专利名称：使用至少三个可激活光信号在视觉上表示参数的实际值和最优值之间的当前差异随时间 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及人机接口领域，尤其涉及协助车辆控制的人机接口。更精确地，本发明涉及用于实现例如公交车、有轨电车、火车之类的陆地车辆或任 何其它类型的陆地车辆上的人机接口的方法。
背景技术：
这种类型的车辆一般由驾驶人控制，驾驶人将车辆的运行参数(例如车辆速度、 加速度或发动机转数)设置为路线的函数，且还设置为人作为司机的经验和技能的函数。 司机还考虑某些限制，例如行驶该路线所需要的持续时间或实际上行驶该路线可用的能量。考虑到所有这些数据，罕有司机能够在控制车辆的同时还优化一个或多个参数。存在各种方法用于协助车辆的控制，以确定车辆的当前位置的参数的最优值，并 因此确定所述车辆的当前位置的参数的所述最优值和实际值之间的当前差异。术语“当前位置”用于表示当前时刻车辆的位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过使用至少三个可激活光信号在视觉上表示所述当 前差异随时间变化的方法。发明通过以下事实实现此目的，所述方法包括接收步骤，接收当前差异；定义步骤，在该步骤中定义至少三个连续值区间，这些值区间中的每个与对应的 一个光信号相关联；确定步骤，将当前值区间确定为当前差异所在的值区间；第一转换步骤，如果当前值区间与先前值区间连续则执行该步骤，在该步骤中，经 过第一延迟之后，与先前值区间相关联的信号被停用，与当前值区间相关联的光信号被激 活；以及第二转换步骤，如果当前值区间不与先前值区间连续则执行该步骤，在该步骤中， 经过第二延迟之后，与先前值区间相关联的光信号被停用，与中间值区间相关联的光信号 被激活，中间值区间对应于与先前值区间连续的值区间，然后在经过第三延迟之后，与中间 值区间相关联的光信号被停用，与当前值区间相关联的光信号被激活。在本发明中，当前值区间是在当前时刻当前差异所在的值区间，其中先前值区间 对应于在先前时刻当前差异所在的值区间。换句话说，先前值区间是以前的当前值区间。在本发明的含义中，术语“连续”用于表示，先前值区间具有与当前值区间共同的 一个值。优选地，共同值是两个区间中的一个的下限以及另一值区间的上限。在本方法中，如果当前值区间与先前值区间相同，则不执行转换步骤。
能够理解，仅当当前值区间和先前值区间不共享共同值时，即当这两个区间的交 集为空时，执行第二转换步骤。通过本发明，以使得司机对车辆进行控制的方式实时通知司机当前差异随时间的 变化，以便通过降低差异或甚至消除差异来纠正差异。当司机对车辆进行控制时，参数的实 际值被修改，结果，实际值和最优值之间的差异就变化。在此方法中，三个光信号中的一个用于指示差异是可接受的，而另两个光信号用 于指示实际值和最优值之间的差异是不可接受的，使得司机需要改变驾驶行为以便降低差 异。另两个光信号中的一个优选地指示不可接受的差异是正数，即实际值超出最优值很多， 而另一个光信号用于指示不可接受的差异是负数，即实际值少于与最优值很多。换句话说， 如果是以速度为参数的特定实例，当通知司机不可接受的正数差异的光信号被激活时，这 意味着实际速度比最优速度快很多，因此司机必须减慢。相反，当用于通知司机不可接受的 负数差异的光信号被激活时，这意味着实际速度比最优速度慢很多，因此司机必须加速以 便降低当前差异。还能够理解，被激活的是与当前值区间相关联的光信号，以便向司机给出所述当 前差异的视觉表示。因此，第一转换步骤对应于当前差异的小的变化，而第二转换步骤对应于所述差 异的较大变化。在本发明中，第二转换步骤导致与中间值区间相关联的至少一个光信号的暂时激 活。该第二转换展示了向司机提供温和而非突然变化的信息的优点。在差异有重大变化的 情况下，司机可能对光信号被激活以指示当前差异突然变得不可接受感到吃惊。相反，发明 的方法通过分别激活与一个或多个中间值区间相关联的一个或多个中间信号来逐步地、持 续地通知司机有关差异的变化。优选地，每个光信号优选地由一个或多个发光二极管(LED)形成，优选为三个相 邻的LED。然而，能够提供LED或任意其它适于发光的部件的其它排列。有利地，第二延迟等于第三延迟，以表示第二转换期间差异变化的逐步变化。优选地，第二延迟等于第一延迟的一半。结果，等于第二延迟的第三延迟实质上等 于第一延迟的一半。第二转换步骤的持续时间因此等于第一转换步骤的持续时间。换句话 说，与中间值区间相关联的光信号保持打开的时间是与先前值区间相关联的光信号保持打 开的时间的一半。优点是，当差异有大的变化时能够迅速通知司机。尽管司机不必吃惊，然而迅速通 知司机这种变化很重要，这通过本发明而实现。在通常方式及类似的方法中，优选提供第二和第三延迟之和等于第一延迟。采用与第一转换步骤一样快的第二转换步骤的优点是，能够向司机提供精确信 息。如果第二转换步骤太慢，则在对应于当前值区间的光信号被激活的时间时，当前差异已 经变化，这将意味着提供的信息是错的。在本发明的一个变型中，如果当前差异位于不与先前值区间连续的当前值区间的 子区间中，则执行第一转换步骤。换句话说，仅当差异的变化大于预定阈值，才执行第一转换步骤，该阈值对应于先 前值区间与当前值区间的子区间之间的差异。
这用于，当差异通过快速从一个值区间进入到与其连续的另一值区间而变化时， 避免光信号以不必要的方式闪烁。通过本发明，因此差异滞后地变化。有利地，如果当前差异大于预定界限值，则不执行第一和第二转换步骤。这使得只 要司机主动控制车辆就停用该方法，而不试图优化参数。通过实例，如果司机需要避免障碍 或进行无法预见的操作时，就会遇到这种情况。在这种情况下，优选激活与两个非连续值区 间相关联的两个光信号，利用这种特定配置通知司机该方法暂时被停用。根据本发明，参数包括至少一个量，特别是速度。因此，参数能够仅由速度构成，或 能够由选自速度、加速度、发动机转数或车辆中常见的以及与车辆运行特性相关的任意其 它量的值的组合构成。优选地，根据参数的最优值定义每个值区间。因此，并且优选地，随时间推移，对每 个参数的最优值重定义值区间。有利地，每个值区间具有下限和上限，取决于参数的最优值。换句话说，每个值区间位于其下限和上限之间。例如，值区间的下限和上限能够与参数的最优值的倍数成比例，比例因子取决于 参数的最优值。界限值还能够是预定的固定值。本发明还提供一种显示接口，包括实现本发明的视觉表示方法的设备，用于接收 当前差异的接收器部件，用于定义至少三个值区间的计算设备，以及与值区间相关联的至 少三个光信号发射器。优选地，所述光信号发射器的每个由至少一个发光二极管构成。优选地，所述光信号发射器的每个由三个LED的组构成，应该理解，与两个连续值 区间相关联的两个光信号优选具有共同的两个二极管，由单个中间值区间分开的两个值区 间具有共同的一个二极管。这种排列使得向司机提供逐步和连续的视觉效果。 例如，规定接口包括连续的三个红色二极管，三个绿色二极管和三个红色二极管。最后，发明提供一种跟随路线的城市车辆，车辆包括本发明的显示接口、用于测量 车辆实际速度的速度传感器、包含多个最优速度的存储器、用于计算对应于车辆当前位置 的实际速度和最优速度之间的当前差异并用于将其发送到所述显示接口的接收器部件的 计算部件。
阅读了下面通过非限制实例给出的两个实施例的详细描述之后，能更好地理解发 明，其优点能更好地展示。描述参考附图，其中图1示出根据本发明的城市车辆，包括同样根据本发明的显示接口 ；图2是安装在图1的车辆中的显示接口的图；图3是示出本发明的视觉表示方法的步骤的流程图；图4是示出差异如何随时间变化的图表；以及图5示出在发明第二实施例中显示接口能采用的各种配置。
具体实施例方式图1示出城市车辆10，具体为城市公交车，配备有根据本发明的显示接口 12。
图2详细示出的该显示接口 12起到协助司机实时控制车辆10的作用。更精确地， 显示接口 12通知司机驾驶是否最优。为此目的，显示接口 12包括设备14，设备14使用三 个可激活光信号16实现在视觉上表示参数的实际值和最优值之间的差异随时间变化的方 法，参数具体为车辆速度。自然地，能够选择由选自加速度、发动机转数或城市车辆运行的 任何其它量特征的一个或多个量构成的其它类型的参数或驾驶模式(profile)。在这点上应该指定最优速度的含义。通过实例，最优速度对应于最小化公交车耗 能和在给定时间内行驶确定路线所需时间的速度。可参考本申请人提交的法国专利申请 No. 07/56076来获得进一步的细节。这里，三个光信号16a、16b和16c的形式为具有排列在竖直列上的红色(二极管 16a)_绿色(二极管16b)_红色(二极管16c)三个二极管的双色灯。然而，能够规定灯展 现更多的光信号。根据本发明，当绿色二极管16b被激活(发光)时，这表示车辆10的速度实际值 实质上对应于车辆10的最优速度。此外，当实际速度和最优速度之间的差异ε大于第一 预定阈值b3时，与红色二极管相关联的一个光信号被激活，该红色二极管优选为顶部二极 管16a。在这种情况下，车辆10相对于其在路线上该点处应该展现的最优速度来说跑得太 快了。因此要请司机使车辆减速直到绿色二极管16b被激活。类似地，当实际速度和最优速度之间的差异ε小于第二预定阈值1^2时，当绿色二 极管16b被激活(发光)时，与另一个红色二极管相关联的一个光信号被激活，该红色二极 管优选为底部二极管16c。在这种情况下，车辆10相对于其在路线上该位置处应该展现的 最优速度来说跑得太慢了。因此要请司机使车辆加速直到绿色二极管16b被激活。因此能够理解，通过本发明，车辆10能展现全程都最优的驾驶模式。下面更详细地描述发明的接口的结构和操作。首先，车辆当前位置的实际速度，即(当前)实际速度，由安装在车辆10的一个轮 轴上的速度传感器18测量，或取自公交车的多路复用总线(multiplexed bus)，或实际上 使用全球定位系统(GPQ得到。这还包括计算部件20，用于计算当前位置的实际速度和最 优速度Vopt之间的当前差异ε，指定最优速度值存储在包含多个最优速度的存储器22中。 上面提到的可参考的专利申请中更详细地描述了存储器和计算部件。当前差异ε被传送到显示接口 12，如图1图示。在此实例中，当前差异ε被传送到显示接口 12的接收器部件Μ。显示接口 12的计算设备沈定义从当前位置的最优速度Vopt开始的速度值的三 个连续区间。这些值区间这里称为Ρ1、Ρ2和Ρ3。思想是将这些值区间的每个与一个光信 号相关联，并激活与当前差异所在的值区间(即当前值区间)相对应的光信号。此后，基于这些值区间和当前差异ε，设备14确定三个光信号中的哪个将被激 活。参考图3，下面更详细地描述发明的方法。如上所述，在此实现中，本发明的方法包括利用三个光信号16a、16b、16c在视觉 上表示车辆10速度的实际值和所述速度的最优值之间的差异随时间变化的方式。
要做到这点，该方法首先包括步骤101，接收当前差异，具体为经由接收器部件M 来接收。此后，执行定义步骤102，在该步骤中定义三个连续值区间P1、P2、P3。值区间P1、P2、P3是连续，意思是，区间Pl的上限M对应于区间P2的下限b2、区 间P2的上限b3对应于区间P3的下限b3的意义。具体地，区间P2的上限b3对应于上面提到的第一预定阈值，而区间P2的下限M 对应于上面提到的第二预定阈值。另外，这些值区间的到达与光信号16a、16b、16c相应的一个相关联。因此，值区间 Pl与光信号16a相关联，值区间P2与光信号16b相关联，值区间P3与光信号16c相关联。在图3示出的实例中，区间P1、P2、P3优选选择为最优速度值的百分比。例如，界 限b3对应于最优速度的110%，界限1^2对应于最优速度的90%，界限bl对应于最优速度 的 80%。此后，在步骤103中确定值区间P1、P2或P3的哪个包含当前差异ε。例如，如果当前差异是105 %，这意味着实际速度值超过最优值5 %，所以当前差 异位于区间Ρ2。如果当前差异是112%，则位于区间Ρ3，如果当前差异是90% (意味着速 度的实际值对应于当前值的90% )，则位于区间Ρ1。完全能够通过选择其它方法或确定阈值来提供区间的其它配置，而不超出本发明 的范围。下面是本发明重要方面的描述。当车辆10行驶时，如图4所示，当前差异随时间波动频繁发生。在该图中，曲线30 表示当前差异ε如何随时间变化。在此实例中，能看到，差异ε开始位于区间Ρ2(在t = 0禾口 t = tl之间)，然后增加而位于tl和t3之间的区间P3。在0和tl之间，当当前差异ε位于区间Ρ2时，光信号16b (绿色二极管)被激活。 这是第一状态。在tl和t3之间，当当前差异ε位于区间Ρ3时，光信号16c (红色二极管)被激 活。这是第二状态。根据本发明，第一状态和第二状态之间的转换通过第一转换步骤105发生。对于 该转换，先前值区间是区间P2，而当前值区间是P3，因为这是当前差异ε在时刻tl之后随 即处于的区间。通常地，在测试步骤104期间，如果发现当前值区间与先前值区间连续，则 执行该第一转换步骤105，因为区间P3与区间P2连续的情况是真的。在该第一转换步骤期间，经过第一延迟dl之后，与先前值区间P2相关联的光信号 16b (绿色二极管)被停用(关掉)，与当前值区间P3相关联的光信号16c (红色二极管) 被激活(打开)。优选地，延迟dl位于600毫秒(ms)到IOOOms的区间内，优选为800ms。在一个变型中，能够提供滞后式转换，其中为了避免光信号16b和16c不适时地 (untimely)闪烁，如果当前差异在值b3周围变化，规定仅当当前值位于不与先前值区间 连续的当前值区间的子区间时才执行第一转换步骤。具体地，在当前差异变得大于阈值 b3'(在时刻t2)之后，即当前差异位于由于与区间P2相隔而不与区间P2连续的子区间 P3'时，执行第一转换步骤。
再次参考图4，能看到当前差异降到在时刻t3之后返回区间P2。可以理解，再次执行第一转换步骤，在该步骤中，经过第一延迟dl之后，光信号 16c (红色二极管)被停用，光信号16b (绿色二极管)被激活。优选地，这个新的第一转换 步骤在时刻t3过去一点时间之后，即在时刻t4之后执行，这是由于上面提到的相同的原 因，即，为了避免不适时的闪烁。此后，当前差异继续降低，并在时刻t5之后移动到区间P1，可以理解，在时刻t5 之后(优选为时刻t6之后)执行新的第一转换步骤，使得经过第一延迟dl之后，光信号 16b (绿色二极管)被停用，光信号16a (红色二极管)被激活。此后，可以看到，当前差异突然增加，因为它快速地从区间Pl进入区间P3。换句话 说，时刻t7和时刻伪之间的持续期间非常快。为了向司机提供逐步变化的信息，本发明有 效地规定了，如果当前值区间不与先前区间连续则执行第二转换步骤107(测试步骤106)， 这发生在因为当前值区间P3不与先前值区间Pl连续的情况。更精确地，当车辆的加速度大于第一预定阈值时，例如2米每二次方秒(m/s2)，和 /或当车辆的减加速度(deceleration)大于大约2. 5m/s2的第二预定阈值时，执行第二转 换步骤。在该第二转换步骤107期间，经过第二延迟d2之后，与先前值区间Pl相关联的光 信号16a被停用，与和先前值区间Pl连续的值区间(即，具体为值区间P2)相关联的光信 号16b(绿色二极管)被激活。和先前值区间Pl连续的该值区间P2称为中间值区间。此后，经过第三延迟d3之后，与中间值区间P2相关联的光信号16b (绿色二极管) 被停用，与当前值区间P3相关联的光信号16c(红色二极管)被激活。这样在当前差异突然变化时产生逐步的转换。优选地，第二延迟等于第三延迟，且有利地，第二和第三延迟之和等于第一延迟。换句话说，第一转换步骤105的持续时间等于第二转换步骤107的持续时间是有 利的，从而向司机提供逐步的和快速的信息，而无论当前差异如何变化。另外，优选地，如果当前差异大于预定界限值ε max,则不执行第一转换步骤105 和第二转换步骤107。在附加步骤IOIBbis期间提供测试，步骤IOIBbis优选在步骤104之前 执行。优选地，还规定如果车辆实际速度超过法律允许速度的特殊信号，例如同时激活 两个光信号16a和16c (红色二极管)。类似地，能够规定，如果当前差异小于预定界限值ε min,则不执行第一转换步骤 105和第二转换步骤106。在这种情况下，车辆10跑得太慢了，且可能是机动的，所以不存 在通知司机车辆未行驶在最优速度的优点。提供了例如与附加步骤IOIBbis期间的测试同 样的测试。在图5中，可以看到发明第二实施例的显示接口中的光信号能够采用的各种配置。在该第二实施例中，在图5中提供了编号为Q1-Q12的12个值区间，以及7个不同 的光信号，每个光信号由三个相邻的彩色二极管生成。为此目的，接口具体包括三个连续的 (successive)红色二极管200、202、204，三个连续的绿色二极管206、208、210，和三个红色 二极管 212、214、216。第一光信号116a与区间Q2-Q4相关联。该信号由三个红色二极管200、202、204形成。第二光信号116b与区间Q5相关联，该信号由两个红色二极管202、204与绿色二 极管208 —起形成。第三光信号116c与区间Q6相关联，该信号由红色二极管204和两个绿色二极管 206,208 形成。第四光信号116d与区间Q7相关联，该信号由三个绿色二极管206、208、210形成。第五光信号116e与区间Q8相关联，该信号由两个绿色二极管208、210和红色二 极管212—起形成。第六光信号116f与区间Q9相关联，该信号由绿色二极管210和两个红色二极管 212,214 一起形成。第七光信号116g与区间QlO和Qll相关联，该信号由三个红色二极管212、214、 216形成。另外，区间Ql与被同时激活的光信号16a和16g相关联。与光信号16a相关联的 区间Q2和Q3的区别在于以不同方式使光信号16a闪烁。对于区间Ql 1，光信号16g闪烁。区间Q12不与光信号相关联(所有二极管都关掉)。优选地，接口还包括存储器，用于存储移动条顺序，即二极管相继闪烁的顺序。为 此目的，这些移动条顺序能用于在区间Q2、Q3、Q4中闪烁。纵轴表示差异ε中的变化，还表示每个值区间Q的下限和上限。该第二实施例构成优选但非限制的应用实例。
权利要求
1.一种在视觉上表示参数的实际值与其最优值之间的当前差异随时间的变化的方法， 所述方法使用至少三个可激活光信号(16a、16b、16c)，所述方法包括接收步骤(101)，接收所述当前差异；定义步骤(102)，在该步骤中定义至少三个连续值区间(P1、P2、P3)，这些值区间中的 每个与对应的一个光信号(16a、16b、16c)相关联；确定步骤，将当前值区间确定为所述当前差异所在的值区间；第一转换步骤(105)，如果所述当前值区间与先前值区间连续，则执行该步骤，在该步 骤中，经过第一延迟之后，与所述先前值区间相关联的信号被停用，与所述当前值区间相关 联的光信号被激活；以及第二转换步骤(107)，如果所述当前值区间与所述先前值区间不同，且如果所述当前值 区间不与所述先前值区间连续，则执行该步骤，在该步骤中，经过第二延迟之后，与所述先 前值区间相关联的光信号被停用，与中间值区间相关联的光信号被激活，所述中间值区间 对应于与所述先前值区间连续的值区间，然后，在经过第三延迟之后，与所述中间值区间相 关联的光信号被停用，与所述当前值区间相关联的光信号被激活。
2.根据权利要求1的方法，其中所述第二延迟等于所述第三延迟。
3.根据权利要求2的方法，其中所述第二延迟等于所述第一延迟的一半。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述第二延迟和所述第三延迟之和等于所 述第一延迟。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中，如果所述当前差异(ε)位于不与所述先 前值区间(Ρ2)连续的所述当前值区间(Ρ3)的子区间(Ρ3')，则执行所述第一转换步骤。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中如果所述当前差异大于预定界限值，则不 执行所述第一转换步骤和所述第二转换步骤。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述参数包括至少一个量，特别是速度。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中每个所述值区间包括取决于所述参数的最 优值的下限和上限。
9.一种显示接口(12)，包括实现根据权利要求1-8中任一项的视觉表示方法的设备 (14)，用于接收当前差异的接收器部件(M)，用于定义至少三个值区间的计算设备(沈)， 以及与所述值区间相关联的至少三个光信号发射器(16a、16b、16c)。
10.根据权利要求9的显示接口，其特征在于，所述光信号发射器的每个由至少一个发 光二极管(16a、16b、16c)构成。
11.一种用于跟随路线的城市车辆(10)，所述车辆的特征在于其包括根据权利要求 9或权利要求10的显示接口 ；速度传感器(18)，用于测量车辆(10)的实际速度；存储器 (22)，包含多个最优速度；计算部件(20)，用于计算对应于所述车辆的当前位置的实际速 度和最优速度之间的当前差异，并用于将所述当前差异发送到所述显示接口(1 的所述 接收器部件04)。
全文摘要
本发明涉及使用至少三个可激活光信号在视觉上表示参数的实际值及其最优值之间的差异随时间的变化的方法，所述方法包括第一转换步骤(105)，如果当前值区间与先前值区间连续则执行该步骤，在该步骤中，经过第一延迟之后，与先前值区间相关联的信号被停用，与当前值区间相关联的光信号被激活；以及第二转换步骤(107)，如果当前值区间不与先前值区间连续则执行该步骤，在该步骤中，经过第二延迟之后，与先前值区间相关联的光信号被停用，与中间值区间相关联的光信号被激活，中间值区间对应于与先前值区间连续的值区间，然后在经过第三延迟之后，与中间值区间相关联的光信号被停用，与当前值区间相关联的光信号被激活。
文档编号G07C5/06GK102099841SQ200980115429
公开日2011年6月15日 申请日期2009年4月28日 优先权日2008年4月30日
发明者埃马纽埃尔·德维尔达利, 文森特·马丁, 让-洛朗·弗朗希诺 申请人:欧兰公司