统(诸如图1中所示的系统)的示例性方法的流程图；
图3示出可以用于性能驾驶系统(诸如图1中的系统)的示例性抬头显示器(HUD)和仪表板显示器；以及
图4示出可以用于性能驾驶系统(诸如图1中的系统)的示例性头戴式显示器(HMD)和仪表板显示器。
【具体实施方式】
[0029]本文描述的性能驾驶系统和方法可以用来在性能驾驶事件期间收集信息并且将反馈提供给驾驶者以提高驾驶体验，诸如通过增强现实设备传递的实时或轨道上视觉反馈。如本文使用的“增强现实设备”广泛地指代在实际现实与总虚拟现实之间的混合现实频谱上为用户传递、呈现和/或以其他方式提供输出(包括但不限于包括增强的现实场景和增强的虚拟场景的输出)的任何设备。根据一个实施例，性能驾驶系统收集相关的车辆信息(例如，车辆位置、速度和挡位信息)以及驾驶者信息(例如，如由可佩戴的头戴式显示器(HMD)或车辆中的视觉系统确定的驾驶者的凝视方向)并且使用此输入来以虚拟驾驶线路和其他驾驶建议的形式产生轨道上视觉反馈或其他输出。此输出可以通过诸如抬头显示器(HUD)的增强现实设备呈现给驾驶者，其中虚拟驾驶线路被投影到车辆挡风玻璃或组合器屏幕上从而使得它们被重叠或叠加在驾驶者所看见的实际道路表面上，并且可以向驾驶者展示可采取的推荐的线路或路径。其他驾驶建议(如制动和加速建议)也可以通过HUD显示在挡风玻璃上或者可以使用其他视觉、听觉或/或触觉提醒来传达给驾驶者。性能驾驶系统还可以通过数据存储设备(例如，基于云的数据库)收集和保存相关的驾驶信息，从而使得其可以在稍后的时间被进一步分析和审查。如本文所使用，“轨道车辆”广泛地指代任何高性能生产型或非生产型车辆，如赛车启发的跑车，其中性能驾驶工具将会是适当的。
[0030]参照图1，展示可能配备有本文描述的性能驾驶系统的示例性车辆的示意性表示。应了解，性能驾驶系统和方法可以用于任何类型的轨道车辆，包括专业赛车、生产型跑车、客用车辆、运动型多用途车(SUV)、转换型车辆、混合动力电动车辆(HEV)、电池电动车(BEV)、高性能卡车、摩托车等。这些仅是可能应用中的一些，因为本文描述的性能驾驶系统和方法并不限于图1中所示的示例性实施例，并且可以通过任何数量的不同车辆来实施。根据一个实施例，车辆10的生产型跑车(例如，Corvette ?、Camaro Z/28 ? ^Cadillac CTS-V^等)的形式的轨道车辆，所述车辆被设计用于性能驾驶并且包括性能驾驶系统12，所述系统具有车辆传感器20-36、外部传感器40-44、驾驶者传感器50-52、控制模块60以及输出设备70-82。
[0031]任何数量的不同传感器、部件、设备、模块、系统等可以为性能驾驶系统12提供信息、数据和/或其他输入。这些包括例如图1中所示的示例性部件以及本领域中已知但是在此未示出的其他部件，诸如加速踏板传感器和制动踏板传感器。应了解，车辆传感器20-36、外部传感器40-44、驾驶者传感器50-52、控制模块60和输出设备70-82以及作为性能驾驶系统12的一部分和/或由其使用的任何其他部件可以实施在硬件、软件、固件或者其一些组合中。这些部件可以直接感测或测量它们被提供用于的状况，或者它们可以基于由其他传感器、部件、设备、模块、系统等提供的信息来间接评估这些状况。此外，这些部件可以直接联接到控制模块60、通过其他电子设备、车辆通信总线、网络等间接联接或者根据本领域中已知的一些其他布置来联接。这些部件可以集成在另一个车辆部件、设备、模块、系统等(例如，已经为发动机控制模块(ECM)、牵引力控制系统(TCS)、电子稳定性控制(ESC)系统、防抱死制动系统(ABS)等一部分的传感器)内，它们可以是单独的部件(如图1中示意性地示出)或者它们可以根据一些其他布置来提供。以下描述的各种传感器信号或读数中的任一个都有可能由车辆10中的一些其他部件、设备、模块、系统等提供而非直接由实际传感器元件提供。在一些实例中，可能使用多个传感器来感测单个参数(例如，用于提供冗余)。应了解，以上情形仅代表一些可能性，因为可以使用任何类型的适合的传感器布置来获得用于性能驾驶系统12的信息。该系统并不限于任何特定的传感器或传感器布置。
[0032]车辆传感器20-36可以为性能驾驶系统12提供与车辆12有关的各种信息和数据片段，车辆12如以上所提及优选地是轨道车辆。根据图1中所示的非限制性实施例，车辆传感器可以包括速度传感器20-26、车辆动态传感器单元28、导航单元30、发动机控制模块32、制动控制模块34以及转向控制模块36。速度传感器20-26为系统12提供指示车轮的旋转速度且因此指示车辆的总速度或速率的速度信号或读数。在一个实施例中，个别的车轮速度传感器20-26联接到车辆的四个车轮中的每一个并且分别提供指示对应车轮的旋转速率的速度信号。技术人员将了解，这些传感器可以根据光学、电磁或其他技术来操作，并且速度传感器20-26并不限于任何特定的速度传感器类型。在另一个实施例中，速度传感器可以联接到车辆的某些部分，诸如变速器的输出轴或在速度计的后面，并且从这些测量产生速度信号。还有可能从加速度信号得出或计算速度信号(技术人员了解速率与加速度读数之间的关系)。在另一个实施例中，速度传感器20-26通过将雷达、激光和/或其他信号朝向地面引导并且分析反射的信号或者通过使用来自具有全球定位系统(GPS)能力的导航单元的反馈来确定车辆相对于地面的速度。速度信号有可能由一些其他模块、子系统、系统等(如发动机控制模块32或制动控制模块34)提供给性能驾驶系统12。可以替代地使用任何其他适合的已知速度感测技术。
[0033]车辆动态传感器单元28为系统12提供指示发生在车辆内的各种动态状况(诸如车辆10的侧向加速度或横摆率)的车辆动态信号或读数。单元28可以包括检测或测量车辆动态的传感器或感测元件的任何组合，并且可以被单独地包装或者可以被包装在单个单元中。根据一个示例性实施例，车辆动态传感器单元28是包括横摆率传感器、侧向加速度传感器和纵向加速度传感器的集成惯性测量单元(IMU)。适合的加速度传感器类型的一些实例包括微机电系统(MEMS)型传感器和音叉型传感器，然而可以使用任何类型的加速度传感器。取决于系统的具体需要，加速度传感器可以是单轴或多轴传感器，可以检测加速度和/或减速度，可以检测加速度的量值和/或方向作为矢量，可以直接感测或测量加速度，可以从其他读数(如车辆速度读数)计算或推断加速度，和/或可以提供重力加速度(列举几个可能性)。尽管车辆动态传感器单元28被展示为单独的单元，但是传感器单元28有可能被集成到一些单元、设备、模块、系统等中。
[0034]导航单元30为性能驾驶系统12提供代表车辆10的定位或位置的导航信号。取决于具体实施例，导航单元30可以是单独的部件，或者其可以集成在车辆内的一些其他部件或系统内。导航单元可以包括其他部件、设备、模块等(如GPS单元)的任何组合，并且可以使用车辆的当前位置和道路或地图数据来评估即将到来的道路。例如，来自单元30的导航信号或读数可以包括车辆的当前位置和关于即将到来的路段的结构的信息(例如，即将到来的转弯、弯曲、分叉、路堤、直路等)并且可以被提供以使得性能驾驶系统10可以比较建议驾驶线路和驾驶者采用的预测驾驶线路，如将解释。导航单元30还有可能具有一些类型的用户界面以使得可以在单元与驾驶者之间用语言、视觉或其他方式交换信息。导航单元30可以存储预载的地图数据等，或者其可以通过远程信息处理单元或一些其他通信设备来无线地接收这些信息(列举两个可能性)。
[0035]发动机控制模块32、制动控制模块34和转向控制模块36是包括各种传感器组合的不同的车辆控制模块的实例，并且可以为性能驾驶系统10提供代表那些不同的车辆系统的状态的发动机、制动和转向状态信号或计数。例如，发动机控制模块32可以为系统10提供多种不同的信号，包括指示发动机的速度、变速器挡位选择、加速踏板位置和/或与发动机的操作有关的任何其他信息或数据片段的发动机状态信号。这在混合动力车辆的情况下应用于内燃发动机以及电动机。制动控制模块34可以类似地为性能驾驶系统10提供指示车辆制动系统的当前状况或状态的制动状态信号，包括这些项目如制动踏板位置、防抱死制动状态、车轮滑移或稳定性读数等。制动状态信号可以与传统的摩擦制动系统以及用于混合动力车辆中的再生制动系统有关。转向控制模块36将转向状态信号发送到性能驾驶系统10，其中转向状态信号可以代表转向角度或位置、转向车轮移动或方向、驾驶模式选择(例如，具有较紧转向的运动模式)、在车辆的角部处取出的读数、从方向盘、轴、小齿轮或一些其他转向系统部件获得的读数或者由一些其他车辆系统(如线控转向系统或防抱死制动系统(ABS))提供的读数。上述控制模块可以包括电子处理设备、存储器设备、输入/输出(I/O)设备和其他已知部件的任何组合，并且它们可以通过适合的车辆通信网络电气地连接到其他车辆设备和模块，并且可以在需要时与它们互动。应了解，发动机控制模块、制动控制模块和转向控制模块是本领域中熟知的，且因此在这里不进行详细描述。
[0036]因此，车辆传感器20-36可以包括为性能驾驶系统12提供关于车辆10的状态、状况和/或操作的信息的不同的传感器、部件、设备、模块、系统等的任何组合。例如，车辆传感器20-36中的一个可以为系统12提供车辆识别号码(VIN)或一些其他类型的车辆识别符或信息;VIN可以用来确定车辆的重量、平台风格、马力、变速器规格、悬架规格、发动机信息、车身类型、车型、车型年份等。当然，也可以提供其他类型的车辆信息，包括车胎压力、车胎尺寸、悬架系统信息或关于其他悬架变化的信息、制动修改(诸如像高温能力制动部件或碳赛车垫)、关于混合动力车辆的电压和电流读数、滑移差速器数据、温度或车辆诊断算法的输出。驾驶者或系统用户还有可能手动地输入或提供车辆信息。
[0037]现在转向外部传感器40-44，车辆10可以配备有任何数量的不同传感器或者用于感测和评估车辆外部的周围物体和状况(诸如附近目标车辆、静止的路边物体(如护栏)、天气状况等)的其他部件。根据图1中所示的示例性实施例，性能驾驶系统12包括前向目标传感器40和后向目标传感器42，但是其也可以包括用于监控车辆10的侧面上的区域的额外传感器。目标车辆传感器40和42可以产生代表一个或多个邻近物体(如相邻车道中的目标车辆)的尺寸、性质、位置、速率和/或加速度的目标车辆信号和/或其他数据。这些读数的性质可以是绝对的(例如，相对于地面的目标车辆速率读数(VTAR)或目标车辆加速度读数(aTAR))或者它们的性质可以是相对的(例如，相对速率读数(A V)，其是目标车辆速率与主车辆的速率之间的差，或者相对加速度读数(△ a)，其是目标车辆与主车辆加速度直接的差)ο目标车辆传感器40和42还可能识别和评估道路中的坑洼、杂物等，以使得系统12可以在做出一个或多个驾驶建议之前考虑此输入。目标车辆传感器40和42可以是单个传感器或者传感器的组合，并且可以包括光检测和测距(LIDAR)设备、无线电检测和测距(RADAR)设备、视觉设备(例如，摄像机等)、车辆间通信设备、一些其他已知的传感器类型或者其组合。根据一个实施例，将摄像机结合前向目标车辆传感器40和/或后向目标车辆传感器42使用，如本领域中所已知。
[0038]环境传感器44包括一个或多个传感器并且为性能驾驶系统12提供关于外部天气或者可能影响驾驶的其他环境状况的环境信号或读数。例如，环