專(zhuān)利名稱：在全擋風(fēng)玻璃平視顯示器上的車(chē)輛間通訊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容涉及機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的擋風(fēng)玻璃上的圖形成像。
背景技術(shù)：
該部分中的敘述僅僅提供與本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容有關(guān)的背景信息，并且不構(gòu)成現(xiàn)有 技術(shù)。以有效的方式向車(chē)輛的操作者提供信息是令人期望的，并且減輕了操作者的疲 勞。顯示技術(shù)是已知的，其中，光被投射到屏幕上，并且光被轉(zhuǎn)變?yōu)槠聊簧系目梢暤娘@示。用 于運(yùn)輸用途的這樣的顯示器被公知為平視顯示器，其中，信息被投射到遮陽(yáng)板、操作者和擋 風(fēng)玻璃之間的屏幕上、或直接被投射到擋風(fēng)玻璃上。但是，將光直接投射到擋風(fēng)玻璃上的已 知的系統(tǒng)通常需要大大降低擋風(fēng)玻璃的透明度的涂層或材料。結(jié)果，平視顯示器通常被限 制于擋風(fēng)玻璃上的有限的區(qū)域。車(chē)輛系統(tǒng)監(jiān)測(cè)大量的信息。特別地，使用駕駛輔助(例如自適應(yīng)巡航控制(ACC)、 自動(dòng)側(cè)向控制、防撞系統(tǒng)或碰撞準(zhǔn)備系統(tǒng))和車(chē)道保持輔助的車(chē)輛系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和處理與車(chē)輛 周?chē)\(yùn)行環(huán)境相關(guān)的信息。此外，可利用來(lái)自多種信息源的信息相對(duì)于3D地圖數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)定 位車(chē)輛，計(jì)劃至目的地的車(chē)輛行駛路線，并將該行駛路線與關(guān)于路線的可利用信息進(jìn)行關(guān) 聯(lián)。此外，車(chē)載車(chē)輛系統(tǒng)提供可用于改善車(chē)輛控制的多種信息。此外，公知的車(chē)輛與車(chē)輛之 間的通訊是使用在一個(gè)車(chē)輛上收集的數(shù)據(jù)與道路上其它位置的車(chē)輛進(jìn)行通訊。

發(fā)明內(nèi)容
—種實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器在該擋風(fēng)玻璃的預(yù)定區(qū)域上包括發(fā)光粒 子或微結(jié)構(gòu)中的一種，其允許發(fā)光顯示同時(shí)允許通過(guò)該擋風(fēng)玻璃的視野。一種在主車(chē)的實(shí) 質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上基于車(chē)輛間通訊顯示描述交通信息的圖形的方法，該方 法包括監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊，根據(jù)該車(chē)輛間的通訊確定交通信息，確定在實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng) 玻璃平視顯示器上顯示的描述交通信息的圖形，且在該實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器 上顯示所述圖形。本發(fā)明還提供以下方案。方案1 一種基于車(chē)輛間的通訊在主車(chē)的實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯 示描述交通信息的圖形的方法，該方法包括監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊；根據(jù)該車(chē)輛間的通訊來(lái) 確定交通信息；確定在實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示的描述交通信息的圖形； 且在該實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示所述圖形；其中該實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃 平視顯示器在擋風(fēng)玻璃的預(yù)定區(qū)域上包括發(fā)光粒子或微結(jié)構(gòu)中的一種，允許發(fā)光顯示同時(shí)允許通過(guò)該擋風(fēng)玻璃的視野。方案2 如方案1的方法，其中根據(jù)車(chē)輛間的通訊來(lái)確定交通信息包括檢測(cè)涉及 主車(chē)及其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作。方案3 如方案2的方法，其中檢測(cè)涉及主車(chē)及其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作包 括分析在車(chē)輛間的通訊中所發(fā)送的其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)；以及確定侵入鄰近該車(chē)輛的區(qū)域的 其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)。方案4:如方案2的方法，其中檢測(cè)涉及主車(chē)及其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作包 括分析在車(chē)輛間的通訊中所發(fā)送的其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)；確定指示侵略性操作的其他車(chē)輛的 運(yùn)動(dòng)；并根據(jù)其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)和侵略性操作的指示來(lái)確定可能的切斷操作；其中確定描述 交通信息的圖形包括根據(jù)所述可能的切斷操作來(lái)確定切斷警報(bào)。方案5 如方案2的方法，其中檢測(cè)涉及主車(chē)及其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作包 括監(jiān)測(cè)其他車(chē)輛相對(duì)于主車(chē)的鄰近位置；監(jiān)測(cè)在車(chē)輛間的通訊中所發(fā)送的其他車(chē)輛的車(chē) 道變換信號(hào)；并根據(jù)所述車(chē)道變換信號(hào)和其他車(chē)輛相對(duì)于主車(chē)的鄰近位置來(lái)確定車(chē)道變換 信號(hào)是并入請(qǐng)求。方案6 如方案2的方法，其中所述主車(chē)是手動(dòng)操作的；其中確定描述交通信息的 圖形包括確定與其他車(chē)輛的軌跡對(duì)應(yīng)的軌跡報(bào)警圖形。方案7 如方案2的方法，其中確定描述交通信息的圖形包括確定與其他車(chē)輛的即 將發(fā)生的并入對(duì)應(yīng)的并入?yún)f(xié)商圖形。方案8 如方案7的方法，其中所述主車(chē)是半自動(dòng)操作的；其中所述并入?yún)f(xié)商圖形 包括配合其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入的可選擇的請(qǐng)求。方案9 如方案7的方法，其中所述主車(chē)是自動(dòng)操作的；其中所述并入?yún)f(xié)商圖形包 括其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入的通知。方案10 如方案1的方法，其中根據(jù)車(chē)輛間的通訊來(lái)確定交通信息包括檢測(cè)即將 發(fā)生的交通減速；且其中確定描述交通信息的圖形包括確定即將發(fā)生的交通減速的報(bào)警。方案11 如方案10的方法，還包括基于檢測(cè)即將發(fā)生的交通減速而命令自動(dòng)制動(dòng) 操作。方案12 如方案1的方法，還包括監(jiān)測(cè)所述主車(chē)的速度；并通過(guò)在車(chē)輛間的通訊 中發(fā)送的信息來(lái)確定主車(chē)前方的其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)；其中根據(jù)車(chē)輛間的通訊來(lái)確定交通信息 包括根據(jù)主車(chē)的速度及其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定不希望的跟隨狀態(tài)；其中確定描述交通信息 的圖形包括確定不希望的跟隨狀態(tài)的報(bào)警。方案13 如方案1的方法，其中監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊包括監(jiān)測(cè)其他車(chē)輛的行駛路線； 并且其中確定描述交通信息的圖形包括圖示其他車(chē)輛的行駛路線。方案14 如方案1的方法，其中監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊包括監(jiān)測(cè)由其他車(chē)輛所傳送的 計(jì)劃路線；并且其中確定描述交通信息的圖形包括圖示所述計(jì)劃路線。方案15 如方案1的方法，其中監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊包括監(jiān)測(cè)主車(chē)輛前方的不利行 駛情況；并且其中確定描述交通信息的圖形包括確定不利行駛情況警報(bào)。方案16 如方案15的方法，其中監(jiān)測(cè)所述不利行駛情況包括監(jiān)測(cè)沿主車(chē)的計(jì)劃路 線上的交通減速；并且其中確定不利行駛情況警報(bào)包括確定建議變換路線警報(bào)。方案17 如方案15的方法，其中監(jiān)測(cè)所述不利行駛情況包括監(jiān)測(cè)主車(chē)前方的滑的道路情況；并且其中確定不利行駛情況警報(bào)包括確定前方滑的道路警報(bào)。方案18 如方案15的方法，其中監(jiān)測(cè)所述不利行駛情況包括監(jiān)測(cè)主車(chē)前方的道路 障礙物；并且其中確定不利行駛情況警報(bào)包括確定前方道路障礙物警報(bào)。方案19 如方案1的方法，還包括監(jiān)測(cè)主車(chē)操作者眼睛位置；并且其中確定在實(shí) 質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示描述交通信息的圖形包括確定配準(zhǔn)到操作者通過(guò) 所述實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器可見(jiàn)的行駛場(chǎng)景特征的圖形。方案20 —種在主車(chē)的實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上基于車(chē)輛間的通訊 顯示描述所要求車(chē)輛響應(yīng)的圖形的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車(chē)輛間的通訊裝置；描述主車(chē)乘員 眼睛位置的傳感器；所述實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器，其在擋風(fēng)玻璃的預(yù)定區(qū)域上 包括發(fā)光粒子或微結(jié)構(gòu)中的一種，允許發(fā)光顯示同時(shí)允許通過(guò)該擋風(fēng)玻璃的視野；增強(qiáng)視 覺(jué)系統(tǒng)系統(tǒng)管理器，其監(jiān)測(cè)所述車(chē)輛間的通訊裝置、監(jiān)測(cè)所述描述主車(chē)乘員眼睛位置的傳 感器、根據(jù)通過(guò)車(chē)輛間的通訊裝置的通訊確定其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)、評(píng)價(jià)其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)以要 求主車(chē)作出響應(yīng)；并且根據(jù)所要求的主車(chē)響應(yīng)以及來(lái)自描述主車(chē)乘員眼睛位置的傳感器的 數(shù)據(jù)來(lái)確定配準(zhǔn)的顯示要求；圖形系統(tǒng)，其根據(jù)配準(zhǔn)的顯示要求生成描述所要求的主車(chē)響 應(yīng)的圖形；以及，圖形投射系統(tǒng)，其與所述圖形系統(tǒng)通訊，并且在所述實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻 璃平視顯示器上顯示描述所要求的主車(chē)響應(yīng)的圖形。


下面將結(jié)合附圖以示例的方式描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明裝配有EVS系統(tǒng)的示例性車(chē)輛；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)質(zhì)上透明的顯示器的示例性示意圖；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明在表面上的示例性圖形投射；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明使用激勵(lì)(激發(fā))光以從HUD發(fā)出可見(jiàn)光的示意圖；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明發(fā)光粒子在基板上的示例性布置；圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明層疊在基板上的不同類(lèi)型的發(fā)光材料；圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明不同發(fā)光材料的激勵(lì)與發(fā)射關(guān)系的示例圖；圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明分散在實(shí)質(zhì)上透明或半透明基板內(nèi)的微結(jié)構(gòu)的模式的示 例圖；圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明類(lèi)似于圖8的，布置在實(shí)質(zhì)上透明或半透明基板的表面上 的微結(jié)構(gòu)的模式的示例圖；圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明類(lèi)似于圖8的，分散在實(shí)質(zhì)上透明或半透明基板中的微結(jié) 構(gòu)的成角度模式的示例圖；圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明基于FC顯示子系統(tǒng)的二維光束的示例性實(shí)施方式；圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明車(chē)輛系統(tǒng)10的示意圖，該車(chē)輛系統(tǒng)已構(gòu)造有目標(biāo)跟蹤系 統(tǒng)；圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明在創(chuàng)建軌跡列表中使用的信息流；圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性的數(shù)據(jù)融合方法；圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明使得能夠聯(lián)合跟蹤和傳感器配準(zhǔn)(記錄)的示例性數(shù)據(jù) 流；
圖16示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明傳感器輸入被融合成適用于碰撞準(zhǔn)備系統(tǒng)的對(duì) 象軌跡的示例性系統(tǒng)；圖17示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性圖像融合模塊；圖18示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明的示例性Kalman濾波器組，所述濾波器操作以 估計(jì)群組對(duì)象的位置和速度；圖19顯示了根據(jù)本發(fā)明適用于各種目標(biāo)對(duì)象的系統(tǒng)內(nèi)部分析的覆蓋在相應(yīng)圖像 平面上的示例性范圍數(shù)據(jù)；圖20顯示了根據(jù)本發(fā)明使用傳感器來(lái)獲取車(chē)輛前方道路幾何數(shù)據(jù)的示例性車(chē) 輛；圖21顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性的前進(jìn)車(chē)道估計(jì)處理；圖22顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性處理，其中來(lái)自地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的信息可被用于構(gòu) 造車(chē)輛區(qū)域內(nèi)的道路幾何模型；圖23圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例性迭代方法，其相對(duì)于估計(jì)的道路幾何來(lái)尋找車(chē) 輛的近似位置；圖24顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性車(chē)輛姿態(tài)定位處理；圖25顯示了根據(jù)本發(fā)明在車(chē)輛的側(cè)向模型內(nèi)作出的示例性確定；圖26顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性使用沿車(chē)輛前方投射車(chē)道的航路點(diǎn)來(lái)估計(jì)車(chē)道幾 何；圖27-29顯示了根據(jù)本發(fā)明將前后信息示例性地應(yīng)用于被感測(cè)的對(duì)象數(shù)據(jù)，以便 確定感測(cè)的數(shù)據(jù)是否為關(guān)鍵信息；圖27顯示了包括描述車(chē)輛前方目標(biāo)對(duì)象的三個(gè)相繼數(shù)據(jù)點(diǎn)的車(chē)輛；圖28顯示了示例性狀態(tài)，其中相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)會(huì)正確地指示對(duì)操作者而言關(guān)鍵的 信息；以及圖29顯示了示例性的狀態(tài)，其中，相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)可能不正確地指示對(duì)操作者而言 關(guān)鍵的信息；圖30和31示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明有限像素化視場(chǎng)結(jié)構(gòu)的示例性應(yīng)用；圖30顯示了示例性的發(fā)射器，其能向有限視場(chǎng)發(fā)出光；圖31描述了創(chuàng)建與聚合物基板對(duì)齊的發(fā)射器的必要結(jié)構(gòu)以便能夠?qū)τ邢抟晥?chǎng)觀 察的過(guò)程；圖32-37顯示了根據(jù)本發(fā)明可以投射在HUD上的關(guān)鍵信息的選擇示例性顯示；圖32描述了示例性的包括對(duì)車(chē)輛操作者而言期望易視覺(jué)獲取的特征的未增強(qiáng)的 外部視圖；圖33顯示了由濃霧阻礙的示例性視圖和可用于補(bǔ)償霧的影響的示例性增強(qiáng)視覺(jué) 顯不；圖34顯示了通過(guò)變道提高安全性的示例性圖形顯示；圖35顯示了示例性的狀態(tài)，其中外圍突出特征增強(qiáng)特征與估計(jì)的操作者注視部 位一起使用，以警告操作者注意關(guān)鍵信息；圖36顯示了在HUD上描述導(dǎo)航方向的顯示的示例性視圖；圖37描述了附加的示例性視圖，其描述可以在HUD上顯示的關(guān)鍵信息；
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圖38示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述方法的示例性信息流；圖39描述了可在HUD上顯示的即將發(fā)生的并道/并線操作(mergingmaneuver)的附加示例性示圖；以及圖40描述了可在HUD上顯示的不安全跟隨情況的示例性示圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，其中所述附圖只是為了說(shuō)明某些示例性實(shí)施方式的目的，并不是 用于限制該實(shí)施方式，公開(kāi)了一種使用增強(qiáng)視覺(jué)系統(tǒng)(EVS，enhancedvision system)在車(chē) 輛的擋風(fēng)玻璃上顯示圖形圖像的方法，所述圖形圖像描述了車(chē)輛的運(yùn)行環(huán)境。所述圖形圖 像來(lái)自描述運(yùn)行環(huán)境的傳感器和/或數(shù)據(jù)輸入，并包括對(duì)這些輸入的處理以便將關(guān)鍵的信 息傳遞給車(chē)輛的操作者或乘員。將要顯示在擋風(fēng)玻璃上的圖形圖像被附加地配準(zhǔn)到通過(guò)擋 風(fēng)玻璃可觀察的可視相關(guān)特征，從而想看的乘員可以按單獨(dú)的可識(shí)別輸入的方式觀看相關(guān) 特征和配準(zhǔn)的圖形圖像。圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明裝配有EVS系統(tǒng)的示例性車(chē)輛。車(chē)輛100包括EVS系統(tǒng)管 理器Iio ；車(chē)輛傳感器系統(tǒng)，包括攝像機(jī)系統(tǒng)120和雷達(dá)系統(tǒng)125 ；車(chē)輛操作傳感器，包括車(chē) 速傳感器130 ；信息系統(tǒng)，包括GPS裝置140和無(wú)線通訊系統(tǒng)145 ；平視顯示器(HUD，head-up display) 150 ；EVS圖形系統(tǒng)155 ；圖形投射系統(tǒng)158 ；以及乘員眼睛位置感測(cè)系統(tǒng)160。所 述EVS系統(tǒng)管理器110包括可編程處理器，可編程處理器包括程序來(lái)監(jiān)測(cè)各種輸入并確定 什么信息適合于顯示在所述HUD上。EVS系統(tǒng)管理器可以與各個(gè)系統(tǒng)和部件直接通訊，或 所述EVS系統(tǒng)管理器可以替代地或另外地通過(guò)LAN/CAN系統(tǒng)115通訊。EVS系統(tǒng)管理器使 用與車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的信息，這些信息從多個(gè)輸入獲得。攝像機(jī)系統(tǒng)120包括攝像機(jī)或 圖像獲取裝置，它們獲取表示車(chē)輛的視圖的周期的或序列的圖像。雷達(dá)系統(tǒng)125包括本領(lǐng) 域公知的用電磁輻射來(lái)檢測(cè)車(chē)輛附近的其它車(chē)輛或?qū)ο蟮难b置。多種公知的車(chē)載傳感器 被廣泛地用在車(chē)輛中以監(jiān)測(cè)車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)輪滑移、和其它描述車(chē)輛運(yùn)行的參數(shù)。示 例性的車(chē)速傳感器130被描述為代表這種描述車(chē)輛操作的車(chē)載傳感器，但本發(fā)明旨在包括 EVS系統(tǒng)使用的任何這種傳感器。GPS裝置140和無(wú)線通訊系統(tǒng)145是本領(lǐng)域公知的與車(chē) 外信息源如衛(wèi)星系統(tǒng)180和蜂窩式通訊塔190進(jìn)行通訊的裝置。GPS裝置140可以與3D地 圖數(shù)據(jù)庫(kù)一起使用，3D地圖數(shù)據(jù)庫(kù)包括由關(guān)于車(chē)輛當(dāng)前位置的GPS裝置140接收的涉及總 體坐標(biāo)的詳細(xì)信息。HUD 150包括擋風(fēng)玻璃，擋風(fēng)玻璃裝配有可以顯示投射到其上的圖像 的特征部件，同時(shí)保持透明或?qū)嵸|(zhì)上透明以便車(chē)輛的乘員通過(guò)擋風(fēng)玻璃可以清楚地觀察車(chē) 夕卜。應(yīng)當(dāng)理解，雖然HUD 150包括車(chē)輛前方的擋風(fēng)玻璃，但是車(chē)輛內(nèi)的其它表面也可用于投 射，包括側(cè)窗和后窗。此外，前擋風(fēng)玻璃上的視圖可以作為連續(xù)的圖像在前部車(chē)輛“A-柱” 上且至所述側(cè)窗上連續(xù)。EVS圖形引擎(graphics engine) 155包括顯示軟件或程序，所述 顯示軟件或程序翻譯請(qǐng)求從而以描述信息的圖形表示的方式顯示來(lái)自EVS系統(tǒng)管理器110 的信息。EVS圖形引擎155包括補(bǔ)償擋風(fēng)玻璃的彎曲和傾斜表面以及圖形所投射到的任何 其它表面的程序。EVS圖形引擎155控制圖形投射系統(tǒng)158，圖形投射系統(tǒng)158包括產(chǎn)生激 勵(lì)光從而投射圖形表示的激光器或投射裝置。乘員眼睛位置感測(cè)系統(tǒng)160包括本領(lǐng)域公知 的傳感器以近似(估計(jì))乘員頭部的位置并進(jìn)一步近似乘員眼睛的方位或注視部位?；?乘員眼睛位置感測(cè)系統(tǒng)160的輸出以及與車(chē)輛周?chē)h(huán)境相關(guān)的跟蹤位置信息的輸入數(shù)據(jù)，EVS系統(tǒng)管理器110可以準(zhǔn)確地將圖形圖像配準(zhǔn)至HUD，從而乘員可以通過(guò)擋風(fēng)玻璃看見(jiàn)覆 蓋有視覺(jué)圖像的圖像。上述EVS包括眼睛感測(cè)和頭部感測(cè)裝置，所述裝置允許估計(jì)眼睛位置、允許在HUD 上配準(zhǔn)圖像以使得所述圖像與操作者的視野相對(duì)應(yīng)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，頭部和眼睛位置的估 計(jì)可以通過(guò)多種方法獲得。例如，在類(lèi)似于調(diào)節(jié)后視鏡的過(guò)程中，操作者可以在進(jìn)入車(chē)輛時(shí) 使用校準(zhǔn)程序來(lái)將圖形和檢測(cè)到的對(duì)象對(duì)準(zhǔn)。在另一實(shí)施方式中，在車(chē)輛中的縱向座椅位 置可以用來(lái)估計(jì)駕駛員頭部的位置。在另一實(shí)施方式中，后視鏡的手動(dòng)調(diào)節(jié)可以用來(lái)估計(jì) 操作者眼睛的位置。應(yīng)當(dāng)理解，方法的組合也可以用來(lái)更加精確地估計(jì)操作者的頭部位置， 這些方法例如是座椅位置和鏡子調(diào)節(jié)角。在HUD上完成圖形的精確配準(zhǔn)的多種方法是可以 預(yù)期的，且本發(fā)明不限于這里描述的具體實(shí)施方式
。 示例性EVS包括寬視場(chǎng)；全擋風(fēng)玻璃(HUD)；實(shí)質(zhì)上透明的屏幕，包括在其上顯 示投射的圖形圖像的功能；HUD圖像引擎，包括在擋風(fēng)玻璃上能投射圖像的一個(gè)或多個(gè)激 光器；輸入源，其獲得與車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及，包括程序的EVS系統(tǒng)管理器，所述 程序監(jiān)測(cè)來(lái)自輸入裝置的輸入、處理所述輸入并確定與運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的關(guān)鍵信息、并建立 需要由HUD圖像引擎建立圖形圖像的請(qǐng)求。然而，應(yīng)當(dāng)理解，該示例性EVS只是EVS能采取 的多種構(gòu)造方式中的一種。例如，視覺(jué)或攝像機(jī)系統(tǒng)對(duì)接下來(lái)將描述的各種EVS應(yīng)用都是 有用的。然而，應(yīng)當(dāng)理解，示例性EVS系統(tǒng)可以不使用視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)運(yùn)行，例如，從僅僅GPS裝 置、3D地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和車(chē)載傳感器來(lái)提供有用的信息。在替代選擇中，應(yīng)當(dāng)理解示例性EVS系 統(tǒng)可以不訪問(wèn)GPS裝置或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)而運(yùn)行，取而代之的是只使用來(lái)自視覺(jué)系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng) 的輸入。這里公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的多種不同的配置是可能的，本發(fā)明并不限于這里描述的 示例性實(shí)施例。包括HUD的擋風(fēng)玻璃對(duì)EVS的運(yùn)行是重要的。為了實(shí)現(xiàn)作為在其上可顯示圖形圖 像的顯示裝置的同時(shí)還能起到通過(guò)其可看到相關(guān)特征的媒介的作用，車(chē)輛的擋風(fēng)玻璃必須 是透明的且能顯示激勵(lì)光源所投射的圖像。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)上透明的顯示器的示 例圖。觀察者10通過(guò)基板14能看到任意對(duì)象(例如立方體12)。基板14可以是透明的 或?qū)嵸|(zhì)上透明的。在觀察者10通過(guò)基板14看到任意對(duì)象12的同時(shí)，觀察者10還可以看 到基板14上產(chǎn)生的圖像(例如圓15和三角形16)?；?4可以是車(chē)輛擋風(fēng)玻璃、建筑窗 戶、玻璃基板、塑料基板、聚合物基板或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的透明(或?qū)嵸|(zhì)上透 明)的介質(zhì)的一部分。其它基板可以補(bǔ)充基板14以提供色彩、基板保護(hù)、濾光(例如過(guò)濾 外部紫外光)、以及其它功能。圖2顯示了根據(jù)實(shí)施方式的透明顯示裝置的照射，其由來(lái)自光源(例如裝置20所 示的投射器或激光器)的激勵(lì)光(例如紫外光或紅外光)照射?；?4可以接收來(lái)自光 源(例如投射器或激光器20)的激勵(lì)光。接收到的激勵(lì)光可以被基板14上的發(fā)光材料吸 收。當(dāng)發(fā)光材料接收所述激勵(lì)光時(shí)，發(fā)光材料可以發(fā)出可見(jiàn)光。相應(yīng)地，通過(guò)選擇性地用激 勵(lì)光照射所述基板14，可以在基板14上產(chǎn)生圖像(例如圓15和三角形16)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述激勵(lì)光可以是紫外光。如果所述激勵(lì)光是紫外光，那 么，當(dāng)發(fā)光材料響應(yīng)于紫外光發(fā)出可見(jiàn)光時(shí)，發(fā)生下變換(down-conversion)物理現(xiàn)象。具 體地，紫外光比可見(jiàn)光具有短的波長(zhǎng)和高的能量。相應(yīng)地，當(dāng)發(fā)光材料吸收紫外光并發(fā)出較 低能量的可見(jiàn)光時(shí)，紫外光被下變換為可見(jiàn)光，因?yàn)樽贤夤庠诒晦D(zhuǎn)換成可見(jiàn)光時(shí)其能級(jí)下降。在實(shí)施方式中，所述發(fā)光材料是熒光材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，激勵(lì)光可以是紅外光。如果激勵(lì)光是紅外光，那么，當(dāng)發(fā) 光材料響應(yīng)于所述紅外光發(fā)出可見(jiàn)光時(shí)，發(fā)生上變換(up-conversion)物理現(xiàn)象。具體地， 紅外光比可見(jiàn)光具有長(zhǎng)的波長(zhǎng)和低的能量。相應(yīng)地，當(dāng)發(fā)光材料吸收紅外光并發(fā)出較高能 量的可見(jiàn)光時(shí)，紅外光被上變換為可見(jiàn)光，因?yàn)榧t外光在被轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光時(shí)其能級(jí)上升。在 實(shí)施方式中，所述發(fā)光材料是熒光材料。在上變換物理現(xiàn)象中，多于一個(gè)紅外光子的吸收對(duì) 每個(gè)可見(jiàn)光子的發(fā)射是必要的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解這種需求，即需要多光子的吸收 會(huì)使得紅外光與紫外光相比作為激勵(lì)光是一種不太不理想的選擇。在圖1所示的實(shí)施方式中，激勵(lì)光由包括投射器的裝置20輸出。投射器可以是數(shù) 字投射器。在實(shí)施方式中，投射器是微鏡陣列(MMA)投射器(例如數(shù)字光處理(DLP，digital light processing)投射器)。輸出紫外光的MMA投射器除了具有適應(yīng)紫外光光譜的濾光 器的色輪外，可以類(lèi)似于輸出可見(jiàn)光的MMA投射器。在其它實(shí)施方式中，投射器是液晶顯示 器(LCD，liquid crystal display)投射器。在實(shí)施方式中，投射器可以是硅基液晶(LC0S， liquid crystal on silicon)投射器。在實(shí)施方式中，投射器可以是模擬投射器(例如滑 動(dòng)膠片投射器或電影膠片投射器)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)會(huì)想到其它類(lèi)型的可以用來(lái)在基 板14上投射紫外光的投射器。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明在表面上的示例性圖形投射。輻射源310送出強(qiáng)烈的、不 可見(jiàn)(或低于可見(jiàn))輻射的準(zhǔn)直(平行)光束。輻射光束穿過(guò)光學(xué)圖像處理器330，且改變 后的輻射光束350被投射到熒光變換(FCdIuorescenceconversion)顯示屏380上。公開(kāi) 了多種圖像顯示的方法。在第一示例性方法中，擴(kuò)大的靜態(tài)輻射光束通過(guò)包括產(chǎn)生暗圖像 的通斷式開(kāi)關(guān)矩陣(例如，微小反射鏡矩陣)的圖像處理器330被應(yīng)用，并且熒光可見(jiàn)圖像 通過(guò)暗圖像的熒光變換而在顯示屏380上產(chǎn)生。靜態(tài)圖像通常從查詢表中產(chǎn)生。在第二示 例性方法中，輻射光束與圖像處理器330相聯(lián)，圖像處理器330包括二維光束掃描儀(例如 檢流計(jì)，聲光光偏轉(zhuǎn)器(AOLD，acousto-optic light deflector)，和電光光偏轉(zhuǎn)器(E0LD， electro-optic light deflector))。電信號(hào)被用于控制所述輻射光束以在給定的時(shí)間照 射屏幕的具體點(diǎn)。一個(gè)示例性FC屏幕通常具有下列結(jié)構(gòu)層384，其包含被附連或分散在均 勻介質(zhì)中的熒光毫微粒子或分子；涂層388，其傳遞不可見(jiàn)輻射的同時(shí)反射可見(jiàn)的發(fā)射光； 以及基板層390，其吸收余下的不可見(jiàn)輻射。替代地，所述屏幕包括層384，其包含被附連 或分散在均勻介質(zhì)中的熒光毫微粒子或分子；涂層388，其吸收不可見(jiàn)輻射；和可見(jiàn)的透明 基板層390。自粘接層和保護(hù)層例如防劃層也可以添加到所述屏幕結(jié)構(gòu)。公開(kāi)了 FC的兩種替代方案。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明利用激勵(lì)光從HUD發(fā)出可見(jiàn) 光的方案。如圖4所示，所述第一方案被稱為下變換，其中激勵(lì)光的波長(zhǎng)小于熒光波長(zhǎng)。能 級(jí)圖顯示了下變換分子或毫微粒子。較短波長(zhǎng)激勵(lì)光的光子具有較多的能量，并導(dǎo)致從較 低能級(jí)410到較高能級(jí)420的躍遷415。所述發(fā)射包括與具有較小能隙的兩種能級(jí)相關(guān)的 躍遷425。第二方案(未示出)被稱作上變換，其中激勵(lì)光的波長(zhǎng)大于熒光波長(zhǎng)。在所述第 二方案中，需要來(lái)自激光器的兩個(gè)或更多個(gè)光子來(lái)激勵(lì)熒光粒子，以便產(chǎn)生可見(jiàn)熒光光子。 較長(zhǎng)波長(zhǎng)的激勵(lì)激光器導(dǎo)致從較低能態(tài)經(jīng)過(guò)中間態(tài)到達(dá)較高能態(tài)的兩個(gè)躍遷。所述發(fā)射包 括與兩個(gè)能級(jí)相關(guān)的躍遷，所述兩個(gè)能級(jí)的能隙小于與兩個(gè)激光光子相關(guān)的能量。針對(duì)第 一種方案的通常方法是應(yīng)用具有小于500nm波長(zhǎng)的UV (或藍(lán))光源來(lái)激勵(lì)圖像屏幕上的熒光分子或毫微粒子。所述UV源包括固體激光器、半導(dǎo)體激光二極管、氣體激光器、染料激光 器、準(zhǔn)分子激光器、和本領(lǐng)域熟悉的其它UV光源。針對(duì)第二種方案的通常方法是應(yīng)用具有 大于700nm波長(zhǎng)的紅外線激光器來(lái)激勵(lì)所述屏幕上的熒光分子或粒子。所述IR激光器包 括固體激光器、半導(dǎo)體激光二極管和本領(lǐng)域熟悉的其它IR源。在上述兩種方式中，激勵(lì)光 束強(qiáng)度被調(diào)節(jié)以產(chǎn)生不同強(qiáng)度或灰度級(jí)的可見(jiàn)熒光。還公開(kāi)了多種熒光材料。這些材料的共同特性是熒光粒子的尺寸非常小。通常， 具有0. 5nm至500nm之間尺寸的毫微粒子或分子被優(yōu)選為具有最小的散射效應(yīng)，散射效應(yīng) 減少屏幕的可見(jiàn)透明度。這些材料分為四類(lèi)無(wú)機(jī)毫微米尺寸磷光體；有機(jī)分子和染料；基 于半導(dǎo)體的毫微粒子；和有機(jī)金屬分子。對(duì)于下變換，下列材料可以用來(lái)形成FC顯示屏1.無(wú)機(jī)或陶瓷磷光體或毫微粒 子，包括但不限于金屬氧化物、金屬鹵化物、金屬硫族化物(例如金屬硫化物)、或它們的混 合物，例如金屬氧-鹵化物、金屬氧-硫族化物。這些無(wú)機(jī)磷光體在熒光燈和電子監(jiān)視器中 有廣泛的應(yīng)用。這些材料可以將較短波長(zhǎng)光子(例如UV和藍(lán)光)轉(zhuǎn)換成較長(zhǎng)波長(zhǎng)的可見(jiàn) 光，并能容易地沉積在顯示屏上或分散在屏幕中。2.激光染料和小的有機(jī)分子，以及熒光有 機(jī)聚合物。這些也可將較短波長(zhǎng)激光光子(例如UV和藍(lán)光)轉(zhuǎn)換成較長(zhǎng)波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，并 能容易地沉積在顯示屏上。因?yàn)樗鼈冊(cè)诠腆w中處于分子狀態(tài)，所以屏幕透明度由于沒(méi)有粒 子散射而得到保持。3.半導(dǎo)體毫微粒子，例如II-VI或III-V化合物半導(dǎo)體，例如，熒光量 子點(diǎn)。此外，它們添加到屏幕中不會(huì)影響光學(xué)透明度。4.有機(jī)金屬分子。所述分子至少包 括金屬中心，例如稀土元素(例如Eu，Tb，Ce，Er，Tm, Pr，Ho)和過(guò)渡金屬元素例如Cr，Mn， Zn，Ir，Ru，V，以及主族元素例如B，Al，Ga等。金屬元素被化學(xué)鍵合成有機(jī)基團(tuán)以防止熒光 從主體(基質(zhì)，host)或溶劑中猝滅(quenching)。填充這種有機(jī)金屬化合物的屏幕不會(huì)散 射光或影響屏幕的透明度，這不像微尺寸粒子那樣。在上述的下變換FC材料或分子中，可以由長(zhǎng)波UV(例如> 300nm)到藍(lán)光 (< 500nm)的激光器激勵(lì)并產(chǎn)生可見(jiàn)光發(fā)射的那些材料或分子可以用在本申請(qǐng)的實(shí)施例 中。例如，磷光體可以是摻有Ce的磷光體的石榴石系列(YmAl-m) 3 (Α1ηΒ1-η) 5012，其中0 <=m, η <= 1 ；A包括其它稀土元素，B包括B、Ga。此外，包含金屬硅酸鹽、金屬硼酸鹽、 金屬磷酸鹽和金屬鋁酸鹽主體的磷光體被優(yōu)選應(yīng)用到FC顯示器中；此外，毫微顆粒磷光體 也被優(yōu)選應(yīng)用在FC顯示器中，這些毫微顆粒包括通常的稀土元素(例如Eu，Tb，Ce, Dy， Er，Pr，Tm)以及過(guò)渡或主族元素(例如Mn，Cr，Ti，Ag，Cu，Zn，Bi，Pb，Sn，Tl)作為熒光活 化體。最后，一些無(wú)摻雜的材料(例如金屬(如Ca，Zn, Cd)鎢酸鹽，金屬釩酸鹽，ZnO等) 也是優(yōu)選的FC顯示材料。商業(yè)激光染料是另一種示例性FC顯示材料。多種商業(yè)激光染料可以從多個(gè)激光 染料供應(yīng)商那里獲得，包括Lambda Physik，和Exciton等。部分優(yōu)選的激光染料類(lèi)包括 吡咯甲川(Pyrromethene)，香豆素，若丹明，熒光素，其它芳(族)烴和它們的衍生物等。此 夕卜，有多種包含不飽和碳-碳鍵的聚合物，其也可以用做熒光材料，并具有多種光學(xué)和熒光 應(yīng)用。例如，MEH-PPV、PPV等已經(jīng)被用在光電裝置中，例如聚合物發(fā)光二極管(PLED)。這 種熒光聚合物可以直接用作透明2-D顯示屏的熒光層。此外，最近開(kāi)發(fā)的半導(dǎo)體毫微粒子 (例如量子點(diǎn))也是優(yōu)選的LIF顯示材料。術(shù)語(yǔ)“半導(dǎo)體毫微粒子”，指的是直徑為Inm至 IOOOnm之間，優(yōu)選為2nm至50nm之間的無(wú)機(jī)微晶。半導(dǎo)體毫微粒子能在激勵(lì)(即，半導(dǎo)體毫微粒子是發(fā)光的)時(shí)發(fā)射電磁輻射。所述毫微粒子可以是均勻毫微晶體，或包括多種殼 體(shell)。例如，其包括一個(gè)或多個(gè)第一半導(dǎo)體材料的“核心”，并可被第二半導(dǎo)體材料的 “殼體”圍繞。所述核和/或殼體可以是半導(dǎo)體材料，這些材料包括但不限于II -VI族(ZnS， ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe 等)和III _ V 族(GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb 等)以 及IV (Ge, Si等)材料，以及它們的合金或混合物。最后，包含稀土或過(guò)渡元素陽(yáng)離子的熒光有機(jī)金屬分子也被用在下變換熒 光屏中。這種分子包括稀土元素的金屬中心，所述稀土元素包括Eu，Tb，Er, Tm, Ce, 其外保護(hù)有有機(jī)螯合基團(tuán)。金屬中心也可以包括過(guò)渡元素例如Zn，Mn，Cr, Ir等和主 族元素例如B，Al，Ga。這種有機(jī)金屬分子可以容易地溶解在液體或透明固態(tài)主介質(zhì) (host media)中并形成用于具有最小光散射的2_D透明顯示器的透明熒光屏。這種熒 光有機(jī)金屬分子的一些例子包括1.三(二苯甲酰甲烷)單(鄰二氮雜菲)銪(III) (Tris (dibenzoylmethane)mono (phenanthroline) europium( III )) ；2.三(8-輕基喹 啉)鉺(Tris (8-hydroxyquinoline) erbium) ；3.三(1-苯基-3-甲基 _4-(2，2_ 二 甲 基丙烷-1-oyl)鄰 二氮雜環(huán)戊烯-5-—)鋱(III)(Tris(l-phenyl-3-methyl-4-(2， 2-dimethylpropan-l-oyl)pyrazolin-5-one) terbium(III)) ；4. 二 (2_ 甲基 _8_ 美5基酉昆) 鋅(Bis (2-methyl-8-hydroxyquinolato) zinc) ；5.聯(lián)苯硼焼 _8_ 羥基喹啉酸鹽(Diphenyl borane-8-hydroxyquinolate)0上變換磷光體與所述的下變換熒光材料的化學(xué)成分相似。用于熒光變換顯示器的 上變換磷光體還包括下列材料或分子的選擇1.激光染料，即，通過(guò)吸收至少兩個(gè)紅外光 子且發(fā)射可見(jiàn)光而可被激勵(lì)的有機(jī)小分子。2.熒光聚合物，即，通過(guò)吸收至少兩個(gè)紅外光 子且發(fā)射可見(jiàn)光而可被激勵(lì)的聚合物種類(lèi)。3.無(wú)機(jī)或陶瓷粒子或毫微粒子，包括傳統(tǒng)的上 變換磷光體(例如金屬氟化物，金屬氧化物)，其通過(guò)吸收至少兩個(gè)紅外光子且發(fā)射可見(jiàn)光 而可被激勵(lì)。4.半導(dǎo)體粒子，包括毫微粒子，例如II-VI或III-V化合物半導(dǎo)體，例如量子 點(diǎn)，已在上述“下變換”半導(dǎo)體中詳細(xì)描述。熒光上變換無(wú)機(jī)磷光體包括但不限于金屬氧化物，金屬鹵化物，金屬硫族化物 (例如硫化物)，或它們的混合物，例如金屬氧-鹵化物，金屬氧-硫族化物。它們通常摻 有稀土元素(例如Yb<3+>，Er<3+>, Tm<3+> ；一些主體的例子包括但不限于NaYF4，YF3， BaYF5, LaF3, La2Mo08, LaNb04, Ln02S ；其中 Ln 是稀土元素，例如 Y，La, Gd)。這些 FC 顯示 材料可被用于形成多種FC顯示對(duì)象。這些對(duì)象包括屏幕，板，窗戶，壁，告示板，和其它顯 示表面。有多種手段將這些熒光分子或材料結(jié)合到顯示表面上1.它們可以溶解(有機(jī)染 料)或分散(無(wú)機(jī)粒子)在溶劑(水或有機(jī)溶劑)中。液體熒光配方(liquidfluorescent formula)可以涂覆在表面上并在干燥后形成固體膜或涂層，或者它們可以以液體形式夾在 兩個(gè)表面之間。2.它們可以溶解(有機(jī)染料)或分散(無(wú)機(jī)粒子)在固體主體中，例如玻 璃、聚合物、凝膠體、無(wú)機(jī)_有機(jī)混合主體、布、紙張、膜、帶等，并將固體轉(zhuǎn)變成用于激光顯 示的熒光對(duì)象。3. —些對(duì)象(例如布，紙張，帶，熒光聚合物)可以已經(jīng)包含熒光分子或發(fā) 光官能團(tuán)。在那種情況下，它們可以直接用作激光顯示對(duì)象?；氐綀D2所示的示例性實(shí)施例，激勵(lì)光從裝置20輸出，在該示例中，裝置20是激 光器。從裝置20輸出的激光束的強(qiáng)度和/或運(yùn)動(dòng)可以被調(diào)節(jié)以在基板14中產(chǎn)生圖像。在下變換實(shí)施方式中，來(lái)自激光器的輸出可以是紫外光。在上變換實(shí)施方式中，來(lái)自激光器的 輸出可以是紅外光。
圖2是根據(jù)實(shí)施例的分散在實(shí)質(zhì)上透明的基板中的發(fā)光材料(例如，發(fā)光粒子22) 的示例圖。當(dāng)激勵(lì)光被發(fā)光粒子22吸收時(shí)，所述發(fā)光粒子發(fā)出可見(jiàn)光。相應(yīng)地，在下變換 實(shí)施方式中，當(dāng)紫外光被發(fā)光粒子22吸收時(shí)，從所述發(fā)光粒子發(fā)出可見(jiàn)光。類(lèi)似的，在上變 換實(shí)施方式中，當(dāng)紅外光被發(fā)光粒子22吸收時(shí)，從所述發(fā)光粒子發(fā)出可見(jiàn)光。在一些示例性實(shí)施方式中，多于一個(gè)的投射器或激光器可以用來(lái)照射。例如，第一 投射器可以用于發(fā)出第一顏色的發(fā)光材料的激勵(lì)，第二投射器可以用于發(fā)出第二顏色的發(fā) 光材料的激勵(lì)。多于一個(gè)的投射器的使用可以增加由發(fā)光材料吸收的激勵(lì)光的量。通過(guò)增 加被吸收的激勵(lì)光的量，可以增加從發(fā)光材料發(fā)出的可見(jiàn)光的量。發(fā)出的可見(jiàn)光的量越大， 顯示器越亮。在實(shí)施方式中，第一投射器可以指定用來(lái)促使紅光的發(fā)出，第二投射器可以指 定用來(lái)促使綠光的發(fā)出，第三投射器可以指定用來(lái)促使藍(lán)光的發(fā)出。然而，其它配置是可以 想到的。例如，可以想到使用兩個(gè)投射器、四個(gè)投射器、促使原色發(fā)出的投射器、促使非原色 發(fā)出的投射器、以及激光器以類(lèi)似的配置代替投射器。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光材料，其包括分散在實(shí)質(zhì)上透明的基板中的 發(fā)光粒子22。這些發(fā)光粒子22可以是整個(gè)圖2中或如圖2所示的實(shí)質(zhì)上類(lèi)似的粒子，所述 粒子可以在成分上不同。當(dāng)激勵(lì)光被發(fā)光粒子22吸收時(shí)，所述粒子發(fā)出可見(jiàn)光。相應(yīng)地， 在下變換實(shí)施方式中，當(dāng)紫外光被發(fā)光材料吸收時(shí)，從所述發(fā)光材料發(fā)出可見(jiàn)光。類(lèi)似地， 在上變換實(shí)施方式中，當(dāng)紅外光被發(fā)光材料吸收時(shí)，從所述發(fā)光材料發(fā)出可見(jiàn)光。在實(shí)施方 式中，每個(gè)發(fā)光材料可以是不同類(lèi)型的發(fā)光材料，其響應(yīng)于激勵(lì)光(例如紫外或紅外光)的 波長(zhǎng)的不同范圍發(fā)出不同波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光。發(fā)光粒子22可以分散在整個(gè)基板14中。在替代方案中，如圖2所示，所述粒子可 以設(shè)置在基板14的表面上。發(fā)光粒子22可以通過(guò)涂覆在基板14上而與基板14形成一體。 發(fā)光材料可以是熒光材料，其響應(yīng)于電磁輻射(例如可見(jiàn)光，紫外光，或紅外光)的吸收而 發(fā)出可見(jiàn)光，所述電磁輻射與發(fā)出的可見(jiàn)光相比具有不同的波長(zhǎng)。所述粒子的尺寸可以小 于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，這會(huì)減少或消除由粒子導(dǎo)致的可見(jiàn)光的散射。粒子小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的例 子是毫微粒子或分子。根據(jù)實(shí)施方式，每個(gè)發(fā)光粒子具有小于約400納米的直徑。根據(jù)實(shí) 施方式，每個(gè)發(fā)光粒子具有小于約300納米的直徑。根據(jù)實(shí)施方式，每個(gè)發(fā)光粒子具有小于 約200納米的直徑。根據(jù)實(shí)施方式，每個(gè)發(fā)光粒子具有小于約100納米的直徑。根據(jù)其它 實(shí)施方式，每個(gè)發(fā)光粒子具有小于約50納米的直徑。所述發(fā)光粒子可以是單個(gè)分子?？梢韵氲狡渌椒▽l(fā)光材料一體形成在基板14的表面上。類(lèi)似于圖2所示的 實(shí)施方式，每個(gè)發(fā)光材料可以是不同類(lèi)型的發(fā)光材料，它們響應(yīng)于激勵(lì)光(例如紫外或紅 外光)的波長(zhǎng)的不同范圍發(fā)出不同波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光。發(fā)光材料可以是熒光材料，其響應(yīng) 于電磁輻射(例如可見(jiàn)光，紫外光，或紅外光)的吸收而發(fā)出可見(jiàn)光，所述電磁輻射與發(fā)出 的可見(jiàn)光相比具有不同的波長(zhǎng)。發(fā)光材料可以包括發(fā)光粒子。在DLP或MMA投射器實(shí)施方式中，從DLP投射器發(fā)出的紫外光的波長(zhǎng)可以使用色 輪來(lái)調(diào)節(jié)，所述色輪具有特殊的紫外光通過(guò)過(guò)濾器(ultraviolet passfilter)。類(lèi)似的調(diào) 節(jié)技術(shù)可以應(yīng)用在其它投射器實(shí)施方式中或激光器實(shí)施方式中。在實(shí)施方式中，可以使用 多個(gè)投射器和多個(gè)激光器，每個(gè)都與具體的紫外波長(zhǎng)范圍相關(guān)聯(lián)以激勵(lì)具體類(lèi)型的發(fā)光粒子，從而輸出光的具體顏色。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明發(fā)光粒子在基板上的示例性布置。圖5是不同類(lèi)型的發(fā)光 粒子的示例圖，這些粒子與不同的可見(jiàn)顏色相關(guān)，其可被涂覆在實(shí)質(zhì)上透明的基板中的基 板14的區(qū)域(例如，條紋區(qū)域32、條紋區(qū)域34以及條紋區(qū)域36)上。在實(shí)施方式中，基板 14可以包括不同的區(qū)域，不同類(lèi)型的發(fā)光粒子分散在所述不同的區(qū)域中。例如，第一類(lèi)型的 發(fā)光粒子(例如與紅光相關(guān)的發(fā)光粒子)可以分散在條紋區(qū)域32中，第二類(lèi)型的發(fā)光粒子 (例如與綠光相關(guān)的發(fā)光粒子)可以分散在條紋區(qū)域34中，第三類(lèi)型的發(fā)光粒子(例如與 藍(lán)光相關(guān)的發(fā)光粒子)可以分散在條紋區(qū)域36中。條紋區(qū)域可以以條帶的形式(即，行) 形成。在替代方案中，條紋部段可以被再次分成塊矩陣圖案(block matrixpattern)，每個(gè) 塊中具有交替的顏色。在條紋區(qū)域涂覆在基板14的表面上的替代方案中，條紋區(qū)域可以分 散通過(guò)基板。 投射器或激光器(例如投射器或激光器20)可以使用激勵(lì)所有不同類(lèi)型的發(fā)光粒 子的激勵(lì)光波長(zhǎng)范圍，并通過(guò)激勵(lì)光的空間調(diào)制選擇性地照射不同的顏色。例如，在圖5的 例子中，為了在基板14給定的區(qū)域中發(fā)射綠色可見(jiàn)光，投射器或激光器可以照射條紋區(qū)域 34的部分(例如，其包括與綠光相關(guān)的發(fā)光粒子)。在空間隔開(kāi)的不同類(lèi)型的發(fā)光粒子的 實(shí)施方式中，不需要激勵(lì)光源調(diào)節(jié)激勵(lì)光的波長(zhǎng)以產(chǎn)生不同的顏色，因?yàn)轭伾梢酝ㄟ^(guò)激 勵(lì)光的空間調(diào)制來(lái)選擇。在實(shí)施方式中，圖5中投射在基板14上的激勵(lì)光可以被波長(zhǎng)調(diào)制以導(dǎo)致不同顏色 的發(fā)射。相應(yīng)地，其可以不必空間調(diào)節(jié)所述激勵(lì)光。當(dāng)投射在基板14上的激勵(lì)光被波長(zhǎng)調(diào) 制時(shí)，只有對(duì)特殊波長(zhǎng)敏感的區(qū)域(例如條紋或像素)才會(huì)被照亮。在實(shí)施方式中，激勵(lì)光 可以既被空間調(diào)制又被波長(zhǎng)調(diào)制。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明分層布置在基板上的不同類(lèi)型的發(fā)光材料。在實(shí)施方式 中，發(fā)光材料92，94，96對(duì)光實(shí)質(zhì)上是透明(可透過(guò))的，除了對(duì)每種不同的發(fā)光材料92，94 和96來(lái)說(shuō)具有被吸收且不同的特殊波長(zhǎng)范圍的光。相應(yīng)地，在實(shí)施方式中，投射在基板14 上的激勵(lì)光不需要被空間調(diào)制。此外，所述層可以以不同的厚度涂覆在所述基板上。通過(guò) 涂覆不同厚度的不同發(fā)光材料92，94和96，特定類(lèi)型材料的激勵(lì)光的響應(yīng)性可以被控制。 例如，可以理想的平衡不同原色的發(fā)射，因?yàn)椴煌陌l(fā)光材料可以由相同的吸收光的量以 不同的強(qiáng)度照射不同的顏色。在實(shí)施方式中，屏幕使用RGB元素被像素化。每個(gè)像素分別包括RGB的三個(gè)部分。 單一投射的UV光束可以照在所述像素化的屏幕上。為了得到不同顏色的RGB的各種混合， 在像素上的相同的UV投射光束可以被轉(zhuǎn)換成覆蓋像素內(nèi)的RGB元素的特定量的面積。相應(yīng) 地，只有一個(gè)投射光束需要來(lái)產(chǎn)生全部顏色的投射圖像。用于像素的RGB的顏色平衡可以 被計(jì)算并轉(zhuǎn)換成屏幕上的RGB元素的正確面積，隨后所述光束可以被轉(zhuǎn)換成覆蓋每個(gè)RGB 元素的正確的相對(duì)面積百分比，從而在像素上顯示正確的顏色。圖7是根據(jù)本發(fā)明的不同發(fā)光材料的激勵(lì)和發(fā)射關(guān)系的示例圖。示例性區(qū)域48 顯示了第一種發(fā)光材料的激勵(lì)/發(fā)射截面。示例性區(qū)域46顯示了第二種發(fā)光材料的激勵(lì)/ 發(fā)射截面。示例性區(qū)域50顯示了第三種發(fā)光材料的激勵(lì)/發(fā)射截面。然而，應(yīng)當(dāng)理解，多 種示例性激勵(lì)/發(fā)射截面是可以預(yù)期的，包括其中能產(chǎn)生多個(gè)發(fā)射范圍的單激勵(lì)頻率范 圍的實(shí)施方式，或相反地，其中多種激勵(lì)頻率范圍可以交替地產(chǎn)生相同或重疊發(fā)射范圍的實(shí)施方式。
多個(gè)發(fā)光粒子的每個(gè)可以具有小于約500納米的直徑。多個(gè)發(fā)光粒子的每個(gè)可以具有小于約400納米的直徑。多個(gè)發(fā)光粒子的每個(gè)可以具有小于約300納米的直徑。多個(gè) 發(fā)光粒子的每個(gè)可以具有小于約200納米的直徑。多個(gè)發(fā)光粒子的每個(gè)可以具有小于約 100納米的直徑。多個(gè)發(fā)光粒子的每個(gè)可以具有小于約50納米的直徑。多個(gè)發(fā)光粒子的每 個(gè)可以是單個(gè)分子。多個(gè)發(fā)光粒子中的每個(gè)可以是單個(gè)原子。上述實(shí)施方式描述了熒光粒子作為在車(chē)輛的不同的實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃上顯 示圖形圖像的方法。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其它公知的在可以是不同的實(shí)質(zhì)上透 明的顯示器上投射圖形圖像的方法也是可行的。圖8是根據(jù)本發(fā)明分散在實(shí)質(zhì)上透明或半 透明基板中的微結(jié)構(gòu)的模式(圖案)的示例圖。微結(jié)構(gòu)26被選擇性地分散在基板14的區(qū) 域中。微結(jié)構(gòu)26的區(qū)域的寬度可以是約1納米至約10毫米的范圍。微結(jié)構(gòu)26的區(qū)域形 成一種模式(例如遮蔽體或格柵)，從而在具有微結(jié)構(gòu)26的情況下觀察者10的光路30具 有受限制的截面。在實(shí)施方式中，所述模式是重復(fù)的。模式的填充因數(shù)可以在約0.01%至 約99%的范圍。然而，來(lái)自裝置20的光路28可以與微結(jié)構(gòu)26的區(qū)域成一角度，從而最大 化具有微結(jié)構(gòu)26的截面，增加來(lái)自裝置20的可見(jiàn)圖像的散射以增加基板14上的可見(jiàn)圖像 的照明。微結(jié)構(gòu)26的區(qū)域的間距可以在約1納米至約10毫米的范圍內(nèi)。微結(jié)構(gòu)26的區(qū) 域的厚度可以在約1微米至約10毫米的范圍。微結(jié)構(gòu)26的區(qū)域的厚度可以小于微結(jié)構(gòu)26 的區(qū)域的寬度和/或間距。圖9是根據(jù)本發(fā)明，類(lèi)似于圖8的，布置在實(shí)質(zhì)上透明或半透明基板的表面上的微 結(jié)構(gòu)模式的示例圖。微結(jié)構(gòu)38可以涂覆在基板14上的區(qū)域中。微結(jié)構(gòu)38的區(qū)域形成遮 蔽體，從而在具有微結(jié)構(gòu)38的情況下觀察者10的光路30具有受限制的(例如最小化的) 截面。然而，來(lái)自裝置20的光路28可以與微結(jié)構(gòu)38的區(qū)域成一角度，從而最大化具有微 結(jié)構(gòu)的截面，增加來(lái)自裝置20的可見(jiàn)圖像的散射以增加基板14上的可見(jiàn)圖像的照明。在 實(shí)施方式中，具有微結(jié)構(gòu)38模式的每個(gè)元件的基板14表面的截面小于實(shí)質(zhì)上垂直于基板 14的模式的深度，如此可以增加基板14的透明度。圖10是根據(jù)本發(fā)明，類(lèi)似于圖8的，分散在實(shí)質(zhì)上透明或半透明基板中的成角度 的微結(jié)構(gòu)模式的示例圖。微結(jié)構(gòu)39的傾斜區(qū)域形成在基板14內(nèi)。微結(jié)構(gòu)39的傾斜區(qū)域 的角度影響觀察者10的光路30和投射器18的光路28兩者的截面面積。通過(guò)增加光路28 的截面，可以實(shí)現(xiàn)增加的可視圖像的散射，從而增加可視圖像在基板14上的照明。在實(shí)施 方式中，微結(jié)構(gòu)的傾斜區(qū)域也可以通過(guò)在基板14上涂覆微結(jié)構(gòu)區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)。下述實(shí)施方式涉及具有部分或定向透明屏幕的透明投射顯示器。在該顯示器中， 常規(guī)的全色光學(xué)投射器(或單色掃描儀)可以用于部分或定向透明屏幕以顯示光學(xué)圖像。 部分或定向透明屏幕可具有雙重特性。第一，部分或定向透明屏幕可以足夠地透明以允許 環(huán)境光的視覺(jué)穿透。第二，部分或定向透明屏幕可以被填充或涂覆有反射性小粒子或微結(jié) 構(gòu)，它們能作為顯示屏偏轉(zhuǎn)或散射被投射的光學(xué)圖像。這種粒子和微結(jié)構(gòu)不完全阻斷經(jīng)過(guò) 窗戶的可見(jiàn)景象。根據(jù)實(shí)施例，有多種方法來(lái)準(zhǔn)備部分或定向透明屏幕?？梢栽谕该骰虬胪该鞑Ａ?或塑料基板中填充從1納米至10微米的細(xì)微顆粒。透明或半透明玻璃或塑料基板可以被 涂覆有1納米至10微米的細(xì)微顆粒。透明或半透明薄玻璃片或塑料膜可以被填充有1納米至10微米的細(xì)微顆粒。透明或半透明薄玻璃片或塑料膜可以被涂覆有1納米至10微米 的細(xì)微顆粒。漫射網(wǎng)格可以嵌入或模制(圖案成形)在透明或半透明玻璃或塑料片的表面 上。有機(jī)和無(wú)機(jī)粒子或顏料都可以被應(yīng)用在部分或定向透明屏幕中或屏幕上。一些例 子包括鈦氧化物，硅石，氧化鋁，乳膠，聚苯乙烯粒子。在實(shí)施方式中，這些粒子的尺寸可以 在約1納米至約10微米的范圍。在實(shí)施方式中，這些粒子的尺寸可以在約10納米至約1 微米的范圍。這些光散射材料可以以合適的濃度均勻地分散在玻璃或塑料主體中，或它們 以合適的厚度涂覆在玻璃或塑料表面上?？梢栽诹Ｗ油繉由蠎?yīng)用保護(hù)覆蓋層或另外的主體 層以防止對(duì)表面產(chǎn)生物理接觸的損害。用于部分或定向透明屏幕的玻璃可以包括對(duì)可見(jiàn)光而言是透明或半透明的無(wú)機(jī) 固體。這種無(wú)機(jī)固體的例子是氧化物和鹵化物。所述玻璃可以包括硅酸鹽，硼硅酸鹽，鉛晶 體，氧化鋁，硅石，熔凝硅石，石英，玻璃陶瓷，金屬氟化物，以及其它類(lèi)似材料。這些類(lèi)型的 玻璃可以用作房間、建筑物、和/或運(yùn)動(dòng)車(chē)輛中的窗戶。用于部分或定向透明屏幕的塑料可 以包括對(duì)可見(jiàn)光而言是透明或半透明的有機(jī)和聚合固體。用于熒光屏的熱塑性塑料可包括 特殊的熱固性固體，例如透明的凝膠體。所述塑料的一些例子包括聚丙烯酸、聚碳酸酯、聚 乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PVC、硅酮和其它類(lèi)似材料。微結(jié)構(gòu)可以一體形成在屏幕板中或表 面上，以從一角度偏轉(zhuǎn)被投射的圖像，同時(shí)允許在法線視角位置實(shí)質(zhì)上可見(jiàn)的透明度。不透 明的漫射網(wǎng)格可以被嵌在薄玻璃或塑料片中。來(lái)自站在屏幕前的觀察者的光散射網(wǎng)格的面 積實(shí)質(zhì)上小于來(lái)自圖像投射器的光散射網(wǎng)格的面積。根據(jù)實(shí)施例的定向透明屏幕結(jié)構(gòu)可以提供很多優(yōu)點(diǎn)。定向透明屏幕結(jié)構(gòu)可以對(duì)垂 直于屏幕或與屏幕的法線角度稍偏離的觀察者來(lái)說(shuō)是實(shí)質(zhì)上透明的。定向透明屏幕結(jié)構(gòu)可 以在與屏幕呈一定傾斜角度處具有對(duì)投射圖像高的反射和偏轉(zhuǎn)。柱形的透明區(qū)域可以是以 所述斜角度對(duì)投射圖像來(lái)說(shuō)是固態(tài)不透明的。這種強(qiáng)的圖像散射可以加強(qiáng)在顯示窗上投射 圖像的對(duì)比，同時(shí)不阻礙垂直于屏幕的直接觀察。定向透明屏幕結(jié)構(gòu)在車(chē)輛中可以是有用 的，其中駕駛員的視線通常與擋風(fēng)玻璃正交。在實(shí)施方式中，不透明的柱形物侵入透明主體 玻璃或塑料的深度。在實(shí)施方式中，屏幕上微結(jié)構(gòu)的尺寸和密度可以被改變以適應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn) 視圖的透明度和反射圖像對(duì)比。屏幕的深度和投射角度也可以被改變來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)比度和透明 度。在實(shí)施方式中，屏幕的表面可以被模制(圖案成形)成各種非各向同性的結(jié)構(gòu)以 實(shí)現(xiàn)“非各向同性”的屏幕。例如，具有一定厚度(例如10納米至1毫米)的覆蓋層的模 式(圖案)可以通過(guò)各種印刷、沖壓、光刻方法、微接觸印刷、以及其它類(lèi)似方法應(yīng)用到屏幕 表面。這種印刷可以在屏幕的表面上形成非常精細(xì)的散射特征和結(jié)構(gòu)的模式，其可允許對(duì) 投射圖像的角度散射和顯示，同時(shí)允許以實(shí)質(zhì)上正交于屏幕的角度通過(guò)屏幕的實(shí)質(zhì)上直接 觀察。圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明的基于FC顯示器子系統(tǒng)的二維光束的示例性實(shí)施方式。 激勵(lì)源610優(yōu)選穿過(guò)一組光束直徑控制光學(xué)裝置612和2-D聲光掃描儀615。掃描控制接 口單元620協(xié)調(diào)直接數(shù)字合成器622、RF放大器625和光束直徑控制光學(xué)裝置612的功能。 處理的圖像光束通過(guò)角度擴(kuò)展器650投射到FC屏幕上。為了在FC屏幕上傳遞一致和穩(wěn)定 的圖像，分束器將圖像偏轉(zhuǎn)到位置敏感探測(cè)器(PSD)635中并通過(guò)位置敏感探測(cè)器處理器630進(jìn)行處理、反饋到掃描控制接口單元620。由632、635、630和620形成的閉環(huán)圖像反饋 被結(jié)合以保持激光束的位置精度和指向穩(wěn)定性。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可 以對(duì)本文公開(kāi)的基于FC的顯示器的系統(tǒng)、方法、材料和裝置進(jìn)行多種修改和改進(jìn)。因此，本 發(fā)明包括本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型落入隨附的權(quán)利要求及其等同物 的范圍內(nèi)。在實(shí)施方式中，UV燈或較短波長(zhǎng)可見(jiàn)燈被用在投射器中，所述投射器可以是液晶 顯示器(IXD)或DLP。所述投射器可以與計(jì)算機(jī)、？0々、0￥0、￥0 、17或其它信息輸入裝置對(duì) 接。在實(shí)施方式中，熒光屏可以是透明或半透明玻璃或塑料板，其中填充有熒光有機(jī)染料或 無(wú)機(jī)磷(無(wú)機(jī)磷光體)。透明或?qū)嵸|(zhì)上透明的顯示器可以具有很多應(yīng)用。例如，透明或?qū)嵸|(zhì)上透明 的顯示 器可以在運(yùn)動(dòng)運(yùn)載工具的透明或半透明窗戶上顯示圖像，所述運(yùn)動(dòng)運(yùn)載工具例如為汽車(chē)、 摩托車(chē)、飛行器和船；所述圖像可以是關(guān)于運(yùn)載工具狀態(tài)的信息。當(dāng)前顯示在儀表板電子顯 示器上的方向(例如GPS地圖)可以被投射到運(yùn)載工具的窗戶(例如前玻璃，擋風(fēng)玻璃) 上。駕駛員不需要將其眼睛轉(zhuǎn)移離開(kāi)道路來(lái)查看所述運(yùn)載工具的狀態(tài)和/或方向。在實(shí)施方式中，熒光屏可以是透明或半透明的玻璃或塑料板，其中填充有熒光有 機(jī)染料或無(wú)機(jī)磷。在實(shí)施方式中，熒光屏可以是涂覆有熒光有機(jī)染料或無(wú)機(jī)磷的透明或半 透明玻璃或塑料板。在實(shí)施方式中，熒光屏可以是透明或半透明的薄玻璃片或塑料膜，其中 填充有熒光有機(jī)染料或無(wú)機(jī)磷。在實(shí)施方式中，熒光屏可以是涂覆有熒光有機(jī)染料或無(wú)機(jī) 磷的透明或半透明薄玻璃片或塑料膜。用于熒光屏的玻璃可以包括無(wú)機(jī)固體，其對(duì)可見(jiàn)光 是透明或半透明的。這種無(wú)機(jī)固體的例子是氧化物和鹵化物。所述玻璃可以包括硅酸鹽，硼 硅酸鹽，鉛晶體，氧化鋁，硅石，熔凝硅石，石英，玻璃陶瓷，金屬氟化物，以及其它類(lèi)似材料。 這些類(lèi)型的玻璃可以用作房間，建筑物，和/或運(yùn)動(dòng)車(chē)輛中的窗戶。用于熒光屏的塑料可以 包括有機(jī)和聚合固體，它們對(duì)可見(jiàn)光是透明或半透明的。用于熒光屏的熱塑性塑料可包括 特殊的熱固性固體，例如透明的凝膠體。所述塑料的一些例子包括聚丙烯酸、聚碳酸酯、聚 乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PVC、硅酮和其它類(lèi)似材料。通過(guò)將玻璃和塑料與熒光染料結(jié)合在一起，玻璃和塑料可以變成熒光投射顯示 器。熒光染料是有機(jī)分子或材料，它們能吸收較高能量光子并發(fā)出較低能量光子。為了發(fā) 出可見(jiàn)光，這些分子可以吸收通常波長(zhǎng)范圍在190nm至590nm或波長(zhǎng)范圍在300nm至450nm 的UV光或較短波長(zhǎng)(例如紫或藍(lán))可見(jiàn)光。熒光染料的一些例子包括(但不限于)從各 個(gè)染料供應(yīng)商可以買(mǎi)到的商業(yè)染料分子，這些染料供應(yīng)商包括Lambda，PhySik和Exciton。 可以應(yīng)用在透明顯示器中的熒光染料包括吡咯甲川(pyrromethene)，香豆素，若丹明，熒光 素，以及其它芳(族)烴和它們的衍生物。此外，還有多種包含不飽和鍵的聚合物，其可以 作為熒光材料使用在透明顯示器中。例如，它們中的一些(MEH-PPV，PPV等)已經(jīng)被用在光 電裝置例如聚合物發(fā)光二極管(PLED)中。通過(guò)將玻璃或塑料與磷光體材料結(jié)合在一起，玻璃或塑料可以變成熒光投射顯示 器。下變換磷光體包括無(wú)機(jī)或陶瓷粒子或毫微粒子，包括但不限于金屬氧化物，金屬鹵化 物，金屬硫族化物(例如金屬硫化物)，或它們的混合體如金屬氧_鹵化物和金屬氧_硫族 化物。這些無(wú)機(jī)磷光體在熒光燈和電子監(jiān)視器中有廣泛的應(yīng)用。它們可以應(yīng)用在將較短波長(zhǎng)投射光(例如UV和藍(lán))轉(zhuǎn)換成較長(zhǎng)波長(zhǎng)可見(jiàn)光中。它們可以被分散或涂覆于透明屏幕 或窗戶并由相應(yīng)的較短波長(zhǎng)投射光激勵(lì)從而顯示可見(jiàn)圖像。通過(guò)從紫外光(例如波長(zhǎng)大于240納米)至藍(lán)光(例如波長(zhǎng)小于500納米)范圍 內(nèi)的投射光，熒光磷或染料分子可以被激勵(lì)成可見(jiàn)光。用于投射器的燈可以發(fā)出該范圍內(nèi) 波長(zhǎng)的光。這種燈在商業(yè)上是方便得到的(例如那些用于皮膚曬黑目的的燈)。它們可以 是鹵素?zé)?，特殊的白熾燈，以及弧光蒸汽?例如汞，氙，氘核等)。這些燈可以包括磷以將 較短波長(zhǎng)的UV轉(zhuǎn)換成較長(zhǎng)波長(zhǎng)的UV。磷光體包含金屬氧化物主體(例如金屬硅酸鹽、金屬硼酸鹽，金屬磷酸鹽， 金屬鋁酸鹽)；金屬氧商化物，氧硫化物，金屬商化物，金屬硫化物，以及硫族化物 (chalcoginedes)，其可以應(yīng)用于所述投射熒光顯示器?？梢詰?yīng)用在熒光顯示器中的磷光體 的一個(gè)例子包括磷光體的石榴石系列摻有Ce的(YmAl-m) 3 (AlnBl-n) 5012 ；其中0 < = m、 n<= 1 ;A包括其它稀土元素，B包括B和/或Ga。此外，包括通常的稀土元素(例如Eu， Tb，Ce, Dy，Er, Pr，和 / 或 Tm)以及過(guò)渡或主族元素(例如 Mn，Cr, Ti，kg, Cu，Zn，Bi，Pb， Sn，和/或Tl)的磷光體作為熒光活化劑可以應(yīng)用于投射熒光顯示器。一些無(wú)摻雜的材料 (例如金屬，(^，211^(1，鎢酸鹽，金屬釩酸鹽和ZnO)也是發(fā)光材料且可以用在投射熒光顯示 器中。有機(jī)染料和無(wú)機(jī)磷可以填充在玻璃或塑料的主體內(nèi)或涂覆在玻璃或塑料的主體 上以準(zhǔn)備熒光透明屏幕。所述染料分子，如果溶解在主體中，將不會(huì)散射可見(jiàn)光，但是它會(huì) 吸收一些可見(jiàn)光并向主體增加一些顏色色調(diào)。相反，較大的磷粒子會(huì)散射可見(jiàn)光，這會(huì)影響 主體的光學(xué)透明度。實(shí)施方式涉及不同的方法以減少磷粒子對(duì)可見(jiàn)光的散射。在實(shí)施方式 中，磷粒子的尺寸被減小。在實(shí)施方式中，磷粒子的濃度被減少并被均勻地分散在所述主體 中。在實(shí)施方式中，選擇折射率接近于磷的折射率的主體來(lái)減少散射，或選擇折射率接近于 主體的折射率的磷來(lái)減少散射。公知的車(chē)輛系統(tǒng)使用傳感器、來(lái)自各種裝置的輸入和車(chē)載或遠(yuǎn)程處理以建立與車(chē) 輛周?chē)h(huán)境相關(guān)的信息。例如，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)使用傳感器如雷達(dá)裝置來(lái)跟蹤對(duì)象，例 如主車(chē)前方的目標(biāo)車(chē)輛，并根據(jù)相對(duì)于目標(biāo)車(chē)輛感測(cè)到的范圍和范圍的改變來(lái)調(diào)節(jié)車(chē)速。 防撞系統(tǒng)或碰撞準(zhǔn)備系統(tǒng)分析車(chē)輛路徑中感測(cè)到的對(duì)象，并基于感測(cè)到的對(duì)象和車(chē)輛之間 碰撞的感知可能性來(lái)采取措施。車(chē)道保持系統(tǒng)使用可利用的傳感器和數(shù)據(jù)以保持車(chē)輛在車(chē) 道標(biāo)志內(nèi)。圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輛710系統(tǒng)的示意圖，所述車(chē)輛已經(jīng)構(gòu)造有目標(biāo)跟蹤 系統(tǒng)。所述示例性車(chē)輛包括用在高速公路上的客車(chē)，但是應(yīng)當(dāng)理解，這里描述的本發(fā)明可以 應(yīng)用在任何車(chē)輛上，或應(yīng)用在設(shè)法監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程車(chē)輛和其它對(duì)象的位置和軌跡的其它系統(tǒng)上。 所述車(chē)輛包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括在各個(gè)時(shí)間執(zhí)行的各種算法和校準(zhǔn)。所述控制系統(tǒng) 優(yōu)選為整車(chē)控制結(jié)構(gòu)的子集，整車(chē)控制結(jié)構(gòu)可操作以提供協(xié)調(diào)的車(chē)輛系統(tǒng)控制。所述控制 系統(tǒng)可操作以監(jiān)測(cè)來(lái)自各種傳感器的輸入，綜合有關(guān)的信息和輸入，并執(zhí)行算法以控制各 個(gè)致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，控制目標(biāo)包括例如防撞和自適應(yīng)巡航控制這樣的參數(shù)。所述車(chē) 輛控制結(jié)構(gòu)包括多個(gè)分布式處理器和裝置，這些處理器和裝置包括提供如防抱死制動(dòng)、牽 引控制和車(chē)輛穩(wěn)定性之類(lèi)功能的系統(tǒng)控制器。參見(jiàn)圖12-14，示例性的車(chē)輛710包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)具有觀測(cè)模塊722;數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和聚類(lèi)(DAC)模塊724，該模塊進(jìn)一步包括卡爾曼(Kalman)濾波器724A ；以 及軌跡生命管理(TLM，track life management)模塊726，其記錄軌跡列表726A，軌跡列表 726A包括多個(gè)對(duì)象軌跡。更具體地，所述觀測(cè)模塊包括傳感器714和716，它們的各自傳感 器處理器，以及傳感器、傳感器處理器和DAC模塊之間的互聯(lián)。示例性感測(cè)系統(tǒng)優(yōu)選包括對(duì)象定位傳感器，對(duì)象定位傳感器包括至少兩個(gè)前視 范圍傳感裝置714和716和相應(yīng)的子系統(tǒng)或處理器714A和716A。對(duì)象定位傳感器可以 包括短程雷達(dá)子系統(tǒng)，遠(yuǎn)程雷達(dá)子系統(tǒng)，以及前方視覺(jué)子系統(tǒng)。對(duì)象定位傳感裝置可以包 括任何的范圍傳感器例如FM-CW雷達(dá)，(FrequencyModulated Continuous Wave)，脈沖和 FSK(Frequency Shift Keying)雷達(dá)，和激光雷達(dá)(Light Detection and Ranging)裝置， 以及超聲裝置，其依靠例如多普勒效應(yīng)測(cè)量這樣的效應(yīng)來(lái)定位前方對(duì)象?？赡艿膶?duì)象定位 裝置包括電荷耦合裝置(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)視頻圖像傳感器，以及其它 公知的攝像機(jī)/視頻圖像處理器，它們使用數(shù)字照相方法來(lái)“觀察”前方對(duì)象。這些感測(cè)系 統(tǒng)在車(chē)輛應(yīng)用中被用來(lái)檢測(cè)和定位對(duì)象，可以與這些系統(tǒng)一起使用的所述應(yīng)用包括，例如 自適應(yīng)巡航控制，防撞，碰撞準(zhǔn)備，和側(cè)方對(duì)象檢測(cè)。所述示例性車(chē)輛系統(tǒng)還可以包括全球 位置感測(cè)(GPS)系統(tǒng)。這些傳感器優(yōu)選布置在車(chē)輛710內(nèi)相對(duì)于車(chē)輛前方的景象處于相對(duì)沒(méi)有障礙的 位置。還應(yīng)當(dāng)明白，這些傳感器中的每一個(gè)提供目標(biāo)對(duì)象的實(shí)際位置或狀態(tài)的估計(jì)，其中所 述估計(jì)包括估計(jì)的位置和標(biāo)準(zhǔn)偏差。這樣，對(duì)象位置和狀態(tài)的傳感檢測(cè)和測(cè)量通常指的是 “估計(jì)”。還應(yīng)當(dāng)理解，這些傳感器的特性是互補(bǔ)的，其中一些傳感器在估計(jì)某些參數(shù)方面比 其它的傳感器更可靠。傳統(tǒng)的傳感器具有不同的工作范圍和角度覆蓋面，且其可以在它們 工作范圍內(nèi)估計(jì)不同的參數(shù)。例如，雷達(dá)傳感器可通常用來(lái)估計(jì)對(duì)象的距離(范圍)，距離 變化率和方位角位置，但是通常在估計(jì)檢測(cè)對(duì)象的程度時(shí)是不穩(wěn)定的。具有視覺(jué)處理器的 攝影機(jī)(攝像機(jī))在估計(jì)對(duì)象的形狀和方位角位置時(shí)更穩(wěn)定，但在估計(jì)對(duì)象的距離和距離 變化率時(shí)則不夠有效。掃描型激光雷達(dá)能有效且準(zhǔn)確地估計(jì)距離和方位角位置，但通常不 能估計(jì)距離變化率，因此相對(duì)于新對(duì)象的獲取/識(shí)別來(lái)說(shuō)是不準(zhǔn)確的。超聲傳感器能估計(jì) 距離但通常不能估計(jì)或計(jì)算距離變化率和方位角位置。此外，應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)傳感器技術(shù)的 性能受不同環(huán)境情況的影響。這樣，傳統(tǒng)的傳感器提供參數(shù)的差異，但更重要的是，這些傳 感器的工作范圍的重疊產(chǎn)生傳感融合的可能。每個(gè)對(duì)象定位傳感器和子系統(tǒng)提供輸出，所述輸出包括距離R、距離基于時(shí)間的 改變R_dot、和優(yōu)選相對(duì)于車(chē)輛縱軸線的角度 ，其可記錄為測(cè)量矢量(° )，即，傳感器數(shù) 據(jù)。示例性短程雷達(dá)子系統(tǒng)具有160度的視場(chǎng)(F0V)和30米的最大量程。示例性長(zhǎng)程雷 達(dá)子系統(tǒng)具有17度的視場(chǎng)和220米的最大量程。示例性前方視覺(jué)子系統(tǒng)具有45度的視場(chǎng) 和五十(50)米的最大量程。對(duì)于每個(gè)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，視場(chǎng)優(yōu)選圍繞車(chē)輛710的縱軸線定向。 車(chē)輛優(yōu)選被定位到坐標(biāo)系，稱為XY坐標(biāo)系720，其中車(chē)輛710的縱軸線建立X軸，具有在方 便車(chē)輛和信號(hào)處理的點(diǎn)上的軌跡(locus)，Y軸由水平面內(nèi)且垂直于車(chē)輛710縱軸線的軸線 建立，因此所述水平面平行于地面。圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性數(shù)據(jù)融合處理。如圖14所示，所示的觀測(cè)模塊 包括位于和定位在車(chē)輛上的離散點(diǎn)A的第一傳感器714，第一信號(hào)處理器714A，位于和定位 在車(chē)輛上的離散點(diǎn)B的第二傳感器716，和第二信號(hào)處理器716A。第一處理器714A將從第
19一傳感器714接收到的信號(hào)(表示為測(cè)量值’進(jìn)行轉(zhuǎn)換以確定距離(RA)、距離隨時(shí)間的 改變率(R_dotA)、和在每個(gè)目標(biāo)對(duì)象730測(cè)量時(shí)估計(jì)的方位角( A)。類(lèi)似地，第二處理器 716A將從第二傳感器716接收到的信號(hào)(表示為 )進(jìn)行轉(zhuǎn)換以確定第二套距離(RB)、距 離隨時(shí)間的改變率(R_dotB)、和對(duì)對(duì)象730估計(jì)的方位角( B)。示例性DAC模塊724包括控制器728，其中存儲(chǔ)有算法和相關(guān)的校準(zhǔn)(未顯 示)，并構(gòu)造成接收來(lái)自每個(gè)傳感器A，B的估計(jì)數(shù)據(jù)，以將數(shù)據(jù)聚類(lèi)為類(lèi)似的觀測(cè)軌跡 (observationtrack)(g卩，在一系列離散的時(shí)間事件內(nèi)，由傳感器714和716對(duì)對(duì)象730的 時(shí)間一致性的觀測(cè))，并融合這些聚類(lèi)的觀測(cè)以確定真實(shí)的軌跡狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)理解，使用不同 的感測(cè)系統(tǒng)和技術(shù)來(lái)融合數(shù)據(jù)將產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)果。再者，應(yīng)當(dāng)理解，在該技術(shù)中可以應(yīng)用多 個(gè)傳感器。然而，還應(yīng)當(dāng)理解，傳感器數(shù)量的增加導(dǎo)致算法的復(fù)雜性增加，且在相同的時(shí)間 幀內(nèi)需要更大的計(jì)算能力來(lái)產(chǎn)生這些結(jié)果?？刂破?28可以裝設(shè)于主車(chē)710內(nèi)，但也可以 位于偏遠(yuǎn)的位置?？紤]到此方面，控制器728電聯(lián)接至傳感器處理器714A，716A，但也可以 通過(guò)RF，LAN，紅外或其它傳統(tǒng)的無(wú)線技術(shù)進(jìn)行無(wú)線聯(lián)接。TLM模塊726構(gòu)造成接收被融合 的觀測(cè)和將所述觀測(cè)存儲(chǔ)在軌跡列表726A內(nèi)。在多目標(biāo)跟蹤(“MTT”)融合中，傳感器配準(zhǔn)(sensor registration)，或傳感器 的“對(duì)準(zhǔn)”，包括確定連同目標(biāo)狀態(tài)變量一起的傳感器的位置、方位和系統(tǒng)偏差。在通用的具 有傳感器配準(zhǔn)的MTT系統(tǒng)中，目標(biāo)軌跡(跟蹤)在車(chē)輛運(yùn)行中產(chǎn)生。軌跡(track)表示物 理對(duì)象并包括多個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)變量，這些狀態(tài)變量包括例如位置和速度。來(lái)自各個(gè)獨(dú)立傳感 器的測(cè)量通常與特定的目標(biāo)軌跡相關(guān)聯(lián)。多個(gè)傳感器配準(zhǔn)技術(shù)在本領(lǐng)域是公知的，在此不 再贅述。圖12的示意性說(shuō)明包括安裝在示例性車(chē)輛中位置A和B處的前述對(duì)象定位傳感 器714和716，優(yōu)選安裝在車(chē)輛710的前部。所述目標(biāo)對(duì)象730遠(yuǎn)離車(chē)輛運(yùn)動(dòng)，其中tl，t2， t3表示三個(gè)連續(xù)的時(shí)間幀(時(shí)間范圍)。線ral-ra2-ra3，rfl-rf2-rf3，和rbl_rb2_rb3分 別表示由第一傳感器714、融合處理器和第二傳感器716在時(shí)間tl，t2和t3測(cè)量到的目標(biāo) 的位置，使用位于點(diǎn)A，B處的傳感器714和716測(cè)量的結(jié)果以0A= (RA，R_dotA， A)和0B =(RB，R_dotB， B)的形式表示。公知的示例性軌跡融合處理，例如在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)為No. 7，460，951，名稱為“SYSTEM AND METHOD OF TARGET TRACKING USING SENS0RFUSI0N”(使用傳感器融合的目標(biāo)跟蹤的 方法和系統(tǒng))的專(zhuān)利中公開(kāi)，該專(zhuān)利通過(guò)引用的方式包含于此，其允許確定裝置相對(duì)于車(chē) 輛在XY坐標(biāo)系中的位置。所述融合處理包括使用位于點(diǎn)A，B處的傳感器714和716以0A =(Ra，R_dotA， A)和0B = (Rb，R_dotB， B)的形式測(cè)量目標(biāo)對(duì)象730。目標(biāo)對(duì)象730的 融合位置被確定，表示為x = (RF，R_dotF， F， _dotf)，其中如上所述R表示距離， 表 示角度。前方對(duì)象730的位置隨后被轉(zhuǎn)換成相對(duì)車(chē)輛的XY坐標(biāo)系的參數(shù)化坐標(biāo)。控制系 統(tǒng)優(yōu)選使用融合的軌跡軌線(線rfl，rf2，rf3)(包括多個(gè)融合的對(duì)象)作為基準(zhǔn)(即地面 實(shí)況)來(lái)估計(jì)傳感器714和716的真實(shí)傳感器位置。如圖12所示，融合的軌跡軌線在時(shí)間 序列tl，t2，t3由目標(biāo)對(duì)象730給出。使用大量的關(guān)聯(lián)對(duì)象的對(duì)應(yīng)，例如{ral，rfl，rbl)， (ra2，rf2，rb2)，(ra3，rf3，rb3)}，分別在A和B點(diǎn)處的傳感器714和716的真實(shí)位置可以 被計(jì)算以最小化殘數(shù)，優(yōu)選使用公知的最小平方計(jì)算方法。在圖12中，表示為ral，ra2，ra3 的項(xiàng)目表示第一傳感器714測(cè)量到的對(duì)象映射(object map)。表示為rbl，rb2，rb3的項(xiàng)目表示第二傳感器716觀測(cè)的對(duì)象映射。圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的用在創(chuàng)建軌跡列表中的信息流。在圖13中，參考的軌跡 優(yōu)選在上述圖14的傳感器融合塊728中計(jì)算和確定。傳感器配準(zhǔn)的處理包括確定傳感器 714和716的相對(duì)位置，以及由XY坐標(biāo)系識(shí)別的車(chē)輛的范圍與它們的坐標(biāo)系之間的關(guān)系。 現(xiàn)在描述單個(gè)對(duì)象傳感器716的配準(zhǔn)。所有的對(duì)象傳感器優(yōu)選做類(lèi)似處理。對(duì)于對(duì)象映射 補(bǔ)償，優(yōu)選使用傳感器坐標(biāo)系或范圍，即UV坐 標(biāo)系和車(chē)輛坐標(biāo)范圍，即XY坐標(biāo)系。傳感器 坐標(biāo)系(u，v)被優(yōu)選如此定義(1)原點(diǎn)在傳感器中心，(2)v-軸沿著縱向方向(視軸)；以 及(3)u_軸垂直于ν-軸并指向右邊。車(chē)輛坐標(biāo)系，如前述被表示為(X，y)，其中χ軸表示 車(chē)輛縱軸線，y軸表示車(chē)輛橫軸線。軌跡(χ)的位置在XY坐標(biāo)系中可以表示為(r)。傳感器測(cè)量(ο)在UV坐標(biāo)系中 可以表示為(q)。傳感器配準(zhǔn)參數(shù)(a)包括UV坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)(R)和平移(rO)。圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明使得能夠聯(lián)合跟蹤和傳感器配準(zhǔn)的示例性數(shù)據(jù)流。所述 方法開(kāi)始于傳感器數(shù)據(jù)的接收。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模塊將傳感器數(shù)據(jù)與目標(biāo)的預(yù)測(cè)位置相匹配。聯(lián) 合跟蹤和配準(zhǔn)模塊組合先前的估計(jì)(即先驗(yàn))和新的數(shù)據(jù)(即匹配的測(cè)量_軌跡對(duì))，并 且更新數(shù)據(jù)庫(kù)中的目標(biāo)軌跡估計(jì)和傳感器配準(zhǔn)數(shù)據(jù)。時(shí)間傳播處理模塊基于歷史的傳感器 配準(zhǔn)、軌跡和當(dāng)前的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)通過(guò)動(dòng)態(tài)模型預(yù)測(cè)下一時(shí)間循環(huán)內(nèi)的目標(biāo)軌跡或傳感器配 準(zhǔn)參數(shù)。傳感器配準(zhǔn)參數(shù)通常假定為實(shí)質(zhì)上不隨時(shí)間變化。配準(zhǔn)參數(shù)的置信度隨著時(shí)間累 積。然而，當(dāng)檢測(cè)到顯著的傳感器配準(zhǔn)變化(例如車(chē)輛碰撞)時(shí)，關(guān)于配準(zhǔn)的先驗(yàn)信息將被 重設(shè)為零。對(duì)象軌跡可以用于多種目的，包括自適應(yīng)巡航控制，其中如上所述，車(chē)輛調(diào)節(jié)速度 以保持距當(dāng)前路徑中的車(chē)輛的最小距離?？梢詰?yīng)用對(duì)象軌跡的另一個(gè)類(lèi)似的系統(tǒng)是碰撞準(zhǔn) 備系統(tǒng)(CPS)，其中識(shí)別的對(duì)象軌跡被分析以基于相對(duì)于車(chē)輛的軌跡運(yùn)動(dòng)來(lái)識(shí)別很可能即 將來(lái)臨的或即將發(fā)生的碰撞。CPS警告駕駛員即將來(lái)臨的碰撞并在碰撞被認(rèn)為不可避免的 情況下通過(guò)自動(dòng)制動(dòng)來(lái)減少碰撞嚴(yán)重性。公開(kāi)了一種利用具有CPS的多對(duì)象融合模塊的方 法，所述方法在碰撞被確定為即將發(fā)生時(shí)提供對(duì)策，例如安全帶收緊，節(jié)氣門(mén)怠速，自動(dòng)制 動(dòng)，氣囊準(zhǔn)備，頭部約束的調(diào)節(jié)，喇叭和前燈啟用，踏板或轉(zhuǎn)向柱的調(diào)節(jié)，基于估計(jì)到的碰撞 的相對(duì)速度進(jìn)行的調(diào)節(jié)，懸架控制調(diào)節(jié)，以及穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。圖16示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明傳感器輸入被融合成在碰撞準(zhǔn)備系統(tǒng)中可用的 對(duì)象軌跡的示例性系統(tǒng)。與車(chē)輛周?chē)h(huán)境中的對(duì)象相關(guān)的輸入被數(shù)據(jù)融合模塊監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù) 融合模塊分析、過(guò)濾、或相對(duì)于各種輸入的可靠性按優(yōu)先順序區(qū)分所述輸入，被區(qū)分優(yōu)先順 序或加權(quán)的輸入被加起來(lái)以產(chǎn)生針對(duì)車(chē)輛前方的對(duì)象的軌跡估計(jì)。這些對(duì)象軌跡隨后被輸 入到碰撞威脅評(píng)估模塊，其中每個(gè)軌跡都用來(lái)評(píng)估碰撞的可能性。這種對(duì)于碰撞的可能性 可以被評(píng)價(jià)，例如，相對(duì)于碰撞可能性的閾值來(lái)評(píng)價(jià)，并且如果碰撞被確定為可能，則碰撞 對(duì)策可被啟動(dòng)。如圖16所示，CPS使用其距離傳感器(例如雷達(dá)和激光雷達(dá))以及攝像機(jī)連續(xù)監(jiān) 測(cè)周?chē)沫h(huán)境并采取合適的對(duì)策以避免發(fā)展成碰撞的事件或狀態(tài)。碰撞威脅評(píng)估產(chǎn)生用于 系統(tǒng)致動(dòng)器的輸出以進(jìn)行響應(yīng)。如圖16所示，融合模塊適用于整合來(lái)自各個(gè)傳感裝置的輸入并產(chǎn)生車(chē)輛前方對(duì) 象的融合軌跡。在圖16中產(chǎn)生的融合軌跡包括相對(duì)于車(chē)輛的對(duì)象的相對(duì)位置和軌線的數(shù)據(jù)估計(jì)。該基于雷達(dá)和其它測(cè)距傳感器輸入的數(shù)據(jù)估計(jì)是有用的，但包括使用來(lái)產(chǎn)生所述 軌跡的傳感器裝置的不準(zhǔn)確性和不精確性。如上所述，不同的傳感器輸入可以被綜合利用 以提高所產(chǎn)生軌跡中涉及的所述估計(jì)的準(zhǔn)確性。特別的，具有侵入性后果的應(yīng)用，例如自動(dòng) 制動(dòng)和潛在的氣囊展開(kāi)，需要在即將來(lái)臨的碰撞的預(yù)測(cè)中具有高的準(zhǔn)確性，因?yàn)殄e(cuò)誤的確 定會(huì)對(duì)車(chē)輛駕駛性能具有較高的影響，錯(cuò)誤的指示會(huì)導(dǎo)致不起作用的安全系統(tǒng)。視覺(jué)系統(tǒng)提供了用在車(chē)輛控制系統(tǒng)中的替代的傳感器輸入源。分析視覺(jué)信息的方 法在本領(lǐng)域是公知的，包括模式識(shí)別，角點(diǎn)檢測(cè)，豎直邊緣檢測(cè)，豎直對(duì)象識(shí)別，以及其它方 法。然而，應(yīng)當(dāng)理解，需要來(lái)識(shí)別實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)的高速刷新的車(chē)輛前方視場(chǎng)的高分辨率視覺(jué)圖像 包括很大量需要分析的信息。視覺(jué)信息的實(shí)時(shí)分析可能是昂貴的。公開(kāi)了一種融合來(lái)自視 覺(jué)系統(tǒng)的輸入的方法(具有由例如上述示例性軌跡融合方法產(chǎn)生的融合軌跡)，以在最可 能導(dǎo)致碰撞威脅的視覺(jué)信息的一部分上集中視覺(jué)分析并使用融合的分析來(lái)警告可能就要 發(fā)生的碰撞事件。圖17示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性圖像融合模塊。圖17的融合模塊監(jiān)測(cè) 距離傳感器數(shù)據(jù)(包括對(duì)象軌跡)和攝像機(jī)數(shù)據(jù)的輸入。對(duì)象軌跡信息被用來(lái)提取與對(duì) 象軌跡信息對(duì)應(yīng)的視覺(jué)數(shù)據(jù)中感興趣的圖像塊(image patch)或定義區(qū)域。隨后，在圖像 塊中的區(qū)域被分析，圖像塊中指示對(duì)象的數(shù)據(jù)中的特征或模式被提取。被提取的特征隨后 根據(jù)任意數(shù)量的分類(lèi)器被分類(lèi)。示例性分類(lèi)可以包括如下分類(lèi)快速運(yùn)動(dòng)的對(duì)象如運(yùn)動(dòng)中 的車(chē)輛；低速運(yùn)動(dòng)的對(duì)象如行人；和靜止的對(duì)象如街道標(biāo)志。包括分類(lèi)的數(shù)據(jù)隨后根據(jù)數(shù) 據(jù)關(guān)聯(lián)來(lái)分析，以形成基于視覺(jué)融合的軌跡。這些關(guān)于所述(圖像)塊的軌跡和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù) 隨后被存儲(chǔ)起來(lái)，用于與新數(shù)據(jù)的迭代比較和相對(duì)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的預(yù)測(cè)以給出可能的或即將發(fā) 生的碰撞事件。此外，反映先前選擇的圖像塊的感興趣的區(qū)域可以被傳送到執(zhí)行圖像塊提 取的模塊，以提供迭代視覺(jué)數(shù)據(jù)分析的連續(xù)性。這樣，距離數(shù)據(jù)(range data)或距離軌跡 (range track)信息被疊加在圖像平面上以改善碰撞事件的預(yù)測(cè)或可能性分析。 圖19顯示了根據(jù)本發(fā)明的在相應(yīng)圖像平面上的距離數(shù)據(jù)疊加，這在各種目標(biāo)對(duì) 象的系統(tǒng)內(nèi)部分析中是有用的。陰影條是疊加在前視攝像機(jī)的圖像中的雷達(dá)軌跡。位置和 圖像提取模塊提取圍繞距離傳感器軌跡的圖像塊。所述特征提取模塊使用下述轉(zhuǎn)換來(lái)計(jì)算 圖像塊的特征邊，梯度方位柱狀圖(HOG)，尺度不變特征轉(zhuǎn)換(SIFT) ,Harris角點(diǎn)檢測(cè)器， 或投射到線性子空間上的(圖像)塊。分類(lèi)模塊將提取的特征作為輸入并提供給分類(lèi)器以 確定圖像塊是否圍繞對(duì)象。所述分類(lèi)確定每個(gè)圖像塊的標(biāo)簽。例如在圖19中，框A和B被 識(shí)別為車(chē)輛，而未標(biāo)記的框被識(shí)別為路旁對(duì)象。預(yù)測(cè)處理模塊使用對(duì)象的歷史信息(即前 一個(gè)循環(huán)中的位置，圖像塊，和標(biāo)簽)并預(yù)測(cè)當(dāng)前值。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)將當(dāng)前的測(cè)量和預(yù)測(cè)的對(duì)象 相鏈接，或確定測(cè)量源(即位置，圖像塊，和標(biāo)簽)來(lái)自于具體的對(duì)象。最后，對(duì)象跟蹤器被 啟動(dòng)以產(chǎn)生更新的位置并保存到對(duì)象軌跡文件中。圖18示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明的示例性Kalman濾波器組，所述濾波器操作以 估計(jì)群組對(duì)象的位置和速度。不同濾波器用于不同的常量滑行(constantcoasting)目標(biāo)， 高縱向機(jī)動(dòng)目標(biāo)，和靜止目標(biāo)。Markov決策過(guò)程(MDP)模型被用來(lái)基于觀測(cè)和目標(biāo)先前速 度輪廓(speed profile)來(lái)選擇具有最可能測(cè)量的濾波器。該多模型濾波方案減少了跟蹤 反應(yīng)時(shí)間，這對(duì)CPS功能來(lái)說(shuō)是重要的?？赡芘鲎彩录姆磻?yīng)可以基于增加的可能性來(lái)計(jì)量。例如，在確定可能性較低的情況下可以使用輕微的自動(dòng)制動(dòng)，并且響應(yīng)于確定為高閾值可能性可以采取更強(qiáng)的措施。此外，應(yīng)當(dāng)理解，改善的判斷可能性的精度可以通過(guò)警告模型的重復(fù)訓(xùn)練來(lái)獲 得。例如，如果警告被發(fā)出，則回顧選擇(review option)可以通過(guò)聲音提示，屏幕詢問(wèn) (on-screen inquiry)，或任何其它輸入方法提供給駕駛員，要求駕駛員確認(rèn)將要發(fā)生的碰 撞警告是否是合適的。在本領(lǐng)域已知多種方法來(lái)適應(yīng)正確的警告，錯(cuò)誤警告或遺漏的警告。 例如，本領(lǐng)域公知的機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以用來(lái)適應(yīng)性地利用程序，根據(jù)反饋的特性將加權(quán)和 重點(diǎn)分配給替代性的計(jì)算。此外，模糊邏輯可以用于基于反饋根據(jù)可縮放因子(scalable factor)來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入。這樣，系統(tǒng)的準(zhǔn)確性可以隨著時(shí)間并根據(jù)操作者的具體駕駛習(xí) 慣而得到改善。應(yīng)當(dāng)理解，CPS應(yīng)用的類(lèi)似的方法可以用在防撞系統(tǒng)中。通常這樣的系統(tǒng)包括對(duì) 操作者的警告，自動(dòng)制動(dòng)啟動(dòng)，自動(dòng)側(cè)向車(chē)輛控制，改變懸架控制系統(tǒng)，或其它的幫助車(chē)輛 避免察覺(jué)到的潛在碰撞的動(dòng)作。此外，已知多種方法通過(guò)傳感器輸入來(lái)獲得車(chē)道保持或?qū)④?chē)輛置于車(chē)道內(nèi)。例如， 一種方法可以分析包括道路表面上的油漆線的視覺(jué)信息，并利用這些標(biāo)記將車(chē)輛置于車(chē)道 內(nèi)。一些方法使用其它車(chē)輛的軌跡來(lái)合成或輔助建立與車(chē)輛相關(guān)的車(chē)道幾何參數(shù)。GPS裝 置，與3D地圖數(shù)據(jù)庫(kù)一起使用，使得能夠根據(jù)全球GPS坐標(biāo)來(lái)估計(jì)車(chē)輛的位置并用已知的 道路幾何參數(shù)覆蓋該位置。公開(kāi)了一種用于產(chǎn)生道路上車(chē)輛行駛車(chē)道的幾何參數(shù)估計(jì)的示例性方法。所述 方法包括監(jiān)測(cè)來(lái)自全球定位裝置的數(shù)據(jù)；基于起點(diǎn)和目的地監(jiān)測(cè)表述投射的行駛路線的 地圖航路點(diǎn)數(shù)據(jù)；監(jiān)測(cè)來(lái)自視覺(jué)子系統(tǒng)的攝像機(jī)數(shù)據(jù)；監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù) 包括車(chē)速和車(chē)輛偏航率；基于地圖航路點(diǎn)數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)庫(kù)確定車(chē)輛區(qū)域內(nèi)的車(chē)道幾何參 數(shù)；基于車(chē)道幾何參數(shù)、來(lái)自全球定位裝置的數(shù)據(jù)、和攝像機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)確定相對(duì)于車(chē)道幾何參 數(shù)的車(chē)輛位置；基于車(chē)輛位置、攝像機(jī)數(shù)據(jù)、和車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)確定車(chē)輛位置處的道路曲 率；基于道路曲率、攝像機(jī)數(shù)據(jù)和車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)來(lái)確定車(chē)輛方位和從行駛車(chē)道中心的車(chē)輛橫 向偏移；以及，在車(chē)輛的控制方案中利用所述車(chē)輛位置、道路曲率、車(chē)輛方位和車(chē)輛橫向偏 移。圖20顯示了根據(jù)本發(fā)明使用傳感器來(lái)獲取車(chē)輛前方道路幾何數(shù)據(jù)的示例性車(chē) 輛。所述示例性車(chē)輛包括用在高速公路上的客車(chē)，但應(yīng)當(dāng)理解，這里描述的本發(fā)明可以應(yīng)用 在任何車(chē)輛上，或設(shè)法監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程車(chē)輛和其它對(duì)象的位置和軌跡的其它系統(tǒng)上。所述車(chē)輛包 括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括在各個(gè)時(shí)間執(zhí)行的各種算法和校準(zhǔn)。所述控制系統(tǒng)優(yōu)選為整車(chē) 控制結(jié)構(gòu)的子集，其提供坐標(biāo)化的車(chē)輛系統(tǒng)控制?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)測(cè)來(lái)自各種傳感器的輸入、綜 合相關(guān)的信息和輸入、并執(zhí)行算法來(lái)控制各種致動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)例如防撞 和自適應(yīng)巡航控制。所述車(chē)輛控制結(jié)構(gòu)包括多個(gè)分布式處理器和裝置，分布式處理器和裝 置包括系統(tǒng)控制器，其提供例如防抱死制動(dòng)、牽引控制、和車(chē)輛穩(wěn)定性之類(lèi)的功能。在圖20的示例性實(shí)施方式中，車(chē)輛760包括視覺(jué)子系統(tǒng)766。視覺(jué)子系統(tǒng)766使 用能產(chǎn)生表示車(chē)輛前方區(qū)域的數(shù)字圖像的攝像機(jī)或成像裝置。來(lái)自視覺(jué)子系統(tǒng)766的數(shù)據(jù) 被用來(lái)描述車(chē)輛前方的狀態(tài)并參考車(chē)輛760的中心軸線被轉(zhuǎn)換到XY坐標(biāo)系770中。示例性 的視覺(jué)子系統(tǒng)的視場(chǎng)由虛線表示。道路上的行駛車(chē)道根據(jù)車(chē)道標(biāo)記775A和775B和可以被 視覺(jué)發(fā)現(xiàn)的描述性常見(jiàn)特征來(lái)描述，并被用來(lái)描述相對(duì)于車(chē)輛760的車(chē)道幾何參數(shù)。這樣，
23使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，從對(duì)圖像或攝像機(jī)數(shù)據(jù)的分析得到的信息可以用作關(guān)于 車(chē)輛760向前行駛的狀態(tài)。系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)處理器優(yōu)選為通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)通常包括微處理器或 中央處理單元，只讀存儲(chǔ)器(ROM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，電可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M)， 高速時(shí)鐘，模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)和數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A)電路，以及輸入/輸出電路和裝置(I/O)和合 適的信號(hào)調(diào)節(jié)及緩沖電路。每個(gè)處理器具有一套控制算法，包括存儲(chǔ)在ROM中并被執(zhí)行來(lái) 提供各自功能的駐留程序指令和校準(zhǔn)。這里描述的算法通常在預(yù)定的循環(huán)中被執(zhí)行，從而每個(gè)算法在每個(gè)循環(huán)周期中被 執(zhí)行至少一次。存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)裝置中的算法被中央處理單元中的一個(gè)執(zhí)行并可操作 來(lái)監(jiān)測(cè)來(lái)自傳感裝置的輸入以及使用預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)執(zhí)行控制和診斷程序，從而控制各個(gè)裝置 的運(yùn)行。循環(huán)周期在正在進(jìn)行的車(chē)輛操作中通常以規(guī)則間隔例如每3、6.25、15、25和100 毫秒被執(zhí)行。替代地，算法可以響應(yīng)于事件的發(fā)生被執(zhí)行。車(chē)輛760使用的傳感器，例如視覺(jué)子系統(tǒng)766和其它雷達(dá)或測(cè)距裝置，優(yōu)選定位在 車(chē)輛760內(nèi)相對(duì)于車(chē)輛前方的景象相對(duì)不受阻礙的位置。還應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)傳感器提供車(chē) 輛前方的道路或道路上的對(duì)象的實(shí)際細(xì)節(jié)的估計(jì)。應(yīng)當(dāng)理解，這些估計(jì)不是精確位置，每個(gè) 估計(jì)的偏離標(biāo)準(zhǔn)都是可能的。還應(yīng)當(dāng)理解，這些傳感器的特性是互補(bǔ)的，其中一些傳感器在 某些參數(shù)估計(jì)方面比另一些更可靠。傳統(tǒng)的傳感器具有不同的工作范圍和角度覆蓋面，且 其可以在它們工作范圍內(nèi)估計(jì)不同的參數(shù)。例如，雷達(dá)傳感器可通常用來(lái)估計(jì)對(duì)象的距離、 距離變化率和方位角位置，但是通常在估計(jì)所檢測(cè)對(duì)象的程度時(shí)是不穩(wěn)定的。具有圖像處 理器的攝影機(jī)在估計(jì)對(duì)象的形狀和方位角位置時(shí)更穩(wěn)定，但在估計(jì)對(duì)象的距離和距離變化 率時(shí)則不夠有效。掃描型激光雷達(dá)能有效且準(zhǔn)確地估計(jì)距離和方位角位置，但通常不能估 計(jì)距離變化率，因此相對(duì)于新對(duì)象的獲取/識(shí)別來(lái)說(shuō)是不準(zhǔn)確的。超聲傳感器能估計(jì)距離 但通常不能估計(jì)或計(jì)算距離變化率和方位角位置。描述車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)特性如速度和偏航率的 傳感器是不夠精確的，特別是在跟蹤車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的小變化時(shí)可能不可靠。此外，應(yīng)當(dāng)理解，每 個(gè)傳感器技術(shù)的性能受不同環(huán)境情況的影響。因此，傳統(tǒng)的傳感器提供參數(shù)的差異，傳感器 的工作范圍的重疊產(chǎn)生傳感融合的可能。優(yōu)選的控制模塊包括控制器，其中存儲(chǔ)有算法和相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)，并被構(gòu)造成接收 來(lái)自可利用的傳感器的估計(jì)數(shù)據(jù)以將數(shù)據(jù)聚類(lèi)為車(chē)輛前方狀態(tài)的可使用的估計(jì)，并融合這 些聚類(lèi)的觀測(cè)以確定需要的車(chē)道幾何參數(shù)和相對(duì)的車(chē)輛位置估計(jì)。應(yīng)當(dāng)理解，使用不同感 測(cè)系統(tǒng)和技術(shù)的融合數(shù)據(jù)產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)果。還應(yīng)當(dāng)理解，任何數(shù)量的傳感器可以用在該技 術(shù)中。給出了一種在系統(tǒng)內(nèi)創(chuàng)建和維持道路和車(chē)道幾何參數(shù)的估計(jì)的方法，其中歷史的 測(cè)量被用來(lái)估計(jì)或預(yù)測(cè)隨后的軌跡數(shù)據(jù)。示例性系統(tǒng)基于時(shí)間T時(shí)的函數(shù)作出估計(jì)以描述 時(shí)間T+1時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)。通常，為了支持實(shí)時(shí)估計(jì)，表示高斯分布的信息陣列被用來(lái)估計(jì)未 知誤差的影響。這種系統(tǒng)使得對(duì)車(chē)輛前方道路狀態(tài)的估計(jì)的融合和收集成為可能。然而， 應(yīng)當(dāng)理解，使用歷史數(shù)據(jù)和高斯分布的這種系統(tǒng)包括基于求平均和正態(tài)分布假設(shè)的固有誤 差。例如，在車(chē)道幾何參數(shù)估計(jì)操作中，為車(chē)輛行進(jìn)建立估計(jì)的安全行駛車(chē)道，車(chē)輛后方的 直車(chē)道對(duì)于車(chē)輛前方道路上的急轉(zhuǎn)彎沒(méi)有實(shí)際的減小影響。關(guān)于車(chē)輛前方車(chē)道的數(shù)據(jù)的發(fā) 散(分歧)不需要通過(guò)具有高斯分布的隨機(jī)矢量的應(yīng)用來(lái)改進(jìn)以解決所述發(fā)散。使用歷史求平均和正態(tài)或高斯分布的方法，例如依靠Kalman濾波器的方法，經(jīng)常包括誤差因素，該誤差因素導(dǎo)致道路幾何參數(shù)過(guò)渡或改變的時(shí)間滯后。公開(kāi)了一種替代的方法，所述方法用來(lái)基于歷史數(shù)據(jù)或正態(tài)分布通過(guò)融合來(lái)自 GPS數(shù)據(jù)、視覺(jué)攝像機(jī)子系統(tǒng)和車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)的當(dāng)前測(cè)量，不會(huì)出現(xiàn)誤差地產(chǎn)生車(chē)道幾何參數(shù) 和車(chē)輛相對(duì)車(chē)道的位置和定位的估計(jì)。通常的車(chē)道幾何參數(shù)是通過(guò)GPS裝置和3D地圖的使用而容易獲得的信息。給定 來(lái)自GPS裝置的大致位置，局部化的道路幾何參數(shù)可被轉(zhuǎn)換成一系列道路形狀點(diǎn)。相似地， 包括全球緯度測(cè)量和全球經(jīng)度測(cè)量的GPS坐標(biāo)可通過(guò)GPS裝置得到。至少包括車(chē)速和偏航 率的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)特性可通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛操作和/或監(jiān)測(cè)加速度計(jì)讀數(shù)的傳感器得到。攝像機(jī) 數(shù)據(jù)可以用來(lái)將車(chē)輛定位于行駛的實(shí)際車(chē)道。車(chē)道感測(cè)系數(shù)通過(guò)攝像機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)定義(即，y =a+bX+CX2+d3，其中X是車(chē)道縱向偏移，而y是從車(chē)道中心的橫向偏移)。通過(guò)該數(shù)據(jù)，前 方車(chē)道估計(jì)模塊可以估計(jì)車(chē)道的曲率、從車(chē)道中心的橫向偏移、以及相對(duì)于車(chē)道切線的車(chē) 輛方位。圖21顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性的前進(jìn)車(chē)道估計(jì)處理。示例性處理包括地圖幾 何模型模塊，車(chē)輛姿態(tài)定位模塊，曲率估計(jì)模塊，以及車(chē)輛側(cè)向(橫向)跟蹤模塊。所述 地圖幾何模型模塊輸入地圖航路點(diǎn)并輸出車(chē)輛區(qū)域內(nèi)的車(chē)道幾何參數(shù)，航路點(diǎn)由本領(lǐng)域 公知的方法確定，包括在地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中確定從起點(diǎn)或當(dāng)前點(diǎn)到目的地或經(jīng)過(guò)點(diǎn)的廣義路 徑(generalized path)。該車(chē)道幾何參數(shù)可被描述為包括區(qū)域中的道路的幾何表示的弧。 車(chē)輛姿態(tài)定位模塊輸入來(lái)自地圖幾何模型模塊的道路幾何參數(shù)、來(lái)自GPS裝置的GPS坐標(biāo) 以及來(lái)自視覺(jué)子系統(tǒng)的攝像機(jī)數(shù)據(jù)，并輸出車(chē)輛區(qū)域內(nèi)相對(duì)于車(chē)道幾何參數(shù)的估計(jì)車(chē)輛位 置。與車(chē)道幾何參數(shù)或所述弧相關(guān)的車(chē)輛位置可以描述為弧長(zhǎng)參數(shù)(Sm)。所述曲率估計(jì)模 塊輸入攝像機(jī)數(shù)據(jù)、來(lái)自車(chē)輛傳感器的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)如車(chē)速和偏航率以及sm，并且輸出 曲率(K)或車(chē)輛位置處道路上的曲線的測(cè)量。最后，車(chē)輛側(cè)向跟蹤模塊輸入攝像機(jī)數(shù)據(jù)、車(chē) 輛運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)和K，并且輸出關(guān)于車(chē)輛位置和車(chē)輛角向的數(shù)據(jù)，所述車(chē)輛位置是參考當(dāng)前車(chē) 道的中心的位置，且車(chē)輛角向是參考車(chē)道的當(dāng)前前進(jìn)方向的角向。這樣，涉及車(chē)輛當(dāng)前位置 和行駛的當(dāng)前輸入可被用于生成與車(chē)輛區(qū)域內(nèi)的車(chē)道幾何參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，以及與車(chē)道相 關(guān)的車(chē)輛位置和方位。如上所述，地圖幾何模型模塊輸入地圖航路點(diǎn)并輸出車(chē)輛區(qū)域內(nèi)的車(chē)道幾何參 數(shù)。具體的，所述地圖幾何模型模塊監(jiān)測(cè)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)描述的地圖形狀點(diǎn)的輸入并構(gòu)造表 示形狀點(diǎn)的幾何模型。圖22顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性處理，其中來(lái)自地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的信息 被用來(lái)構(gòu)造車(chē)輛區(qū)域內(nèi)道路的幾何模型。示例性處理包括從地圖數(shù)據(jù)庫(kù)收集描述道路幾何 參數(shù)的地圖形狀點(diǎn)。地圖數(shù)據(jù)庫(kù)以全球坐標(biāo)形式提供地圖形狀點(diǎn)，全球坐標(biāo)通常以緯度位 置、經(jīng)度位置和高度或海拔形式來(lái)描述位置。隨后全球坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換到局部坐標(biāo)系，通常將與 車(chē)輛位置近似的點(diǎn)識(shí)別為靜態(tài)參考點(diǎn)，并將任何其它位置描述為從所述參考點(diǎn)的向北位移 和從所述參考點(diǎn)的向東位移。隨后地圖形狀點(diǎn)用樣條(函數(shù))擬合以產(chǎn)生近似被表示的道 路幾何學(xué)的幾何形狀或弧。最后，在車(chē)輛的估計(jì)位置處確定擬合樣條函數(shù)的切線和曲率。描述了在地圖幾何模型內(nèi)的示例性確定。使((Iati5Ioni) |i = 1，···，N}成為形 狀點(diǎn)。拾取一個(gè)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，該點(diǎn)可以將形狀點(diǎn)轉(zhuǎn)換到局部坐標(biāo)Kei, η,) |i = l,...,N}，表示從參考點(diǎn)向東和向北的位移。用
^ 2定義系列{(Si，ei，
k=2
ni) I i = 1，. . .，N}，獲得了二維三次樣條函數(shù)來(lái)如下擬合形狀點(diǎn) 其中，s是弧長(zhǎng)參數(shù)，e和η分別是位移的東和北分量。隨后，s處的梯度矢量被如 下計(jì)算。 而且方向角如下計(jì)算。 最后，s處的曲率K如下計(jì)算 其中 如上所述，車(chē)輛姿態(tài)定位模塊輸入來(lái)自地圖幾何模型模塊的車(chē)道幾何參數(shù)、來(lái)自 GPS裝置的GPS坐標(biāo)、來(lái)攝像機(jī)的數(shù)據(jù)，并輸出車(chē)輛區(qū)域內(nèi)關(guān)于車(chē)道幾何參數(shù)的估計(jì)車(chē)輛位 置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，問(wèn)題可以針對(duì)監(jiān)測(cè)的GPS數(shù)據(jù)由地圖中的定位來(lái)描述。地圖 幾何參數(shù)由樣條函數(shù)表示，例如公式1表述的函數(shù)。該樣條描述了離散的位置，其中道路車(chē)
道是存在的。由GPS數(shù)據(jù)測(cè)量的點(diǎn)以P= Χ的示例性形式返回。在GPS裝置中一些偏差的
LyJ
不精確和不準(zhǔn)確是正常的。在樣條函數(shù)中誤差也是固有的。ρ與地圖幾何樣條很少精確地 一致。所述樣條函數(shù)描述了車(chē)道中的點(diǎn)，例如車(chē)道中心，而且實(shí)際的車(chē)輛位置經(jīng)常從車(chē)道中 心偏離一可測(cè)量的量。在地圖上車(chē)輛的大致位置必須基于ρ和區(qū)域中估計(jì)的道路幾何參數(shù) 而確定。修正P和道路的幾何表示之間的偏差的一個(gè)示例性的解決方案是尋找最近點(diǎn)[em， nffl]T = f (Sm)，使得sffl = argsmin |P-f(s) | |。該示例性方法對(duì)近似Sm來(lái)說(shuō)是有用的，并可 以迭代應(yīng)用以尋找車(chē)輛在道路曲線中的位置并在監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)改變時(shí)改善估計(jì)的位置。圖23圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例性迭代方法，其尋找車(chē)輛相對(duì)于估計(jì)的道路幾何 參數(shù)的近似位置。使Stl成為Sm的初始估計(jì)。弧長(zhǎng)參數(shù)的修正可以如下表示 其中，Pm = f (S。)且P' m = f' (sQ)。換句話說(shuō)，修正Δ s是在估計(jì)位置Sq處的 梯度的單位矢量上的投影。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，GPS測(cè)量與通常的車(chē)輛傳感器讀數(shù)相比更新地不是那 么頻繁。對(duì)多數(shù)車(chē)載GPS接收器來(lái)說(shuō)IHz的示例性刷新頻率是常見(jiàn)的。此外，更新不總是 被接收到并可能在市內(nèi)區(qū)域或其它區(qū)域是有干擾的，其中衛(wèi)星信號(hào)的視圖是模糊的。濾波 技術(shù)可以用來(lái)補(bǔ)償GPS信號(hào)更新的慢速率。
示例性的車(chē)輛姿態(tài)定位模塊使用Kalman濾波器。車(chē)輛姿態(tài)被模型化為矢量并由 東向位移(e)，北向位移(η)，相對(duì)于車(chē)道的方位(Φ)，和弧長(zhǎng)(s)組成。由于慣性，車(chē)輛姿 態(tài)不會(huì)突然改變。因此假定下列恒常轉(zhuǎn)彎模型e' = e+vcos((J) +ξ ) ΔΤ+Wiη' = η+ν8 η(Φ + ξ ) Δ T+w2[6]φ ' = φ + ωΔΤ-κ Δ T+w3s' = s+v Δ T其中，ν是車(chē)輛速度；ω是車(chē)輛偏航率；ΔΤ是從先前循環(huán)的時(shí)間增量；ξ是道路 的當(dāng)前方位(C.f.，⑵)；k是基于地圖曲線的道路的當(dāng)前曲率；Wl，W2和W3是表示非模型干 擾的過(guò)程噪音項(xiàng)。圖24顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性車(chē)輛姿態(tài)定位處理。所述處理在來(lái)自GPS、車(chē)輛 運(yùn)動(dòng)學(xué)傳感器或攝像機(jī)裝置的新數(shù)據(jù)被監(jiān)測(cè)時(shí)被重復(fù)地觸發(fā)。對(duì)于不同的數(shù)據(jù)源，示例性 循環(huán)時(shí)間包括對(duì)于GPS數(shù)據(jù)的1秒，對(duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)的20ms，以及對(duì)攝像機(jī)數(shù)據(jù)的50ms。時(shí) 間增量ΔΤ由當(dāng)前和先前循環(huán)之間的時(shí)間記錄(時(shí)標(biāo))的差來(lái)計(jì)算。隨后預(yù)測(cè)的車(chē)輛姿態(tài) 用公式5計(jì)算。當(dāng)GPS數(shù)據(jù)可用時(shí)，用于車(chē)輛姿態(tài)的測(cè)量更新直接使用下列的GPS測(cè)量公 式egps = e+k![7]Iigps = n+k2[8]其中，(egps，Iigps)是車(chē)輛的GPS測(cè)量位置屯和k2是測(cè)量噪音。在使用GPS測(cè)量更 新車(chē)輛姿態(tài)后，使用公式5計(jì)算修正弧長(zhǎng)參數(shù)(s)。該步驟對(duì)于通過(guò)消除公式6中由航位推 算(dead reckoning)處理所導(dǎo)致的積累誤差而獲取正確的K和ξ值是重要的。當(dāng)攝像機(jī)數(shù)據(jù)可用時(shí)，下列測(cè)量公式可以被Kalman濾波器使用a = e+k3[9]b = Φ +k4[10]其中a和b是攝像機(jī)車(chē)道感測(cè)參數(shù)；d是當(dāng)前車(chē)輛位置對(duì)于表示為地圖曲線的車(chē) 道中心的垂直距離；k3和1^4是未建模的測(cè)量噪音。HPm成為地圖曲線上與用P= (e,n)表 示的當(dāng)前車(chē)輛位置最近距離的點(diǎn)。使矢量m表示地圖曲線在？_ 處的法線。隨后垂直距離d 可以表示為d = (P-Pm) V其中法線m計(jì)算為 如上所述，曲率估計(jì)模塊輸入攝像機(jī)數(shù)據(jù)、來(lái)自車(chē)輛傳感器的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù) (如車(chē)速和偏航率)以及Sm，并輸出車(chē)輛位置處道路中的曲率⑷或曲線的測(cè)量。一旦車(chē) 輛在用s表示的地圖曲線中被定位，便可以使用公式4尋找相應(yīng)的地圖曲率Kmap。應(yīng)當(dāng)注意，存在三種信息源來(lái)估計(jì)道路曲率地圖曲率(Kmap)，攝像機(jī)曲率(K。
=
2c)，基于偏航率的曲率(^flw =-)。下面描述用于將這三種曲率融合在一起的示例性處
理。使Kfus表示具有方差的融合曲率。使σ;，分別表示地圖曲率、基于偏 航率的曲率、和攝像機(jī)曲率的方差。我們具有如下更新公式。當(dāng)?shù)貓D曲率估計(jì)可以被利用時(shí)，則


以及 當(dāng)偏航率曲率估計(jì)可利用時(shí)，則 以及 當(dāng)?shù)貓D曲率估計(jì)可利用時(shí)，則 以及 在上述公式中，σΙρ，σ^， 2am分別表示來(lái)自不同信息源地圖，車(chē)載傳感器，和
攝像機(jī)的曲率信息的置信度。信息源的變化(方差)越大，則該信息源對(duì)融合曲率的貢獻(xiàn) 就越少。一些啟發(fā)式規(guī)則(heuristic rule)用來(lái)選擇所述三個(gè)信息源的不同加權(quán)。例如，
當(dāng)偏航率高時(shí)，選擇小的O^aw來(lái)獲取融合曲率。如上所述，車(chē)輛側(cè)向跟蹤模塊輸入攝像機(jī)數(shù)據(jù)，車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)和K，并輸出關(guān)于 車(chē)輛相對(duì)于當(dāng)前車(chē)道中心的位置和車(chē)輛相對(duì)于車(chē)道當(dāng)前向前方向的角取向的數(shù)據(jù)。圖25 顯示了根據(jù)本發(fā)明在車(chē)輛的側(cè)向模型內(nèi)作出的示例性確定。車(chē)輛側(cè)向跟蹤模塊監(jiān)測(cè)車(chē)輛運(yùn) 動(dòng)學(xué)(輪速ν和偏航率ω)的輸入以及車(chē)道感測(cè)參數(shù)的輸入。Kalman濾波器可以用來(lái)整合 來(lái)自車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)和車(chē)道感測(cè)裝置的數(shù)據(jù)。如圖25所示，側(cè)向偏移yL是從車(chē)道中心的位移。
Kroad是估計(jì)曲率。Kyaw是由即時(shí)車(chē)輛路徑估計(jì)的曲率，= ^ =Kalman濾波器的測(cè)量
公式表述為b= Φ以及a = κ。如果更新誤差大于閾值，則門(mén)控邏輯被執(zhí)行。換句話說(shuō)， 如果預(yù)測(cè)的測(cè)量和實(shí)際的測(cè)量之間的差異大于閾值，則忽略當(dāng)前時(shí)刻的實(shí)際測(cè)量。圖22說(shuō)明了產(chǎn)生表示車(chē)輛行駛的道路的幾何模型的方法。然而，應(yīng)當(dāng)理解其它達(dá) 到相同目的的方法也是可能的。例如，公開(kāi)了一種基于地圖數(shù)據(jù)和與投射的車(chē)輛目的地相 關(guān)的信息在車(chē)輛前方分配一系列航路點(diǎn)，并形成投射的行駛車(chē)道的方法。圖26顯示了根據(jù) 本發(fā)明示例性使用沿車(chē)輛前方投射的車(chē)道的航路點(diǎn)來(lái)估計(jì)車(chē)道幾何參數(shù)。在連續(xù)時(shí)間間隔 處的航路點(diǎn)的迭代生成(航路點(diǎn)以短距離增量間隔開(kāi))可以被用來(lái)加強(qiáng)所述車(chē)輛前方的估 計(jì)的車(chē)道幾何參數(shù)。隨著車(chē)輛經(jīng)過(guò)航路點(diǎn)，航路點(diǎn)可以被忽略，只有仍在車(chē)輛前方的航路點(diǎn)才被利用。這樣，沿估計(jì)路徑的車(chē)輛前方的航路點(diǎn)的投射可以被用來(lái)估計(jì)車(chē)輛可能行駛經(jīng) 過(guò)的車(chē)道幾何參數(shù)。關(guān)于車(chē)道幾何參數(shù)和相對(duì)于車(chē)道的車(chē)輛位置和方位的實(shí)時(shí)且可靠的信息在多種 應(yīng)用或車(chē)輛控制方案中可以是有用的。例如，這種信息可以被用于在車(chē)道保持，前燈調(diào)節(jié)， 改善的導(dǎo)航輔助，和瞌睡警報(bào)的應(yīng)用中輔助操作者。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，多種 應(yīng)用可以利用這些信息，本發(fā)明不限于這里描述的具體實(shí)施方式
。 前述的方法描述了視覺(jué)或攝像機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。這種信息的分析可以通過(guò)本領(lǐng)域公 知的方法執(zhí)行。圖像識(shí)別通常包括程序來(lái)尋找指示對(duì)象的豎直線、邊、角或指示對(duì)象的其它 圖案的圖像中的對(duì)比度或顏色的變化。此外，與圖像識(shí)別相關(guān)的多種過(guò)濾和分析技術(shù)對(duì)本 領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是公知的，在此不再贅述。本領(lǐng)域公知的是利用可以利用的數(shù)據(jù)，例如圖像識(shí)別被應(yīng)用在視覺(jué)圖像中以確定 主車(chē)行駛的前方的無(wú)阻礙路徑(clear path)。這樣的示例性系統(tǒng)在共同待審的美國(guó)專(zhuān)利系 列申請(qǐng)No. 12/108，581，發(fā)明名稱為“VEHICLE CLEAR PATHDETECTION”(車(chē)輛無(wú)阻礙路徑檢 測(cè))的專(zhuān)利中公開(kāi)，其通過(guò)引用包含于此。如上所述，示例性EVS系統(tǒng)需要輸入源以輸入表述車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境的信息。如上示 例性方法中所述，多種傳感器裝置是本領(lǐng)域公知的，包括但不限于雷達(dá)，激光雷達(dá)，超聲裝 置，和視覺(jué)系統(tǒng)。此外，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，關(guān)于運(yùn)行環(huán)境的信息可以從其它類(lèi)型的裝置獲取。紅 外傳感器或紅外距離攝像機(jī)系統(tǒng)可以用來(lái)檢測(cè)溫差。這種信息適用于看到通常正常的視覺(jué) 或攝像機(jī)系統(tǒng)或人眼可能不注意的對(duì)象。將紅外攝像機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光譜的方法是已知 的，其使得小的溫差能夠向觀察者以不同的顏色顯示對(duì)象。如上所述，與3D地圖數(shù)據(jù)結(jié)合 使用的GPS裝置不僅可以用來(lái)相對(duì)于分類(lèi)的道路幾何參數(shù)定位車(chē)輛，還可以用來(lái)在道路的 細(xì)節(jié)方面(例如路面類(lèi)型和路面傾斜或等級(jí))定位車(chē)輛。此外，已知多種傳感器和監(jiān)測(cè)方 法來(lái)量化車(chē)輛內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)。此外，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程處理允許協(xié)調(diào)GPS裝置確 定的車(chē)輛位置和實(shí)時(shí)細(xì)節(jié)(例如建筑物、天氣和交通狀況)。此外，非道路/非交通相關(guān)的細(xì)節(jié)可以類(lèi)似地通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，例如，包括通過(guò) 在線提供者可獲得的網(wǎng)絡(luò)可用數(shù)據(jù)和信息娛樂(lè)服務(wù)。車(chē)載系統(tǒng)可以進(jìn)一步與EVS系統(tǒng)集 成，例如，車(chē)載診斷模塊存入的維修需求(例如，監(jiān)測(cè)機(jī)油的累計(jì)時(shí)間或監(jiān)測(cè)輪胎壓力)可 以用作EVS的輸入。所述信息可以基于車(chē)載處理被直接顯示；所述信息可以與在線服務(wù)協(xié) 調(diào)，例如用選擇的服務(wù)商處理器診斷問(wèn)題；或所述信息可以根據(jù)3D地圖數(shù)據(jù)庫(kù)處理，例如， 識(shí)別需要在輪胎店停車(chē)并基于車(chē)輛位置定位多個(gè)附近的商店，包括操作時(shí)間和顧客評(píng)價(jià)。 多種輸入可以由EVS和EVS系統(tǒng)管理器使用，本發(fā)明不限于這里描述的示例性輸入。所有上述提及的輸入可以由示例性EVS系統(tǒng)管理器使用。此外，應(yīng)當(dāng)理解，EVS系 統(tǒng)管理器可以使用上述關(guān)于目標(biāo)跟蹤，CPS，防撞，車(chē)道保持，和無(wú)障礙路徑檢測(cè)的方法。這 些方法和相關(guān)的程序使得EVS系統(tǒng)管理器能評(píng)價(jià)駕駛狀態(tài)，包括車(chē)輛周?chē)膶?duì)象軌跡，車(chē) 道識(shí)別，和道路狀態(tài)，并根據(jù)一套關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)來(lái)識(shí)別對(duì)車(chē)輛運(yùn)行而言關(guān)鍵的信息。所述EVS系統(tǒng)管理器監(jiān)測(cè)輸入并確定與車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的可辨別的信息是否 授權(quán)在擋風(fēng)玻璃上顯示信息。對(duì)EVS系統(tǒng)管理器來(lái)說(shuō)，多種和大量信息都是可以利用的。然 而，車(chē)輛的操作者具有主要的責(zé)任來(lái)觀察道路，并且有用的附加信息以幫助集中駕駛員精 力在關(guān)鍵信息上的方式被謹(jǐn)慎地提供，但并不會(huì)使駕駛員從主要任務(wù)分心。示例性EVS系統(tǒng)管理器包括程序以監(jiān)測(cè)來(lái)自各個(gè)來(lái)源的輸入；通過(guò)對(duì)輸入應(yīng)用包括預(yù)設(shè)閾值、學(xué)習(xí)閾值 和/或可選擇閾值的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)來(lái)從輸入中辨別關(guān)鍵信息，其中所述閾值被設(shè)定為最小化對(duì) 駕駛員而言非關(guān)鍵的分心信息；并基于關(guān)鍵信息請(qǐng)求用于顯示的圖形。
從輸入確定關(guān)鍵信息的閾值可以基于多個(gè)基礎(chǔ)。HUD系統(tǒng)管理器可以訪問(wèn)多個(gè)信 息輸入源并包括各種程序化應(yīng)用軟件以產(chǎn)生前后相關(guān)的運(yùn)行環(huán)境模型來(lái)確定收集到的信 息是否為關(guān)鍵信息。例如，防撞系統(tǒng)或碰撞準(zhǔn)備系統(tǒng)，如上所述，可以利用來(lái)基于雷達(dá)感測(cè) 系統(tǒng)的回波(反饋)判斷碰撞的可能性。感測(cè)對(duì)象的相對(duì)軌線可以被用來(lái)將所述對(duì)象標(biāo) 記為關(guān)鍵信息以避免碰撞。然而，表述感測(cè)到的對(duì)象的輸入的前后(上下文)內(nèi)容對(duì)確定 用于將輸入標(biāo)記為關(guān)鍵信息的閾值來(lái)說(shuō)是重要的。圖27-29根據(jù)本發(fā)明顯示了前后信息 (contextualinformation)在感測(cè)到的對(duì)象數(shù)據(jù)中的示例性應(yīng)用，以確定感測(cè)的數(shù)據(jù)是否 為關(guān)鍵信息。圖27顯示了包括三個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的車(chē)輛，所述數(shù)據(jù)點(diǎn)描述車(chē)輛前方的目標(biāo)對(duì) 象，每個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)比前一數(shù)據(jù)點(diǎn)更靠近車(chē)輛。車(chē)輛500被描述為，在時(shí)間T1,T2，T3收集關(guān) 于目標(biāo)對(duì)象距車(chē)輛的相對(duì)距離的信息。在沒(méi)有前后聯(lián)系的情況下，這些集中在車(chē)輛上的數(shù) 據(jù)點(diǎn)暗示車(chē)輛與目標(biāo)對(duì)象的即將面臨的碰撞。圖28顯示了示例性情形，其中相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn) 會(huì)正確地指示對(duì)操作者而言關(guān)鍵的信息。車(chē)輛500描述為在車(chē)道510中行駛。車(chē)輛520也 被描述為在同一車(chē)道510中行駛，但是與車(chē)輛500的方向相反。在這種情況下，目標(biāo)對(duì)象位 于主車(chē)的碰撞路徑上，因此，收集的數(shù)據(jù)點(diǎn)表明與目標(biāo)對(duì)象的接近距離會(huì)被正確地識(shí)別為 關(guān)鍵信息。在這種情況下，識(shí)別HUD上的目標(biāo)對(duì)象將不會(huì)不合理地影響車(chē)輛操作者。圖29 顯示了示例性的情形，其中，相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)可能不正確地指示對(duì)操作者而言關(guān)鍵的信息。車(chē) 輛500被顯示為在車(chē)道510內(nèi)行駛。路標(biāo)530也被直接顯示在車(chē)輛500前面。對(duì)車(chē)輛而言 返回的對(duì)象跟蹤數(shù)據(jù)會(huì)指示路標(biāo)530為與車(chē)輛500碰撞的過(guò)程。然而，在這種情況下，包括 相對(duì)于車(chē)速的路標(biāo)速度、指示靜止路標(biāo)、和涉及車(chē)道510中的彎曲的前后信息可以被用來(lái) 使來(lái)自路標(biāo)530的對(duì)象跟蹤數(shù)據(jù)降低為不符合關(guān)鍵信息的閾值。在上述示例性的確定中， 目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)的前后信息可以通過(guò)多種方法獲得，包括但不限于使目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與主 車(chē)速度、包括對(duì)車(chē)輛目前位置而言描述車(chē)道幾何參數(shù)的地圖數(shù)據(jù)的GPS數(shù)據(jù)、由視覺(jué)或攝 像機(jī)數(shù)據(jù)描述的車(chē)道幾何參數(shù)、和/或分析被跟蹤對(duì)象的圖像足夠辨別迎面而來(lái)車(chē)輛和路 標(biāo)的模式識(shí)別程序相關(guān)聯(lián)。通過(guò)基于相對(duì)于車(chē)輛確定的空間關(guān)系為HUD系統(tǒng)管理器產(chǎn)生前 后關(guān)聯(lián)的環(huán)境模型以評(píng)價(jià)關(guān)于目標(biāo)軌跡的輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)，可以作出關(guān)于信息的關(guān)鍵特性的確 定，例如，指示碰撞的可能性。這樣的模型可以基于復(fù)雜的程序，包括描述大量輸入判斷的 因素，例如在車(chē)輛前方局部道路上的可能道路滑動(dòng)，道路等級(jí)，超限速行駛在相反方向上的 車(chē)輛，以及主車(chē)內(nèi)的聲音被放大成潛在分散注意力的音量。另一方面，這種前后聯(lián)系的環(huán)境 模型可以被盡可能的簡(jiǎn)化成將當(dāng)前車(chē)速與識(shí)別的車(chē)速限制的比較，或者是主車(chē)前方目標(biāo)車(chē) 輛的距離與最小距離閾值的比較。上述實(shí)施例只是HUD系統(tǒng)管理器可以作出的與關(guān)鍵信息相關(guān)的多個(gè)前后相關(guān) 的示例性確定。公知的方法允許將GPS數(shù)據(jù)與來(lái)自3D地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的信息結(jié)合使用，以 識(shí)別對(duì)于確定目的地的建議路線。將這些方法與HUD的使用一體化允許在HUD上依次 (turn-by-turn)方向的投射，包括能夠?qū)⒎较蚺錅?zhǔn)(記錄)在通過(guò)擋風(fēng)玻璃可見(jiàn)的實(shí)際路 面特征上的重要優(yōu)點(diǎn)。利用前后關(guān)聯(lián)模型，將車(chē)輛相對(duì)于可視特征定位，允許方向針對(duì)車(chē)輛 的操作和周?chē)鸂顟B(tài)而被用戶化(定制)。與語(yǔ)言的和/或LCD地圖顯示器相比，這種在可視路面特征上的配準(zhǔn)使得對(duì)于駕駛員的指示更加精確。公知的使用GPS裝置的系統(tǒng)可以利用輸入的目的地以給操作者路線指示。然而，公知的GPS裝置包括慢的采樣率和不精確的GPS測(cè)量。結(jié)果，GPS裝置不能基于相對(duì)于計(jì)劃 路線的關(guān)聯(lián)車(chē)輛操作提供輸入給操作者。HUD系統(tǒng)管理器可以在道路上投射指示箭頭以說(shuō) 明計(jì)劃路線，但HUD系統(tǒng)管理器能附加地構(gòu)造計(jì)劃行駛路線的關(guān)聯(lián)操作環(huán)境模型，綜合可 以利用的信息以從計(jì)劃路線中識(shí)別表示偏離的關(guān)鍵信息輸入。HUD系統(tǒng)管理器不僅能使用 各種信息源以增加所提供信息的準(zhǔn)確性，例如，使用視覺(jué)或攝像機(jī)信息來(lái)改善GPS定位的 準(zhǔn)確性，而且所述信息能附加地給出關(guān)于車(chē)輛周?chē)h(huán)境的前后關(guān)聯(lián)的重要性，例如，包括對(duì) 象跟蹤信息或3D地圖數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)例中，如果計(jì)劃路線包括車(chē)輛在道路右側(cè)的即將面臨 的出口處離開(kāi)高速公路，那么GPS數(shù)據(jù)可以被用來(lái)提示操作者利用該出口。然而，綜合到包 括描述行駛車(chē)道的可視信息的關(guān)聯(lián)模型中的GPS數(shù)據(jù)可以用來(lái)相對(duì)于關(guān)鍵信息閾值判斷 GPS數(shù)據(jù)和相應(yīng)的計(jì)劃路線。例如，如果視覺(jué)數(shù)據(jù)將車(chē)輛定位在三車(chē)道路面的左側(cè)車(chē)道中并 且使用即將到來(lái)的出口將需要兩次變道，則指示即將到來(lái)的出口的信息可以被識(shí)別為關(guān)鍵 信息，授權(quán)圖形顯示或增加HUD上圖形顯示的緊急性。在相同條件下，在監(jiān)測(cè)指示車(chē)在相應(yīng) 于出口的右邊車(chē)道中的視覺(jué)信息和指示車(chē)輛右轉(zhuǎn)的閃光信號(hào)燈已經(jīng)被啟用的車(chē)輛信息時(shí)， 指示即將到來(lái)的出口的信息可以被確定為非關(guān)鍵信息，所述信息不被圖形顯示或僅在HUD 上最小顯示。此外，對(duì)象跟蹤，天氣，可見(jiàn)度，或其它信息源可以被用來(lái)影響怎樣和何時(shí)顯示 導(dǎo)航輔助。對(duì)信息使用關(guān)鍵信息閾值的其它示例是可以預(yù)期的。與路面上車(chē)輛具體位置對(duì)應(yīng) 的地址信息可以由GPS數(shù)據(jù)和3D地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用來(lái)確定。包括圖像識(shí)別程序的可視數(shù)據(jù) 可以被用來(lái)描述估計(jì)成包括目的地地址的建筑物或建筑物的范圍。歷史數(shù)據(jù)可以被監(jiān)測(cè)， 而且如果車(chē)輛之前從來(lái)沒(méi)有行駛到目的地或目的地在特別緊密布置的建筑物中，那么這種 目的地描述可以被考慮為關(guān)鍵信息。在替代方案中，來(lái)自操作者的聲音命令可以作為關(guān)鍵 用來(lái)確定目的地描述。在另一替代方案中，操作者頭部位置和眼睛取向(方位)可以根據(jù) 下述的方法監(jiān)測(cè)，并且基于指示尋找地址的操作者頭部和眼睛運(yùn)動(dòng)，目的地描述可以被當(dāng) 作關(guān)鍵信息。另一使用關(guān)鍵信息閾值的實(shí)例可以包括當(dāng)前天氣狀態(tài)的分析。在正常行駛狀態(tài) 下，指示車(chē)道邊界的線在HUD上的投射可以被考慮為不被授權(quán)的且是分散注意力的事情。 然而，在指示天氣狀態(tài)例如，霧，雪，雨，日照，或其它因素存在或結(jié)合產(chǎn)生可妨礙對(duì)車(chē)道標(biāo) 志的觀察的狀態(tài)時(shí)，車(chē)道邊界線可以被確定為關(guān)鍵信息。天氣狀態(tài)可以通過(guò)多種方法辨別。 與GPS數(shù)據(jù)結(jié)合的在線數(shù)據(jù)可以被用來(lái)估計(jì)當(dāng)前天氣狀態(tài)。視覺(jué)數(shù)據(jù)可以被分析以確定車(chē) 道標(biāo)記是否是視覺(jué)可辨別的或者降雨或霧是否過(guò)度地妨礙了足以保證車(chē)道標(biāo)記投射的觀 察距離。日出和日落時(shí)間以及太陽(yáng)在天空中的位置可以根據(jù)日歷和GPS定位來(lái)確定。所述 關(guān)于太陽(yáng)位置的信息可以被關(guān)聯(lián)到車(chē)輛的方向定位以基于車(chē)輛朝向太陽(yáng)的指向來(lái)確定車(chē) 道標(biāo)記為關(guān)鍵信息。在替代方案中，太陽(yáng)位置可以基于視覺(jué)信息估計(jì)。在類(lèi)似的實(shí)例中，如 果視覺(jué)信息指示高光束(遠(yuǎn)光燈)被啟用的對(duì)面車(chē)輛可能導(dǎo)致盲視的狀態(tài)，那么車(chē)道標(biāo)記 可以被作為關(guān)鍵信息顯示，以輔助主車(chē)操作者保持在當(dāng)前車(chē)道上。以這些方式，估計(jì)的操作 者的能見(jiàn)度可以被用來(lái)確定在HUD上的合適的車(chē)道標(biāo)記投射。在替代方案中，基于被估計(jì) 與車(chē)道相關(guān)的車(chē)輛位置，車(chē)道標(biāo)記可以被確定為關(guān)鍵信息，例如，隨著主車(chē)輛靠近或越過(guò)車(chē)道標(biāo)記，車(chē)道標(biāo)記變?yōu)殛P(guān)鍵信息。車(chē)道內(nèi)的位置進(jìn)一步顯示了一種狀態(tài)，其中，對(duì)于關(guān)鍵信 息的重要程度可以被指示，隨著車(chē)輛靠近并隨后越過(guò)所述車(chē)道標(biāo)記，增加的重要性被顯示。 增加投射在HUD上的圖形圖像強(qiáng)度(亮度)，閃爍圖形圖像，以及相應(yīng)的對(duì)操作者的聲音信 號(hào)可以基于增加的關(guān)鍵信息的指示重要性而利用。這種在車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的位置可以被用作瞌 睡指示器(指示符)，例如，單次偏離被認(rèn)為是非關(guān)鍵信息，但是，從車(chē)道中心的重復(fù)的偏離 則變成關(guān)鍵信息或重要性增加的信息，例如，提示協(xié)調(diào)的文本信息或聲音警告。在某些狀態(tài) 下，對(duì)道路覆蓋(疊加)的熱或紅外攝像機(jī)圖像可以被操作者利用或請(qǐng)求，其中視覺(jué)狀態(tài)禁 止操作者看到正確的行駛車(chē)道，例如，由不起作用的前燈導(dǎo)致的情況。另外一個(gè)應(yīng)用關(guān)鍵信息閾值的例子可以包括行人出現(xiàn)和行人動(dòng) 作的分析。例如， 行人在人行道上平行于車(chē)輛運(yùn)動(dòng)方向的正常的運(yùn)動(dòng)可以被確定為非關(guān)鍵信息。然而，行人 在另一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)，例如，垂直于車(chē)輛交通的方向，可以被用作閾值來(lái)識(shí)別關(guān)鍵信息。 在該實(shí)例內(nèi)，可以說(shuō)明另一個(gè)指示關(guān)鍵信息的增加的重要性的例子。如果行人在指定的人 行道上垂直于車(chē)輛交通行走，則指示較小或適中重要性的圖形可以被顯示。如果檢測(cè)到行 人從人行道走到行駛車(chē)道或在行駛車(chē)道內(nèi)行走，則表示嚴(yán)重或增加的重要性的圖形被顯 示。在另一識(shí)別關(guān)于行人交通的關(guān)鍵信息的例子中，當(dāng)前交通信號(hào)燈模式可以被分析并被 用來(lái)識(shí)別關(guān)鍵信息。如果主車(chē)處于停車(chē)燈處，對(duì)應(yīng)于視覺(jué)圖像的指示“行走”燈的行人交通 可以被確定為非關(guān)鍵信息。然而，在相同的情況中，對(duì)應(yīng)于“不得行走”燈指示的行人交通 可以被確定為關(guān)鍵信息。在替代方案中，對(duì)于目標(biāo)的視覺(jué)信息和距離信息可以被用于投射 目標(biāo)的估計(jì)尺寸。這種估計(jì)尺寸可以被用來(lái)識(shí)別，例如，所有行人中估計(jì)為小于4英尺高的 是關(guān)鍵信息，從而警告駕駛員運(yùn)行環(huán)境中有兒童。在替代方案中，學(xué)校區(qū)域或耳聾兒童區(qū)域 可以通過(guò)GPS數(shù)據(jù)和3D地圖的街道標(biāo)志識(shí)別應(yīng)用、局部無(wú)線頻率傳輸或標(biāo)記(tagging)等 來(lái)識(shí)別，在這樣的區(qū)域中所有的行人都被標(biāo)記為關(guān)鍵信息。在行人交通被檢測(cè)但確定為不 可視的情況下，使用熱或紅外成像數(shù)據(jù)的圖形可以被選擇來(lái)覆蓋關(guān)于行人的視場(chǎng)，從而使 車(chē)輛操作者能根據(jù)情況作出更好的決定。公開(kāi)了可由EVS系統(tǒng)管理器辨別的關(guān)鍵信息的其它實(shí)施方式。在一個(gè)示例性的應(yīng) 用中，主車(chē)和其它車(chē)輛之間建議的跟隨距離可以與測(cè)量距離相比較，而且任何低于最小建 議距離的距離可以被識(shí)別為作為顯示的關(guān)鍵信息。在另一實(shí)例中，其中車(chē)輛被用來(lái)訓(xùn)練新 的操作者，顯示給乘客/和訓(xùn)練者的圖形可以用來(lái)改善對(duì)新操作者動(dòng)作的審核。在另一實(shí) 例中，半自動(dòng)控制或ACC狀態(tài)下的車(chē)輛操作可以顯示將當(dāng)前距離與其它車(chē)輛通訊的關(guān)鍵信 息或向操作者表述控制系統(tǒng)動(dòng)作的其它信息，從而操作者可以迅速確定是否需要操作者手 動(dòng)干涉。在另一實(shí)例中，車(chē)輛與車(chē)輛之間的通訊可以即時(shí)地用來(lái)管理兩個(gè)使用ACC車(chē)輛之 間的并入操作(merging maneuver)。HUD上的圖形可以用來(lái)交流每個(gè)駕駛員的意圖以執(zhí)行 并入操作，以便告知每個(gè)駕駛員交流的意圖從而避免不期望的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的改變和避免可能 碰撞的感覺(jué)。在類(lèi)似應(yīng)用中，在使用半自動(dòng)行駛的車(chē)輛中，其中通過(guò)與自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相聯(lián)的 車(chē)道保持系統(tǒng)來(lái)利用自動(dòng)車(chē)輛側(cè)向控制，HUD上的圖形可以用來(lái)提前通知操作者將要發(fā)生 車(chē)道改變或其它動(dòng)作，從而操作者不會(huì)對(duì)半自動(dòng)控制隨后采取的措施感到驚訝。在另一實(shí)施方式中，車(chē)輛與車(chē)輛或車(chē)輛與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間的通訊可以用來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē) 輛操作和識(shí)別車(chē)輛操作中的模式。例如，由于事故的減速可以通過(guò)許多車(chē)輛的操作而監(jiān)測(cè)， 而且所述信息可以被傳播到附近區(qū)域的其它車(chē)輛。所述信息可以基于監(jiān)測(cè)減速已經(jīng)導(dǎo)致的已受影響車(chē)輛的延遲量和延遲的適當(dāng)警告以及推薦替代路線來(lái)確定為關(guān)鍵信息。在另一實(shí)例中，可以監(jiān)測(cè)多個(gè)車(chē)輛的車(chē)輪滑移，車(chē)輛靠近導(dǎo)致車(chē)輪滑移的具體道路路程可以包括投 射在路面上的圖形塊，其指示可能的滑移道路狀態(tài)。所述信息可以基于在具體道路路程上 發(fā)生的滑移事件、或可以基于顯示車(chē)輛的操作相對(duì)于車(chē)輛經(jīng)歷滑移的操作的比較來(lái)確定為 關(guān)鍵信息。例如，在最后一小時(shí)內(nèi)三個(gè)速度超過(guò)每小時(shí)50英里的車(chē)輛被確定為在該道路路 程上曾經(jīng)發(fā)生滑移，但所述信息對(duì)于以每小時(shí)35英里行駛的主車(chē)而言被確定為非關(guān)鍵信 息。在另一實(shí)施方式中，野生動(dòng)物可以由視覺(jué)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、可以由雷達(dá)系統(tǒng)增大、且基于投射 的野生動(dòng)物的分類(lèi)指示為關(guān)鍵信息。在視場(chǎng)中馬的識(shí)別可以被確定為非關(guān)鍵信息，而向道 路跳躍的白尾鹿的識(shí)別可以被確定為關(guān)鍵信息。關(guān)于車(chē)輛周?chē)h(huán)境的信息的相關(guān)實(shí)施方式是可以想到的。例如，感興趣的點(diǎn)(名 勝、古跡)可以被選擇為關(guān)鍵信息而顯示在HUD上。游覽不熟悉的城市的家庭可以接收關(guān) 于路線上遇到的路界標(biāo)識(shí)的信息。對(duì)路界標(biāo)識(shí)的類(lèi)似方向或建議的旅游路線可以通過(guò)EVS 被選擇并顯示。運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者在經(jīng)過(guò)體育場(chǎng)或競(jìng)技場(chǎng)的時(shí)候可以選擇感興趣的球隊(duì)或運(yùn)動(dòng)， 通過(guò)無(wú)線通訊的訪問(wèn)可以用來(lái)查看比賽日程，票價(jià)，和當(dāng)前的入座情況，其可以自動(dòng)投射在 HUD上。古董收集者可以在經(jīng)過(guò)古董店、房地產(chǎn)銷(xiāo)售或跳蚤市場(chǎng)內(nèi)的特定距離時(shí)請(qǐng)求通知， 位置(地點(diǎn))的圖形方向可以基于請(qǐng)求被顯示。尋找新住宅的乘員可以在所發(fā)布的新的在 售房屋滿足選擇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)請(qǐng)求通知和導(dǎo)向，以便獲得最新的列表。汽車(chē)愛(ài)好者可以請(qǐng)求通過(guò) 視覺(jué)識(shí)別所認(rèn)出的車(chē)標(biāo)或模型由圖形圖像來(lái)識(shí)別。多種識(shí)別感興趣的點(diǎn)的應(yīng)用是可以預(yù)期 的，本發(fā)明不限于上述具體的實(shí)施方式。緊急人員使用的實(shí)施方式也是可以預(yù)期的。例如，裝備有本發(fā)明公開(kāi)的EVS系統(tǒng) 的救護(hù)車(chē)可以與車(chē)輛或遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊，以包含針對(duì)緊急情形(現(xiàn)場(chǎng))的在路途上的相關(guān) 信息。例如，建議的路線可以通過(guò)發(fā)報(bào)機(jī)更新，現(xiàn)場(chǎng)的警察可以向到來(lái)的救護(hù)車(chē)警告危險(xiǎn)情 形，或者帶有識(shí)別為重傷的病人的現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛可以與救護(hù)車(chē)通訊以實(shí)現(xiàn)圖像來(lái)在途中識(shí)別重 傷病人所在的車(chē)輛。警車(chē)可以使用圖形進(jìn)行警車(chē)間的通訊，例如，在一個(gè)車(chē)輛上識(shí)別被追捕 的目標(biāo)車(chē)輛，并在另一警車(chē)上產(chǎn)生聯(lián)合追捕的圖形。在另一實(shí)例中，車(chē)輛可以利用與遠(yuǎn)程服 務(wù)器通訊以接收關(guān)聯(lián)于某一情況(例如，黃色警報(bào))所識(shí)別的相關(guān)車(chē)輛的信息。例如，識(shí)別 為被通緝的牌照可以通過(guò)本領(lǐng)域公知的軟件與視覺(jué)系統(tǒng)相結(jié)合來(lái)識(shí)別。該信息(不會(huì)被非 緊急車(chē)輛知道，因此不會(huì)危害該車(chē)輛上的乘員)可以傳達(dá)給緊急人員，并傳送到最近警車(chē) 的EVS系統(tǒng)管理器以用于圖形顯示。另外，警車(chē)可以利用熱成像以搜索隱藏地點(diǎn)或經(jīng)過(guò)場(chǎng) 景中的無(wú)行為能力人。消防車(chē)可以使用EVS系統(tǒng)來(lái)加強(qiáng)操作，例如，通過(guò)輔助估計(jì)到達(dá)時(shí)的 情況。例如，如果發(fā)報(bào)機(jī)接收到困在建筑物西北角第三層的人員的求救，那么發(fā)報(bào)機(jī)可以輸 入所述地址和房間信息，而且建筑物的具體房間可以被識(shí)別為需要EVS系統(tǒng)的圖形圖像的 關(guān)鍵信息。在另一實(shí)例中，熱成像可以切換到停在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的車(chē)輛上以輔助消防人員從安 全位置確定火的位置和發(fā)展。多種這樣的應(yīng)用是可以預(yù)期的，本發(fā)明不限于這里公開(kāi)的具 體實(shí)施例。多種便利的應(yīng)用也是可以預(yù)期的。例如，公開(kāi)了有限像素化視場(chǎng)結(jié)構(gòu)，使得從一個(gè) 方向觀察HUD的觀察者看見(jiàn)一個(gè)圖像，而從另一方向觀察HUD的另一個(gè)觀察者或者看不到 所述具體圖像或者看到與第一觀察者不同的圖像。這樣的系統(tǒng)允許乘客在擋風(fēng)玻璃上看見(jiàn) 與行駛不相關(guān)的圖像，同時(shí)車(chē)輛操作者繼續(xù)看到僅僅與車(chē)輛操作相關(guān)的圖像。例如，乘客可以看到信息娛樂(lè)型圖像，例如網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容，來(lái)自數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置的視頻，或利用車(chē)載攝像機(jī)來(lái)使 用顯示器作為空鏡子而不干擾駕駛員的視野。這種內(nèi)容可綁定到其它系統(tǒng)中，使得乘客沿 著投射的車(chē)輛路線從互聯(lián)網(wǎng)上查看飯店菜單并在投射的路線中選擇作為臨時(shí)目的地的飯 店，而不干擾車(chē)輛操作者。這樣的系統(tǒng)可以另外地使得車(chē)輛操作者看見(jiàn)適當(dāng)配準(zhǔn)(記錄) 在擋風(fēng)玻璃上的圖像而乘客不看到相同的圖像，所述圖像是未配準(zhǔn)的且可能使乘客感到厭 煩。HUD應(yīng)用的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是將信息與例如通過(guò)擋風(fēng)玻璃的景象之類(lèi)的其它關(guān)鍵信息一 起放在單個(gè)視場(chǎng)中的操作者的前方。在公知的航天應(yīng)用中，HUD裝置被利用來(lái)允許飛行員 將目光放在外部景象上，同時(shí)提供關(guān)鍵信息，例如空氣速度和高度。這種在相同視場(chǎng)中具有 視覺(jué)信息的信息提供減少了與將眼睛從外部景象移到儀器面板相關(guān)的專(zhuān)心度損失、分心和 瞬間的方向迷失。類(lèi)似地，EVS可以在單個(gè)視場(chǎng)中向車(chē)輛操作者提供具有可通過(guò)擋風(fēng)玻璃 看到的外部景象的顯示信息。這種信息可以在所有時(shí)間內(nèi)提供。然而，為了避免分心，信息 可以根據(jù)關(guān)鍵信息狀態(tài)或根據(jù)重要性來(lái)過(guò)濾。例如，不同的信息在低速時(shí)與高速時(shí)相比是 關(guān)鍵的或重要的。顯示在擋風(fēng)玻璃上的關(guān)鍵信息可以基于閾值車(chē)速來(lái)調(diào)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， 當(dāng)在正常 范圍內(nèi)時(shí)，可以不被分類(lèi)為關(guān)鍵信息或只是要求最小化、低亮度顯示。然而，當(dāng)發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加到較高水平時(shí)，所述顯示可以被啟動(dòng)或識(shí)別以警告操作者可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的傷 害。根據(jù)燃料箱滿或接近滿，車(chē)輛燃料箱中的燃料水平狀態(tài)可以類(lèi)似地不顯示或最小顯示。 增加的重要性的不同等級(jí)可以被執(zhí)行，例如，當(dāng)燃料箱變空至低于四分之一燃料箱容量時(shí) 在尺寸上雙倍顯示，當(dāng)越過(guò)某一關(guān)鍵的低燃料水平時(shí)伴有閃爍的指示。關(guān)鍵信息的等級(jí)或 重要性的等級(jí)可以由車(chē)輛操作者定制，例如借助于車(chē)輛顯示器上的可選擇的菜單。此外，關(guān) 鍵和重要信息的等級(jí)和顯示可以基于操作者愛(ài)好通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或通過(guò)計(jì)算機(jī)與車(chē)輛的直 接連接(例如通過(guò)USB連接)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種用戶化(定制)可以包括操作者選擇顯示 形狀，線粗，線條顏色，在擋風(fēng)玻璃上的位置，或其它類(lèi)似的偏好。顯示主題或顯示皮膚可以 基于車(chē)速或路面類(lèi)型進(jìn)行選擇切換，例如，操作者設(shè)定高速公路主題和街巷主題。主題可以 根據(jù)GPS位置選擇為城市主題和鄉(xiāng)村主題。針對(duì)擋風(fēng)玻璃上的用戶化顯示器的設(shè)計(jì)可以從 用戶網(wǎng)站分享或從車(chē)輛制造商或其它的第三方商業(yè)獲取。顯示器可以與商業(yè)上可獲得的裝 置協(xié)同作用，例如數(shù)字音樂(lè)播放器，并被集成到顯示主題中，例如，音樂(lè)播放器的顯示被轉(zhuǎn) 換在HUD的一角顯示。裝配有公知方法來(lái)確定操作者身份的單個(gè)車(chē)輛，可以自動(dòng)加載操作 者的愛(ài)好?？梢酝渡湓趽躏L(fēng)玻璃上的多個(gè)顯示的實(shí)施方式是可以預(yù)期的，本發(fā)明不限于這 里公開(kāi)的具體實(shí)施方式
。其它的顯示器可以投射在擋風(fēng)玻璃上以最小化操作者將其眼睛從擋風(fēng)玻璃上移 開(kāi)的需求。例如，在車(chē)輛后部的可調(diào)攝像機(jī)可以用來(lái)投射車(chē)輛后排車(chē)輛座位上睡覺(jué)嬰兒的 小圖像，允許操作者監(jiān)視孩子而不轉(zhuǎn)頭去看。更全景的視圖可以被實(shí)現(xiàn)來(lái)監(jiān)視多個(gè)孩子。這 種監(jiān)視功能可以是實(shí)時(shí)的或可以包括回放功能。如上所述，乘客可以在特定的環(huán)境中看到信息娛樂(lè)型信息。明確的且有些時(shí)候?yàn)?法規(guī)所要求，分散駕駛員精力的事物必須被最小化。當(dāng)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)時(shí)，例如視頻內(nèi)容或e-mail 通訊之類(lèi)的信息對(duì)操作者可見(jiàn)的話將是不可取的。然而，當(dāng)允許的時(shí)候這樣的應(yīng)用可以是 可利用的，例如，當(dāng)車(chē)輛信息表明車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)，或者如果車(chē)輛的停車(chē)制動(dòng)器被接合 時(shí)。向操作者提供有限的信息而不會(huì)導(dǎo)致不合適的分心的其它的應(yīng)用也是可能的，例如包括來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的比賽比分，來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的新聞標(biāo)題，或車(chē)輛中當(dāng)前播放的音樂(lè)信息，例如在HUD上以最小的圖形給出歌名和藝術(shù)家的名字。有限像素化視場(chǎng)結(jié)構(gòu)的示例性實(shí)施方式使得來(lái)自限制方向的圖像視圖能夠包括 微結(jié)構(gòu)或粒子布置的使用以接收上述的激勵(lì)光并在限制的方向發(fā)出光。圖30和31示例性 地顯示了根據(jù)本發(fā)明的有限像素化視場(chǎng)結(jié)構(gòu)的示例性應(yīng)用。圖30顯示了示例性的發(fā)射器， 其能向有限視場(chǎng)發(fā)出光。示例性發(fā)射器包括UV透明封裝(例如，由SiO2制成)，具有拋物 線形窄帶多層反射結(jié)構(gòu)，填充有LIF材料，其在被紫外線照射時(shí)發(fā)出可見(jiàn)波長(zhǎng)的熒光。在該 示例性實(shí)施例中，這些發(fā)射器的薄膜被沉積在聚合物上。在薄膜的準(zhǔn)備中，類(lèi)似于形成在發(fā) 射器中的形狀的拋物線形狀壓痕被壓印在聚合物材料內(nèi)。發(fā)射器通過(guò)化學(xué)氣相沉積而被沉 積在聚合物基板上，發(fā)射器填充有拋物線壓痕。圖31描述了創(chuàng)建與聚合物基板對(duì)齊的發(fā)射 器必要結(jié)構(gòu)以便實(shí)現(xiàn)有限視場(chǎng)觀察的過(guò)程。通過(guò)示例性處理例如蝕刻，填充有發(fā)射材料的 獨(dú)立式拋物線體(parabola，反射器)通過(guò)將它們從基板上釋放而產(chǎn)生。從聚合物基板的移 除還可以由用合適的溶劑溶解塑料基板來(lái)完成。獨(dú)立式拋物線體隨后被嵌套入已在玻璃基 板中通過(guò)光刻方法或壓花產(chǎn)生的殼體(divot)中。將拋物線體與殼體匹配的方法可以由例 如射流自組裝之類(lèi)的方法完成，類(lèi)似于Alien Technology的應(yīng)用，其中拋物線體溢出基板 且拋物線體和殼體的配合以統(tǒng)計(jì)學(xué)方式發(fā)生。本領(lǐng)域公知的頭和眼睛傳感裝置在此不再詳述。為了本發(fā)明的目的，基于攝像機(jī) 的裝置與圖像識(shí)別軟件結(jié)合使用以基于圖像識(shí)別程序估計(jì)車(chē)輛內(nèi)的三維頭部位置(能與 車(chē)輛坐標(biāo)系協(xié)調(diào))和操作者目光的方向。關(guān)于車(chē)輛坐標(biāo)系的對(duì)象的定位可通過(guò)傳感器輸入 來(lái)確定，例如根據(jù)上述的跟蹤方法?；谂c車(chē)輛坐標(biāo)系協(xié)調(diào)的操作者頭部位置和與車(chē)輛坐 標(biāo)系協(xié)調(diào)的對(duì)象軌跡，被跟蹤對(duì)象和操作者眼睛之間的估計(jì)出的交叉點(diǎn)可以在擋風(fēng)玻璃上 確定，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)擋風(fēng)玻璃的與相關(guān)特征的信息配準(zhǔn)。具有車(chē)道標(biāo)志投射 的類(lèi)似方法以及在此處描述的其它方法是可能的，其允許信息在HUD上的準(zhǔn)確配準(zhǔn)。類(lèi)似 的，頭部位置與操作者凝視方向的估計(jì)的結(jié)合允許根據(jù)所述方法的信息的投射能保證操作 者盡可能看到關(guān)鍵信息。類(lèi)似的方法可以由車(chē)輛中前座乘客或后座乘客來(lái)實(shí)現(xiàn)，允許在各 個(gè)表面上對(duì)于車(chē)輛乘員的配準(zhǔn)投射。頭部和眼睛傳感裝置使得EVS能辨別操作者凝視的方向。該凝視位置可以與識(shí)別 的關(guān)鍵信息相比較。公開(kāi)了外圍突出特征(peripheral salient feature)增強(qiáng)特征，其中 顯示特性基于當(dāng)操作者目光處在別處時(shí)將操作者的眼睛吸引到關(guān)鍵信息來(lái)調(diào)節(jié)，而當(dāng)操作 者的目光接近顯示的關(guān)鍵信息時(shí)不過(guò)度地分散操作者的注意力。例如，如果車(chē)輛從一空間 倒出來(lái)到可視視場(chǎng)的左側(cè)并被確定為處在與主車(chē)的可能碰撞路程上，并且操作者的凝視目 光被確定為向著可視視場(chǎng)的右側(cè)，那么框體可以環(huán)繞冒犯車(chē)輛放置，而且閃爍的箭頭可以 放置在操作者凝視的點(diǎn)上，提醒操作者注意所述框體。所包括的EVS能在整個(gè)擋風(fēng)玻璃上投射配準(zhǔn)的圖像，從而通過(guò)透明的擋風(fēng)玻璃使 圖像配準(zhǔn)到可見(jiàn)對(duì)象或區(qū)域。然而，車(chē)輛傳感器可以處理和識(shí)別屬于擋風(fēng)玻璃景象外的狀 態(tài)的信息。例如，觀察車(chē)輛側(cè)部或后部區(qū)域的雷達(dá)裝置和/或攝像機(jī)裝置可以識(shí)別交通燈 信息，車(chē)輛軌跡，緊急車(chē)輛的存在，或其它相關(guān)的信息。所述EVS管理器，在評(píng)價(jià)相應(yīng)于一條 關(guān)鍵信息所產(chǎn)生的環(huán)境模型時(shí)，確定所述關(guān)鍵信息是否能在擋風(fēng)玻璃上與關(guān)鍵信息對(duì)應(yīng)的 透過(guò)擋風(fēng)玻璃可以看見(jiàn)的相關(guān)特征相配準(zhǔn)的位置上被顯示。在所述評(píng)價(jià)確定基于乘員頭部和眼睛位置的相關(guān)特征不在擋風(fēng)玻璃的可見(jiàn)區(qū)域內(nèi)時(shí)，圖形可以配準(zhǔn)在擋風(fēng)玻璃上，例 如，在最接近于關(guān)鍵信息源的擋風(fēng)玻璃邊緣處，或在偏離乘員目光的某一位置處，指示需要 來(lái)查看關(guān)鍵信息的方向。例如，如果目標(biāo)車(chē)輛軌跡和速度表明車(chē)輛可能在主車(chē)左側(cè)或右側(cè) 闖紅燈，所述EVS可以準(zhǔn)確地向操作者提示緊急警告以避免側(cè)面碰撞。盡管只具有在前擋 風(fēng)玻璃上投射的示例性EVS不能配準(zhǔn)不在擋風(fēng)玻璃可視區(qū)域內(nèi)的可視對(duì)象的圖形表示，但 EVS可以提醒車(chē)輛操作者注意識(shí)別的關(guān)鍵信息。在關(guān)鍵信息在車(chē)后方被識(shí)別的情況下，提示 可以顯示在擋風(fēng)玻璃上，指向或描述出后視鏡。作為替代，虛擬后視鏡可以使用后部指向性 攝像機(jī)(rearward pointing camera)顯示在擋風(fēng)玻璃上。作為替代，全景視圖可以使用多 個(gè)攝像機(jī)投射，例如，投射在沿著擋風(fēng)玻璃頂部的顯示器的寬的豎直薄片中，從而示出例如 環(huán)繞車(chē)輛后180度的視圖，從而消除已知鏡子結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的傳統(tǒng)盲點(diǎn)。在另一示例中，HUD可 以用在車(chē)輛后窗中以通過(guò)窗戶上的圖形圖像提供全屏停車(chē)輔助。這種后窗顯示器可以例如 通過(guò)聲音識(shí)別軟件以正?；虻管?chē)模式被選擇性地顯示，以實(shí)現(xiàn)直接或通過(guò)后視鏡的觀察。 在另一實(shí)例中，基于跟蹤信息，策略的(tactical)或模擬的頭頂/高位顯示器(overhead display)可以被綜合并被投射在擋風(fēng)玻璃上。例如，在停車(chē)狀態(tài)，雷達(dá)和視覺(jué)信息可以被用 于估計(jì)停車(chē)點(diǎn)、其它車(chē)輛、路邊和行人交通的相對(duì)位置，而且這些估計(jì)的位置可以標(biāo)繪在圖 形顯示器上。類(lèi)似的，這種策略顯示可以在車(chē)道改變操作時(shí)產(chǎn)生，例如，一旦閃光燈信號(hào)被 開(kāi)啟就變成關(guān)鍵信息，而且示出感測(cè)到的車(chē)輛周?chē)膶?duì)象的顯示可以被展示。回到停車(chē)狀 態(tài)，例如平行停車(chē)操作，可以程序設(shè)定一套標(biāo)準(zhǔn)，例如，監(jiān)測(cè)非停車(chē)區(qū)域并從路邊和相鄰車(chē) 輛獲取距離范圍。基于空間關(guān)系，提醒或建議可以被顯示在擋風(fēng)玻璃上，包括突出顯示沿著 城市街道接近程序設(shè)定目的地的可利用的停車(chē)點(diǎn)，或推薦的方向盤(pán)和踏板控制以導(dǎo)航到所 述停車(chē)點(diǎn)。示例性情況和圖形顯示是可以被顯示的關(guān)鍵信息的示例，其提醒操作者注意擋 風(fēng)玻璃視圖外的狀況。然而，這些示例只是說(shuō)明可預(yù)期的實(shí)例的子集，本發(fā)明不限于此。
對(duì)EVS的多種增強(qiáng)是可以預(yù)期的，從而實(shí)現(xiàn)特別是與這種投射技術(shù)的汽車(chē)應(yīng)用相 關(guān)的特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，用來(lái)投射復(fù)雜圖像的激光器和投射器設(shè)計(jì)經(jīng)常使用 微小的或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)鏡來(lái)將投射的圖形引導(dǎo)到理想的位置。現(xiàn)有的MEMS鏡激光投 射器設(shè)計(jì)具有單行程(single stroke)失量或位圖結(jié)構(gòu)，提供有限效率和信息量。公開(kāi)了 一種替代的方法，其繼續(xù)使用所述行程實(shí)施方式，但包括多個(gè)MEMS鏡(MEMS片)以引導(dǎo)一 系列光束。這里公開(kāi)的方法首先應(yīng)用伽利略望遠(yuǎn)鏡以使UV激光光束擴(kuò)展至一點(diǎn)，在該點(diǎn)X 方向的MEMS多鏡裝置的多個(gè)鏡子被照射。χ鏡(或χ鏡組)中的每個(gè)被映射并匹配到y(tǒng)鏡 或y鏡組。y鏡隨后獨(dú)立地瞄準(zhǔn)發(fā)光材料的合適區(qū)域。汽車(chē)應(yīng)用包括惡劣條件，惡劣條件包括可能遭受的不利于上述HUD中應(yīng)用的材料 的刮擦、磨損、和化學(xué)污染。另一個(gè)系統(tǒng)增強(qiáng)的實(shí)施方式包括在HUD上的發(fā)光材料上使用保 護(hù)性涂層。然而，這種層的引入在具有來(lái)自投射裝置的激勵(lì)光的情況下，和在具有來(lái)自擋風(fēng) 玻璃的發(fā)射光的情況下，以及在具有從車(chē)輛外部經(jīng)過(guò)擋風(fēng)玻璃的光的情況下，會(huì)產(chǎn)生潛在 的反射和折射問(wèn)題，反射和折射問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生雙像或重像。寬帶防反射(AR)涂層可以應(yīng)用在 擋風(fēng)玻璃的內(nèi)表面上以最小化重像。所述AR涂層可以是單層MgF2或多層涂層。硬的AR覆 蓋層需要來(lái)保護(hù)應(yīng)用在全擋風(fēng)玻璃HUD中的發(fā)射性材料，其具有有機(jī)UV激光誘導(dǎo)的熒光材 料涂層。重像消除需要有效地加倍光場(chǎng)的涂層，避免材料的折射率與空氣的折射率不匹配。 可以添加各種材料以改善材料的AR及耐久性性能。多種材料的多層涂層和多種絕對(duì)及相對(duì)厚度可以被用來(lái)獲得AR功能?？梢酝ㄟ^(guò)磁控管濺射或其它物理和化學(xué)氣相沉積方法沉 積的適宜材料包括Si02，Si3N4, Ti02，和SiOxNy。最后一種材料，硅的氮氧化物具有折射率 可通過(guò)0/N比率(化學(xué)計(jì)量比)調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。在彎曲和傾斜的擋風(fēng)玻璃上投射圖像在生成的圖形圖像中產(chǎn)生潛在的不規(guī)則。需 要避免的一個(gè)示例性問(wèn)題包括與HUD的不同部分相互作用的激勵(lì)光中幾何參數(shù)差異所導(dǎo) 致的圖形亮度的亮度不一致或非預(yù)期差異。亮度修正是矢量投射顯示所需的補(bǔ)償技術(shù)。一 種實(shí)現(xiàn)亮度修正的方法包括將用在圖形繪制(graphicrendering)中的參數(shù)曲線再參數(shù) 化，從而當(dāng)執(zhí)行稀疏采樣時(shí)路徑的每個(gè)部分具有相同的有效掃描長(zhǎng)度。這種有效掃描長(zhǎng)度 可以根據(jù)掃描單位面積時(shí)間率(scanning unit area time rate)來(lái)計(jì)算，掃描單位面積時(shí) 間率是對(duì)顯示屏上的圖示能量的模擬。立體和非平面表面因素可以在計(jì)算有效長(zhǎng)度的時(shí)候 ^慮ο 亮度不一致是一種潛在的不規(guī)則性，其可以導(dǎo)致在擋風(fēng)玻璃上投射變得困難。另 一種潛在的不規(guī)則性包括由幾何扭曲產(chǎn)生的圖形圖像的扭曲，原因在于在大投射寬視角系 統(tǒng)構(gòu)造中的不平坦的顯示表面、立體的和光學(xué)象差。一種雙階段扭曲修正方案被公開(kāi)來(lái)通 過(guò)用非均勻有理b樣條(non-uniform-rationalb-spline，NURB)參數(shù)曲線/碎片來(lái)模型化 掃面曲線和投射屏以修正激光矢量投射顯示的幾何扭曲。在第一階段中，對(duì)象空間中的理 想的NURB將被轉(zhuǎn)換到由觀察點(diǎn)限定的觀察空間。這種透視隨后因?yàn)樗鼈兊姆律浜屯敢暤?不變性而被映射到虛擬顯示平面。最后，如果需要，其被映射到具有參數(shù)化空間映射的非平 坦顯示器表面。在第二階段中，路徑被轉(zhuǎn)換到由投射器的位置限定的投射空間，隨后路徑被 映射到投射平面。非線性扭曲通過(guò)校準(zhǔn)方法被修正?？赡茉趽躏L(fēng)玻璃上投射圖形圖像中產(chǎn)生的另一個(gè)潛在的不規(guī)則性包括用于投射 圖形圖像的掃描循環(huán)中產(chǎn)生的低效率。所述掃描循環(huán)包括表示圖形基元/圖元(graphic primitive)的圖元路徑和連接基元節(jié)段的消隱路徑(blanking path)。差的掃描循環(huán)設(shè)計(jì) 會(huì)導(dǎo)致低效率的顯示或顯示失敗。當(dāng)基于鏡子的掃描器被應(yīng)用時(shí)，路徑的優(yōu)化會(huì)產(chǎn)生平順 和高效的掃描。在光柵投射顯示器的掃描周期或掃描幀期間，在所有掃描路徑中的優(yōu)化可 以獲得高效和平順的矢量掃描。在插入掃描路徑列表以連接類(lèi)似草書(shū)(cursive script) 的掃描路徑期間，不可見(jiàn)的消隱路徑可以被優(yōu)化。優(yōu)化可以在消隱路徑上執(zhí)行從而所有的 消隱路徑與它們的相鄰路徑一起具有一次/二次連續(xù)度。參數(shù)化的曲線建?？梢员皇褂?。 這個(gè)方法還利用所有掃描路徑中的優(yōu)化以在光柵投射顯示的掃描周期或掃描幀期間獲得 高效和平順的矢量掃描。整個(gè)循環(huán)將被再參數(shù)化，從而所述循環(huán)具有最短的掃描長(zhǎng)度和最 大的局部曲率半徑。顯示器經(jīng)常需要零強(qiáng)度的區(qū)域，例如，在包括虛線的投射圖像中。公開(kāi)了一種方法 來(lái)改善矢量投射引擎的圖像質(zhì)量，矢量投射引擎具有光源，它們用微鏡來(lái)引導(dǎo)。這種方法應(yīng) 用于激光投射裝置中，它們使用微鏡(χ掃描和y掃描鏡)被引導(dǎo)到顯示屏上。輸出是光矢 量，其位置越過(guò)顯示屏，而且光的強(qiáng)度可以通過(guò)激光電流調(diào)節(jié)。當(dāng)希望零亮度時(shí)，期望激光 器的“關(guān)閉狀態(tài)”。不幸的是，激光器通斷電的響應(yīng)時(shí)間相對(duì)于通常的掃描速度而言是慢的。 公知的方法在期望零亮度的情況下產(chǎn)生弱亮度線。公開(kāi)了一種產(chǎn)生零亮度的方法，通過(guò)利 用光源路徑中的物體以便可控制地中斷投射到HUD上的激勵(lì)光。例如，插入到光路中的物 體可以包括刀刃、針孔、或鏡子。這種機(jī)械消隱可以相似于掃描鏡的時(shí)間比例來(lái)完成，從而沒(méi)有響應(yīng)時(shí)間匹配。上述公開(kāi)了可以通過(guò)EVS在HUD上信息的選擇性投射來(lái)實(shí)現(xiàn)的多種不用的用途。 圖32-37顯示了根據(jù)本發(fā)明的，可以投射在HUD上的關(guān)鍵信息的選擇示例性顯示。圖32 描述了示例性的包括對(duì)車(chē)輛操作者而言期望視覺(jué)可接受的特征的未增強(qiáng)的外部視圖。視 圖200包括路面206，路面包括第一車(chē)道標(biāo)記202和第二車(chē)道標(biāo)記204 ；也在車(chē)道上的車(chē)輛 208 ；行人210 ；限速標(biāo)志214 ；和即將到來(lái)的路面中的彎道216。視圖200中的所有對(duì)象和 特征都是直接可見(jiàn)的，沒(méi)有繪出經(jīng)過(guò)EVS描述的圖形顯示。
圖33顯示了由濃霧阻礙的示例性視圖和可用于補(bǔ)償霧的影響的示例性增強(qiáng)視覺(jué) 顯示。視圖220顯示與圖32中相同的視圖，除了由于霧而導(dǎo)致的視圖模糊外。視圖220包 括霧221 ；第一車(chē)道標(biāo)記202和第二車(chē)道標(biāo)記204，兩者對(duì)于短距離而言都是直接能看見(jiàn)的 直到因?yàn)殪F221而變得模糊；投射的車(chē)道指示符222和224 ；車(chē)輛指示符228 ；行人指示符 230 ；車(chē)速顯示234 ；和警告指示符237。投射的車(chē)道指示符222和224是不可見(jiàn)的車(chē)道指示 的投射并幫助操作者在即使存在霧221的情況下也能保持車(chē)道。投射的車(chē)道指示符222和 224包括曲線部分236以指示與圖32中的彎道216對(duì)應(yīng)的即將到來(lái)的道路中的彎道。應(yīng) 當(dāng)明白，車(chē)道指示符222和224顯示為清楚的線條。在多個(gè)傳感器可以用來(lái)提取位置數(shù)據(jù) 并利用例如3D地圖或來(lái)自區(qū)別特征(例如路邊或防護(hù)欄)的雷達(dá)回波時(shí)，清楚的線條可以 用來(lái)以一定確定性傳遞即將到來(lái)的車(chē)道幾何參數(shù)的位置。然而，在較少的信息源可以利用 的情況下，車(chē)輛位置不被精確地設(shè)定，或由于某些其它原因車(chē)道幾何參數(shù)是不確定的，在傳 送應(yīng)當(dāng)考慮的額外注意事項(xiàng)以視覺(jué)地確定真實(shí)的路面幾何參數(shù)的同時(shí)，線條的范圍或帶條 可以用來(lái)幫助引導(dǎo)操作者。車(chē)輛指示符228向操作者顯示車(chē)輛208的位置和整體行為。此 夕卜，包括距離和相對(duì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)之類(lèi)的因素的文字信息可以被顯示以輔助操作者正確地補(bǔ)償 車(chē)輛的出現(xiàn)。行人指示符230給出操作者提示，S卩，行人已經(jīng)被檢測(cè)到以及相對(duì)于道路的整 體位置。根據(jù)上述的方法，不同的圖形或文本可以被用來(lái)描述行人的不同行為和特性。在 圖32中所示，標(biāo)志214由于霧221而在圖33中是不可見(jiàn)的。然而，延伸路面的限速可通過(guò) 其它手段來(lái)得知，例如借助于根據(jù)3D地圖的GPS裝置。車(chē)速指示符234提供了當(dāng)前行駛的 道路上的當(dāng)前車(chē)速和速度限制的列表。如上所述，彎道216在圖32中描述，在投射的車(chē)道 指示符222和224中的彎曲部分給出了即將到來(lái)的彎道位置。此外，文本顯示可以描述彎 道的接近，包括到圖33中所示的所述彎道的距離。此外，建議的變速和一些其它的彎道劇 烈性的指示可以以文本237或與彎曲部分236的圖形結(jié)合來(lái)指示。圖34顯示了通過(guò)變道提高安全性的示例性圖形顯示。視圖240包括通過(guò)擋風(fēng)玻 璃直接可視的第一車(chē)道標(biāo)記202和第二車(chē)道標(biāo)記204 ；相鄰的車(chē)道標(biāo)記242，也是直接可視 的；轉(zhuǎn)彎信號(hào)指示符244 ；變道策略顯示246 ；和文本顯示248和249。轉(zhuǎn)彎信號(hào)指示符244 可以包括簡(jiǎn)單的箭頭，閃爍的箭頭，變化尺寸的循環(huán)圖形，顏色，強(qiáng)度，位置或基于要傳送給 操作者的信息的其它圖形。例如，在變道中，當(dāng)沒(méi)有檢測(cè)到相鄰車(chē)道中的威脅時(shí)，簡(jiǎn)單的箭 頭可以謹(jǐn)慎地顯示在HUD上以傳遞沒(méi)有預(yù)期的阻礙操作的威脅。然而，在圖34所示的情況 下，如果執(zhí)行變道則位于相鄰車(chē)道中的車(chē)輛造成碰撞的威脅時(shí)，圖形可以改變成顯示停止 變道的信息，例如，通過(guò)指示符的閃爍，改變指示符為紅色，將刪除/禁止圖形放在指示符 上，或其它任何可接受的向觀察者指示警告的顯示方法。策略顯示246被描述，以說(shuō)明車(chē)輛 的位置和指示為威脅的車(chē)輛的相對(duì)軌跡。車(chē)道標(biāo)記投射可以在策略顯示上指示以改善車(chē)輛的相對(duì)位置的識(shí)別。圖34指出了指向存在威脅的車(chē)輛的箭頭，以使操作者更加注意該狀 態(tài)。此外，與策略顯示結(jié)合的文本248和獨(dú)立位于HUD上的文本249被描述，從而促使操作 者注意該狀態(tài)。圖35顯示了示例性的狀態(tài)，其中外圍突出特征增強(qiáng)特征與估計(jì)的操作者注視部 位一起使用，以警告操作者注意關(guān)鍵信息。視圖250包括通過(guò)擋風(fēng)玻璃直接可視的第一車(chē) 道標(biāo)記202和第二車(chē)道標(biāo)記204 ；分散注意力的標(biāo)志254和車(chē)輛208，兩者通過(guò)擋風(fēng)玻璃都 是直接可視的；以及下文中描述的多個(gè)圖形。操作者注視部位252被描述 ，表示為操作者眼 睛明顯地集中的點(diǎn)，例如，由于集中在分散注意力的標(biāo)志254上所造成的結(jié)果。位置252只 是被描述用于實(shí)例的說(shuō)明，不太可能由于分散注意力的結(jié)果而被顯示在HUD上，這樣的運(yùn) 動(dòng)圖形會(huì)影響操作者。車(chē)輛208的軌跡表明導(dǎo)致車(chē)輛208的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)被分類(lèi)為一種威脅。 例如，車(chē)輛208被描述為正在穿過(guò)車(chē)道標(biāo)記202并進(jìn)入操作者車(chē)輛車(chē)道的軌跡上。作為威 脅指示車(chē)輛208的識(shí)別，車(chē)輛指示符框體256被環(huán)繞車(chē)輛208顯示，包括指示相關(guān)信息塊的 方向性箭頭，例如車(chē)輛的行駛方向。此外，描述威脅狀態(tài)的文本259被顯示。為了將操作者 的注意力從分散注意力的標(biāo)志254的區(qū)域集中到車(chē)輛208的關(guān)鍵信息上來(lái)，伴隨箭頭的文 本警告顯示在操作者注視部位的附近。這樣，操作者的注意力可以被盡可能快地拉回到關(guān) 鍵信息。圖36顯示了在HUD上顯示導(dǎo)航方向的示例性視圖。圖36中透過(guò)擋風(fēng)玻璃的景象 包括具有5個(gè)街道共用交叉的復(fù)雜的交叉口(路口)262。視圖260包括交叉口 262，通過(guò) 擋風(fēng)玻璃是直接可視的；建筑物266，通過(guò)擋風(fēng)玻璃是直接可視的；交通信號(hào)燈268，通過(guò)擋 風(fēng)玻璃是直接可視的；以及多個(gè)下文中描述的圖形。導(dǎo)航箭頭264被描述，其記錄(配準(zhǔn)) 到將要在交叉口 262所轉(zhuǎn)彎到的具體街道。此外，包括3D地圖的導(dǎo)航數(shù)據(jù)被用來(lái)識(shí)別具體 的建筑物266作為目的地，包括框體和文本的目的地指示符267被描述。此外，基于車(chē)輛信 息或提供給操作者的交叉口的復(fù)雜性，通過(guò)警示文本269的指示作為關(guān)鍵信息被顯示，傳 遞命令停止的交通信號(hào)的確定，作為駕駛輔助。圖37描述了附加的示例性視圖，所述視圖表示可以在HUD上顯示的關(guān)鍵信息。視 圖270描述了晚上透過(guò)擋風(fēng)玻璃的景象。視圖270包括前燈照明271，其描述了經(jīng)過(guò)擋風(fēng)玻 璃可見(jiàn)的兩道錐形光。此外，還描述了虛擬后視鏡272，其顯示了通過(guò)攝像機(jī)或一組攝像機(jī) 采集的繞車(chē)輛側(cè)部和車(chē)輛后部的全景視圖。示例性視圖包括主車(chē)208。后視鏡中表示的視 圖可以作為單一圖像保留或可以包括例如至目標(biāo)車(chē)輛距離的信息。此外，還描述了野生動(dòng) 物指示符274，包括紅外圖像的覆蓋部分，在圖37中描述為交叉影線的正方形，以輔助操作 者看見(jiàn)前燈照明271之外的野生動(dòng)物。此外，野生動(dòng)物指示符274還包括方向性箭頭和向 操作者描述狀態(tài)的警告文本。此外，文本警告276被描述，其描述了尚未與視覺(jué)信息相關(guān)聯(lián) 的可聽(tīng)警笛的檢測(cè)，指示了緊急車(chē)輛的大致位置。此外，比賽比分278以文本形式顯示，其 以最小分散駕駛員注意力的方式描述了操作者感興趣的信息。此外，包括當(dāng)前播放的歌曲 的名字和表演該歌曲的團(tuán)體的收音機(jī)信息被顯示，以減少操作者將其目光轉(zhuǎn)移到車(chē)輛收音 機(jī)操作面板上的趨勢(shì)。上述描述的實(shí)施方式中，圖形可以配準(zhǔn)到乘員的目光處。應(yīng)當(dāng)理解，在觀察者的目 光中心立即顯示圖形會(huì)分散注意力。替代地，圖形可以初始配準(zhǔn)在偏離觀察者目光的位置 并固定在那個(gè)位置。這樣，觀察者隨后可以方便地使圖形位于接近觀察者目光的當(dāng)前位置，但隨后在觀察者重點(diǎn)(優(yōu)先級(jí))允許時(shí)，可以調(diào)節(jié)來(lái)直接觀察所述圖形。圖形的位置可以 附加地考慮被跟蹤的相關(guān)特征的位置。例如，圖形可以被定位從而避免與停止燈，行人，或 其它可通過(guò)擋風(fēng)玻璃看見(jiàn)的重要特征的分心沖突?？刂粕鲜龇椒ǖ男畔⒘骱瓦^(guò)程可以采取多種實(shí)施方式。圖38示意性地描述了根 據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述方法的示例性信息流。過(guò)程900包括EVS系統(tǒng)管理器110，其監(jiān)測(cè)來(lái)自 各種來(lái)源的信息并產(chǎn)生顯示需求；EVS圖形系統(tǒng)155，其監(jiān)測(cè)來(lái)自EVS系統(tǒng)管理器110的顯 示需求并產(chǎn)生圖形命令；以及圖形投射系統(tǒng)158，其在平視顯示器150上投射光。描述了多 種示例性的信息源，包括操作者輸入，通過(guò)攝像機(jī)系統(tǒng)120的視覺(jué)信息，來(lái)自雷達(dá)系統(tǒng)125 的雷達(dá)信息，來(lái)自示例性車(chē)輛速度傳感器130的車(chē)輛信息，來(lái)自GPS裝置140的GPS信息， 來(lái)自3D地圖數(shù)據(jù)庫(kù)910的3D地圖信息，以及來(lái)自無(wú)線通訊系統(tǒng)145的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理 解，這些信息源可以采取貫穿本發(fā)明描述的多種形式，本發(fā)明不限于這里描述的具體實(shí)施 方式。圖1中所述的乘員眼睛位置感測(cè)系統(tǒng)可以被應(yīng)用；然而，在該具體實(shí)施方式
中，其它 信息源，例如操作者輸入被用來(lái)估計(jì)操作者的頭部和眼睛位置，以用于圖像配準(zhǔn)的目的。應(yīng) 當(dāng)理解，GPS信息，3D地圖信息和互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容可以是互相關(guān)聯(lián)的信息。這些信息源之間的關(guān) 聯(lián)可以發(fā)生在EVS系統(tǒng)管理器110內(nèi)，或如圖38所述，提供信息至EVS系統(tǒng)管理器110的 裝置可以包括程序設(shè)計(jì)來(lái)在提供信息至所述系統(tǒng)管理器之前或同時(shí)地協(xié)調(diào)所述信息。通過(guò) 該示例性過(guò)程，信息可以被監(jiān)測(cè)并被用于在HUD上投射圖像。上述實(shí)施方式描述了在車(chē)輛的擋風(fēng)玻璃上投射圖像。然而，這里描述的方法可以 應(yīng)用到車(chē)輛內(nèi)任何合適的表面。例如，投射系統(tǒng)可以單獨(dú)地用在車(chē)輛的后窗戶上。在另一實(shí) 例中，投射系統(tǒng)可以用在車(chē)輛側(cè)窗任何一排中，例如，在車(chē)輛的第二排中。這樣一種系統(tǒng)，與 可選擇或可添加的程序一起，可以用于在旅途中娛樂(lè)兒童，玩游戲例如讓兒童尋找各種地 標(biāo)或車(chē)輛外部物體上的文字。對(duì)于乘客的信息可以顯示在這樣的表面上，例如，到達(dá)目的地 的時(shí)間，描述旅途進(jìn)度的數(shù)字地圖，娛樂(lè)圖像，或互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容。使用替代性擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)，例 如，圓形，半圓形，拱頂形，或其它封裝天篷設(shè)計(jì)的車(chē)輛可以類(lèi)似地使用擋風(fēng)玻璃作為表面， 圖形圖像可以顯示在所述表面上。投射在HUD上的信息在上文被描述成包括全擋風(fēng)玻璃。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這里描 述的方法不需要應(yīng)用在整個(gè)擋風(fēng)玻璃上。例如，為了避免操作者觀看距正前方位置過(guò)遠(yuǎn)的 地方，圖像可以被限制在操作者視野中的某一錐形區(qū)域。在替代方案中，圖像可以限制為 不投射在乘客前方以避免打擾乘客。在替代方案中，操作者視野的中心區(qū)域應(yīng)該設(shè)置成沒(méi) 有圖像，從而確保沒(méi)有圖像將操作者注意力從車(chē)輛路徑中最關(guān)鍵的景象中引開(kāi)。在替代方 案中，環(huán)繞擋風(fēng)玻璃周?chē)膮^(qū)域可以被用來(lái)投射圖像，而使屏幕的整個(gè)中間部供操作者專(zhuān) 門(mén)觀察。在上述情況中，操作者的整個(gè)視野不被利用，但圖像仍然可以配準(zhǔn)在擋風(fēng)玻璃上， 例如，使用圍繞無(wú)顯示區(qū)域的水平和豎直的核對(duì)標(biāo)記指示被指向的對(duì)象或狀態(tài)的位置。根 據(jù)這里所述的方法，顯示結(jié)構(gòu)可以由操作者或乘員選擇，或被構(gòu)造成根據(jù)多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)例如，時(shí) 間、車(chē)輛中乘員數(shù)量、位置、或信息的重要程度來(lái)顯示不同的方案。車(chē)輛內(nèi)包括顯示投射的 區(qū)域或排除顯示投射的區(qū)域可以采取多種不同的實(shí)施方式，本發(fā)明不限于這里描述的具體 實(shí)施方式。在本發(fā)明的一示例性實(shí)施例中，涉及一種在主車(chē)透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上基 于車(chē)輛間的通訊顯示描述交通信息的圖形的方法。已知的車(chē)輛間的通訊利用為兩輛或更多車(chē)輛提供協(xié)議的無(wú)線通訊彼此共享車(chē)輛信息。所述方法包括監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊并且根據(jù)該 車(chē)輛間的通訊確定交通信息。所述交通信息包括可基于觀測(cè)其他車(chē)輛而確定的信息。該方 法還包括確定用于在透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示的描述交通信息的圖形，并且在該 透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示所述圖形。涉及交通信息的示例性實(shí)施例可以預(yù)想到如下交通信息，該交通信息包括檢測(cè)涉 及主車(chē)及并入(并線)的目標(biāo)車(chē)輛(也簡(jiǎn)單地稱為并入車(chē)輛或其他車(chē)輛)的即將發(fā)生的并 入操作。對(duì)即將發(fā)生的并入操作的檢測(cè)是通過(guò)主車(chē)分析在車(chē)輛間的通訊中無(wú)線發(fā)送的并入 車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的。為檢測(cè)所述即將發(fā)生的并入操作，主車(chē)必須確定侵入(撞擊) 鄰近所述主車(chē)的區(qū)域的并入車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)。鄰近所述主車(chē)的區(qū)域可以理解為包圍主車(chē)的預(yù)定 包絡(luò)區(qū)域，在該預(yù)定包絡(luò)區(qū)域外部，可發(fā)展 為碰撞的事件或情形的可能性降低。如果涉及主 車(chē)及并入車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作被檢測(cè)，那么可以在透明的平視顯示器上顯示描述即 將發(fā)生的并入操作的圖形。例如，所述并入車(chē)輛可被高亮(突出)顯示，并且可以在主車(chē)透 明的平視顯示器上顯示箭頭，該箭頭描述由并入車(chē)輛請(qǐng)求的即將發(fā)生的并入操作。涉及主車(chē)和并入車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作可以通過(guò)主車(chē)分析在車(chē)輛間的通訊 中發(fā)送的并入車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。如果所分析的并入車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)指示侵略性操作，則 確定可能的切斷/截?cái)嗖僮?likely cut-off maneuver)。可以理解的是所述可能的切斷 操作是根據(jù)并入車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)和侵略性操作的指示而確定的。對(duì)可能的切斷操作的確定為檢 測(cè)即將發(fā)生的并入操作提供了比主車(chē)的操作者觀察當(dāng)前并入車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)以檢測(cè)并入操作 更具有預(yù)測(cè)性和準(zhǔn)確性的指示。如果檢測(cè)到涉及主車(chē)和并入車(chē)輛的可能的切斷操作，那么 描述即將發(fā)生的并入操作的圖形會(huì)在透明的平視顯示器上顯示切斷警報(bào)，其中該切斷警報(bào) 是根據(jù)所述可能的切斷操作而確定的。例如，所述并入車(chē)輛可被高亮顯示，并且在主車(chē)的透 明平視顯示器上顯示箭頭和文字性警報(bào)，以警告主車(chē)操作者并入車(chē)輛的可能的切斷操作?；谲?chē)輛間的通訊的涉及主車(chē)和并入車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作可通過(guò)監(jiān)測(cè)并 入車(chē)輛和主車(chē)的鄰近位置來(lái)檢測(cè)。此外，并入車(chē)輛的車(chē)道變換信號(hào)可以被主車(chē)監(jiān)測(cè)。可以 想到的是所監(jiān)測(cè)的車(chē)道變換信號(hào)是在車(chē)輛間的通訊中無(wú)線發(fā)射的。根據(jù)監(jiān)測(cè)的車(chē)道變換信 號(hào)以及并入車(chē)輛相對(duì)于主車(chē)的鄰近位置，可確定并入請(qǐng)求，其中即將發(fā)生的并入操作可以 被檢測(cè)到。參考圖39，設(shè)想了當(dāng)即將發(fā)生的并入操作已通過(guò)以上所述的一種方法檢測(cè)到時(shí)以 手動(dòng)操作、半自動(dòng)操作和自動(dòng)操作方式操作的主車(chē)的實(shí)施例。視圖801包括主車(chē)、并入阻斷 車(chē)輛813和并入車(chē)輛815。當(dāng)對(duì)于手動(dòng)操作的主車(chē)已檢測(cè)到即將發(fā)生的并入操作時(shí)，描述交 通信息的圖形包括并入車(chē)輛軌跡報(bào)警，其中并入車(chē)輛815被高亮顯示為831。并入車(chē)輛815 的軌跡報(bào)警僅是警告主車(chē)操作者并入車(chē)輛815意圖進(jìn)行并入操作。例如，在透明的擋風(fēng)玻 璃平視顯示器上可以顯示箭頭817的配準(zhǔn)的圖形，該箭頭指向并入車(chē)輛815意圖并入的方 向。在手動(dòng)操作下，主車(chē)操作者可以減速以允許并入車(chē)輛815并入。當(dāng)即將發(fā)生的并入操 作已通過(guò)以上所述的一種方法檢測(cè)到時(shí)，在半自動(dòng)和自動(dòng)操作方式下操作的車(chē)輛可包括并 入?yún)f(xié)商圖形823。該并入?yún)f(xié)商圖形823顯示并入車(chē)輛815的并入請(qǐng)求。如下文所表述的，并 入車(chē)輛815做出的請(qǐng)求可由主車(chē)操作者手動(dòng)地或自動(dòng)地作出響應(yīng)。例如，半自動(dòng)操作是一 種自適應(yīng)巡航控制操作，其中并入車(chē)輛815請(qǐng)求主車(chē)操作者的允許，以配合該并入車(chē)輛并 允許并入車(chē)輛815并入。例如，如果主車(chē)是半自動(dòng)操作的，則所述并入?yún)f(xié)商圖形823包括為并入車(chē)輛815提供空間的可選請(qǐng)求。比如，所述可選請(qǐng)求可包括主車(chē)的操作者回復(fù)“yes”以允許并入或“no”以拒絕并入車(chē)輛815請(qǐng)求的并入。所述可選請(qǐng)求是手動(dòng)的并且可以通 過(guò)按鈕、聲音指令、觸摸屏幕或其他方法來(lái)選擇，從而為并入車(chē)輛815提供空間。如果主車(chē) 是自動(dòng)操作的，則所述并入?yún)f(xié)商圖形823包括即將發(fā)生的并入操作的通知。自動(dòng)操作自動(dòng) 地允許或拒絕由并入車(chē)輛815進(jìn)行并入操作所做出的請(qǐng)求。例如，主車(chē)操作者通過(guò)視圖801 被通知即將發(fā)生的并入操作，但是并不需要允許以接受或拒絕并入車(chē)輛815做出的并入請(qǐng) 求。利用自適應(yīng)巡航控制的其它實(shí)施例可以根據(jù)車(chē)輛間的通訊來(lái)檢測(cè)即將發(fā)生的交 通減速?？梢岳斫獾氖侵鬈?chē)的速度以及其他車(chē)輛的速度都必須被連續(xù)監(jiān)測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到即將 發(fā)生的交通減速時(shí)，描述即將發(fā)生的交通減速的圖形包括即將發(fā)生的交通減速的報(bào)警。本 領(lǐng)域已知的方法包括根據(jù)即將發(fā)生的交通減速的檢測(cè)來(lái)發(fā)出自動(dòng)制動(dòng)操作的命令。參考圖40，一個(gè)示例性實(shí)施例描述了根據(jù)車(chē)輛間的通訊所確定的通過(guò)行駛在另一 車(chē)輛915后面的主車(chē)的視圖901圖示出不希望的跟隨狀態(tài)的交通信息，例如不希望的車(chē)輛 間的間距或提前時(shí)間。主車(chē)的速度可以被監(jiān)測(cè)，并且行駛在主車(chē)前方的另一車(chē)輛915的運(yùn) 動(dòng)可以根據(jù)在車(chē)輛間的通訊中所發(fā)射的信息來(lái)確定。根據(jù)主車(chē)的速度和源車(chē)輛915的運(yùn) 動(dòng)，可以確定不希望的跟隨距離情況。如果確定不希望的跟隨距離情況，則可以在透明的擋 風(fēng)玻璃平視顯示器上為主車(chē)操作者顯示描述該不希望的跟隨距離情況的不希望的跟隨距 離警報(bào)919的圖形。例如，當(dāng)車(chē)輛間的通訊確定所述源車(chē)輛915的運(yùn)動(dòng)為主動(dòng)地減速時(shí)，操 作者可以以優(yōu)選的巡航速度來(lái)操作主車(chē)。在該示例中，不希望的跟隨情況可被確定，并且在 透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上會(huì)顯示不希望的跟隨距離警報(bào)919的圖形，以警告主車(chē)的操 作者相對(duì)于源車(chē)輛915保持更大的距離或提前時(shí)間。此外，當(dāng)不希望的跟隨狀態(tài)被確定時(shí)， 所述源車(chē)輛可以被高亮顯示為931。涉及監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊的實(shí)施例是可預(yù)想到的。例如，源車(chē)輛的行駛路線可利用 車(chē)輛間的通訊監(jiān)測(cè)。源車(chē)輛的行駛路線圖的圖形可以在透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯 示。在另一示例中，由源車(chē)輛傳送的計(jì)劃路線可利用車(chē)輛間的通訊被監(jiān)測(cè)。所述源車(chē)輛的計(jì) 劃路線圖的圖形可以在透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示。在又一示例中，主車(chē)前方的不 利行駛情況可被監(jiān)測(cè)。在確定不利行駛情況后，描述不利行駛情況的不利行駛情況警報(bào)圖 形可在透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示。例如，所述不利行駛情況可以包括監(jiān)測(cè)沿主車(chē) 的計(jì)劃路線上的交通減速，并且在透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示建議變換路線警報(bào)。 所述不利行駛情況還可以包括監(jiān)測(cè)主車(chē)前方的滑的道路狀況，從而在透明的擋風(fēng)玻璃平視 顯示器上顯示前方滑的道路警報(bào)，以警告主車(chē)操作者即將面臨的滑的道路狀況。此外，所述 不利行駛情況還可以包括監(jiān)測(cè)主車(chē)前方的道路障礙物，并且將前方道路障礙物警報(bào)顯示為 描述主車(chē)前方的道路障礙物的圖形。在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，主車(chē)操作者的眼睛位置被監(jiān)測(cè)。用于顯示的描 述交通信息的圖形包括被配準(zhǔn)到通過(guò)透明擋風(fēng)玻璃平視顯示器可看到的具體行駛場(chǎng)景的 具體圖形。例如，為在半自動(dòng)操作下操作的主車(chē)提供的并入?yún)f(xié)商圖形即為配準(zhǔn)的描述即將 發(fā)生的并入操作的圖形。一個(gè)示例性替代實(shí)施例包括在主車(chē)的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上基于車(chē)輛間的通訊 顯示描述所要求主車(chē)響應(yīng)的圖形的系統(tǒng)；車(chē)輛間的通訊裝置；描述主車(chē)乘員眼睛位置的傳感器；以及，所述透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器。該系統(tǒng)還包括增強(qiáng)視覺(jué)系統(tǒng)系統(tǒng)管理器，其 設(shè)置為監(jiān)測(cè)所述車(chē)輛間的通訊裝置、監(jiān)測(cè)所述描述主車(chē)乘員眼睛位置的傳感器、根據(jù)通過(guò) 車(chē)輛間的通訊裝置進(jìn)行的通訊確定源車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)、評(píng)價(jià)第二車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)以要求主車(chē)作出響 應(yīng)、并且根據(jù)所要求的主車(chē)響應(yīng)以及來(lái)自描述主車(chē)輛乘員眼睛位置的傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)確定 配準(zhǔn)的顯示要求。該系統(tǒng)還包括圖形系統(tǒng)，其根據(jù)配準(zhǔn)的顯示要求生成描述所要求主車(chē)響 應(yīng)的圖形；以及，圖形投射系統(tǒng)，其與所述圖形系統(tǒng)通訊，并且在透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示 器上顯示描述所要求主車(chē)響應(yīng)的圖形。上述內(nèi)容描述了能全屏顯示的實(shí)質(zhì)上透明的平視顯示器。應(yīng)該理解可以在擋風(fēng)玻 璃上使用相似的方法，該擋風(fēng)玻璃能使用實(shí)質(zhì)上全屏顯示器、部分擋風(fēng)玻璃顯示器，例如限 于擋風(fēng)玻璃的駕駛員半部的顯示器，或集中或限制在操作者視野的正前方中心的顯示器。 顯示器的多個(gè)實(shí)施例是可預(yù)期的，且本發(fā)明內(nèi)容不試圖限制于這里描述的特定示例性實(shí)施 例。所公開(kāi)內(nèi)容已經(jīng)描述特定優(yōu)選實(shí)施例及其改進(jìn)。通過(guò)閱讀和理解說(shuō)明書(shū)能進(jìn)行進(jìn) 一步的改進(jìn)和替換。因此，可以理解本發(fā)明不限于作為實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式公開(kāi)的 特定實(shí)施例，但本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種基于車(chē)輛間的通訊在主車(chē)的實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示描述交通信息的圖形的方法，該方法包括監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊；根據(jù)車(chē)輛間的通訊來(lái)確定交通信息；確定在實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示的描述交通信息的圖形；并且在實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示所述圖形；其中實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器在擋風(fēng)玻璃的預(yù)定區(qū)域上包括發(fā)光粒子或微結(jié)構(gòu)中的一種，允許發(fā)光顯示同時(shí)允許通過(guò)擋風(fēng)玻璃的視野。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)車(chē)輛間的通訊來(lái)確定交通信息包括檢測(cè)涉及 主車(chē)及其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中檢測(cè)涉及主車(chē)及其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作包括分析在車(chē)輛間的通訊中所發(fā)送的其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)；以及 確定侵入鄰近該車(chē)輛的區(qū)域的其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中檢測(cè)涉及主車(chē)及其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作包括分析在車(chē)輛間的通訊中所發(fā)送的其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)； 確定指示侵略性操作的其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)；以及 根據(jù)其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)和侵略性操作的指示來(lái)確定可能的切斷操作； 其中確定描述交通信息的圖形包括根據(jù)所述可能的切斷操作來(lái)確定切斷警報(bào)。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中檢測(cè)涉及主車(chē)及其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入操作包括監(jiān)測(cè)其他車(chē)輛相對(duì)于主車(chē)的鄰近位置；監(jiān)測(cè)在車(chē)輛間的通訊中所發(fā)送的其他車(chē)輛的車(chē)道變換信號(hào)；以及 根據(jù)所述車(chē)道變換信號(hào)和其他車(chē)輛相對(duì)于主車(chē)的鄰近位置來(lái)確定車(chē)道變換信號(hào)是并 入請(qǐng)求。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述主車(chē)是手動(dòng)操作的；其中確定描述交通信息的圖形包括確定與其他車(chē)輛的軌跡對(duì)應(yīng)的軌跡報(bào)警圖形。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中確定描述交通信息的圖形包括確定與其他車(chē)輛的即 將發(fā)生的并入對(duì)應(yīng)的并入?yún)f(xié)商圖形。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述主車(chē)是半自動(dòng)操作的；其中所述并入?yún)f(xié)商圖形包括配合其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入的可選擇的請(qǐng)求。
9.如權(quán)利要求7的方法，其中所述主車(chē)是自動(dòng)操作的；其中所述并入?yún)f(xié)商圖形包括其他車(chē)輛的即將發(fā)生的并入的通知。
10.一種在主車(chē)的實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上基于車(chē)輛間的通訊顯示描述所 要求車(chē)輛響應(yīng)的圖形的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車(chē)輛間的通訊裝置；描述主車(chē)乘員眼睛位置的傳感器；所述實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器，其在擋風(fēng)玻璃的預(yù)定區(qū)域上包括發(fā)光粒子或微結(jié)構(gòu)中的一種，允許發(fā)光顯示同時(shí)允許通過(guò)擋風(fēng)玻璃的視野； 增強(qiáng)視覺(jué)系統(tǒng)系統(tǒng)管理器 監(jiān)測(cè)所述車(chē)輛間的通訊裝置； 監(jiān)測(cè)所述描述主車(chē)乘員眼睛位置的傳感器； 根據(jù)通過(guò)車(chē)輛間的通訊裝置的通訊來(lái)確定其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)； 評(píng)價(jià)其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)以要求主車(chē)作出響應(yīng)；并且根據(jù)所要求的主車(chē)響應(yīng)以及來(lái)自描述主車(chē)乘員眼睛位置的傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)確定配準(zhǔn) 的顯示要求；圖形系統(tǒng)，其根據(jù)配準(zhǔn)的顯示要求生成描述所要求的主車(chē)響應(yīng)的圖形；以及 圖形投射系統(tǒng)，其與所述圖形系統(tǒng)通訊，并且在所述實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示 器上顯示描述所要求的主車(chē)響應(yīng)的圖形。
全文摘要
本發(fā)明涉及在全擋風(fēng)玻璃平視顯示器上的車(chē)輛間通訊裝置。一種實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器在該擋風(fēng)玻璃的預(yù)定區(qū)域上包括發(fā)光粒子或微結(jié)構(gòu)之一，該擋風(fēng)玻璃的預(yù)定區(qū)域允許發(fā)光顯示同時(shí)允許通過(guò)該擋風(fēng)玻璃的視野。一種在主車(chē)的實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上基于車(chē)輛間通訊顯示描述交通信息的圖形的方法，該方法包括監(jiān)測(cè)車(chē)輛間的通訊；根據(jù)該車(chē)輛間的通訊確定交通信息，并確定在實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示的描述交通信息的圖形，且在該實(shí)質(zhì)上透明的擋風(fēng)玻璃平視顯示器上顯示所述圖形。
文檔編號(hào)G02B27/01GK101876751SQ20101019627
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者D·崔, J·F·什切巴, T·A·塞德 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司