專(zhuān)利名稱(chēng)：用于展現(xiàn)信息的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于特別在車(chē)輛的駕駛員、或火車(chē)的駕駛員、或船的船長(zhǎng)、或飛機(jī)的飛行員、或任何其它必須沿某個(gè)方向凝視以觀察或監(jiān)視環(huán)境的人的視野中展現(xiàn)或再現(xiàn)信息的方法和系統(tǒng)，所述環(huán)境就車(chē)輛駕駛員而言例如為道路。
背景技術(shù)：
一般已知，為了安全地駕駛車(chē)輛，駕駛員必須集中精力觀看道路以觀察交通和避免事故。然而，特別是當(dāng)前車(chē)輛的駕駛員常常需要將目光從道路轉(zhuǎn)移出來(lái)和觀察車(chē)輛內(nèi)部，例如，駕駛員經(jīng)常需要直接注視(直接看)速度表、無(wú)線電設(shè)備或?qū)Ш斤@示器，且他必須能閱讀和理解那里展現(xiàn)的信息和能操作這些和其它設(shè)備，另外必須能駕駛車(chē)輛和監(jiān)視交通。
視線例如從道路上向車(chē)輛內(nèi)部中的任何短暫轉(zhuǎn)移都可能引起不安全的駕駛情況，因?yàn)轳{駛員察覺(jué)路上環(huán)境變化的能力降低了。視線短暫離開(kāi)道路導(dǎo)致不希望有的安全后果，如保持車(chē)道性的可變性增大、超出車(chē)道、制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間增加、錯(cuò)過(guò)事件和更多后果。
SE0201571-7披露了一種用于表明車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備，包括顯示單元，其顯示呈從第一角度延伸到第二角度的弧形刻度的圖形信息和大量數(shù)字。運(yùn)行狀態(tài)由從第一角度延伸到第三可變角度的第一扇形部表明，第一扇形部表現(xiàn)為在視覺(jué)上可區(qū)別于第三和第二角度之間的第二扇形部的狀態(tài)。此外，為了增加運(yùn)行狀態(tài)的易讀性，將每個(gè)數(shù)字布置成能表現(xiàn)為第一正常格式和第二較大格式，其中在相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)周?chē)膮^(qū)域中觸發(fā)后者。
提供該設(shè)備以減少用于傳送有關(guān)信息例如車(chē)速的時(shí)間，同時(shí)保持精確性，以使得駕駛員能較大程度地將其注意力保持貫注在當(dāng)前駕駛情況上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體目標(biāo)是提供一種方法和系統(tǒng)，其能進(jìn)一步減少上述危險(xiǎn)且特別是能進(jìn)一步增加駕駛車(chē)輛的安全性。
特別地，本發(fā)明的一目標(biāo)是提供一種方法和系統(tǒng)，用于以這樣一種方式展現(xiàn)或再現(xiàn)信息，即在第一段中提到的操作車(chē)輛、飛機(jī)、船或火車(chē)的人在閱讀這種信息時(shí)，他的察覺(jué)環(huán)境變化的能力較小地削弱。
本發(fā)明另一個(gè)目標(biāo)是提供一種方法和系統(tǒng)，其進(jìn)一步減少了在第一段中提到的人為了閱讀信息而將視線從必須觀察的環(huán)境中短暫轉(zhuǎn)移出來(lái)的數(shù)量。
這些目標(biāo)由權(quán)利要求1所述的方法和權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)解決。
這些解決方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們例如能通過(guò)用于控制裝在頭盔上的、裝在護(hù)目鏡上的或裝在眼鏡上的顯示設(shè)備的便攜式計(jì)算機(jī)在可移動(dòng)的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，所以不必在車(chē)輛、火車(chē)、飛機(jī)或船內(nèi)固定地安裝本發(fā)明的系統(tǒng)。
從屬權(quán)利要求披露了本發(fā)明的有利實(shí)施例。


在下面參考附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選和示范性的實(shí)施例的說(shuō)明中披露了本發(fā)明另外的細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中表示了圖1人眼視覺(jué)相關(guān)敏銳度的圖；
圖2用十倍刺激物臨界尺寸相等地放大的字母的圖；圖3本發(fā)明的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖；圖4本發(fā)明的系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖；圖5圖4的系統(tǒng)中的處理數(shù)據(jù)的方法步驟的框圖；圖6使用第一顯示類(lèi)型的本發(fā)明的伴隨目光的周?chē)曈X(jué)信息展現(xiàn)的例子；圖7使用第二顯示類(lèi)型的本發(fā)明的伴隨目光的周?chē)曈X(jué)信息展現(xiàn)的例子；圖8使用第三顯示類(lèi)型的本發(fā)明的伴隨目光的周?chē)曈X(jué)信息展現(xiàn)的例子；圖9圖8的第三顯示類(lèi)型的說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，特別是車(chē)輛駕駛員(或在說(shuō)明書(shū)前言部分中提到的任何其它人)在他的目光沒(méi)有指向或接近車(chē)輛內(nèi)的顯示器或仰視顯示器時(shí)能通過(guò)周?chē)曈X(jué)閱讀或認(rèn)出信息。信息以這樣一種方式通過(guò)顯示設(shè)備展現(xiàn)，即駕駛員的眼睛不必移向信息圖像(即，信息的展現(xiàn)或再現(xiàn))和隨后將視線固定在信息圖像上?？稍诓槐厥寡劬σ崎_(kāi)道路的情況下閱讀或認(rèn)出信息。將信息展現(xiàn)為簡(jiǎn)單的和足夠大的以通過(guò)周?chē)曈X(jué)實(shí)現(xiàn)信息提取。
為了實(shí)現(xiàn)它，必須進(jìn)行下面的考慮一般已知人眼的視覺(jué)敏銳度在人正在看的目光點(diǎn)(其被確定為視覺(jué)0°方向或目光方向)和延伸到目光點(diǎn)周?chē)蠹s3°(偏心的角度)的區(qū)域最大，該視覺(jué)敏銳度最大的區(qū)域稱(chēng)為中央視覺(jué)區(qū)域(foveal visionarea)或中央凹(foveal)，包圍該中央視覺(jué)區(qū)域的區(qū)域稱(chēng)為周?chē)曈X(jué)區(qū)域，其中視覺(jué)敏銳度隨著離開(kāi)視覺(jué)0°或目光方向的角度(偏心)的增加而減小，在3°到10°之間的區(qū)域也稱(chēng)為近窩區(qū)。
視覺(jué)敏銳度的這個(gè)減小或下降的近似值由下面在Findlay andGilchrist“Active Vision”，Oxford 2003中披露的公式(1)給出(1) Ve＝Vf/(1+E/Es)其中Ve是在偏心距E處的視覺(jué)敏銳度，Vf是在中央凹的視覺(jué)敏銳度，Es是比例常數(shù)(對(duì)于光柵銳度，該常數(shù)大約是2.5°)。
圖1(取自Findlay and Gilchrist，看上面)表示在度數(shù)(水平軸)上的、在視網(wǎng)膜R上的沿鼻和太陽(yáng)穴(即，朝太陽(yáng)穴)角度方向的人眼的這個(gè)相關(guān)視覺(jué)敏銳度V(縱軸)的圖，其中0°表示目光方向。視網(wǎng)膜上的盲點(diǎn)由黑色區(qū)域表示。
通常，信息以這樣一種方式(特別關(guān)于其大小和/或字母或符號(hào)的粗度和/或內(nèi)容的復(fù)雜性和量)展現(xiàn)給駕駛員，即駕駛員僅僅能通過(guò)其中央視覺(jué)而不是通過(guò)其周?chē)曈X(jué)認(rèn)出它。這樣的結(jié)果是每次駕駛員想閱讀這種信息時(shí)，他都必須將他的視線移離道路并移到展現(xiàn)或再現(xiàn)信息的顯示器上。
為了在將目光指向道路上時(shí)可通過(guò)周?chē)曈X(jué)閱讀，必須將信息特別是如文本的尺寸和展現(xiàn)或再現(xiàn)信息的線尺寸增大和簡(jiǎn)化以補(bǔ)償周?chē)曈X(jué)中的視覺(jué)敏銳度的損失。根據(jù)圖1，這種增大和簡(jiǎn)化的量依據(jù)展現(xiàn)的信息相對(duì)于目光角度的偏心角度而增加，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)或根據(jù)上面建立的附帶性知識(shí)，能確定信息增大和簡(jiǎn)化的規(guī)則。
上面的簡(jiǎn)化公式(1)，能用回歸線作為選擇對(duì)象以確定該增大。Anstis(1974，在Findlay和Gilchrist中提到，看上面)發(fā)現(xiàn)視覺(jué)敏銳度損失的最合適的回歸線是下面的公式(2)(2) y＝0.046x-0.031度其中y是字母剛好能被認(rèn)出的度數(shù)中的臨界字母高度，x是度數(shù)的視網(wǎng)膜偏心距。
因而，對(duì)于每度的可視角度，最小可辨別尺寸增加大約2.5分的弧度。圖2表示在十倍刺激物臨界尺寸處基于該公式(2)的字母的這種相等的放大。如果觀察者的目光指向中心點(diǎn)上，則包圍該點(diǎn)的字母幾乎是同樣“好”地易讀的。
圖3表示進(jìn)入車(chē)輛的駕駛室C中的側(cè)視圖，駕駛室C具有正在駕駛車(chē)輛的駕駛員D，和表示根據(jù)本發(fā)明的用于展現(xiàn)或再現(xiàn)信息的系統(tǒng)的第一實(shí)施例。
該系統(tǒng)的主要部件是控制設(shè)備10，其用于接收將被顯示給駕駛員D的信息數(shù)據(jù)和用于處理這些數(shù)據(jù)以便能控制顯示設(shè)備21、22、23中的至少一個(gè)以將信息數(shù)據(jù)展現(xiàn)或再現(xiàn)給駕駛員D。
第一顯示設(shè)備例如是激光投影機(jī)21，設(shè)置和安裝激光投影機(jī)21以將信息數(shù)據(jù)例如投影到車(chē)輛擋風(fēng)玻璃的某個(gè)位置上或儀表板上，第二顯示設(shè)備例如是安裝在儀表板的普通屏幕22，和第三顯示設(shè)備例如是用于將信息數(shù)據(jù)展現(xiàn)給駕駛員的俯視顯示器23(或仰視顯示器)。
在本公開(kāi)中使用的術(shù)語(yǔ)“顯示設(shè)備”指的是向駕駛員展現(xiàn)信息的任何可視信息展現(xiàn)源。顯示器的例子包括傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)顯示器，如用來(lái)展現(xiàn)基于GPS的導(dǎo)航和地圖信息的液晶顯示器(LCD)或類(lèi)似顯示器或其它電子設(shè)備，儀表板中的顯示器，仰視顯示器，發(fā)光二極管(LED)，和其它投影顯示器。也能使用裝在頭盔上的、裝在護(hù)目鏡上的、裝在眼鏡上的顯示器。
投影顯示器的一個(gè)例子是可在市場(chǎng)上買(mǎi)到的二極管激光器(例如看www.lasershow.se)，其能產(chǎn)生彩色圖象刺激物。圖象刺激物由單個(gè)激光束構(gòu)成，該單個(gè)激光束如此快地四處移動(dòng)以產(chǎn)生圖像的印象。激光束由兩個(gè)小電磁馬達(dá)(x-和y-軸)控制，在馬達(dá)軸線上具有小鏡子。使用大量的不同激光是有利的，包括紅色和/或藍(lán)色和/或綠色激光，然而，在許多應(yīng)用中，使用單個(gè)的便宜激光就足夠，如通常用作觀眾席中進(jìn)行展現(xiàn)的指示器的激光；也能使用汽車(chē)級(jí)別激光。
此外，系統(tǒng)包括儀表板或方向盤(pán)上的按鈕或開(kāi)關(guān)30，其由駕駛員D操作以使系統(tǒng)在“周?chē)曈X(jué)的信息開(kāi)”狀態(tài)和“中央視覺(jué)的信息開(kāi)”狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
在系統(tǒng)的這個(gè)第一實(shí)施例中，不探測(cè)和估計(jì)駕駛員D的目光位置。以這樣的方式設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，即駕駛員D在某種意義上能通過(guò)操作按鈕或開(kāi)關(guān)30決定是否由顯示設(shè)備21、22、23中的一個(gè)展現(xiàn)或再現(xiàn)信息，以便適于通過(guò)周?chē)曈X(jué)或通過(guò)中央視覺(jué)認(rèn)出信息。
提供控制設(shè)備10以控制顯示設(shè)備21、22、23，以使得在“中央視覺(jué)的信息開(kāi)”狀態(tài)中，信息被展現(xiàn)或再現(xiàn)給駕駛員的中央視覺(jué)，和在“周?chē)曈X(jué)的信息開(kāi)”狀態(tài)中，信息被展現(xiàn)或再現(xiàn)給駕駛員的周?chē)曈X(jué)。為了使駕駛員能認(rèn)出周?chē)畔?，與中央視覺(jué)展現(xiàn)或再現(xiàn)相比，必須增大和可能地簡(jiǎn)化周?chē)畔⒄宫F(xiàn)或再現(xiàn)的尺寸，如上所述。
優(yōu)選地，基于相對(duì)道路中心的偏心，將周?chē)畔⒄宫F(xiàn)/再現(xiàn)的放大和簡(jiǎn)化預(yù)先確定和預(yù)先設(shè)定為固定值。為了估計(jì)這些值，能使用上述公式(1)或(2)或通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)估計(jì)它們。
在“中央視覺(jué)的信息開(kāi)”狀態(tài)中，由于增強(qiáng)的視覺(jué)敏銳度，所以用較小的尺寸展現(xiàn)信息，例如通過(guò)將相關(guān)圖像投影到處于駕駛員D中央視覺(jué)區(qū)域內(nèi)的位置中的擋風(fēng)玻璃上。
優(yōu)選地，駕駛員D能另外選擇他希望選擇那種類(lèi)型的信息展現(xiàn)在其中央視覺(jué)內(nèi)和/或其周?chē)曈X(jué)內(nèi)。
此外，信息的周?chē)宫F(xiàn)/再現(xiàn)能被提供成放大的(和可能地簡(jiǎn)化的)以便可在目光指向道路上時(shí)閱讀信息，或以通常的方式即沒(méi)有任何放大地提供信息的周?chē)宫F(xiàn)/再現(xiàn)，以便駕駛員僅僅在將其目光從道路轉(zhuǎn)移到相關(guān)顯示器上時(shí)才能閱讀它。
因?yàn)橐院艽蟮某叽缯宫F(xiàn)周?chē)仫@示的信息，所以尤其可能因?yàn)檎宫F(xiàn)信息的有限區(qū)域而進(jìn)行這種選擇。
作為另一種備選方案，能基于信息的重要性進(jìn)行選擇。例如在中央視覺(jué)中展現(xiàn)或再現(xiàn)最重要的信息如安全性或碰撞警告，周?chē)卣宫F(xiàn)或再現(xiàn)較不重要的信息如導(dǎo)航信息并將其增大和簡(jiǎn)化以在周?chē)曈X(jué)中辨認(rèn)，全部其它信息也周?chē)氐哉３叽绲卣宫F(xiàn)或再現(xiàn)，以僅僅在目光指向其上時(shí)認(rèn)出。
優(yōu)選地，能提供另一個(gè)開(kāi)關(guān)(未示出)以選擇信息的這些類(lèi)型。
圖4和5表示本發(fā)明第二實(shí)施例，其中探測(cè)和估計(jì)駕駛員D的目光位置或目光方向。
圖4也表示進(jìn)入車(chē)輛的駕駛室C中的側(cè)視圖，駕駛室C具有正在駕駛車(chē)輛的駕駛員D。根據(jù)本發(fā)明的用于展現(xiàn)信息的系統(tǒng)的這個(gè)第二實(shí)施例也包括控制設(shè)備10，其用于接收將被展現(xiàn)給駕駛員D的信息數(shù)據(jù)和用于處理這些數(shù)據(jù)，這將在下面參考圖5描述。
如參考圖3所述，系統(tǒng)包括顯示設(shè)備21、22、23中的至少一個(gè)。此外，能使用裝在護(hù)目鏡或頭上的顯示器(未示出)，其也由控制設(shè)備10控制以將信息展現(xiàn)給駕駛員D。最后，該系統(tǒng)包括用于追蹤眼睛的視覺(jué)行為探測(cè)器40，其例如是安裝在儀表板上的攝像機(jī)或能裝在頭上以探測(cè)駕駛員D的目光方向或目光位置且與控制設(shè)備10相連的另一個(gè)探測(cè)器。
該第二實(shí)施例也能稱(chēng)為伴隨目光的周?chē)曈X(jué)信息顯示系統(tǒng)。
圖5表示在控制設(shè)備10內(nèi)實(shí)施的大體方法步驟的框圖。在第一步驟11中，從探測(cè)器40接收目光位置數(shù)據(jù)或目光方向數(shù)據(jù)。
在第二步驟12中，估計(jì)這些數(shù)據(jù)以便獲得關(guān)于駕駛員D的目光方向或目光位置的信息。依據(jù)該目光位置或目光方向信息，基于由顯示設(shè)備21到23中的一個(gè)或多個(gè)展現(xiàn)或再現(xiàn)的關(guān)于目光方向或目光點(diǎn)的圖像位置，計(jì)算和確定該圖像是處于駕駛員的中央視覺(jué)區(qū)域內(nèi)還是處于駕駛員的周?chē)曈X(jué)區(qū)域內(nèi)。
在第三步驟13中，相應(yīng)地控制和/或改變顯示設(shè)備21到23中的至少一個(gè)以使得如果圖像處于中央視覺(jué)區(qū)域中，則由于中央視覺(jué)中的增強(qiáng)敏銳度，所以以正常尺寸展現(xiàn)或再現(xiàn)該圖像(顯示設(shè)備的中央視覺(jué)狀態(tài))，在中央視覺(jué)區(qū)域中，駕駛員D將其目光指向圖像上。如果圖像處于周?chē)曈X(jué)區(qū)域中，則以增大尺寸展現(xiàn)圖像和可能地簡(jiǎn)化圖像(顯示設(shè)備的周?chē)曈X(jué)狀態(tài))以使得駕駛員能在其周?chē)曈X(jué)中認(rèn)出圖像，在周?chē)曈X(jué)區(qū)域中，駕駛員D例如將其目光指向道路上或周?chē)h(huán)境中。
如先前結(jié)合圖4所述，也能這樣提供系統(tǒng)的該第二實(shí)施例以使得駕駛員D能選擇(例如通過(guò)操作開(kāi)關(guān))它希望以相應(yīng)增大和可能簡(jiǎn)化的方式展現(xiàn)的信息，如果該信息將通過(guò)駕駛員的周?chē)曈X(jué)辨認(rèn)的話。
能通過(guò)如在2003年10月15日申請(qǐng)的WO2004/034905A1中披露的系統(tǒng)實(shí)施根據(jù)第一步驟11的駕駛員目光位置或目光方向的即時(shí)感測(cè)，該系統(tǒng)形成本公開(kāi)的一部分作為參考。
關(guān)于該第二實(shí)施例，能采用下面的信息展現(xiàn)備選方案
首先，控制設(shè)備10能基于第二步驟12中的目光位置或目光方向的估計(jì)使顯示設(shè)備21到23在兩個(gè)信息展現(xiàn)/再現(xiàn)模式之間自動(dòng)轉(zhuǎn)換，即在中央視覺(jué)狀態(tài)(狀態(tài)1)或周?chē)曈X(jué)狀態(tài)(狀態(tài)2)之間自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
在中央視覺(jué)狀態(tài)中，顯示設(shè)備21到23中的至少一個(gè)以存在于通常已知的顯示設(shè)備中的標(biāo)準(zhǔn)格式展現(xiàn)信息。
在周?chē)曈X(jué)狀態(tài)中，顯示設(shè)備21到23中的至少一個(gè)以駕駛員可在其周?chē)曈X(jué)中閱讀或認(rèn)出的方式展現(xiàn)信息。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，將放大系數(shù)設(shè)定為單一值，依據(jù)信息(周?chē)?圖像的位置相對(duì)于駕駛員目光方向的實(shí)際偏心距預(yù)先確定該單一值，駕駛員目光方向即上面結(jié)合本發(fā)明第一實(shí)施例所述的駕駛員落在道路上的視線。
周?chē)蛑醒胍曈X(jué)狀態(tài)的該二元的、開(kāi)關(guān)的計(jì)算具有下列優(yōu)點(diǎn)，即它能由簡(jiǎn)單且耐用的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
作為一種備選方案，與上述二元的、開(kāi)關(guān)的方法相反，具有分級(jí)的展現(xiàn)也是可能的。在該第二備選方案中，不斷地確定在顯示設(shè)備21到23展現(xiàn)或再現(xiàn)的圖像與目光位置或目光方向之間的距離，和特別地基于上面參考圖2或公式(1)或(2)所述的視覺(jué)敏銳度的損失隨著偏心距的增加而增加的原理，調(diào)整展現(xiàn)特性以便以更加具體、配合的方式適合該特定距離。
例如，能依據(jù)駕駛員眼睛的目光點(diǎn)和由至少一個(gè)顯示設(shè)備21到23產(chǎn)生的圖像位置之間的準(zhǔn)確距離或角度增大或減小文本的尺寸。
因此，如果根據(jù)本第二備選方案，展現(xiàn)的信息如圖2中所示隨著視角連續(xù)增加其尺寸，則放大尺寸直接取決于隨著視角的增加而增加的視覺(jué)敏銳度的損失。
圖6A到D表示用第一顯示類(lèi)型展現(xiàn)信息的這種伴隨目光的周?chē)曈X(jué)系統(tǒng)的例子，所述第一顯示類(lèi)型即例如在車(chē)輛情況的第一顯示器50(速度表)處的數(shù)字指示和在例如由導(dǎo)航系統(tǒng)控制的第二顯示器51處的箭頭指示。
在圖6到9中，駕駛員的實(shí)際目光點(diǎn)G由十字符號(hào)表示。
根據(jù)圖6A，目光筆直指向道路上。假定在第一顯示器50處的數(shù)字指示和第二顯示器51處的箭頭指示都與目光點(diǎn)G具有同樣的距離，則以中等尺寸格式展現(xiàn)或再現(xiàn)這兩種指示。
如果根據(jù)圖6B，目光指向第一顯示器50處的數(shù)字指示上，則由于在駕駛員中央視覺(jué)中的增強(qiáng)敏銳度，所以減小該指示展現(xiàn)的尺寸，并且因?yàn)榕c圖6A相比，現(xiàn)在在目光點(diǎn)G和第二顯示器51處的箭頭指示之間的距離更大，所以增大第二顯示器51處的箭頭指示的尺寸和/或粗度。
根據(jù)圖6C，駕駛員正在觀察遠(yuǎn)離道路的環(huán)境，在這種情況下，將第一顯示器50處的數(shù)字指示展現(xiàn)的尺寸增大(和可能地也增大其粗度)到這樣一個(gè)程度，以使得駕駛員能在其周?chē)曈X(jué)中閱讀它。在這種情況下，目光點(diǎn)G和第一顯示器50處的數(shù)字指示之間的大的距離要求很大的放大。同時(shí)，基本上以與圖6A中相同的尺寸和/或粗度展現(xiàn)第二顯示器51處的箭頭指示，這是因?yàn)閳D6C中的目光點(diǎn)G到第二顯示器51處的箭頭指示的距離基本上與圖6A中相同。
最后，在圖6D所示的例子中，駕駛員正凝視在導(dǎo)航系統(tǒng)的第二顯示器51處的箭頭指示上。在這種情況下，第二顯示器51處的該箭頭指示處于駕駛員的中央視覺(jué)中，所以以其正常(小)尺寸再現(xiàn)該箭頭指示。然而，再次以中等尺寸顯示第一顯示器50處的數(shù)字指示，以使得駕駛員能在其周?chē)曈X(jué)中認(rèn)出該數(shù)字指示。
圖7A到D表示使用第二顯示技術(shù)的伴隨目光的周?chē)曈X(jué)系統(tǒng)的例子，在第二顯示技術(shù)中，提供了具有模擬刻度指示的第一顯示器60來(lái)代替圖6中的第一顯示器50處的數(shù)字指示，另外，提供了例如由導(dǎo)航系統(tǒng)控制的具有箭頭指示的第二顯示器61，其中駕駛員的目光點(diǎn)G再次由十字符號(hào)表示。
如果目光如圖7A那樣筆直指向道路上，則由于兩個(gè)顯示器60、61到目光點(diǎn)的距離基本上相同，所以在顯示器60、61處的指示再次具有相似的中等尺寸。
根據(jù)圖7B，駕駛員正直接凝視在第一顯示器60處的模擬指示上，所以由于駕駛員中央視覺(jué)的高敏銳度，所以減小模擬指示的尺寸，而由于該指示到目光點(diǎn)G的距離較大，所以增加第二顯示器61處的箭頭指示的尺寸和/或粗度。
圖7C再次表示駕駛員正在觀察遠(yuǎn)離道路的環(huán)境，所以必須將第一顯示器60處的模擬指示的圖像放大到很大的程度，這是由于目光點(diǎn)G和該指示之間的距離很大，而第二顯示器61處的箭頭指示與圖7A中相比具有較小的尺寸和/或粗度，這是因?yàn)槟抗恻c(diǎn)G和該指示之間的距離較小。
最后，在圖7D的情況中，其中駕駛員正凝視在第二顯示器61處的箭頭指示上，由于駕駛員中央視覺(jué)的增強(qiáng)敏銳度，所以減小箭頭指示的尺寸和/或粗度，而第一顯示器60處的模擬指示再次具有比得上圖7A中指示的中等尺寸，這是因?yàn)槟抗恻c(diǎn)G到該指示的距離與圖7A中基本上相同。
依據(jù)目光點(diǎn)G和第一與第二顯示器50、51、60、61處的相關(guān)指示之間的實(shí)際距離，圖6和7中指示的展現(xiàn)或再現(xiàn)的尺寸和/或粗度的放大和減小連續(xù)進(jìn)行。
圖8表示用第三顯示類(lèi)型展現(xiàn)信息的伴隨目光的周?chē)曈X(jué)系統(tǒng)的另一個(gè)例子，其中通過(guò)顯示設(shè)備如激光投影機(jī)21將信息投影到轎車(chē)的儀表板上或?qū)⑿畔⑼队暗阶o(hù)目鏡或裝在頭上的顯示器上。僅僅示范性地示出了這樣的情況，其中駕駛員筆直向前地觀看道路，這再次由十字符號(hào)表示，通過(guò)十字符號(hào)識(shí)別目光點(diǎn)G。
圖8A、B表示信息的展現(xiàn)或再現(xiàn)是文本串的情形，當(dāng)文本串的字母到目光點(diǎn)G的距離增加時(shí)，文本串的尺寸和粗度連續(xù)增大。在圖8B中，另外例如用增大尺寸使導(dǎo)航系統(tǒng)的箭頭成像，其中也用增大尺寸投影導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)文本串的字母。
圖9表示呈裝在頭上的顯示器形式的投影顯示器的例子的細(xì)節(jié)。
圖9A以三維視圖示意性表示“文本消息”怎樣相對(duì)于駕駛員的目光點(diǎn)G展現(xiàn)在安裝于頭上的顯示器中，圖9B表示使用該裝在頭上的顯示器的駕駛員的視野，其中假定駕駛員正在筆直向前觀看道路，駕駛員的視野再次由目光點(diǎn)G表示。
根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例，信息的展現(xiàn)也能跟隨目光位置或目光方向，例如，信息能通過(guò)投影展現(xiàn)或信息能展現(xiàn)在護(hù)目鏡顯示器上以與駕駛員正在看哪里無(wú)關(guān)地總是處于某個(gè)視角(例如從目光方向或目光點(diǎn)向下7度)。在這種情況下，不必實(shí)施信息展現(xiàn)/再現(xiàn)的尺寸和/或粗度的連續(xù)放大或減小。更確切地說(shuō)，考慮到上面參考圖1和2所述的視覺(jué)敏銳度的損失隨著偏心距增大而增大的情況，依據(jù)圖像相對(duì)于目光方向的視角將圖像的尺寸和/或粗度固定到某個(gè)值。
本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是駕駛員的中央視覺(jué)沒(méi)有任何展現(xiàn)或再現(xiàn)信息，但能使信息成像在中央視覺(jué)附近足夠近的地方以獲得駕駛員足夠的注意。
本第三實(shí)施例的另一種實(shí)施是使用呈投影機(jī)形式的顯示設(shè)備，如二極管激光器，以將信息例如投影在儀表板的頂部上，總是對(duì)角向下地處于20到30度之間。
能展現(xiàn)或再現(xiàn)的信息類(lèi)型的例子是當(dāng)前速度、導(dǎo)航信息、文本消息或排檔信息。如果提供了技術(shù)的先決條件(尤其象發(fā)射機(jī)應(yīng)答器、用于標(biāo)志識(shí)別的基于圖像處理的攝像機(jī)、基于GPS或其它導(dǎo)航系統(tǒng)的富含信息的數(shù)字地圖)，則能以可閱讀的周?chē)曈X(jué)格式將交通信息展現(xiàn)給駕駛員，這種交通信息的例子是當(dāng)前速度限制、交通信號(hào)燈、在當(dāng)前交通標(biāo)志上發(fā)現(xiàn)的文本和圖像、關(guān)于即將來(lái)臨的危險(xiǎn)的信息等等。
如上所述，能使警告信號(hào)配合目光點(diǎn)或目光方向。例如，涉及逐淅引到道路中心的移動(dòng)點(diǎn)或燈的分心警告，如在形成本公開(kāi)的一部分作為參考的WO03/070093中描述的，最好能被置于出發(fā)點(diǎn)，駕駛員的目光點(diǎn)來(lái)自該出發(fā)點(diǎn)。
能使視覺(jué)的分心警告、認(rèn)知分心警告、碰撞警告和離開(kāi)車(chē)道警告全部配合駕駛員的目光位置或目光方向，最終，能由駕駛員作出顯示怎么信息的選擇。然而，能展現(xiàn)任何在周?chē)曈X(jué)中易讀的或可識(shí)別的信息。
最后，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的優(yōu)選備選實(shí)施例概述如下1)具有駕駛員開(kāi)關(guān)(隨所有顯示類(lèi)型一起使用)的二元方法(中央狀態(tài)或周?chē)鸂顟B(tài))以打開(kāi)/關(guān)掉周?chē)鸂顟B(tài)。顯示器在中央狀態(tài)中具有正常尺寸，和當(dāng)駕駛員打開(kāi)周?chē)鸂顟B(tài)時(shí)，顯示器顯示簡(jiǎn)化的增大信息。顯示器不依據(jù)目光位置改變它們的狀態(tài)(駕駛員能直接看處于周?chē)鸂顟B(tài)中的顯示器)，所以該實(shí)施例在沒(méi)有眼睛追蹤器的情況下工作。
2)具有追蹤眼睛的探測(cè)器(隨所有顯示類(lèi)型一起使用)的二元方法(中央狀態(tài)或周?chē)鸂顟B(tài))。利用未加工的目光數(shù)據(jù)計(jì)算和使顯示器在周?chē)鸂顟B(tài)和中央狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，當(dāng)駕駛員看道路時(shí)，顯示器處于周?chē)鸂顟B(tài)中，當(dāng)他從道路轉(zhuǎn)移目光時(shí)，將顯示器設(shè)定在中央狀態(tài)中，顯示器不顯示分級(jí)的信息而是僅僅具有兩個(gè)狀態(tài)。
3)具有眼睛追蹤的分級(jí)信息方法，其中信息的尺寸取決于每個(gè)顯示器和當(dāng)前目光位置之間的視角，和使用現(xiàn)有的顯示技術(shù)，如圖6和7中所示。
4)具有眼睛追蹤的分級(jí)信息方法，其中信息的尺寸取決于每個(gè)顯示器和當(dāng)前目光位置之間的視角，和使用激光投影機(jī)或裝在頭上的顯示器，圖8和9示出了示范性實(shí)施例。
5)周?chē)馗淖兊男畔⒎椒?，其跟隨目光位置以使得展現(xiàn)的信息總是與目光位置呈特定視角。例如，能將速度或標(biāo)志展現(xiàn)成總是停留在從目光位置筆直向下15度的地方，這意味著當(dāng)駕駛員看左邊的鏡子時(shí)，它們將從鏡子筆直向下15度，或如果駕駛員看無(wú)線電設(shè)備時(shí)，它們將從無(wú)線電設(shè)備筆直向下15度，該展現(xiàn)技術(shù)必須使用投影機(jī)或裝在頭上的顯示器。
權(quán)利要求
1.通過(guò)至少一個(gè)顯示設(shè)備在人的視野中展現(xiàn)或再現(xiàn)信息的方法，其特征在于，依據(jù)所述信息是通過(guò)觀察者的中央視覺(jué)辨認(rèn)還是通過(guò)觀察者的周?chē)曈X(jué)辨認(rèn)來(lái)改變信息的展現(xiàn)或再現(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)觀察者的眼睛敏銳度隨著周?chē)曈X(jué)中的偏心距的增加而造成的損失，連續(xù)改變信息展現(xiàn)或再現(xiàn)的大小、尺寸、對(duì)比度和/或亮度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述觀察者能選擇所述信息的展現(xiàn)或再現(xiàn)，以通過(guò)中央視覺(jué)或通過(guò)周?chē)曈X(jué)進(jìn)行辨認(rèn)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，探測(cè)所述觀察者的目光方向或目光點(diǎn)，并依據(jù)所述目光點(diǎn)或目光方向與信息展現(xiàn)位置之間的偏心距來(lái)展現(xiàn)或再現(xiàn)所述信息，從而能通過(guò)中央視覺(jué)或通過(guò)周?chē)曈X(jué)辨認(rèn)出信息。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，分別依據(jù)目光點(diǎn)和目光方向分別與信息展現(xiàn)或再現(xiàn)位置之間的角度和/或距離的增加或減小，連續(xù)增大或減小所述展現(xiàn)或再現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，探測(cè)所述觀察者的目光方向或目光點(diǎn)，并在觀察者的周?chē)曈X(jué)中以預(yù)定的相對(duì)于目光方向或目光點(diǎn)不變的視角及用預(yù)定的不變放大倍數(shù)展現(xiàn)或再現(xiàn)所述信息，以使得所述信息的展現(xiàn)或再現(xiàn)跟隨觀察者的目光方向或目光點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，展現(xiàn)或再現(xiàn)預(yù)定信息類(lèi)型，以通過(guò)觀察者的中央視覺(jué)和/或周?chē)曈X(jué)辨認(rèn)信息。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于展現(xiàn)或再現(xiàn)關(guān)于安全的信息，以通過(guò)觀察者的中央視覺(jué)和/或周?chē)曈X(jué)辨認(rèn)信息。
9.特別用于實(shí)施如權(quán)利要求1到8中的至少一個(gè)所述的方法的在人的視野中展現(xiàn)或再現(xiàn)信息的系統(tǒng)，包括至少一個(gè)顯示設(shè)備(21，22，23)和用于控制所述至少一個(gè)顯示設(shè)備(21，22，23)的控制設(shè)備(10)，所述控制設(shè)備(10)用于依據(jù)所述信息是通過(guò)觀察者的中央視覺(jué)辨認(rèn)還是通過(guò)觀察者的周?chē)曈X(jué)辨認(rèn)來(lái)改變所述信息的展現(xiàn)或再現(xiàn)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制設(shè)備(10)用于根據(jù)觀察者眼睛敏銳度隨著周?chē)曈X(jué)中的偏心距的增加而造成的損失，連續(xù)改變信息展現(xiàn)或再現(xiàn)的大小、尺寸、對(duì)比度和/或亮度。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，包括用于探測(cè)觀察者的目光位置和/或目光方向的探測(cè)器(40)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備(10)用于基于駕駛員的目光位置和/或目光方向，確定所述信息的展現(xiàn)或再現(xiàn)的位置是通過(guò)觀察者的中央視覺(jué)還是通過(guò)觀察者的周?chē)曈X(jué)辨認(rèn)。
13.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述顯示設(shè)備是屏幕(22)和/或激光投影機(jī)(21)和/或仰視或俯視顯示器(23)和/或裝在頭上的護(hù)目鏡顯示器。
14.特別用于如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)的控制設(shè)備(10)，用于控制至少一個(gè)顯示設(shè)備(21，22，23)，以通過(guò)觀察者的中央視覺(jué)或通過(guò)觀察者的周?chē)曈X(jué)借助于所述至少一個(gè)顯示設(shè)備(21，22，23)展現(xiàn)或再現(xiàn)信息。
15.如權(quán)利要求14所述的控制設(shè)備，為了在觀察者的周?chē)曈X(jué)中辨認(rèn)信息，該控制設(shè)備依據(jù)用于探測(cè)觀察者的目光位置和/或目光方向的探測(cè)器(40)的輸出信號(hào)并依據(jù)目光點(diǎn)和目光方向分別與信息展現(xiàn)或再現(xiàn)位置之間的角度和/或距離，改變信息展現(xiàn)或再現(xiàn)的大小、尺寸、對(duì)比度和/或亮度。
16.包括計(jì)算機(jī)程序編碼裝置的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在可編程的微型計(jì)算機(jī)中運(yùn)行所述程序時(shí)，其適于執(zhí)行如權(quán)利要求1到8中的至少一個(gè)所述的方法。
17.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在與因特網(wǎng)相連的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序適于被下載到如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)中或其部件之一中。
18.存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序編碼裝置。
全文摘要
披露了用于特別在車(chē)輛的駕駛員、火車(chē)的駕駛員、船的船長(zhǎng)、飛機(jī)的飛行員或任何其它必須沿某個(gè)方向凝視以觀察或監(jiān)視環(huán)境的人的視野中展現(xiàn)信息的方法和系統(tǒng)，所述環(huán)境就車(chē)輛駕駛員而言例如為道路。以這樣一種方式展現(xiàn)信息，即這種人在閱讀這種信息時(shí)，他的察覺(jué)環(huán)境變化的能力較小地削弱，所以相當(dāng)大地改善了駕駛車(chē)輛的安全性。
文檔編號(hào)B60K35/00GK1886639SQ200480035608
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月1日
發(fā)明者特倫特·維克托, 約翰·亞爾蘭格里普 申請(qǐng)人:沃爾沃技術(shù)公司