CN103153678A - 具有用于影响驾驶员视线方向装置的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有用于影响驾驶员视线方向装置的汽车，其具有用于危险检测的装置和针对检测到的危险输出至少一个警告的装置，以及具有基本上被置于汽车仪表板中间的显示单元用于显示信息和/或娱乐内容，在汽车内部配置了适合用于输出动态光线动画的发光装置，其基本上从显示单元延伸到汽车挡风玻璃上的驾驶员视野。当有涉及到或者可能会涉及到汽车前面交通情况的危险时，可以输出光线动画用于针对危险输出警告，光线动画为驾驶员视野内的光线运动。

Description

具有用于影响驾驶员视线方向装置的汽车

技术领域

本发明涉及一种具有用于影响驾驶员视线方向装置的汽车，其中汽车具有用于危险检测的装置和用于针对所检测的危险输出至少一个警告的装置，并且其中汽车具有用于显示信息和/或娱乐内容的显示单元，该显示单元基本上设置于汽车仪表板的中间。

背景技术

在现代汽车中越来越多可供使用的信息和/或娱乐内容显示的可能性提高了汽车乘客的舒适性，但也使驾驶员的注意力从交通情况中分散开。很多现代汽车特别允许信息和/或娱乐内容在配置在仪表板或者仪表盘中间的显示单元（必要时略倾斜向驾驶员）上显示。该类显示单元在后面被称为中央信息显示器（CID）。驾驶员的视线转向CID会不可避免地导致驾驶员的视线不再朝向位于他前方近处的交通情况。

即使汽车具有用于危险检测的装置和用于针对所检测的危险输出警告的装置，也常常不足以将驾驶员的注意力在适合的时刻转移到交通情况上。

发明内容

本发明的任务是，给出一种汽车，其使得可以在危险情况下改善注意力的转移。

该任务通过根据权利要求1的汽车解决。从属权利要求给出了本发明有优势的实施例和进一步构造。

在根据本发明的汽车中，在汽车内部配置了适合用于输出动态光线动画的发光装置，其基本上从显示单元延伸到汽车挡风玻璃上的驾驶员视野。当有涉及或至少可能涉及到汽车前面交通情况的危险被检测到时，通过发光装置可以输出动态光线动画用于针对危险输出警告，该光线动画显示为沿驾驶员视野方向的光线运动。

以此驾驶员的视线借助于动态光线动画被从显示装置转移到交通情况上。其中可以假设，如果其视线朝向汽车挡风玻璃上所谓的驾驶员视野——即想像的典型位于驾驶员的眼睛和处在汽车前面区域或者行驶方向中的交通相关的物体之间的连接线穿过的挡风玻璃区域，交通情况会最优地被驾驶员展望到。

根据本发明的一个优选的实施形式，发光装置至少部分地基本上线型地沿着延伸线从显示单元延伸到驾驶员视野，并且这样构造光线动画，使得显示出的光线运动沿着延伸线进行。其中线型的概念表示基本上为长且窄的。优选发光装置至少部分基本上沿着一条延伸线直线延伸。线型的概念并不一定是直线的意思，而是线可以例如为弯曲的，具有转角和/或蜿蜒行进。

发光装置可以包括一列多个发光二极管，所述发光二极管逐个沿着延伸线设置并且能够按顺序发光，以便形成光线动画。发光二极管可以被制造的非常小和低矮，具有很快的反应时间，可以以“闪光运行”的方式被运行，并且具有小的能耗。因此它们特别适用于构造一列小的光源，通过其借助单个光源的顺序发光可以变换出“光线动画”。顺序发光指的是具有时间错位的发光情况，其中两个或者多个邻接的光源在一个过渡时间范围内同时发光。当然采用其它同样适合的光源用于实现本发明和采用发光二极管是等效的。

根据本发明的第一实施形式发光装置由一列发光二极管组成，即不包括其它的光源，并且光线动画仅由发光二极管的顺序发光形成。

根据本发明的第二实施形式，发光装置还包括显示单元本身，为了显示光线运动首先能够在显示单元上输出图像动画，该图像动画包括通往延伸线的图像运动，并且该图像动画通过发光二极管的顺序发光被继续。驾驶员的视线首先落在图像动画上，接着是通向延伸线的图像运动，以及然后通过发光二极管的顺序发光被沿延伸线导向。

在此，图像运动可以特别包括之前由显示单元示出的显示图像的变形和/或运动，必要时也可以为边缘剪切。之前由显示单元示出的显示图像以此会适当地从驾驶员的视线中离开。当图像运动基本上沿延伸线的方向并且在观察者的视线中通向延伸线时，观察者或者驾驶员就会感觉到，之前由显示单元示出的显示图像会恰当的沿着延伸线被“吸收”或者被拉入其中。接下来的沿着延伸线的光线动画可以被观察者或者驾驶员感觉为被“吸收”的显示图像沿着延伸线的进一步移动——尽管其不再基于图像，而是单纯基于光线效果，即发光二极管的顺序发光。

如果汽车具有平视显示器，那么有优势的是，在输出光线动画的过程中和/或之后，至少暂时通过平视显示器显示之前由显示单元示出的显示图像的映像。那么前面所述的沿着延伸线“移动”的显示图像就确实再次出现在驾驶员视野中，或者必要时略低于驾驶员视野，但无论如何在其附近。映像在驾驶员视野中的显示在必要时可以具有减少的分辨率、细节和/或色彩（必要时也可以是单色的）而不缺少期望的效果。在预定的显示时间后，平视显示器的显示可以再次被关闭，从而将现在被转移到驾驶员视野的驾驶员视线被确实解放出来。

当发光装置包括一列各沿延伸线配置并且可以被顺序点亮的多个发光二极管时，那么有优势的是，各个发光二极管之间的距离在朝向驾驶员视野的方向上逐渐增加。一方面所期望的驾驶员视线的“摆动”在接近延伸线尾端时已经被引入并且不再需要紧贴的引导。另一方面当发光二极管沿着汽车仪表板的表面被配置时，在驾驶员的视野中各个逐渐远离他的光点在很多情况下看起来会互相靠近。特别是在仪表板是凸面时会有这样的情况。

从技术设计和操纵的人体工程角度还有优势的是，发光二极管内置于仪表板的材料中，这样仪表板的表面在基本上是平的。为此可以采用被特别平整安装的发光二极管，例如通过SMD技术实施，其被安装在（特别是粘合在）适合的预设凹槽中。安装可以在生产仪表板之后或者之中就进行。如果在发光二极管上加上薄的完全或部分透明的材料层，那么就会有均匀的仪表板表面，而不需要承担发光二极管的光线可见度的损耗。

如果汽车具有针对检测到的危险输出不同警告等级的警告的装置，特别是用于输出预警和严重警告，那么光线动画优选仅仅在低等级警告的情况下被给出；如果有预警和严重警告，那么仅仅在预警时输出。

在根据本发明的优选的实施形式中，汽车具有用于探测驾驶员视线方向的装置，并且根据所探测的视线方向输出光线动画。一方面仅仅当驾驶员的视线也确实从交通情况中转移时，特别是他朝向汽车CID时，输出可以被确定和简单地实行。另一方面在必要时，光线动画可以有意识地在驾驶员视线正好落在的地方开始。以及另一方面在必要时，光线动画可以被这样实施，使得显示的光线运动可以以不同的速度行进；这样光线运动可以以驾驶员的视线也确实能跟上它的速度被显示。当视线位于光线运动之后时，所述光线运动必要时会减慢。如果视线快，光线运动必要时会加速。

此外本发明还基于下面示出的考虑：

驾驶辅助系统（FAS）和驾驶信息系统（FIS）的技术水平如今在各个制造商中都有了进步。例如下面位于主动安全范围内的FAS已经由领先的汽车制造商在市场上提供：碰撞警告系统、轨道更换报警器、轨道偏离报警器、包括行人警告的夜视器。此外例如在市场上还已经有下面类型的FIS被提供：导航系统、娱乐（广播、电视、DVD…）、电话、互联网等等。

涉及碰撞危险的警告策略方面也有不同的方式在当前的技术水平中已知。所有上面所述的FAS应该针对可能的危险、例如和其它交通参与者的碰撞或者离开轨道在驾驶员未注意到时发出警告。在碰撞警告系统中，和前面行驶的交通参与者之间的距离典型地会借助雷达传感器被获取并且从速度差中计算出到碰撞的时间（TTC）。根据所述TTC形成时间上的警告界限。几乎所有的领先的汽车制造商都建立了两段式的警告概念，之后在必要时进行（半）自动刹车。在由申请人提供的系统中，驾驶员在危急的追尾情况和越过第一警告界限时收到形式为在仪表板和平视显示器（HUD）中的符号的预警（第一阶段–光学式）。在驾驶员没有反应并且因此越过第二警告界限时，会有形式为高频警告音和闪烁的符号的严重警告（第二阶段–光学式和声学式）出现在仪表板和HUD中。在某些已知的系统中，额外会借助内部空间照相机分析驾驶员视线的位置以及在视线离开和危急情况下提前给出警告。

涉及到FIS的显示和操纵概念（ABK）从现有技术水平中同样也有很多解决方案被熟知。在汽车工业中被设立的有最先由申请人引入的用于操纵FIS的概念IDRIVE。其基于操纵元件（位于中心控制台）和显示器（仪表板中间的显示）间清晰的分离。通过IDRIVE控制器可以开启和控制最重要的娱乐、通信、导航和舒适功能。

从现有技术水平和可以越来越低价获得高技术水平汽车组件出发，将来在大多数的现代化汽车中可以具有并且采用“观察”驾驶员的内部照相机，以对驾驶员状况进行分析（疲劳度、注意力集中度、视线方向，眨眼等等）。此外在不久的将来，推测全色HUD的使用是可能的或者甚至成为标准。以此可以实现HUD中色彩图像的显示（例如通过现在市场上可以得到的技术仅能在汽车中通过所谓的CID、即位于汽车仪表板中央的中央信息显示器显示的图片）。

现在市场上可用的警告概念在特定的情况下还具有缺点。例如在行驶中操纵FIS时驾驶员的视线会典型地在内部空间中的CID（中央信息显示器）和位于汽车前方的驾驶情况（通过挡风玻璃中的驾驶员视野观察）间来回移动。在需要相对较长的整个操纵时间的功能（例如输入目的地、导航）中，视线从驾驶轨道或者驾驶情况中偏移的最大时间可能会相对较长。

在越过第一警告界限时给出的纯光学预警（例如形式为仪表板和HUD中的黄色符号），很有可能不会在每个实际情况中被感觉到，因为视线在此刻正朝向CID。当在越过第二警告界限时有形式为无定向的声音输出（例如Gong声）的严重警告被输出并且必要时和强烈的光学警告组合时（例如仪表板组合件和HUD中的红色闪烁符号），在一定的可能性下驾驶员——至少是在预警未被察觉到并且视线还是位于CID上的情况下——会首先感觉到在空间上无定向的声学输出。这可能会导致相对较长的处理或者反应时间，最终驾驶员必须首先理解单纯的声学输出并且搞清楚情况（“Gong声的原因是什么”）。因此驾驶员的反应（刹车）会太晚出现，这样事故风险会上升。

因此建议另一种在有碰撞危险和由附属任务造成分心时的警告概念。特别是下面的问题或者困难要以此被解决：如何能在有碰撞危险和由附属任务造成分心时将驾驶员的注意力（特别是视线）最快地转移回驾驶轨道上？对此下面给出了三个解决方案。它们都被限制在光学警告输出上。为了进一步减少反应时间，下面示出的概念可以和声学输出结合（多样式警告概念）。此外三个解决方案也可以互相组合。

具体实施方式

下面对于所有三个示出的解决方案的出发点是，驾驶员的视线方向会通过内部照相机（例如位于仪表盘下）被分析。以此优选仅在确定驾驶员的视线朝向CID时触发警告提示。当没有系统可用于获取驾驶员的视线方向时，视线方向和/或驾驶员偏离的角度可以大致基于CID上实际的显示或者基于驾驶员操纵输入的类型和经常度或频率被估计。

此外下面对于所有三个示出的解决方案的出发点是，优选仅在在汽车前方探测到危险时触发警告提示，特别是存在危急的追尾情况时，例如前面行驶汽车刹车并且因此越过了至少一个警告界限。

解决方案1–直接在CID中的光学警告输出（比照图1）：

因为在操纵CID时仪表板组合件或者HUD中的光学预警容易被忽视，所以光学警告2会直接在CID1中输出（在根据图1的例子中警告被构造成显示汽车符号）。以此光学警告信号会直接在实际视线朝向的位置被输出。

解决方案2–用于直觉视线引导的动态光学警告输出“飞行页面”（比照图2a，2b，2c，2d，2e）:

解决方案2基于的基本想法是通过移动显示的视线转移。眼睛要直觉地跟着动态动画到目标点（首要视觉区域=行驶路径或者行驶场景）。如果驾驶员在追尾情况下视线朝向例如CID的列表菜单，整个菜单的内同（即在警告（开始）时间点时CID显示的显示图像）会以适当的速度（在感觉范围的界限之内）向行驶路径方向移动。固定在菜单上的驾驶员视线直觉地和朝向车窗底部的运动一起移动（这符合平滑眼睛运动的理论或者要求/根据Kraulis&Lisberger的平滑追踪，1994）。为了产生视线移动的目的地或者终点，之前在CID中显示的列表图像作为目的地在HUD中被显示。优选只要所述图像处于外围视野中，即位于平滑眼睛运动中，其就会被显示。只要视线朝向HUD方向时，即朝向行驶轨迹，CID图像会从HUD中消失，以避免视线固定在其上。

图2a、2b、2c、2d、2e（可以理解为抓拍的时间序列）展示了解决方案2的一个优选实施形式。图2a中CID1还是显示了由驾驶员调出并且观察的列表菜单的“通常”视图。十字4a标记出了驾驶员的（主）视线方向。图2b中动态光学警告输出已经开始。在图2a中还是完整的未变形示出的显示图像在图2中已经部分“从CID1中”移出。还可以看到的仅仅是位于CID1左上角的缩小的图像区域3b。显示图像在该情况下首先相对于图2沿第一直线被移动。额外的或者可以替换的是，实行在警告开始时间点显示的显示图像的变形和/或边缘修剪。

通过从图2a到图2b的连续过渡会给观察者的感觉是，在警告开始时间点显示的显示图像朝着行驶场景的方向“从CID1中”移出或者飞出。驾驶员的视线跟随“从中飞出”的显示图像，对照视线方向十字4b。在图2c中显示图像继续“从CID1中”移出。还可以看到的仅仅是位于CID1左上角的再次被缩小的图像区域3c。驾驶员的视线继续跟随“从中飞出”的显示图像，对照视线方向十字4c。为了不让驾驶员的视线漫游的过远并且为了将其特别快的转移到期望的方向上（即行驶场景上），在HUD上显示在警告开始时间点显示的CID显示图像的映像5c。图2d中显示图像完全从CID1中消失。驾驶员的视线在此时甚至跟随“从中飞出”的显示图像一起离开CID，对照视线方向十字4d。但驾驶员的视线还没有被HUD中的显示5d抓住，即还没有达到那里。在图2e中驾驶员的视线最终到达了HUD中的显示，对照视线方向十字4e，并且HUD中的显示再次消失。

解决方案3-用于直觉视线引导的动态光学警告输出“LED动画”

解决方案3也基于通过移动的显示转移视线的基本想法。眼睛要直觉地跟着动态动画到目标点（首要视觉区域=行驶路径或者行驶场景）。因为汽车中显示位置的几何配置，根据解决方案2的动画在CID和车窗底部间的运动（“飞行页面”）会被中断。因此该中断会借助LED板被桥接。在警告情况下CID中显示的菜单消失，同时LED动画开始。通过优选内置在仪表盘中的（硬件）LED，视线引导会被继续实施直到车窗底部。视线以此会无空间中断地被直觉性地转移到道路上。硬件LED可以以其仅在点亮情况下被驾驶员感觉到的方式有优势地被内置在仪表盘中。

图3a、3b、3c、3d（可以理解为抓拍的时间序列）展示了解决方案3的一个优选实施形式。在CID1和挡风玻璃上的驾驶员视野之间配置有一列发光二极管61、62、63、64（根据图3a、3b、3c、3d的示意性的视图可能会导致错误的理解，发光二极管61和62被配置在CID1的前面或之上。但这并不是确实的情况，而仅仅是由图3a、3b、3c、3d示意性的特征造成的。）。在图3a中动态光学警告输出已经开始。发光二极管61点亮（在图3a中通过阴影线表示），展现出一个光点，其它的发光二极管62、63、64还是暗的。在图3b中，之前“位于”61的光点继续移动到了发光二极管62。现在发光二极管62被点亮了（在图3b中通过阴影线表示），其它的发光二极管61、63、64是暗的。在图3c中，之前“位于”62的光点继续移动到了发光二极管63。现在发光二极管63被点亮了（在图3c中通过阴影线表示），其它的发光二极管61、62、64是暗的。在图3d中，之前“位于”发光二极管63的光点继续移动到了发光二极管64。现在发光二极管64被点亮了（在图3d中通过阴影线表示），其它的发光二极管61、62、63是暗的。这样发光二极管列就被用于输出光线动画，其显示了沿着列移动的光点。驾驶员的视线直觉地跟随着光点的运动。发光二极管的数量（在这里为四个）可以根据CID和车窗底部之间的空间状况被适合地选择。它特别要是足够的大，以允许光电的运动至少看起来是近似连续的。

建议的解决方案1、2和3具有相同点，在检测到危险（特别是碰撞危险）以及驾驶员同时在视觉上被转移时，光学警告会被恰好显示在或者恰好“开始”在驾驶员视线恰好朝向的地方。出发点为汽车CID中实行的附属任务（例如导航输入）的用例。原则上通过光学动态警告可以比通过非指向性的声学警告更快地将视线直觉性地从CID转移到危险情况（例如在刹车的前方汽车）上。其中为了可以定位汽车中显示位置间的移动指示点，优选驾驶员的视线方向借助内部空间照相机在线评估。

建议的解决方案对提高驾驶安全和直觉性警告的客户接受性作出了贡献。此外建议的解决方案可以简单的转移到其它辅助系统上，例如轨道偏离警告器和轨道更换助手。

建议的解决方案也可以互相组合。特别是上面所述的解决方案2和3可以有利的互相组合。当CID的显示图像首先（对照解决方案2）朝屏幕左上角的方向（并且以此朝向挡风玻璃上的驾驶员视野的方向）被推动或者变形（gestaucht）时，以此视线会被引导向驾驶员视野的方向移动。然后该视线运动可以有利地由LED光线动画（对照解决方案3）“接手”或者“承担”并且继续被引导向驾驶员视野的方向。

这样看来，在结合了解决方案2和3时，显示单元为权利要求中所述的发光装置的一部分。位于CID和驾驶员视野内的发光二极管构成了权利要求中所述的延伸线或者沿着该延伸线布置。根据图2a、2b、2c、2d、2e的CID中的图像输出是优选的图像动画实施形式，其包括了沿延伸线的图像运动（显示图像的推移，对照附图标记3b和3c）。当发光二极管的顺序点亮在时间上适当地与图像动画相一致时，从驾驶员的视角看，图像运动通过发光二极管的顺序点亮得以继续。

Claims (10)

1.具有用于影响驾驶员视线方向的装置的汽车，其中

-汽车具有用于危险检测的装置和用于针对所检测的危险输出至少一个警告的装置，

-汽车具有用于显示信息内容和/或娱乐内容的显示单元（1），该显示单元基本上设置在汽车仪表板的中间，

其特征在于，

-在汽车内部设置适用于输出动态光线动画的发光装置，该发光装置基本上从显示单元延伸到汽车挡风玻璃上的驾驶员视野，

-为了针对涉及或可能涉及汽车前面交通情况的危险而输出警告，能够输出光线动画，该光线动画显示为沿驾驶员视野方向的光线运动。

2.如权利要求1所述的汽车，其特征在于，发光装置至少部分地基本上线型地沿着延伸线从显示单元延伸到驾驶员视野，并且这样构造光线动画，使得显示出的光线运动沿着延伸线进行。

3.如权利要求2所述的汽车，其特征在于，发光装置包括一列发光二极管（61、62、63、64），这些发光二极管逐个沿着延伸线设置并且能够按顺序发光，以便形成光线动画。

4.如权利要求3所述的汽车，其特征在于，发光装置由一列发光二极管组成，并且光线动画仅由发光二极管的顺序发光形成。

5.如权利要求3所述的汽车，其特征在于，发光装置还包括显示单元（1）本身，为了显示光线运动首先能够在显示单元上输出图像动画（3b、3c），该图像动画包括通往延伸线的图像运动，并且该图像动画通过发光二极管的顺序发光被继续。

6.如权利要求5所述的汽车，其特征在于，图像运动包括之前由显示单元示出的显示图像的变形和/或运动和/或剪切。

7.如权利要求6所述的汽车，其特征在于，汽车具有平视显示器，并且在输出光线动画的过程中和/或之后，至少暂时通过平视显示器显示之前由显示单元示出的显示图像的映像。

8.如权利要求3至7之一所述的汽车，其特征在于，各个发光二极管之间的距离在朝向驾驶员视野的方向上逐渐增加。

9.如权利要求3至8之一所述的汽车，其特征在于，发光二极管沿着仪表板的表面布置，并且必要时发光二极管内置于仪表板的材料中，使得形成基本上平的仪表板表面。

10.如权利要求1至10之一所述的汽车，其特征在于，汽车具有用于探测驾驶员视线方向的装置，并且根据所探测的视线方向输出光线动画。

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