用于车辆的投影虚拟输入系统的制作方法
【专利摘要】一种用于车辆的输入系统(2)，包括投影仪系统(4)、检测器系统(6)，所述投影仪系统(4)和所述检测器系统(6)被适配为与控制单元(8)进行通信，所述投影仪系统(4)被适配为生成虚拟触摸屏(10)，所述虚拟触摸屏(10)包括可调节输入菜单，所述可调节输入菜单被适配为输入控制指令以用于控制所述车辆的一个或多个系统，其中，所述投影仪系统(4)被适配为将所述虚拟触摸屏投影在车辆中或车辆上的显示表面。所述输入系统(2)适配为具有至少两种模式，睡眠模式和使用模式，其中所述输入系统(2)被适配为：A-借助于所述检测器系统(6)来检测第一激活测量，B-启动所述使用模式，C-选择并且限定用于所述虚拟触摸屏(10)的显示表面，D-借助于所述投影仪系统(4)来生成所述虚拟触摸屏并且将所述虚拟触摸屏投影在选定的显示表面上，E-借助于所述检测器系统(6)经由所述投影输入菜单来接收输入动作形式的输入控制指令，并且依据其来生成输入信号(12)，F-根据所述输入信号(12)来控制一个或多个系统。
【专利说明】用于车辆的投影虚拟输入系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据独立权利要求前序部分所述的输入系统和与这样的输入系统相关联的方法。
[0002]本发明具体涉及用于车辆的输入系统和方法，所述系统和方法帮助控制车辆上的系统和功能。
【背景技术】
[0003]在现代货车中，存在驾驶员或者乘客期望能够从驾驶员座椅、从乘客座椅或从车上以及车周围的其他位置(例如从床或车辆外面)能够使用的多个系统或功能。这样的些系统或功能的示例范例包括:照明、加热系统、收音机、电视TV和多媒体，以及例如对货车气动悬挂架的调整，例如结合对拖车的栓挂。
[0004]当前是这样来满足这种期望的，即通过将按钮和控制布置在车辆中以及与车辆相连接的若干位置中，以使得即使用户不坐在驾驶员座位上也能够使用系统和功能。例如，可以从靠近床的面板控制内部照明。另一范例是用于调整气动悬挂的远程控制，所述远程控制能在乘客座椅处访问，以使得它可以在检查发生时进行。这样的远程控制通常借助于线缆连接。
[0005]用于车辆中的输入接口具有许多范例，下面将简要地讨论若干不同的系统。
[0006]US 7248151涉及用于车辆的虚拟键盘，所述键盘结合控制车辆的各个功能来使用，例如解锁车辆。例如，将键盘投影在车辆的侧窗上。检测器和处理器被布置为检测姿势并且识别键盘上执行的姿势。例如，检测器可以包括相机或红外探测器。
[0007]US 7050606涉及用于检测和识别手势的系统，所述系统尤其适合于控制车辆的各个功能。例如，这些功能属于加热、空调、照明、CD/收音机设定等。
[0008]US 2011/0286676描述了用于车辆的系统和相关方法，以便于检测和识别三维姿势。根据所述方法中的一个，步骤包括:从传感器接收一个或多个未处理的图像数据帧；处理并且组合多个帧以，便于识别车辆中的用户的身体部分，并且计算用户手末端的位置；确定手是否执行了动态的或静态的姿势；接收与若干存储的姿势向对应的命令；并且执行该命令。
[0009]这里还参考A.Riener 和 M.Rossbory 的文章 “Nature and Intuitive HandGestures:A Substitute for Tradit1nal Vehicle Control，，，2011 年 11 月 29 日-12 月2 日公布在 Automotive UI' II, Salzburg, Austria, Adjunct Proceedings 中。该文章描述了一个测试，在所述测试中驾驶员借助于姿势给出指令以控制若干功能。在所述测试中，采用了视频游戏中使用的许多技术，并且是尤其用于Xbox游戏控制台的微软Kinect。在所述测试中，当手保持在变速杆(gearshift)附近时执行的手势被识别。相机形式的检测器被安装在顶棚，并且被调节为捕获在排挡杆周围区域中的手的运动。
[0010]微软Kinect是这样一种系统，其主要被适配为游戏领域，并且需要传感器与显示器结合布置，其中，传感器包括在特殊的软件的帮助下检测用户的三维运动并且在其它物体当中识别用户的脸的相机和3D传感器。Kinect系统因此用在Xbox游戏控制台中以及其它地方。三维传感器包括与有单色CMOS传感器组合的红外激光投影仪，所述红外激光投影仪可以在日光状况下检测三维视频数据。3D传感器的感测距离可以被调节，并且软件可以取决于正在玩哪个游戏并且取决于游戏者的物理环境来校准传感器，以使得家具和其它障碍物可以被考虑。该系统实现了先进的运动识别，并且可以同时跟踪两个活动的游戏者的移动，因此可以通过评估每个游戏者的多达两个关节的运动步骤来进行运动分析。
[0011]Kinect系统传感器以30Hz的帧率输出视频信号。具有RGB信号的视频流使用带有颜色过滤器的8-位VGA分辨率出40*480像素)，而针对3D效果的单色视频流具有提供具有2048个等级的灵敏度的11位VGA分辨率出40*480像素)。当Kinect传感器与Xbox软件结合使用时，Kinect传感器在1.2至3.5米的距离范围内工作，但可以给出从0.7到
6.0米的扩展范围。传感器具有57°的水平检测角度和43°的垂直检测角。接着该传感器可以沿水平方向旋转27°。
[0012]为了使得车辆的驾驶员能够采用在现代货车中当前找到的许多不同的系统和功能，在车辆中布置了大量按钮和控制，不仅与驾驶员座椅连接，还与例如床连接并且是远程控制的形式。这些按钮和控制通常需要单独的线缆线路，这使它们的安装复杂并且需要高成本。此外，有时车辆驾驶员难以知晓给定的功能的按钮被定位在那里。
[0013]本发明的目的是提供一种经改进的输入接口，所述输入接口更加地用户友好并且为汽车制造商提供成本节约。
【发明内容】
[0014]通过独立权利要求中限定的本发明来实现前述的目的。
[0015]由从属权利要求来限定优选的实施例。
[0016]被适配为检测人的身体运动的投影仪系统和检测器系统借助于根据本发明的输入系统进行组合。在实现根据本发明的所述输入系统中，除了其它以外，使用的小型投影仪和相机系统也结合视频游戏使用，例如用在Xbox游戏控制台中(如上所述)的微软Kinect0
[0017]根据本发明，虚拟触摸屏被投影到货车中或外面的期望的表面上，并被用来输入针对所述车辆中的系统和功能的控制指令。例如，所述系统被布置在所述货车的顶棚，以使得所述虚拟屏幕可以被投影在任何可能的位置。
[0018]例如，所述触摸屏可以被投影在挨着床的墙壁上、床垫上、地板上或墙壁上。如果在车外，则所述虚拟触摸屏可以被投影在手持的板上，或者例如，在门的内侧上或台阶上。
[0019]因此可能替代所述货车中的多个按钮，例如气动悬挂的远程控制、照明按钮和加热系统的控制单元。也可能由某人自己来定义哪些系统和功能将是能借助于所述虚拟触摸屏来控制的。
[0020]通过本发明的应用，系统被实现为更加用户友好，这部分是因为对于控制各个车辆系统的访问被改进。它还为汽车制造商提供了成本节约，这是因为例如需要更少的线缆，并且需要更少的按钮和控制单元。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是示意性图示了本发明的方框图。
[0022]图2示出了图示本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0023]现在将参考附图来描述本发明，并且首先参考图1中的方框图。
[0024]本发明涉及用于车辆的输入系统2，所述车辆优选地是货车、公交车或机动房车，但是也用于轿车。输入系统包括被适配为与控制单元8进行通信的投影仪系统4和检测器系统6。
[0025]投影仪系统4被适配为生成虚拟触摸屏10，虚拟触摸屏10包括被适配为输入控制指令以控制车辆的一个或多个系统的可调节输入菜单，其中，投影仪系统4被适配为将虚拟触摸屏投影在车辆内或车辆上的显示表面上。投影仪系统4优选地被布置在车辆驾驶舱的顶棚中。
[0026]投影仪系统4包括以下中的至少一项:图像生成器(例如阴极射线管(CRT))、数字光处理单元、以及光学投影单元，所述光学投影单元包括用于投影生成的图像的视觉投影透镜。投影仪系统也可以包括“画”出虚拟触摸屏的激光设备。
[0027]在附图中示出的实施例中，投影仪系统包括被设置在车辆中或车辆周围的多个位置中的三个单元，以使得能够在尽可能多的位置投影。仅具有一个单元的系统也是可能的，在这种情况下，单元可以例如被布置为挨着床投影。
[0028]检测器系统6也优选地被布置在车辆驾驶舱的顶棚中，并且可以适合地与投影仪系统连接布置。在附图中示出的实施例中，检测器系统包括三个单元，所述三个单元中的每个包括至少一个光学数据收集单元(例如相机或红外探测器)。检测器系统优选地还包括声音检测器，所述声音检测器被适配为检测激活措施以及声音形式的输入动作，例如来自语音或敲击的声音。
[0029]结合本发明的应用，输入系统2被适配为具有至少两种模式:等待模式和使用模式。
[0030]当系统关闭时，输入系统当然也是完全被动模式。
[0031]因此输入系统2被适配为:
[0032]A-借助于所述检测器系统6来检测第一激活措施，如果这样的第一激活措施被检测到，则
[0033]B-启动使用模式。
[0034]在它的使用模式中，系统已经为用户开启以选择虚拟触摸屏要被投影在哪里。这是由用户通过以下来完成的:
[0035]C-选择并且限定用于所述虚拟触摸屏10的显示表面。
[0036]根据一个实施例，系统等待用户确认要被投影的触摸屏，用户通过执行第二激活措施来做出所述确认。根据该实施例的系统被适配为:
[0037]-借助于所述检测器系统6来检测第二激活措施。
[0038]接着，输入系统准备经由被投影在选定的显示表面上的虚拟触摸屏来接收控制指令。这是经由一下步骤发生的:
[0039]D-使用所述投影仪系统来生成虚拟触摸屏并且将虚拟触摸屏投影在选定的显示表面上，
[0040]E-使用所述检测器系统6经由所述经投影的输入菜单来接收输入动作形式的输入控制指令，并且依据其生成输入信号12，
[0041]F-依据所述输入信号12来控制一个或多个系统。
[0042]在附图中，由来自控制单元8的双箭头来示出对车辆的系统和功能的控制。控制单元优选地被连接到车辆总线系统，并且它生成的控制信号由车辆以常规的方式处理，并且因此不需在此做进一步的描述。
[0043]可以适合地借助于输入系统控制的系统或功能的范例包括照明、加热系统、收音机、TV和多媒体，以及例如对货车的气动悬挂的设定，例如结合对拖车的栓挂。
[0044]第一激活措施，以及在合适的情况下，第二激活措施，包括以下中的一个或多个:预定的移动样式(姿势)；响指或敲击。例如，第一激活措施可以包括敲击两次以启动使用模式，并且接着，根据一个实施例，通过独特地用一根手指指点来识别选定的显示表面致，以令系统显示虚拟触摸屏，接着所述用一根手指指点构成第二激活测量。
[0045]在使用模式中，输入菜单被显示在虚拟触摸屏上。例如，开始菜单，即第一输入菜单显示，可以取决于虚拟触摸屏被投影在哪里。例如，如果触摸屏要被挨着床投影，则用于调节照明和收音机的菜单将被显示。
[0046]输入菜单优选地包括以分级系统(hierarchical system)布置的多个输入菜单，其中，对功能的激活是借助于指定的输入动作发生的。例如，输入动作包括通过将手/手指保持在输入区域中至少预定的时间(大约零点几秒至数秒)来按在输入菜单上的预定义的区域上。
[0047]为了使输入动作已被系统接收是已知的，系统被适配为生成预定的认知，所述预定的认知包括输入区域(按钮)颜色或形状的一个或多个变化，以及对声学信号的生成。
[0048]本发明还包括与用于车辆的输入系统相结合的方法，其中，所述输入系统包括被布置为与控制单元进行通信的投影仪系统和检测器系统。现在参考图2中的流程图来简要地描述所述方法。还参考对所述输入系统的前述说明中的相关部分。
[0049]因此投影仪系统被适配为生成虚拟触摸屏，该虚拟触摸屏包括可调节输入菜单，所述可调节输入菜单被适配为输入控制指令以用于控制车辆的一个或多个系统，因此，投影仪系统被适配为将虚拟触摸屏投影在车辆中或车辆上的显示表面上。
[0050]输入系统被适配为具有至少两种模式:睡眠模式和使用模式，其中，所述方法包括以下步骤:
[0051]A-检测第一激活措施，
[0052]B-启动使用模式，
[0053]C-选择并且限定用于虚拟触摸屏的显示表面，
[0054]D-借助于所述投影仪系统生成虚拟触摸屏并且将虚拟触摸屏投影在选定的显示表面上，
[0055]E-借助于所述检测器系统经由所述经投影的输入菜单来接收输入动作的形式的输入控制指令，并且依据其生成输入信号，
[0056]F-依据所述输入信号(12)来控制一个或多个系统。
[0057]根据一个实施例，所述方法包括借助于所述检测器系统来检测第二激活措施，并仅在已经检测到所述第二激活措施时才执行步骤D和后继的步骤。已经使用图2中的虚线识别出了该可选步骤。
[0058]例如，第一激活措施，以及在合适的情况下，第二激活措施，包括预定的移动样式(姿势)和敲击中的一个或多个。
[0059]当虚拟触摸屏被激活并且输入菜单被显示时，可以通过生成各种输入动作来激活各种功能，所述输入动作包括通过将手/手指保持在输入区域中至少预定的时间来触摸预定义的输入区域。输入菜单优选地包括以分级系统布置的多个输入菜单，其中，对功能的激活是借助于指定的输入动作来实现的。输入动作是借助于预定的认知来接受的，所述预定的认知包括输入区域(按钮)的颜色或形状的一个或多个变化，以及声学信号的生成。
[0060]根据本发明的一个应用，投影仪系统和检测器系统必须被设置为使得虚拟触摸屏以这样的方式来显示，即操作者可以站在车外并且调节例如后轴的气动悬挂。
[0061]在根据本发明的数据收集系统的额外的变型中，可能将基于期望的功能来控制并且影响屏幕的外观的系统添加至功能中。
[0062]结合接收虚拟触摸屏将要被投影到哪里的指令的投影仪系统，投影可以被调整，以得使得触摸屏呈现期望的外观。例如，可以考虑显示表面相对于生成的图像不垂直的情况，以使得触摸屏扭曲。这可以借助于校正功能来自动实现。
[0063]本发明不限于以上描述的优选实施例。可以使用各种备选、修改和等价方案。前述的实施例因此并不被视为对如权利要求所限定的本发明的保护范围做出限制。
【权利要求】
1.一种用于车辆的输入系统(2)，包括投影仪系统(4)、检测器系统(6)，所述投影仪系统(4)和所述检测器系统(6)被适配为与控制单元(8)进行通信，所述投影仪系统(4)被适配为生成虚拟触摸屏(10),所述虚拟触摸屏(10)包括可调节输入菜单，所述可调节输入菜单被适配为输入控制指令以用于控制所述车辆的一个或多个系统，其中，所述投影仪系统(4)被适配为将所述虚拟触摸屏投影在车辆中或车辆上的显示表面， 其特征在于，所述输入系统(2)被适配为具有至少两种模式:睡眠模式和使用模式，其中，所述输入系统(2)被适配为: 八-借助于所述检测器系统(6)来检测第一激活措施， 8-启动所述使用模式， 0选择并且限定用于所述虚拟触摸屏(10)的显示表面， 0-借助于所述投影仪系统(4)来生成所述虚拟触摸屏并且将所述虚拟触摸屏投影在选定的显示表面上， ￡-借助于所述检测器系统(6)经由所述投影输入菜单来接收输入动作形式的输入控制指令，并且依据其来生成输入信号(12), ？-根据所述输入信号(12)来控制一个或多个系统。
2.如权利要求1所述的输入系统，其中，所述输入系统被适配为借助于所述检测器系统(6)来检测第二激活措施，并且仅在已经检测到所述第二激活措施时才执行步骤0和后继的步骤。
3.如权利要求1或2所述的输入系统，其中，所述第一激活措施，以及在合适的情况下，所述第二激活措施，包括预定的移动样式(姿势)和敲击中的一个或多个。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的输入系统，其中，所述输入动作包括通过将手丨手指保持在预定义的输入区域中至少预定的时间来触摸所述输入区域。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的输入系统，其中，所述输入菜单包括以分级系统布置的多个输入菜单，并且其中，对功能的激活是借助于指定的输入动作来实现的。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的输入系统，其中，输入动作是借助于预定的认知来接受的，所述预定的认知包括所述输入区域(按钮)的颜色或形状的一个或多个变化，以及声学信号的生成。
7.如前述权利要求中的任一项所述的输入系统，其中，所述检测器系统(6)包括至少一个光学数据收集单元，例如相机或红外探测器。
8.如前述权利要求中的任一项所述的输入系统，其中，所述投影仪系统(4)包括以下中的至少一项:图像生成器，例如阴极射线管(0^)；数字光处理单元；以及光学投影单元，所述光学投影单元包括用于投影生成的图像的光学投影透镜。
9.如前述权利要求中的任一项所述的输入系统，其中，所述投影仪系统(4)被布置在车辆驾驶室的顶棚中。
10.如前述权利要求中的任一项所述的输入系统，其中，所述检测器系统(6)被布置在车辆驾驶室的顶棚中。
11.一种与车辆的输入系统相结合的方法，其中，所述输入系统包括投影仪系统和检测器系统，所述投影仪系统和所述检测器系统被布置为与控制单元进行通信，所述投影仪系统被布置为生成虚拟触摸屏，所述虚拟触摸屏包括可调节输入菜单，所述可调节输入菜单被适配为输入控制指令以用于控制所述车辆的一个或多个系统，其中，所述投影仪系统被适配为将所述虚拟触摸屏投影在车辆中或车辆上的显示表面上， 其特征在于，所述输入系统被适配为具有至少两种模式:睡眠模式和使用模式，其中，所述方法包括以下步骤: A-检测第一激活措施， B-启动所述使用模式， C-选择并且限定用于所述虚拟触摸屏的显示表面， D-借助于所述投影仪系统来生成所述虚拟触摸屏并且将所述虚拟触摸屏投影在选定的显不表面上， E-借助于检测器系统经由经投影的所述输入菜单来接收输入动作的形式的输入控制指令，并且依据其来生成输入信号， F-依据所述输入信号(12)来控制一个或多个系统。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述方法包括借助于所述检测器系统来检测第二激活措施，并且仅在已经检测到所述第二激活措施时才执行步骤D和后继的步骤。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中，所述第一激活措施，以及在合适的情况下，所述第二激活措施，包括预定的移动样式(姿势)、敲击中的一个或多个。
14.如权利要求11-13中的任一项所述的方法，其中，所述输入动作包括通过将手/手指保持在预定义的输入区域中至少预定的时间来按在所述输入区域。
15.如权利要求11-14中的任一项所述的方法，其中，所述输入菜单包括以分级系统布置的多个输入菜单，并且其中，对功能的激活是借助于指定的输入动作来实现的。
16.如权利要求11-15中的任一项所述的方法，其中，输入动作是借助于预定的认知来接受的，所述预定的认知包括所述输入区域(按钮)的颜色或形状的一个或多个变化，以及声学信号的生成。
【文档编号】G06F3/0481GK104508598SQ201380025231
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年5月8日 优先权日:2012年5月14日
【发明者】M·罗斯哈默 申请人:斯堪尼亚商用车有限公司