用于车辆的操控系统的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的操控系统以及一种包括这样的操控系统的车辆。

背景技术：

现今，平视显示器在车辆中得到商业化应用。但是，已知的平视显示器仅仅为驾驶员提供信息。通常，该平视显示器的尺寸非常小，由此其显示的内容也极为有限地仅针对简单的行驶和导航信息。由此，不论驾驶员还是副驾驶员均需要通过仪表盘和中控台来了解车辆信息、设置车辆功能和/或进行娱乐活动。在现有技术中的车辆中并没有专门供副驾驶员使用的显示器。此外，为了避免驾驶员分心，有些车辆甚至在一定车速以上禁止操作中控台，这更造成副驾驶员的无趣的乘坐体验。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种操控系统和一种车辆，其能够为副驾驶员提供富有乐趣的乘坐体验、优化车内布局并且为车内乘员提供更多空间。

所述任务通过按照本发明的操控系统和包括所述操控系统的车辆来解决。

按照本发明的一个方面，用于车辆的操控系统包括：

-两个平视显示器，这两个平视显示器在车辆的挡风玻璃上进行显示，其中第一平视显示器设置在驾驶员前方，而第二平视显示器设置在副驾驶员前方，所述第一平视显示器与第二平视显示器相互独立地显示；

-传感装置，其用于检测车内乘员、特别是驾驶员和副驾驶员的运动；

-控制装置，所述控制装置集成有传统车辆的仪表盘和中控台的功能，所述功能借助于所述第一平视显示器和/或第二平视显示器得以显示并且通过由传感装置检测的运动来控制。

第一，在本发明中，附加于传统的单一的平视显示器设置有另一个平视显示器。由此，在挡风玻璃上分别为驾驶员和副驾驶员提供专用的显示器。首先，驾驶员有专用于其自身的显示器，所有需要的信息将全部出现在其视线前方，从而不用在行驶道路、仪表盘显示器和中控台显示器之间来回切换其注意力。其次，这使得副驾驶员在车内也有被提供信息和娱乐内容的可能性，例如副驾驶员可以通过专用于其自身的显示器可以收看多媒体、浏览网页或使用社交软件等。在条件允许的情况下、例如在自动驾驶模式下，驾驶员同样可以借助于其自身的平视显示器实施这些功能。本发明所提到的平视显示器可以涉及利用反射实现的传统平视显示器、还可以涉及利用衍射实现的全息平视显示器、此外也可以涉及通过透明薄膜显示器实现的平视显示器。

第二，所述第一平视显示器与第二平视显示器相互独立地显示，这进一步为副驾驶员提供信息和娱乐内容的可能性。这意味着，第二平视显示器能够显示与第一平视显示器不同的内容、特别是供副驾驶员消遣娱乐的内容。

第三，所述操控系统设有用于检测车内乘员、特别是驾驶员和副驾驶员的运动的传感装置。借助于所述传感装置可以省去传统车辆中的各种操作元件，如设置在驾驶员和副驾驶员之间的中控台上的各种按键、旋钮、触摸屏等。由此还节省了车辆部件数量、装配步骤和装配成本。在本发明中，通过车内乘员、特别是驾驶员和副驾驶员的运动进行操作。举例而言，所述运动包括：头部运动、如点头或摇头等；手部运动、如手部、特别是手指移动、摆动等。附加于运动控制，也可以考虑语音控制、借助遥控装置控制等。

第四，按照本发明的操控系统还包括控制装置，所述控制装置集成有传统车辆的仪表盘和中控台的功能。由此，所述操控系统可以替代原本在传统车辆中的显示车辆行驶信息的仪表盘和显示车辆设置信息的中控台。在此，传统车辆的仪表盘指的是通常处于方向盘后方的显示车速、发动机转速、燃料或荷电水平、油耗、里程、车辆状态指示灯等信息的显示区域。在此，传统车辆的中控台指的是通常处于驾驶舱中间部分前面、即驾驶员和副驾驶员之间的控制面板，中控台集中了汽车除驾驶之外的大部分控制按钮。在此，传统车辆的仪表盘和中控台的功能可以涵盖车辆的绝大部分功能，例如：设置导航目的地、控制空调设备、调节收音机、设置用户偏好等等。此外，所述功能特别是也包括新近出现在车辆中的功能：播放多媒体、特别是视频、音乐、新闻等；浏览网页或使用社交软件，车辆中控台或者说车载系统需具有无线通信功能，从而可以访问互联网。需要说明的是，所述的传统车辆仪表盘和中控台的功能也被称为传统车辆的车载系统或中央控制系统的功能。

第五，传统车辆的仪表盘和中控台的所述功能借助于所述第一平视显示器和/或第二平视显示器得以显示。在此，一方面车辆信息的显示仅借助于按照本发明的平视显示器进行，使得可以省去原本在传统车辆中占据空间的仪表盘和中控台。由此，在车辆中可以提供相对于传统车辆大得多的车内空间，这样用于驾驶员和副驾驶员的空间均得以延展，增加了驾驶员和副驾驶员的驾乘舒适度。由于省去了中控台，也使得副驾驶员在借助于按照本发明的操控系统来操作车辆功能时不会妨碍到车辆驾驶员。同时，由于用平视显示器代替原本的仪表盘和中控台，从而提供打破陈规的简洁新颖的全新布局，为车内乘员提供突破以往的空间体验。

第六，传统车辆的仪表盘和中控台的所述功能通过由传感装置检测的运动来控制。由此，实现通过车内乘员、特别是驾驶员和副驾驶员的运动来控制车辆功能。首先，提供了直观且方便的操作方式。其次，将平视显示器与运动控制、特别是手势控制相结合，在节省车内空间和部件的同时为车内乘员提供更为便捷的操作可能性。

特别要指出的是，本发明上述提及的六点并不是相互独立的，而是相辅相成的。例如，平视显示器与运动控制相互辅助，从而取消了中控台上的原本的部件，使得乘员的活动范围得以拓展，使得其能够以正常坐姿来操作，获得倍增的驾乘体验。总而言之，上述六点作为一个整体的技术方案，能够实现如下技术优势：减少车辆装配部件、节省装配步骤和成本；由于节省空间为车内乘员提供更多空间；为副驾驶员提供娱乐消遣的可能性，从而创造针对副驾驶员的全新乘坐体验；所有对于驾驶需要的信息均显示在驾驶员视线前方，而不会从行驶道路上分心，而在条件允许的情况下，驾驶员也可以借助于平视显示器进行娱乐消遣；通过平视显示器与运动控制的组合代替原本的仪表盘和中控台，提供车内创新性的布局，为车内乘员提供全新的空间体验；而且平视显示器与运动控制的组合也由于其直观性的控制也带来高度用户友好性。

按照本发明的一种实施形式，所述第二平视显示器的面积占车辆挡风玻璃面积的至少十分之一。用于副驾驶员的第二平视显示器一方面需要显示原本主要集成在中控台中的功能，另一方面需要为副驾驶员提供娱乐信息。因此第二平视显示器的尺寸需要比传统的平视显示器扩大。按照本发明规定，所述第二平视显示器的面积占车辆挡风玻璃面积的至少十分之一、优选八分之一、特别是四分之一、特别优选二分之一。第二平视显示器的尺寸还包括上述数据之间的任意数值。不限于此地，也可以规定，在自动驾驶模式下，按照本发明的第一平视显示器的面积占车辆挡风玻璃面积的至少十分之一、优选八分之一、特别是四分之一、特别优选二分之一。由此，在驾驶员无需驾驶时也能为其提供信息娱乐等。

按照本发明的一种实施形式，所述传感装置检测车内乘员的手的运动、特别是手势。特别有利地，通过主要是驾驶员或副驾驶员的手来控制所述操控系统的各项功能。手的运动、特别是手势对于车内乘员来说方便直观、易于学习。而且对于手的运动的识别也通过摄像机、运动传感器甚至穿戴式设备容易实现。为此，在本发明中优选使用摄像机，特别是为驾驶员和副驾驶员分别配设一个摄像机。所述传感装置检测摄像机所采集的图像序列并且识别车内乘员的手的活动以便进行相应操作，例如手掌摆动(唤醒)、五指横向扇动(前后翻页)、单个手指直线移动(移动位置)、单个手指圆周移动(调大或调小)等。在此也使用手势的概念，其也包括静态或动态手势。在本发明中优选使用与智能手机、平板电脑等相同的手势、例如使用食指上下滑动以使操作菜单上下滚动等，以便车内乘员以习惯的方式进行操作。需要说明的是，本发明的传感装置可以不仅包括运动传感器、二维摄像机、立体摄像机、红外摄像机，也包括用于处理这些设备所检测的数据(图像)的数据(图像)处理器件和/或数据(图像)分析器件。

按照本发明的一种实施形式，所述传感装置构成为用于检测在车内乘员的视野中其手指尖所遮挡的平视显示器图像位置。所述传感装置构成为用于：使用立体摄像机对车内乘员的双眼(特别是瞳孔)以及手指尖(特别是食指指尖)进行空间定位；分别计算每只眼睛(或瞳孔)与手指尖的连线的延长线在挡风玻璃或平视显示器图像上的交点位置；确定这两个交点位置的中点作为在车内乘员的视野中其手指尖所遮挡的平视显示器图像位置，该位置特别也是车内乘员所要进行控制的位置。通过这样的实施形式，为车内乘员开创一种全新的车内操控的方式，即，在空间中用无接触地用手指定位。通过这样的在空间中以手指尖移动能够模拟在智能手机、平板电脑上接触式操作，由此提供了精细操作可能性，如可以移动光标、键盘输入、玩游戏等。

按照本发明的一种实施形式，在相应的平视显示器上标记所检测的图像位置。由此可以给车内乘员提供操作的参考，从而更为精准地进行操作。

按照本发明的一种实施形式，所述第一平视显示器在驾驶员的视野中位于方向盘之上。在传统车辆中，仪表盘在方向盘转动时会被遮挡，使得有时无法查看车辆状态信息。在此用于驾驶员的第一平视显示器总是保持在驾驶员的视野中。

按照本发明的一种实施形式，可通过所述第一平视显示器操作的功能以及可通过所述第二平视显示器操作的功能分别与当前驾驶模式有关。

按照本发明的一种实施形式，

-在正常驾驶模式下，驾驶员通过所述第一平视显示器仅能操作对于驾驶需要的功能，而副驾驶员则通过所述第二平视显示器则无限制地操作所有功能；

-在自动驾驶模式下，驾驶员通过第一平视显示器并且副驾驶员通过第二平视显示器均无限制地操作所有功能。

由此能够在正常驾驶模式下限制驾驶员操作车辆功能，使其将注意力集中在驾驶行为上。而同时为副驾驶员开放各项功能，以丰富其乘坐车辆的娱乐性。

按照本发明的一种实施形式，在正常驾驶模式下，驾驶员通过所述第一平视显示器仅能够操作对于驾驶需要的功能。在此，对于驾驶需要的功能可以包括：查看车辆行驶信息、查看车辆状态信息、操作导航、开启/关闭驾驶辅助功能、开启/关闭自动启停装置等。由于方向盘一直是车辆中强制性的部件，因此这些对于驾驶需要的功能也可以通过方向盘上的按钮、滚动按压元件等来操作，由此可以进一步确保驾驶安全性。

按照本发明的一种实施形式，在自动驾驶模式下，副驾驶员可将第二平视显示器上的显示内容共享给驾驶员。在此，共享可以是将第二平视显示器上的显示内容同时播放在第一平视显示器上。另外还可以放大第二平视显示器的尺寸和/或调整其位置，使得驾驶员也可以观看其上的显示内容。由此不仅驾驶员而且车内其他乘员共同可以参与其中。

按照本发明的一种实施形式，驾驶员有权接受或拒绝在第一平视显示器上显示所述被共享的显示内容。

按照本发明的一种实施形式，在第一平视显示器上对于驾驶需要的信息保持不被遮挡和/或前置显示。由此，驾驶员随时都可以获知车辆行驶情况。

按照本发明的第二方面涉及一种车辆，所述车辆包括按照本发明所述的操控系统。

应理解的是，本文中所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆，如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、大货车、商用车辆、乘用车辆，包括各种舟艇、船舶、船只，航空器等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代性的燃料车辆(例如，源于除了石油之外的来源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆为具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

如本文中所用的，短语“车载系统”的含义为，具有有线/无线数据传输能力的集成信息系统。这些系统有时称为车内信息系统，并且通常与远程信息通信服务、娱乐系统和/或导航系统整合为一体。近年来，短距离无线通信连接，例如蓝牙技术已经应用到了车载设备，因此，即使在将移动电话留在例如包或口袋中时，也可以通过车载系统拨打电话，或者播放预先存储在智能电话中的音频和视频内容。

本发明虽然已以优选实施形式公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

附图说明

图1示出按照本发明的操控系统的框图；

图2示出第一平视显示器和第二平视显示器在车内中的示意图；

图3a至图3f示出用于操作的可能的手势的示例；

图4示例性示出副驾驶员在操作第二平视显示器时的视野；

图5示例性示出检测在车内乘员的视野中其手指尖所遮挡的平视显示器图像位置的示意图；

图6示例性示出将第二平视显示器上的显示内容共享在第一平视显示器上。

具体实施方式

图1示出按照本发明的用于车辆的操控系统10的一个实施例。在此，用于车辆的操控系统10包括：传感装置20、控制装置30、第一平视显示器40、第二平视显示器50。第一平视显示器40、第二平视显示器50均在车辆的挡风玻璃上进行显示，其中，第一平视显示器40设置在驾驶员前方，而第二平视显示器50设置在副驾驶员前方，所述第一平视显示器40与第二平视显示器50相互独立地显示、亦即可显示不同内容。传感装置20用于检测车内乘员、特别是驾驶员和副驾驶员的运动。控制装置30则集成有传统车辆的仪表盘和中控台的功能，这些功能借助于所述第一平视显示器40和/或第二平视显示器50得以显示并且通过由传感装置20检测的运动来控制。所述传感装置20优选检测驾车内乘员的手的运动、特别是手势。

图2示出第一平视显示器40和第二平视显示器50在车内中的示意图。从图2可见，第一平视显示器40和第二平视显示器50在车辆的挡风玻璃60上进行显示。第一平视显示器40设置在驾驶员前方、即挡风玻璃60的左侧，而第二平视显示器50设置在副驾驶员前方、即挡风玻璃60的右侧。

从图2可见，在车辆中未设有传统车辆中常见的在方向盘后方的仪表盘，也未设有传统车辆中常见的在驾驶员和副驾驶员之间的中控台。从而车辆前部仅有简洁的内饰条80。在该内饰条80上还可以设有通风格栅。按照本发明可以极大地节省车内空间，使得用于驾驶员和副驾驶员的空间均得以延展，增加了驾驶员和副驾驶员的驾乘舒适度。由于省去了中控台，也使得副驾驶员在借助于按照本发明的操控系统来操作车辆功能时不会妨碍到车辆驾驶员。同时，由于用平视显示器代替原本的仪表盘和中控台，从而提供打破陈规的简洁新颖的全新布局，为车内乘员提供突破以往的空间体验。

在挡风玻璃60上还设置有后视镜70，其可以实体化地实现或者也虚拟地显示在挡风玻璃上。在实体化的后视镜70上，可以安装有传感装置20的摄像机100。

如图2所示，在后视镜70的左下方和后下方共设置两个摄像机100，这两个摄像机分别检测驾驶员和副驾驶员的运动、特别是其头部和/或手的运动、特别优选检测手势。除了摄像机100以外，传感装置20也包括用于处理这些摄像机所检测的图像的图像处理器件和/或图像分析器件。

为了给副驾驶员提供良好的乘坐体验，所述第二平视显示器50的面积占车辆挡风玻璃面积的至少十分之一。此外，为了在任何时刻都能向驾驶员提供信息，所述第一平视显示器40在驾驶员的视野中位于方向盘90之上或者说不被方向盘90遮挡。

图3a至图3f示出用于操作的可能的手势的示例。图3a示出可以用于唤醒手势操作的唤醒手势，这里将手掌左右挥动。图3b示出表示停止的握拳手势。图3c示出表示确定的o.k.手势。图3d示出喜欢或点赞的手势。图3e示出用于将页面向下滑动的手势。图3f示出用手指向右画圈的手势，该手势可以表示调大，例如在收听广播、欣赏音乐或观看视频时可以使用该手势将音量调大。

图4示出副驾驶员在操作第二平视显示器50时的视野。如图所示，在第二平视显示器50中显示了操作菜单120，其中，第一项为音乐播放，第二项为视频播放，第三项为网页浏览。在图4的情况中，副驾驶员在车内将手伸到空中，并且想要用手100的手指(这里为食指)在空间中虚拟地点击操作菜单120中的第二项来播放视频。在此，在副驾驶员的视野中，其手100的食指指尖将遮挡的平视显示器50中操作菜单120的第二项。在此，操控系统10的传感装置20可以构成为用于检测在车内乘员(在该示例中为副驾驶员)的视野中其手100的食指指尖所遮挡的平视显示器图像位置、即所述操作菜单120的第二项。

图5示例性示出检测在车内乘员的视野中其手指尖所遮挡的平视显示器图像位置的示意图。在此仍以第二平视显示器50为例。图5中以附图标记130标记了车内乘员、这里为副驾驶员的双眼。副驾驶员想要用其在车内空间中的手110来操作显示在第二平视显示器50上的功能。在此通过如下方式对希望操作的位置进行定位。首先，优选利用传感装置20的(立体)摄像机100对车内乘员的双眼130(特别是瞳孔)以及手110的手指尖进行空间定位；优选由传感装置20的图像处理器件和/或图像分析器件分别计算每只眼睛130与手指尖的连线的延长线在第二平视显示器50图像上的交点位置a、b；将两个交点位置a、b的中点c确定为在副驾驶员的视野中其手指尖所遮挡的第二平视显示器50图像位置、即想要操作的位置。在此，传感装置20可以追踪手110的手指的位置。如果发现该手指朝向挡风玻璃60或第二平视显示器50的方向移动，则通过该手势可以确定副驾驶员想要点击当前位置。

为了确保行驶安全性，可通过所述第一平视显示器40操作的功能以及可通过所述第二平视显示器操作50的功能分别与当前驾驶模式有关。例如，在正常驾驶模式下，驾驶员通过所述第一平视显示器40仅能操作对于驾驶需要的功能，而副驾驶员则通过所述第二平视显示器50则无限制地操作所有功能；在自动驾驶模式下，驾驶员通过第一平视显示器40并且副驾驶员通过第二平视显示器50均无限制地操作所有功能。特别是，在正常驾驶模式下，驾驶员通过所述第一平视显示器40仅能够操作对于驾驶需要的功能。

图6示例性示出将第二平视显示器50上的显示内容共享在第一平视显示器40上。在自动驾驶模式下，副驾驶员可将第二平视显示器50上的显示内容共享给驾驶员。如图6所示，副驾驶员将第二平视显示器50上的显示内容150共享在第一平视显示器40上。在此，驾驶员也有权接受或拒绝在第一平视显示器40上显示所述被共享的显示内容160。为了保证行驶安全并且让驾驶员随时知晓车辆情况，在第一平视显示器40上对于驾驶需要的信息、如图6中显示内容140将保持不被共享的显示内容160遮挡。

本发明不限于所示的实施形式，而是包括或者延及可落入所附权利要求书的有效范围内的所有技术上的等效物。在说明书中所选择的位置说明如例如上、下、左、右等等参照直接的描述以及示出的附图并且在位置变化时按照意义能转用到新的位置上。