一3D图像数据产生第一3D图像，以及第二类型的图像数据包括第二3D图像数据，当显示器处于操作者的周边视野内时，所述第二 3D图像数据产生第二 3D图像。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一3D图像的第一图形是所述第二 3D图像的第二图形的较小表示。
【文档编号】G09G3/00GK105917401SQ201480069018
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年10月22日
【发明人】L·R·哈梅林科
【申请人】威斯通全球技术公司