用于車輛的虛擬顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于車輛的顯示系統(tǒng)，其包括安裝在車輛的乘客艙之內(nèi)的顯示器屏幕。在對應于顯示器屏幕的位置的車輛的外部上安裝攝像機。（一個或多個）傳感器被定向朝向車輛的駕駛員來感測駕駛員眼睛位置。用于顯示系統(tǒng)的ECU分析駕駛員眼睛位置，并且確定視線。在對應于駕駛員的視線的顯示器屏幕上顯示來自攝像機的圖像。因此，顯示系統(tǒng)向駕駛員提供如果車身不在那里則將看見的事物的圖像，而不是車輛阻隔駕駛者的視野。因此，顯示系統(tǒng)提供車身的虛擬透明部分，其加寬了向駕駛者提供的視野。
【專利說明】用于車輛的虛擬顯示系統(tǒng)
[0001]優(yōu)先權
本申請要求2011年10月14日提交的美國臨時專利申請序列號61/547，374以及2012年9月10日提交的美國非臨時專利申請序列號13/622,438的優(yōu)先權，通過引用將它們的全部內(nèi)容并入本文。
【技術領域】
[0002]本公開涉及機動車輛，并且更特別地涉及用于機動車輛的駕駛員輔助設備。
【背景技術】
[0003]鏡子用于增強由車輛的駕駛員看見的視界。鏡子用于允許駕駛員觀察定位在它們的后面以及旁邊的車輛。為了駕駛員的方便，鏡子通常被固定在風擋區(qū)域的頂部中央以及車輛的任一側(cè)。然而，駕駛員的視野仍然在若干位置處被諸如風擋的任一側(cè)上的柱之類的不可以從車輛移除的結構元件阻隔，并且駕駛員的視野在駕駛員的直視以及在標準鏡子布置中的鏡子的范圍之外的車輛的任一側(cè)上的“盲點”處被阻隔。
[0004]本文提供的背景描述是出于一般地表示本公開的上下文的目的。在該背景部分中描述的在某種程度上的目前指明的發(fā)明人的工作，以及在提交時否則可能不夠格作為現(xiàn)有技術的描述的方面既不明確地也不暗含地被承認為反對本公開的現(xiàn)有技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]用于車輛的顯示系統(tǒng)包括安裝在車輛的乘客艙之內(nèi)的顯示器屏幕，諸如在將頂連接到下車體的柱上。在車輛的外部上安裝攝像機來記錄對應于顯示器屏幕的位置的圖像。傳感器被定向朝向車輛的駕駛員來感測駕駛員眼睛位置。用于顯示系統(tǒng)的ECU分析駕駛員眼睛位置，并且確定視線。在對應于駕駛員的視線的顯示器屏幕上顯示來自攝像機的圖像。因此，顯示系統(tǒng)向駕駛員提供如果車身不在那里則將看見的事物的圖像，而不是車輛阻隔駕駛者的視野。因此，顯示系統(tǒng)提供車身的虛擬透明部分，其加寬了向駕駛者提供的視野。
[0006]一種用于車輛的顯示系統(tǒng)包括安裝到針對車輛的第一安裝位置的第一顯示器屏幕以及可控地連接到第一顯示器屏幕的E⑶。攝像機被安裝到車輛來提供來自車輛外的圖像。至少一個傳感器定位在乘客艙之內(nèi)并且被定向朝向駕駛員座椅。在第一顯示器屏幕上顯示第一圖像，其中使用來自至少一個傳感器的信息基于駕駛員的預測的視點由ECU確定第一圖像。
[0007]根據(jù)在下文中提供的詳細描述，本公開的適用性的進一步的范圍將變得明顯。應理解詳細的描述以及具體的示例雖然指示本公開的優(yōu)選實施例，但僅意圖說明性的目的并且不意圖限制本公開的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]根據(jù)詳細描述和附圖，本公開將變得更完全地被理解，其中: 圖1是利用本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的車輛的示意圖示；
圖2是本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的駕駛者視野的示意圖示；
圖3是乘客艙和本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的頂視圖的示意圖示；
圖4是圍繞車輛、乘客艙和本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的區(qū)域的頂視圖的示意圖示；以及 圖5是用于使用本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的布置與方法的示意圖示。
【具體實施方式】
[0009]下文的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的并且絕不意圖限制本公開、其應用或用途。出于清楚的目的，在圖中將使用相同的參考標號來標識類似的元素。貫穿本申請，諸如向前與后部的相對的方向是參考車輛10的駕駛員在操作車輛10時將主要面對的方向。圖1到圖3圖示了車輛10和本發(fā)明的顯示系統(tǒng)12。顯示系統(tǒng)12包括安裝到在車輛10上的多個顯示器安裝位置20A-F的多個顯示器屏幕14A-F。在示出的實施例中，顯示器安裝位置20A、B是車輛10的A柱(A-pillars)。A柱通常是構造(frame)風擋的車身的垂直部分。顯示器屏幕14A-F連接到安裝到車輛10的攝像機16A-F來顯示由攝像機16A-F捕獲的移動的、實時的圖像。顯示器屏幕14A-F可以是諸如LCD屏幕的低密度彩色屏幕。
[0010]至少存在安裝在第一安裝位置20A處的第一屏幕14A以及安裝在第二安裝位置20B處的第二屏幕14B。然而，每個顯示器屏幕14A-F都可以是全部安裝在該安裝位置20A-F處的多個顯示器的面板。第一安裝位置20A是A柱之一，并且第二安裝位置20B是另外一個A柱。
[0011]攝像機16A-F和顯示器屏幕14A-F連接到控制顯示器屏幕14A-F的電子控制單元(E⑶)18 (未示出全部連接)。另外，至少一個傳感器22定位在乘客艙26中并且被定向朝向車輛10的駕駛員。傳感器22檢測駕駛員的眼睛位置來提供在乘客艙26之內(nèi)的駕駛員的眼睛位置的三維位置。為了在全部三個維度中的較容易的檢測，可以使用多個傳感器22。因此，優(yōu)選地，傳感器22是傳感器的陣列。傳感器22可以是低分辨率攝像機、超聲波傳感器或者類似物的組合。車輛10之內(nèi)的其他系統(tǒng)也可以使用傳感器22。例如，傳感器22可以是由乘員檢測系統(tǒng)使用的駕駛員監(jiān)視攝像機或者傳感器。
[0012]E⑶18基于傳感器22確定駕駛員頭部位置和眼睛方向。使用針對眼睛位置的三維坐標，E⑶18計算在當時的駕駛員的視線的投影線(projected line)。E⑶18計算通過顯示器屏幕14A-F的安裝位置20A-F的駕駛員的投影透視(projected perspective)。即，ECU 18確定如果車輛10在那個安裝位置20A-F處沒有阻隔視野則駕駛員將能夠看見什么。E⑶18然后在對應于駕駛員的投影透視的顯示器屏幕14A-F上顯示攝像機16A-F捕獲的移動圖像24A-F (僅示出一個)。顯示器屏幕14A-F應該具有足夠的分辨率以允許駕駛員來快速地看見并且理解什么物體28在車輛外。
[0013]顯示系統(tǒng)12向駕駛員提供如果車輛10的車身不在那里則將看見的事物的圖像24A-F，而不是車輛10在安裝位置20A-F處阻隔駕駛員的視野。因此，顯示系統(tǒng)12在安裝位置20A-F處提供車輛10的車身的虛擬透明部分，其加寬了向駕駛者提供的視野。
[0014]參考圖4和5，其圖示了僅在A柱位置處的顯示器屏幕14A、B,由于駕駛員在操作車輛時移動，所以ECU 18計算并且確定新的視點并且更新在顯示器屏幕14A、B上顯示的圖像24A、B來反映新的視點。例如，在車輛10外的物體28由攝像機16A、B之一記錄。在圖4中，該物體是由第一攝像機16A記錄的車輛。E⑶18計算駕駛員的視線并且將車輛28的側(cè)面顯示在顯示器屏幕14A上，而后角(rear corner)通過風擋可以是可見的。然而，在駕駛員移位向左之時，視線將移位。ECU 18計算新的視線并且將車輛28的后角顯示在顯示器屏幕14A上。因為駕駛員的頭部和視線是在恒定運動中的，所以利用的ECU 18的類型應該提供可能最小化在駕駛員的頭部移動與車輛外的物體26的位置之間的延遲的最快的響應時間。E⑶18可以具有與攝像機和顯示器屏幕14A、B的有線連接(在圖1中示出)來最小化延遲并且提供快速的響應時間。另外，由于顯示器屏幕14A-F的數(shù)目增加，所以可能需要多個ECU來確定關于每個顯示器屏幕14A-F的駕駛員的視線。
[0015]雖然上文的實施例圖示了在A柱上的顯示器屏幕14A、B的安裝位置20A、B，但是關于車輛的其他位置可以利用顯示系統(tǒng)12。例如，顯示器屏幕14A-F可以被安裝來提供通常的“盲點”區(qū)域、后視(rear view)等等的視野。
[0016]返回參考圖1到3，攝像機16A-F定位在車輛10的外部上。顯示器屏幕14A-F在安裝位置20A-F處定位在車輛10的內(nèi)部上，并且攝像機16A-F在安裝位置20A-F處定位在車輛10的外部上。攝像機16A-F被定位來從車輛10面向外并且記錄接近于車輛10的區(qū)域。應該定位攝像機16A-F來提供類似于從駕駛員的座椅到那個位置的通常駕駛員的視線將是什么的攝像機視角(viewing angle)。然而，如上文解釋的，由于駕駛員移動，所以駕駛員的視線將會變化。附加地，不同的駕駛員將具有不同的視線并且需要針對攝像機16A-F的不同的視角。為適應針對視角的范圍的需要，攝像機16A-F可以是魚眼或者廣角攝像機并且記錄在安裝位置20A-F處接近于車輛10的區(qū)域的大的部分。在E⑶18確定駕駛員的視線之后，E⑶18將選擇記錄的圖像的一部分以在顯示器屏幕14A-F上示出。選擇的記錄的圖像的部分將是對應于駕駛員的視線的部分。不同的視線將導致選擇記錄的圖像的不同部分。攝像機16A-F可以具有固定的位置來允許E⑶18快速地處理記錄的圖像的哪個部分對應于視線并且選擇用于顯示器屏幕14A-F的圖像。
[0017]替代地，攝像機16A-F可以可移動地安裝到車輛10。在E⑶18確定視線之后，可以移動攝像機16A-F來記錄將對應那個視線的圖像。ECU 18可以控制攝像機來旋轉(zhuǎn)或者平移以獲得正確的視角。慮及攝像機16A-F，移動可以增加可用的視角的數(shù)目。然而，在ECU18確定駕駛員的視線并且移動攝像機16A-F之后，E⑶18可能仍需要使用記錄的圖像的僅選擇的部分來在顯示器屏幕14A-F上示出。
[0018]圖5圖示了顯示系統(tǒng)12的示意圖。傳感器22檢測在乘客艙26之內(nèi)的駕駛員的位置。(一個或多個)攝像機16A、16B記錄接近于車輛10的外部區(qū)域。通過E⑶18分析來自(一個或多個)傳感器22和(一個或多個)攝像機16A、16B的信息。E⑶18確定駕駛員視線并且在顯示器屏幕14A、14B上示出適當?shù)膱D像24A、24B。E⑶18連續(xù)地分析駕駛員的視線并且在車輛10和駕駛員在移動時更新圖像。
[0019]雖然用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式已經(jīng)被詳細描述，但是本公開的真正范圍不應被這樣限制，因為熟悉本發(fā)明涉及的領域的技術人員將認識到用于在附加的權利要求書的范圍之內(nèi)實踐本發(fā)明的各種替代設計和實施例。
【權利要求】
1.一種用于車輛的顯不系統(tǒng)，其包括: 第一顯示器屏幕，其安裝在車輛的第一安裝位置處來顯示對駕駛員可見的第一圖像； 電子控制單元，其可控地連接到第一顯示器屏幕； 攝像機，其安裝到車輛的外部以記錄接近于車輛的區(qū)域，其中記錄的圖像被發(fā)送到電子控制單兀； 在乘客艙之內(nèi)的至少一個傳感器，其定向朝向駕駛員座椅來檢測駕駛員的眼睛位置，其中電子控制單元基于眼睛位置確定駕駛員到第一顯示器屏幕的預測的視線；以及 其中電子控制單元基于駕駛員的預測的視線從記錄的圖像選擇第一圖像。
2.如權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中電子控制單元通過以下中的一個確定在第一顯示器屏幕上顯示的第一圖像:使用涉及預測的視線的攝像機提供的記錄的圖像的一部分，以及改變攝像機視角來提供涉及預測的視線的記錄的圖像。
3.如權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中第一安裝位置是車輛的A柱。
4.如權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中至少一個傳感器是攝像機和超聲波傳感器之
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5.如權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中第一顯示器屏幕是安裝在第一安裝位置處的一個低密度彩色顯示器屏幕與多個低密度彩色顯示器屏幕中的一個。
6.如權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中攝像機是魚眼攝像機。
7.一種用于車輛的顯不系統(tǒng)，其包括: 多個顯示器屏幕，其安裝到車輛上的多個安裝位置以顯示對駕駛員可見的多個圖像； 至少一個電子控制單元，其可控地連接到多個顯示器屏幕； 多個攝像機，其在安裝位置處安裝到車輛的外部以提供來自車輛外的圖像，其中多個攝像機的安裝位置對應于多個顯示器屏幕的安裝位置； 在乘客艙之內(nèi)的多個傳感器，其被定向朝向駕駛員座椅；以及 在多個顯示器屏幕上顯示的多個圖像，其中基于針對多個顯示器屏幕中的每個的駕駛員的預測的視點使用來自至少一個傳感器的信息通過電子控制單元確定在多個顯示器屏幕中的每個上的圖像。
8.如權利要求7所述的顯示系統(tǒng)，其中多個顯示器屏幕安裝位置是駕駛員側(cè)A柱、乘客側(cè)A柱與車輛中的一個。
9.如權利要求7所述的顯示系統(tǒng)，其中多個傳感器是攝像機與至少一個超聲波傳感器、多個超聲波傳感器與多個攝像機中的一個。
10.如權利要求7所述的顯示系統(tǒng)，其中多個顯示器屏幕中的每個是安裝在多個顯示器屏幕的該安裝位置處的一個低密度彩色顯示器屏幕與多個低密度彩色顯示器屏幕中的一個。
11.如權利要求7所述的顯示系統(tǒng)，其中多個攝像機是魚眼攝像機。
12.如權利要 求7所述的顯示系統(tǒng)，其中電子控制單元通過以下中的一個確定在對應的多個顯示器屏幕中的每個上顯示的圖像:使用通過涉及駕駛員的預測的視點的多個攝像機中的對應一個提供的圖像的一部分，以及改變多個攝像機中的對應一個的視角來提供涉及駕駛員的預測的視點的圖像。
13.一種在車輛中顯示圖像的方法，其包括:利用安裝到車輛的攝像機記錄接近于車輛的區(qū)域的第一圖像； 利用定位在車輛的乘客艙之內(nèi)的至少一個傳感器感測駕駛員的眼睛位置； 基于眼睛位置并且對應于安裝在車輛的乘客艙之內(nèi)并且對駕駛員可見的顯示器屏幕的位置確定駕駛員的視線； 在顯示器屏幕上顯示第二圖像，其中顯示的第二圖像對應于針對顯示器屏幕的安裝位置的駕駛員的視線。
14.如權利要求13所述的方法，其中第二圖像是基于駕駛員的眼睛位置選擇的第一圖像的一部分。
15.如權利要求13所述的方法，進一步包括當記錄第一圖像時基于駕駛員的眼睛位置移動攝像機來獲得不 同的視點，并且其中在顯示器屏幕上的第二圖像與通過攝像機記錄的第一圖像相同。
16.如權利要求13所述的方法，其中第一安裝位置是車輛的A柱。
17.如權利要求13所述的方法，其中至少一個傳感器是攝像機與超聲波傳感器中的一個。
【文檔編號】B60R1/00GK103987578SQ201280061578
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權日:2011年10月14日
【發(fā)明者】D.L.阿格紐 申請人:大陸汽車系統(tǒng)公司