行驶系统、操控装置的制作方法

1.本发明是有关于一种行驶系统的操控装置，且特别是有关于一种可操控行驶系统的行驶方向的操控装置。


背景技术：

2.行驶系统在日常生活中扮演着不可或缺的角色，便利地提供了城市与城市、甚至是国与国之间的联系或运输。在频繁地使用行驶系统的情形下，行驶安全便成为相关业者致力追求的其中一个目标。
3.一种掌控行驶安全的方式是即时监测驾驶环境内的变化或驾驶者的精神状况，可借助持续对驾驶者获取连续图像的方式，再依据所获取的连续图像的图像串流判断假使环境内是否有突发状况，或是驾驶者目前的精神状况，例如是否有异物突袭干扰驾驶者，或是驾驶者超过预期时间未直视前方，或者驾驶者是否已持续闭眼超过预期时间而恐有精神不济的状况。
4.然而，在一些情况中可能会造成图像获取失败，例如车体倾斜、路况颠簸、转动驾驶方向盘又或者是驾驶者手臂挥动遮挡了图像的获取路径等，导致摄像镜头采集不到影像或歪斜的影像，而需要后续再对图像及/或图像串流进行重制，或是需要再进行图像的矫正，甚至无法针对图像估计驾驶者的状况。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种行驶系统的操控装置，可应用于行驶系统中，有助于改善前述缺陷。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种行驶系统的操控装置，其中，包括：一第一感测器，设置于一参考位置；一方向控制器；一取像模块，设置于该方向控制器；一第二感测器，设置于该方向控制器；以及一运算器，对比该第一感测器的一第一感测信息及该第二感测器的一第二感测信息并获得一差值，并对该取像模块提供一取像参数。
7.一种行驶系统的操控装置，其中，包括：一第一感测器，设置于一参考位置，依据该参考位置的一第一方位产生一第一感测信息；一方向控制器；一第二感测器，设置于该方向控制器，依据该方向控制器的一第二方位产生一第二感测信息；以及一运算器，电性连接该第一感测器及该第二感测器，并对比该第一感测信息及该第二感测信息之间的一差值。
8.一种行驶系统的操控装置，其中，包括：一第一感测器，设置于一参考位置，提供该参考位置的一第一感测信息；一可转动的方向控制器；一取像模块，设置于该方向控制器，获取一图像串流数据；一第二感测器，设置于该方向控制器，提供该方向控制器的一第二感测信息；以及一运算器，电性连接该第一感测器及该第二感测器，持续对比该第一感测信息及该第二感测信息之间的一差值，并令该取像模块依据实时更新的一取像参数获取该图像串流数据。
9.上述的操控装置，其中，该取像参数是依据该方向控制器的一旋转角度令该取像
模块执行直式取像或横式取像。
10.上述的操控装置，其中，该差值是该方向控制器的一旋转角度。
11.上述的操控装置，其中，该参考位置与该方向控制器的该旋转角度无相关性。
12.上述的操控装置，其中，该第一感测器及/或该第二感测器分别是一角度感测器、一角速度感测器、一角加速度感测器、一位移感测器速度感测器、一加速度感测器及一重力感测器的任一者。
13.上述的操控装置，其中，该第一感测器及该第二感测器分别是一重力感测器。
14.上述的操控装置，其中，该第一感测信息为重力加速度在一x1轴、一y1轴及一z1轴上的分量，该第二感测器所产生的该第二感测信息为重力加速度在一x2轴、一y2轴及一z2轴上的分量，该运算器依据重力加速度及该z1轴上的分量计算相对该z1轴的一第一角度，及依据重力加速度、该第一角度及该y1轴上的分量计算相对该y1轴的一第一倾斜角度，该运算器依据重力加速度及该z2轴上的分量计算相对该z2轴的一第二角度，及依据重力加速度、该第二角度及该y2轴上的分量计算相对该y2轴的一第二倾斜角度，并获得该第一倾斜角度及该第二倾斜角度的该差值。
15.上述的操控装置，其中，更包括电性连接该运算器的一警示器，该运算器对比该图像串流数据中的多帧连续图像，并依据该等图像的异常结果指示该警示器发出一警示信息。
16.本发明的有益功效在于：该行驶系统的操控装置可在克服各种不利条件的情况下还能够依据行驶状况随时地进行感测信息的比对。
17.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
18.图1为本发明一实施例的操控装置的方块图；
19.图2为本发明一实施例的方向控制器、第一感测器、第二感测器及取像模块的示意图；
20.图3a为本发明一实施例的取像模块获取的第一图像的示意图；
21.图3b为本发明一实施例的取像模块取的第二图像的示意图；
22.图4a为行驶系统产生倾斜的一实施例；
23.图4b为行驶系统产生倾斜的另一实施例；
24.图5为方向控制器的示意图；
25.图6为第一感测器的所感测的第一重力坐标系；及
26.图7为第二感测器的所感测的第二重力坐标系。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式显示。并且，除非有其他表示，在不同附图式中相同的元件符号可视为相对应的元件。这些附图是为了清楚
表达这些实施方式中各元件之间的连接关系，并非显示各元件的实际尺寸或是比例关系。
28.请参照图1，其为本发明一实施例的操控装置100的方块图。操控装置100可应用于行驶系统10，包含但不限于是机车、汽车、航空飞机及航海船舰等。
29.操控装置100至少包括第一感测器110、第二感测器120、方向控制器130、取像模块140及运算器150。第一感测器110、第二感测器120及取像模块140可分别与运算器150电性连接。一具体实施例，第一感测器110及第二感测器120可分别是角度感测器、角速度感测器、角加速度感测器、位移感测器速度感测器或加速度感测器的任一者；另一具体实施例，第一感测器110及/或第二感测器120可以是重力感测器，其可依据重力的改变来感测重力的方位。
30.下方实施例中，行驶系统10以汽车为例做说明，第一感测器110及第二感测器120是以重力感测器为例做说明，但应理解的是，本发明的操控装置100可应用的行驶系统10不仅局限于汽车，第一感测器110及第二感测器120不仅局限于采用重力感测器。
31.图2为本发明一实施例的方向控制器130、第一感测器110、第二感测器120及取像模块140的示意图。
32.请参照图1及图2，第一感测器110可设置于参考位置，参考位置不会随着方向控制器130的机械性转动而连动地改变角度或方向，即参考位置与方向控制器130的旋转角度相互独立而无相关性，因此第一感测器110于参考位置上亦不会随着方向控制器130的转动而连动，并可感测出参考位置于第一方位上的第一感测信息，亦即行驶系统10所处的第一方位的第一感测信息。举例而言，此参考位置是方向控制器130以外的任一位置，例如但不限于设置在行驶系统10内的中控板、仪表板或是影音装置等车体的任何位置上。一具体实施例中，第一感测器110是采用重力感测器，其可依据目前重力加速度的方向进一步得知行驶系统10当下所处的第一方位的第一感测信息。其中，第一感测器110也可采用角速度、角加速度及/或加速度等原理所设计的感测器，而不用以限制本发明。
33.方向控制器130可设置于行驶系统10内并可相对于行驶系统10转动，借以改变行驶系统10的行进方向。
34.第二感测器120及取像模块140设置于方向控制器130上，当方向控制器130与行驶系统10相对旋转时，第二感测器120及取像模块140亦会随同方向控制器130同步地与行驶系统10相对转动，且第二感测器120可同步地感测出方向控制器130当下的第二方位的第二感测信息；此外，参考位置与行驶系统10连动且不与方向控制器130连动，因此设置于参考位置的第一感测器110所提供的第一感测信息与第二感测器120的第二感测信息亦是相互独立而无相关性。一具体实施例中，第二感测器120是采用重力感测器，其可依据目前重力加速度的方向得知方向控制器130当下所处的第二方位的第二感测信息。其中，第二感测器120也可采用角速度、角加速度及/或加速度等原理所设计的感测器，而不用以限制本发明。
35.具体地，第二感测信息包括方向控制器130的旋转角度ω(标示于图5)以及行驶系统10的第一感测信息。若方向控制器130本身不转动时，方向控制器130和行驶系统10具有相同的方位，则第一感测器110的第一感测信息与第二感测器120的第二感测信息相同。
36.取像模块140可朝主驾驶座的方向获取图像，包含但不限于取得驾驶者h的上半身及/或行驶系统内部的图像。在行驶系统10的行驶过程中，取像模块140可获取单一的图像，或可持续地获取连续的图像，并将单一图像或具有连续图像的图像串流数据传送至运算器
150。取像模块140至少包括光学镜头(图未示)及图像感测器142(标示于图3a、图3b)。其中，光学镜头具有一视角(field ofview，fov)，视角可大于90度或可介于90度及220度之间；图像感测器142例如是电荷耦合元件(charge coupled device，ccd)、互补性氧化金属半导体(complementarymetal-oxide semiconductor，cmos)元件。
37.运算器150可接收来自第一感测器110的第一感测信息、来自第二感测器120的第二感测信息及来自取像模块140的图像，并可对比第一感测信息及第二感测信息，以获得第一感测信息及第二感测信息之间的差值，进而依据差值对取像模块140提供取像参数，使取像模块140依据此取像参数获取下一张图像。
38.由此，于一获取图像串流数据的实施例中，第一感测器110及第二感测器120分别持续提供当下的第一感测信息及第二感测信息予运算器150，运算器150则持续对比第一感测信息及第二感测信息之间的差值，并依据最新的差值即时更新取像模块140的取像参数，由取像模块140依据最后的取像参数获取图像。在第一感测器110、第二感测器120、取像模块140及运算器150以各自的频率分工的情况下，即可使取像模块140获取到实时更新取像参数的图像串流数据。
39.图3a为本发明一实施例的取像模块140获取的第一图像的示意图；图3b为本发明一实施例的取像模块140获取的第二图像的示意图；图4a为行驶系统10产生倾斜的一实施例；图4b为行驶系统10产生倾斜的另一实施例；图5为方向控制器130的示意图。
40.同时参照图1、图2及图3a，一实施例中，取像模块140以预设的取像参数获取一帧第一图像，即此时的取像模块140是在未有即时更新的取像参数的前提下获取一帧第一图像，则第一图像中的驾驶者h与图像感测器142上可能会存在角度差，进而取像模块140会将具有角度差的驾驶者h的第一图像传送至运算器150。
41.接着参照图1、图2及图3b，运算器150对比第一感测器110的第一感测信息及第二感测器120的第二感测信息，并获得第一感测信息及第二感测信息之间的差值及取像参数，令取像模块140依据取像参数获取后续的第二图像，使后续的第二图像的角度差能够获得实质的补偿。
42.同时参照图1、图2及图4a，一具体实施例中，由于行驶系统10行驶过程中可能产生α度的晃动或是行驶于倾斜α度的路面上，使得行驶系统10左右两侧与水平面之间存在α度的倾斜角度，行驶系统10与水平面之间大致会存在α度的倾斜角度。此行驶过程中，方向控制器130维持未转动的状态，即方向控制器130的旋转角度ω＝0；且由于驾驶者h与取像模块140均位于行驶系统10中并与行驶系统10同步晃动，因此驾驶者h与取像模块140两者与水平面之间各自存在α度的倾斜角度，使驾驶者h与取像模块140之间基本上不存在角度差。
43.同时参照图1、图2、图4b及图5，于另一实施例中，若行驶系统10在方向控制器130顺时针旋转一角度的前提下行驶，意即行驶系统10在水平面上以曲率半径为r的旋转方向行驶且方向控制器130的旋转角度ω≠0，此时因离心力的作用会使行驶系统10相对于水平面倾斜。
44.请参照图4a、图4b及图5，一具体实施例中，第一感测器110是重力感测器，x1轴、y1轴及z1轴所定义的坐标系统为第一感测器110所感测的重力坐标系，且x1轴、y1轴及z1轴可相互垂直；另一具体实施例中，第二感测器120是重力感测器，x2轴、y2轴及z2轴所定义的坐标系统为第二感测器120所感测的重力坐标系，x2轴、y2轴及z2轴可相互垂直。以下以第一
感测器110及第二感测器120皆采用重力感测器做说明，且定义z1轴与z2轴的方向实质相同，但不用以限制本发明。
45.请同时参照图1、图2、图4a至图5，第一感测器110可依据重力加速度在x1轴、y1轴和z1轴上产生的分量取得目前重力的方位，进而可得知行驶系统10的方位，亦即可得知行驶系统10相对于水平面的倾斜角度α；第二感测器120可依据重力加速度在x2轴、y2轴和z2轴上产生的分量取得目前重力的方位，进而可得知方向控制器130的方位，亦即可得知方向控制器130的旋转角度ω以及行驶系统10的倾斜角度α的总和。其中，方向控制器130可以z2轴为转轴轴心，在x2轴及y2轴的平面上旋转。当方向控制器130的旋转角度ω为0，意即方向控制器130不转动的情形下，x1轴可实质等同于x2轴，y1轴可实质等同于y2轴。
46.图6为第一感测器110的所感测的第一重力坐标系。
47.请同时参照图1、图2、图4a至图6，在行驶系统10行驶得过程中，第一感测器110会依据行驶系统10的方位(左右倾斜的程度)，感测重力加速度g在x1轴的分量为g
x1
、在y1轴的分量为g
y1
、在z1轴上的分量为g
z1
，进而产生第一感测信息。运算器150接收第一感测信息后，可依据重力加速度g在z1轴上的分量g
z1
，计算相对于z1轴的第一角度第一角度可经由下方(式一)获得：
[0048][0049]
接着，运算器150可依据重力加速度g、第一角度及重力加速度g在y1轴的分量g
y1
，计算相对于y1轴的第一倾斜角度θ1。第一倾斜角度θ1可经由下方(式二)和(式三)获得：
[0050]
θ1＝cos-1
(g
y1
/g
x1y1
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(式二)
[0051][0052]
图7为第二感测器120的所感测的第二重力坐标系。
[0053]
请再同时参照图7，第二感测器120依据方向控制器130的方位(旋转的程度)，感测重力加速度g在x2轴的分量为g
x2
、在y2轴的分量为g
y2
、在z2轴上的分量为g
z2
，进而产生第二感测信息。运算器150接收第二感测信息后，可依据重力加速度g在z2轴上的分量g
z2
，计算相对于z2轴的第二角度第二角度可经由下方(式四)获得：
[0054][0055]
接着，运算器150可依据重力加速度g、第二角度及重力加速度g在y2轴的分量g
y2
，计算相对于y2轴的第二倾斜角度θ2。第二倾斜角度θ2可经由下方(式五)和(式六)获得：
[0056]
θ2＝cos-1
(g
y2
/g
x2y2
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(式五)
[0057][0058]
据此，运算器150即可依据第一感测器110的第一感测信息及第二感测器120的第二感测信息得到第一倾斜角度θ1和第二倾斜角度θ2后，更进而依据第一倾斜角度θ1和第二倾斜角度θ2获得其中的差值。
[0059]
在如图4a的情况中，由于方向控制器130不转动，故第二感测器120所感测的方向控制器130的方位实质上等同于行驶系统10的方位，因此依照(式一)～(式三)所得的第一倾斜角度θ1与依照(式四)～(式六)所得的第二倾斜角度θ2实质上相同。运算器150在对比来自第一感测器110的第一感测信息及来自第二感测器120的第二感测信息后，依据第一感
测信息的第一倾斜角度θ1，判断行驶系统10当下相对于水平面呈现倾斜状态，且驾驶者亦随行驶系统10倾斜；而由于第二倾斜角度θ2与第一倾斜角度θ1实质上相同，即可依据此判断方向控制器130本身并未转动，只有随行驶系统10倾斜。因此，运算器150计算第一倾斜角度θ1和第二倾斜角度θ2之间基本上不具有差值(差值＝0)，而不进行取像参数的调整，使取像模块140可获取如图3b所示的正确获取的图像。
[0060]
在如图4b的情况中，方向控制器130的旋转角度为ω，故第二感测器120所感测的方向控制器130的方位包括方向控制器130的旋转角度ω以及行驶系统10的方位，因此依照(式一)～(式三)所得的第一倾斜角度θ1与依照(式四)～(式六)所得的第二倾斜角度θ2并不相同。运算器150在对比来自第一感测器110的第一感测信息及来自第二感测器120的第二感测信息后，依据第一感测信息的第一倾斜角度θ1，判断行驶系统10当下相对于水平面呈现倾斜状态(由于离心力作用)，且驾驶者亦随行驶系统10倾斜；而由于第二倾斜角度θ2与第一倾斜角度θ1并不相同，即可依据此判断方向控制器130不但随行驶系统10倾斜，且本身亦有转动。因此，运算器150计算第一倾斜角度θ1和第二倾斜角度θ2之间的差值为方向控制器130的旋转角度ω，进而依此调整取像参数，例如是去调整图像感测器142的取像范围的角度，使取像模块140可获取如图3b所示的正确获取的图像，或是旋转图像感测器142的成像。
[0061]
在其它实施例中，运算器150还可依据方向控制器130的旋转角度决定取像模块140执行横式取像或直式取像。例如，取像模块140依据初始取像参数而预设执行横式取像；若方向控制器130的旋转角度超过一预设角度，运算器150将对取像模块140提供更新的取像参数，并令取像模块140依据此更新的取像参数执行直式取像。
[0062]
由于本发明中的第二感测器120采用与第一感测器110相同的重力坐标系，只要得知方向控制器130本身有无转动，就可以知道与方向控制器130连动的取像模块140和驾驶者之间的角度变化，进而能让运算器150实时更新取像参数令取像模块140获取图像串流数据。
[0063]
进一步地，在本发明的另一实施例中，操控装置10还可包括警示器160。如图1所示，警示器160电性连接运算器150。当取像模块140依据取像参数获取图像串流数据并将图像串流数据中的多帧连续图像提供至运算器150时，运算器150可对比图像串流数据中的多帧连续图像，并依据这些图像的异常结果指示警示器160发出警示信息，例如但不限于是声音、光线或震动警示。举例来说，若运算器150在对比图像串流数据中的多帧连续图像后，判断驾驶者已持续闭眼超过预期时间，便会指示警示器160发出警示信息，以警示驾驶者应注意眼前的路况，避免发生车祸。
[0064]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。