CN111295307A - 用于减轻晕车症状的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于车辆(1)的用于减轻晕车症状的系统，其中该系统具有控制单元(2)，该控制单元与传感器系统(3)和/或导航系统(4)、车辆座椅系统(5)、车辆稳定装置(6)以及显示单元(7)耦合，以用于接收和/或发送信号。传感器系统(3)和导航系统(4)被配置为接收车辆(1)的环境数据和/或车辆部件数据，并且向控制单元(2)传输这些环境数据和/或车辆部件数据，从这些环境数据和/或车辆部件数据中得出车辆(1)的运动。控制单元(2)被配置为根据所接收的环境数据和/或车辆部件数据产生车辆稳定信号、座椅调节信号和显示信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于减轻晕车症状的系统和方法。
背景技术
从现有技术中已知一种用于在汽车行驶期间避免晕车的方法。从DE 101 56 219C1已知一种这样的方法，在该方法中，在行驶期间根据行驶特有的运动数据向乘客显示图像，并且因此将所看到的图像的视觉印象与当前主观感知的位置值和运动值相关联。
从DE 10 2015 011 708 A1中已知一种这样的方法，在该方法中将乘员的手动输入(健康参数)与车辆参数和路线参数相关联，以便确定关于晕车所引起不适的不适阈值。调节车内空气、向车内散香和/或激活座椅按摩功能，以防止出现由晕车引起的不适。
从现有技术中已知的方法检测车辆乘员由晕车引起不适的风险，并且推荐或采取对策以避免车辆乘员出现晕车。但是，在这些方法中没有考虑车辆座椅或车辆乘员自身的位置和朝向。在自动驾驶的车辆中常见的是，一个或多个乘员不按行驶方向坐着，而是与行驶方向相反地坐着或躺着。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于减轻晕车症状的系统或方法，该系统或方法至少部分地克服了现有技术中已知的方法的缺点。
该目的通过独立权利要求的特征来实现。有利实施方式在从属权利要求中描述。需要指出的是，从属于独立权利要求的权利要求的附加特征可以在没有独立权利要求的特征的情况下，或在仅与独立权利要求的特征的子集相组合的情况下形成自己的且独立于独立权利要求的所有特征的组合的发明，该发明可以作为独立权利要求、分案申请或后续申请的主题。这以同样的方式适用于说明书中所描述的可以形成独立于独立权利要求的特征的发明的技术教导。
本发明的第一方面涉及一种用于车辆的用于减轻晕车症状的系统，其中该系统具有控制单元，该控制单元与传感器系统和/或导航系统、车辆座椅系统、车辆稳定装置以及显示单元耦合，以用于接收和/或发送信号。
术语“晕车”应当理解为所谓的运动病，即由运动对人体的影响引起的疾病。运动病通常也被称为晕动病，并且通常根据运动的来源被称为晕船、晕机或太空病。晕车由运动引起，并且特别是由具有变化的加速度值和加速度方向的反复的加速过程引起。晕车症状包括恶心、呕吐、眩晕、面色苍白、血压下降、心跳加速、多汗和换气过度。
在本文的意义上，车辆应当理解为可以移动人员和/或货物的所有车辆类型。车辆的可能的示例是：机动车、卡车、农用车、公共汽车、驾驶室、缆车厢、电梯厢、轨道车辆、水上交通工具(例如轮船、快艇、潜艇、潜水钟、气垫船、水翼艇)、飞行器(飞机、直升机、翼地效应机、飞艇、气球)。车辆优选是机动车。在这种意义上的机动车是一种通过机械动力移动且不被束缚在轨道上的陆上交通工具。在这种意义上的机动车包括汽车、摩托车和拖拉机。
控制单元是如下的单元，这样的单元例如以信号和/或数据的形式从设备接收信息、处理这些信息、并且向另一设备提供这些信息、或者促使另一设备执行特定的动作。为此，控制单元与一个或多个设备通信地(即用于接收和/或发送信号)耦合，例如与传感器系统、导航系统、车辆座椅系统、车辆稳定装置和/或显示单元通信地耦合。(通信的)耦合可以是无线的(例如蓝牙、WLAN、无线电波)或有线连接的(例如借助于USB接口、数据线等)。即使控制单元被描述为一个单元，该控制单元也应当理解为具有多个零件的控制单元。例如，术语“控制单元”还包括各个控制功能分布在本文中所提及的设备上的情况。例如，可以是在车辆座椅系统本身中执行产生座椅调节信号的功能的情况。换句话说，控制单元的零件可以被划分为诸如传感器系统、导航系统、车辆座椅系统、车辆稳定装置和/或显示单元的设备。
控制单元和/或传感器系统和/或导航系统或它们的一个或多个组件可以是车辆中的设备。附加地或备选地，控制单元和/或传感器系统和/或导航系统或它们的一个或多个组件可以是外部设备，例如固定设备和/或移动终端设备。
传感器系统和导航系统被配置为接收车辆的环境数据并且向控制单元传输这些环境数据。车辆的环境数据是指与车辆的环境有关的数据。这样的环境数据包括天气数据、拓扑数据(特别是待行驶的路段的拓扑数据，诸如弯道、突起和/或交通信号灯的出现、道路平整度或道路不平整度)、路线数据、周围环境数据(特别是由传感器系统借助于周围环境模型确定的周围环境数据)、关于所选择的路线的起点和/或终点等。特别地，环境数据是指从车辆外部影响车辆的数据。优选地，借助于高精度地图获取环境数据。
传感器系统和导航系统还被配置为接收车辆的车辆部件数据并且向控制单元传输这些车辆部件数据，从这些车辆部件数据中得出车辆的运动。这种车辆部件数据包括关于发动机部件、底盘部件(制动装置、悬挂、减震、转向、车轮悬架、车轮、轮胎等)、车身部件、动力传递部件(例如变速器、轴、离合器等)的数据。由车辆部件运动引起的车辆运动包括在车辆纵向轴线、车辆横向轴线和车辆垂直轴线的方向上的平移运动和旋转运动。
传感器系统包括以下装置中的至少一个装置：超声波传感器、雷达传感器(例如短程雷达传感器、长程雷达传感器)、激光雷达传感器、影像系统和/或图像传感器(例如摄像机)。传感器系统的数据可以来自上述装置中的一个装置，或者来自多个上述装置的组合(传感器数据融合)。
在本文的意义上，导航系统应当理解为如下的系统，这样的系统通过定位(例如GPS、GLONASS、Galileo、北斗等)和/或地理信息(拓扑图、道路图、航空图或航海图)实现到所选择的目的地的路线创建和目的地引导。
环境数据可以由传感器系统和/或导航系统接收，并且被传输到控制单元。车辆部件数据同样可以由传感器系统和/或导航系统接收，并且被传输到控制单元。
车辆座椅系统被配置为从控制单元接收座椅调节信号，并且根据所接收的座椅调节信号来调节车辆的至少一个车辆座椅。
在本文的意义上，车辆座椅系统包括适合于容纳待坐下的车辆乘员的至少一个车辆座椅。在本文中，术语“车辆乘员”是指驾驶员和不亲自驾驶的同车乘客。
车辆座椅系统还包括调节装置，借助于该调节装置可以调节至少一个车辆座椅。为了调节至少一个车辆座椅，车辆座椅系统(特别是车辆座椅系统的调节装置)从控制单元接收座椅调节信号。车辆座椅系统的调节装置可以包括：用于移动车辆座椅的座椅导轨、用于调节座椅倾斜度和/或座椅高度和/或腰部支撑的调节装置。
车辆稳定装置被配置为从控制单元接收车辆稳定信号，并且根据所接收的车辆稳定信号来调节车辆的至少一个车辆部件。
在本文的意义上，车辆稳定装置应当理解为可以使车辆稳定的装置。为了稳定车辆，稳定力矩和/或阻尼力或弹性力根据需要被建立，然后作用在车辆上。通过所施加的稳定力矩和/或阻尼力和/或弹性力可以减小或消除车辆的侧倾运动和/或振动运动。
车辆稳定装置从控制单元接收车辆稳定信号，并且根据所接收的车辆稳定信号来调节车辆的至少一个车辆部件。可调节的车辆部件包括：发动机部件、底盘部件(制动装置、悬挂、减震、转向、车轮悬架、车轮、轮胎等)、车身部件、动力传输部件(例如变速箱、轴、离合器等)。
显示单元被配置为从控制单元接收显示信号，并且显示这些显示信号。显示单元可以具有一个或多个显示设备，其中显示信号以声学、光学或触觉的方式被显示。
显示单元可以具有一个或多个现有的显示设备和/或一个或多个单独的显示设备。这种显示设备的示例性实施方式可以是仪表板的显示装置、显示器(例如在驾驶舱区域中和/或在车辆座椅的后部和/或在车辆的内护板上、和/或自由悬浮在车辆内部空间)、平视显示器(例如在车辆的挡风玻璃中的一个或多个挡风玻璃中)、信息娱乐系统、车载计算机、通信单元、组合仪表、移动终端设备等。
移动终端设备是如下的设备，这样的设备能够在移动网络中通过诸如无线保真(WiFi)的局域网(Local Area Networks；LANs)或通过广域网(Wide Area Networks；WANs)以无线的方式通信，广域网例如是全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、增强型数据速率全球演进(Enhanced Data Rates for Global Evolution；EDGE)、通用移动电信系统(UMTS)、高速下行/上行分组接入(HSDPA、HSUPA)、长期演进(LTE)、或微波存取全球互通技术(WIMAX)。可以通过其他常用的或未来的通信技术进行通信。特别地，术语“移动终端设备”包括智能电话，但是还包括其他移动电话或手机、个人数字助理(PDA)、平板PC以及配备了用于加载和运行应用的技术的所有常用的和将来的电子设备。移动终端设备可以通过合适的通信接口(例如蓝牙接口)与车辆耦合。备选地，移动终端设备上的应用可以借助于适当的身份验证方法通过服务器与车辆连接。身份验证可以是常用的和未来的所有身份验证方法，诸如知识(例如用户名和密码、PIN、安全问题等)、所有物(例如SIM卡、证书、智能卡)、生物学特征(例如指纹、面部识别)以及各个身份验证方法的每种组合。
控制单元被配置为根据所接收的环境数据和/或车辆部件数据来产生车辆稳定信号、座椅调节信号和显示信号。
产生车辆稳定信号包括以下动作：借助于环境数据和/或车辆部件数据来确定由于车辆的运动而作用在车辆部件上的第一力；以及确定车辆稳定信号，这些车辆稳定信号被设计为使得在根据这些车辆稳定信号调节车辆的至少一个车辆部件之后，这些车辆稳定信号引起对第一力起反作用的第二力。
借助于环境数据和/或车辆部件数据可以确定由环境的给定条件和/或车辆部件的运动引起的车辆运动。借助于所确定的车辆运动又可以确定作用在各个车辆部件上的力(第一力)。例如对于前方凹凸不平的路面，借助于环境数据可以计算由于驶过凹凸不平的路面而产生的车辆运动，从而计算作用在相应的车辆部件上的力。例如，可以计算由于驶过凹凸不平的路面而作用在客舱上的力。
在确定了作用在各个车辆部件上的力(第一力)之后，确定对第一力起反作用的第二力。可以根据该第二力来确定车辆稳定信号。选择车辆稳定信号，使得在这些车辆稳定信号被应用到各个车辆部件上之后，正在作用的力被减小或不再存在。在上面所提及的示例中，可以确定将力施加到相应的车辆部件上的车辆稳定信号，这样的力对由于驶过凹凸不平的路面而作用在客舱上的力起反作用。如果在驶过凹凸不平的路面时将车辆稳定信号应用到各个车辆部件上，即如果根据车辆稳定信号来调节相应的车辆部件，则位于车辆中的车辆乘员不会感觉到由于驶过凹凸不平的路面而产生的力。
产生座椅调节信号包括以下动作：借助于环境数据和/或车辆部件数据来确定由于车辆的运动而作用在按行驶方向坐着的车辆乘员上的第一加速力；以及确定座椅调节信号，这些座椅调节信号被设计为使得在根据这些座椅调节信号调节车辆座椅之后，这些座椅调节信号在车辆乘员上引起第二加速力，使得独立于车辆乘员所坐的车辆座椅的朝向，在车辆乘员上就绝对值而言作用有第一加速力。
为了产生座椅调节信号，首先确定由车辆环境(例如凹凸不平的路面)和/或由车辆部件的运动(例如客舱的震动)引起的车辆运动，从而确定作用在按行驶方向坐着的车辆乘员的加速力。因此，对于加速力的计算假设车辆在不应用车辆稳定信号的情况下会运动。换句话说，进行加速力的计算，就好像在车辆上没有应用使行驶稳定的力矩或类似物一样。在确定了会作用在按行驶方向坐着的车辆乘员上的加速力之后，根据车辆座椅的朝向、从而根据车辆乘员的朝向来计算如下的加速力，这样的加速力必须作用在车辆乘员上，使得该车辆乘员感觉到实际的加速力，这样的加速力使该车辆成员对车辆运动的感觉就好像他按行驶方向坐在车辆座椅上一样。例如，计算如下的加速力(第二加速力)，这样的加速力必须作用在与行驶方向相反地坐着的车辆乘员上，使得由于作用在该车辆乘员上的绝对加速力，该车辆乘员对向后的行驶的感觉就好像他按行驶方向坐着一样。基于计算得到的第二加速力来确定座椅调节信号。
产生显示信号包括以下动作：确定显示信号，这些显示信号被设计为使得这些显示信号在位于根据座椅调节信号被调节的车辆座椅上的车辆乘员上引起与第一加速力相一致的感官知觉。
在本文的意义上，感官知觉包括以下知觉中的至少一种知觉：视觉知觉、听觉知觉、感受能力(特别是触觉知觉)、嗅觉知觉和味觉知觉。
例如，如果车辆乘员坐在与行驶方向相反地朝向的车辆座椅上，则借助于座椅调节信号来调节车辆座椅，使得车辆乘员感觉就好像他按行驶方向来感觉行驶一样。换句话说，调节车辆座椅，使得车辆乘员感受到与该车辆乘员在朝向行驶方向的车辆座椅上所感受到的加速力相对应的加速力。与实际作用在车辆乘员上的这些加速力(第一加速力)相匹配地，向车辆乘员显示如下的元素，这样的元素在车辆乘员上引起与实际作用的加速力相对应的感官知觉。例如，在显示器上向车辆乘员显示视频，该视频反映按行驶方向坐着的车辆乘员从车辆向外看的视野。
借助于在本文中所描述的用于减轻晕车症状的系统或方法，可以使每个车辆乘员都能够在车辆中像该车辆乘员按行驶方向坐着一样感受行驶。由此，可以避免来自眼睛、平衡器官和关节感受器的相互矛盾的信号，并且可以减轻或消除晕动病(晕车)的典型症状。
有利地，传感器系统和导航系统还被配置为仅当车辆至少处于部分自动驾驶模式(优选地至少处于高度自动驾驶模式，并且更优选地处于完全自动驾驶模式)时，才接收车辆的环境数据和/或车辆部件数据，以及才向控制单元传输这些环境数据和/或车辆部件数据，从这些环境数据和/或车辆部件数据中得出车辆的运动。
备选地或附加地，控制单元还有利地被配置为仅当车辆至少处于部分自动驾驶模式(优选地至少处于高度自动驾驶模式，并且更优选地处于完全自动驾驶模式)时，才产生车辆稳定信号、座椅调节信号和显示信号。
在本文中所提及的自动驾驶模式(部分自动驾驶模式、高度自动驾驶模式以及完全自动驾驶模式或自主驾驶模式)对应于由联邦公路研究所(BASt)定义的自动化程度(参见BASt出版物“Forschung kompakt”，版本11/2012)。在部分自动驾驶(TAF)中，系统在一定时间段内和/或在特定情况下接管纵向和横向控制，其中驾驶员必须持续地监控系统。在高度自动驾驶(HAF)中，系统在一定时间段内接管纵向和横向控制，而驾驶员不必持续地监控系统；但是驾驶员必须在一定时间内能够接管车辆控制。在完全自动(自主)驾驶(VAF)中，对于特定的应用场景，系统可以在所有情况下自动进行驾驶；对于该应用场景不再需要驾驶员。根据BASt的定义的上面所提及的自动化程度对应于SAE J3016标准(SAE-汽车工程学会)的SAE级别2至4。例如，根据BASt的高度自动驾驶(HAF)对应于SAE J3016标准的级别3。在SAE J3016中还规定了SAE级别5作为最高的自动化程度，该最高的自动化程度未包含在BASt的定义中。SAE级别5对应于无人驾驶，其中系统可以在整个行驶期间像人类驾驶员一样自动处理所有情况；通常不再需要驾驶员。在本文中，自动化程度“完全自动”应当还包括无人驾驶的情况。
根据一个实施方式，控制单元还被配置为仅对车辆座椅朝向与车辆的行驶方向不同的车辆座椅产生座椅调节信号；附加地或备选地，车辆座椅系统还被配置为仅对车辆座椅朝向与车辆的行驶方向不同的车辆座椅从控制单元接收座椅调节信号；附加地或备选地，车辆座椅系统还被配置为根据所接收的座椅调节信号仅对车辆座椅朝向与车辆的行驶方向不同的车辆座椅进行调节。
因此，仅调节那些不朝向行驶方向的车辆座椅。因此，已经按行驶方向坐在车辆座椅上的车辆乘员的车辆座椅不会被调节。
通过被调节的座椅、被调节的车辆部件和特定的显示信号的组合使一个或多个车辆乘员持续地获得处于沿行驶方向的位置中的感觉。由于车辆的运动与身体的运动和所显示的显示信号一致，因此避免了晕车。
备选地或附加地，控制单元还有利地被配置为仅当车辆至少处于部分自动驾驶模式(优选地至少处于高度自动驾驶模式，并且更优选地处于完全自动驾驶模式)时，才产生座椅调节信号。
备选地或附加地，车辆座椅系统还有利地被配置为仅当车辆至少处于部分自动驾驶模式(优选地至少处于高度自动驾驶模式，并且更优选地处于完全自动驾驶模式)时，才从控制单元接收座椅调节信号。
根据一个实施方式，显示单元被设计为使得所显示的显示信号仅对一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集可见。
优选地，显示信号仅对在不朝向行驶方向的车辆座椅上的一个或多个车辆乘员可见。
显示单元可以具有多个显示设备，其中每个车辆乘员被分配有一个显示设备。例如，每个车辆乘员配有一个显示器。然后，仅在分配给如下的车辆乘员的显示设备上显示显示信号，这样的车辆乘员不朝向行驶方向地位于这些车辆乘员的相应车辆座椅上。
备选地或附加地，一个或多个显示设备可以配备有防窥装置(例如防窥膜、防窥滤镜、特定的显示方法等)，以使得所显示的显示信号仅对一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集可见。
根据另一实施方式，显示单元具有一个或多个显示设备，其中每个车辆乘员被分配有自己的用于显示显示信号的显示设备。
例如，在前排座椅的背面和/或侧饰板中为车辆后排中的车辆乘员分别布置了显示器。
根据另一实施方式，显示单元具有全息显示设备和/或用于显示显示信号的一个或多个内饰元件。
全息显示设备是借助于全息方法产生视觉显示(例如图像显示)的显示设备。其中视觉显示自由地悬浮在空间中。通过使用全息显示设备，显示信号的显示可以在车辆的内部空间中可变地配置，并且不限于所存在的显示设备(诸如显示器、内护板、挡风玻璃等)。
全息显示设备可以被划分为不同的区域，这些区域分别被分配给一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集。其中不同的区域以使得这些区域仅对相应的一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集可见的方式显示。
内饰元件应当理解为车辆内部的对车辆乘员可见的所有部件。内饰元件的示例是：前排座椅或前排座椅的背面、后排座椅或后排座椅的背面、车门饰板、侧饰板、仪表板、车辆天花板、遮阳板、地毯、中控台、后窗台板、遮阳帘、方向盘、车内后视镜等。
有利地，显示单元具有显示车辆的周围交通的内饰元件。在这些内饰元件上可以显示车辆的方向变化。例如，这可以通过如下的发光元件(例如LED元件)来实现，一旦车辆即将改变方向，这样的发光元件就改变发光元件的颜色。例如，通过LED的颜色变化来通知接近弯道，因此身体为即将发生的运动变化做好准备，并且最终减轻或避免了晕车。
优选地，内饰元件是车辆天花板的特定区域、或整个车辆天花板、和/或车辆地板的特定区域、或整个车辆地板。
显示显示信号的示例可以是在车辆地板上显示周围交通。备选地或附加地，可以借助于车辆天花板和/或车辆地板中的LED灯显示周围交通。
根据另一实施方式，全息显示设备悬浮在车辆的内部空间中，并且呈现基本上球形的形状。以球形的形状(或类似球形的形状)实现全息显示设备提供将单个显示设备分配给多个车辆乘员的优点。备选地，可以将具有基本上球形的形状的全息显示设备分配给每个车辆乘员。
根据一个实施方式，全息显示设备能够通过姿态和/或触觉脉冲和/或触觉反馈脉冲和/或语音命令来操作。姿态可以例如通过布置在车辆中的摄像机探测，并且必要时被评估。为此，摄像机有利地被布置在车辆的天花板中。
根据另一实施方式，全息显示设备具有组合仪表、信息娱乐系统、车载计算机和/或屏幕的功能；这些功能优选地能够通过姿态和/或触觉脉冲和/或触觉反馈脉冲和/或语音命令来操作。
在本文中，术语“组合仪表”应当理解为包括有关尤其是以下仪表的显示和/或功能的操作单元：车速表、里程表、转速表、燃油表、冷却液温度表、指示灯和方向指示器。
在本文中，术语“信息娱乐系统”应当理解为包括有关信息和/或娱乐的多个功能的操作单元。这样的功能与以下设备有关：汽车收音机、导航系统、免提通话装置、车载计算机、驾驶数据显示、空调、驾驶员辅助系统。
信息娱乐系统和组合仪表具有与以下设备中的一个或多个设备的不同接口：一个或多个控制装置、外部设备、优选是电子终端设备、存储介质、数据源、计算单元。
全息显示设备可以被描述为一种虚拟触摸屏。可以借助于全息显示设备来操作通常借助于车辆的另一个显示单元或通信单元(诸如信息娱乐系统、车载计算机等)来操作的功能。优选地，通过姿态控制(诸如通过手势)来进行操作。优选地，通过可触觉感知的反馈来确认通过姿态控制发出的命令。备选地或附加地，可以使用语音命令，以便操作功能。
全息显示设备使得能够通过无形的用户界面来操作(车辆的)功能(例如操作空调/暖气、操作导航装置、操作通信装置等)，该用户界面实现车辆乘员与车辆之间的可见且可感觉到的交互。
触觉脉冲和/或触觉反馈脉冲可以通过超声压力波的一个场或多个场实现。通过叠加多个超声波源的声辐射压力(在声场撞击其他介质时，相对于介质的正常压力的关于时间平均的压力差)，可以在三维空间中产生具有提高的压力的区域，这些区域能够类似于真实物体地被触摸。通过这种方式使得全息显示感觉像固定的物体一样。
根据另一实施方式，显示信号被布置在一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集的周边视觉感知区域中。周边视觉感知区域是指如下的区域，在这样的区域中一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集可以通过周边视觉来感知显示信号。因此，显示显示信号，使得一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集在忙于另一活动(例如阅读)期间可以感知到显示信号。换句话说，尽管一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集并未专注于显示信号的视觉感知，但是显示信号是可感知的。
根据另一实施方式，显示信号至少部分地包括从环境数据中获取的感知元素(Wahrnehmungselemente)，其中这些感知元素从车辆乘员的视角反映围绕车辆的车辆外部环境。感知元素可以是一个或多个摄像机的记录(特别是实时记录)和/或人工产生的图像。例如，可以通过固定在车辆的内部空间中的摄像机来产生摄像机记录(特别是摄像机实时记录)，该摄像机沿行驶方向从车辆向外看。备选地或附加地，例如由周围环境传感机构产生的周围环境数据可以被处理成能够在显示单元上显示的图像数据(人工产生的图像)。
根据另一实施方式，在调节车辆座椅时改变显示信号的显示，使得显示信号被布置在位于被调节的车辆座椅上的车辆乘员的视野中。车辆乘员的视野应当理解为无需借助于眼球移动就可以视觉感知到的区域。可以通过显示单元的运动(例如移动)、特别是一个或多个显示设备的运动来实现改变显示信号的显示。备选地或附加地，可以在显示单元上(特别是在一个或多个显示设备上)改变显示信号的位置。
根据另一实施方式，环境数据和车辆部件数据仅包括从中得出基本上不沿车辆垂直轴线走向的车辆运动的数据。换句话说，环境数据和车辆部件数据包括如下的数据，从这样的数据中得出基本上沿车辆纵向轴线的车辆运动和基本上沿着车辆横向轴线的车辆运动、侧倾运动(围绕车辆纵向轴线的旋转运动)、俯仰运动(围绕车辆横向轴线的旋转运动)以及偏航运动(围绕车辆垂直轴线的旋转运动)。
如果与除了基本上沿着车辆垂直轴线走向的车辆运动之外的所有车辆运动有关的环境数据和车辆部件数据都被用于产生车辆稳定信号，则车辆稳定装置不会对沿车辆垂直轴线的车辆运动起反作用，并且车辆乘员感觉到由基本上沿车辆垂直轴线的运动所产生的加速力。因此，当车辆在凹凸不行的路面上行驶时，车辆稳定装置不会向车辆部件施加稳定力矩，该稳定力矩基本上沿车辆的垂直轴线产生力。
根据另一实施方式，第二力的大小使得第一力与第二力相互抵消。因为第一力与第二力相互抵消，所以车辆乘员不会感觉到实际上正在作用的第一力。
本发明的第二方面涉及一种用于减轻晕车症状的方法，其中该方法包括：接收车辆的环境数据和/或车辆部件数据，从这些环境数据和/或车辆部件数据中得出车辆的运动；根据所接收的环境数据和/或车辆部件数据来产生车辆稳定信号、座椅调节信号和显示信号；根据座椅调节信号来调节车辆的至少一个车辆座椅；根据所接收的车辆稳定信号来调节车辆的至少一个车辆部件；显示显示信号。
产生车辆稳定信号包括以下动作：借助于环境数据和/或车辆部件数据来确定由于车辆的运动而作用在车辆部件上的第一力；以及确定车辆稳定信号，这些车辆稳定信号被设计为使得在根据这些车辆稳定信号调节车辆的至少一个车辆部件之后，这些车辆稳定信号引起对第一力起反作用的第二力。
产生座椅调节信号包括以下动作：借助于环境数据和/或车辆部件数据来确定由于车辆的运动而作用在按行驶方向坐着的车辆乘员上的第一加速力；以及确定座椅调节信号，这些座椅调节信号被设计为使得在根据这些座椅调节信号调节车辆座椅之后，这些座椅调节信号在车辆乘员上引起第二加速力，使得独立于车辆乘员所坐的车辆座椅的朝向，在车辆乘员上就绝对值而言作用有第一加速力。
产生显示信号包括以下动作：确定显示信号，这些显示信号被设计为使得这些显示信号在位于根据座椅调节信号被调节的车辆座椅上的车辆乘员上引起与第一加速力相一致的感官知觉。
根据一个实施方式，仅对车辆座椅朝向与车辆的行驶方向不同的车辆座椅产生座椅调节信号，和/或根据所接收的座椅调节信号仅对车辆座椅朝向与车辆的行驶方向不同的车辆座椅进行调节。
根据一个实施方式，所显示的显示信号仅对一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集可见。
根据一个实施方式，显示信号由显示单元接收和显示，其中显示单元具有一个或多个显示设备，并且其中每个车辆乘员被分配有自己的用于显示显示信号的显示设备。
根据一个实施方式，显示信号被显示在全息显示设备上。特别地，显示信号由显示单元接收和显示，其中显示单元具有全息显示设备和/或用于显示显示信号的一个或多个内饰元件。
根据一个实施方式，全息显示设备悬浮在车辆的内部空间中，并且呈现基本上球形的形状。
根据一个实施方式，全息显示设备能够通过姿态和/或触觉脉冲和/或触觉反馈脉冲和/或语音命令来操作。
根据一个实施方式，全息显示设备具有组合仪表、信息娱乐系统、车载计算机和/或屏幕的功能，这些功能优选地能够通过姿态和/或触觉脉冲和/或触觉反馈脉冲和/或语音命令来操作。
根据一个实施方式，显示信号被显示在一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集的周边视觉感知区域中。
根据一个实施方式，显示信号包括至少部分地从环境数据中获取的感知元素，其中这些感知元素从车辆乘员的视角反映围绕车辆的车辆外部环境。
根据另一实施方式，在调节车辆座椅时改变显示信号的显示，使得显示信号被布置在位于被调节的车辆座椅上的车辆乘员的视野中。
根据另一实施方式，环境数据和车辆部件数据仅包括从中得出基本上不沿车辆垂直轴线走向的车辆运动。
根据另一实施方式，第二力的大小使得第一力与第二力相互抵消。
对于根据本发明的第一方面的根据本发明的用于减轻晕车症状的系统的上述说明以相应的方式还适用于根据本发明的第二方面的根据本发明的用于减轻晕车症状的方法；根据本发明的方法的有利实施例对应于根据本发明的系统的已描述的有利实施例。根据本发明的方法的在这里未明确描述的有利实施例对应于根据本发明的系统的已描述的有利实施例。
根据一个实施方式，车辆配备有上面所描述的用于减轻晕车症状的系统。
附图说明
下面借助于附图基于实施例来描述本发明。其中：
图1示意性地示出了用于减轻晕车症状的系统。
图2示意性地示出了具有根据一个实施方式的用于减轻晕车症状的系统的车辆的水平截面。
图3示意性地示出了具有根据一个实施方式的用于减轻晕车症状的系统的车辆的纵向截面的局部区域。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于减轻晕车症状的系统。该系统被提供给车辆1。即使该系统与车辆1一起在图1中示出，这也并不意味着该系统根据本发明总是与车辆1结合在一起，而仅仅是示例性地说明该系统可以被提供给车辆1。
该系统具有控制单元2，该控制单元与周围环境传感器系统3、导航系统4、车辆座椅系统5、车辆稳定装置6以及显示单元7耦合，以用于接收和/或发送信号。
借助于周围环境传感器系统3和/或导航系统4收集环境数据(即描述车辆1的环境和/或车辆1的前方路段的环境的数据)，并且向控制单元2传输这些环境数据。在该示例中，环境数据尤其描述了前方路段的拓扑，该拓扑例如从高精度地图中获取。基于由导航系统4规划的路线来确定与车辆1有关的环境数据。
图2示意性地示出了车辆1(例如图1中的车辆1)的水平截面。选择截面使得就好像车顶被切去一样。所示的车辆具有车辆稳定装置6，该车辆稳定装置6包括弹性/阻尼元件61、62、63和64。弹性/阻尼元件61、62、63和64通过车辆稳定信号被控制，并且在车辆1上施加稳定力矩。基于尤其是由导航系统4(未示出)确定的环境数据，在控制单元2(未示出)中产生车辆稳定信号。选择车辆稳定信号，使得通过控制弹性/阻尼元件61、62、63和64来对车辆1由于路径的拓扑而经历的运动起反作用。在最好的情况下，选择车辆稳定信号，使得车辆1的预期的运动被抵消，使得在车辆1中的车辆乘员不会感觉到车辆1的任何运动。车辆稳定装置6的一个示例是车辆1的侧倾稳定，该侧倾稳定主要稳定围绕车辆纵向轴线的旋转运动，或对围绕车辆纵向轴线的旋转运动起反作用。
此外，车辆1具有四个车辆座椅51、52、53和54，这四个车辆座椅51、52、53和54通过车辆调节元件(未示出)来调节。为此，环境数据在控制单元2(未示出)中被转换为用于相应的车辆座椅51、52、53和54的座椅调节信号。车辆座椅51和52与行驶方向相反地布置，而车辆座椅53和54沿行驶方向布置。利用附图标记10标识行驶方向。根据相应的车辆座椅的朝向(沿行驶方向/与行驶方向相反)产生座椅调节信号。对于每个车辆座椅51、52、53和54，计算座椅调节信号，使得坐在车辆座椅51、52、53和54上的车辆乘员在车辆1中对行驶的感觉就好像该车辆乘员坐在沿行驶方向的车辆座椅上一样。也就是说，由于座椅调节，与行驶方向10相反地坐着的车辆乘员对行驶的感觉就好像该车辆乘员按行驶方向10坐着一样。
此外，车辆1具有显示单元7，该显示单元7具有位于车辆1的地板中的显示器71。控制单元2基于环境数据计算显示信号，然后该显示信号被显示在显示器71上。在这种情况下，显示信号再现车辆1的环境，例如周围交通以及围绕车辆的周围风景。因此，每个车辆乘员看到环境，就好像该车辆乘员按行驶方向10坐在车辆座椅上一样。因此，每个车辆乘员由于座椅调节而感受到与按行驶方向10的行驶相匹配的加速力，并且同时在显示器71上看到相应的图像，使得视觉感知与相应的车辆乘员的身体感受相匹配。
图3示意性地示出了穿过车辆1的纵向截面的局部区域。车辆1具有用于减轻晕车症状的系统。如在图2中所示的实施例中一样，车辆座椅系统5包括四个车辆座椅51、52、53和54，其中车辆座椅51和52与行驶方向10相反地布置，并且车辆座椅53和54沿行驶方向布置。在自主驾驶模式期间，驾驶员不必负责车辆的安全引导，因此车辆座椅也可以与行驶方向相反地布置。
如上面已经结合图1和图2描述的，由导航系统4(未示出)和/或环境传感器系统3(未示出)确定环境数据，环境数据由控制单元2(未示出)处理成车辆稳定信号。通过应用车辆稳定信号，对车辆1的由于车道状况而产生的运动起反作用。基于环境数据产生车辆稳定信号和用于车辆座椅51、52、53和54的座椅调节信号。通过将座椅调节信号应用到车辆座椅51、52、53和54上，坐在车辆座椅51、52、53和54上的车辆乘员感受到与车辆1的由于车道状况而产生的运动相对应的加速力。
与实际作用在车辆乘员上的加速力相对应的显示信号在控制单元2(未示出)中被计算，并且被显示在显示单元7上。显示单元7包括多个元件，这些元件中的一个或多个元件可以存在于车辆中：全息球71、72、73和74，这些全息球分别被分配给车辆座椅51、52、53和54，并且自由地悬浮在车辆内部空间中；内护板表面71’、72’、73’和74’，显示信号被投影在这些内护板表面上；以及LED条71”、72”、73”和74”，这些LED条被布置在车辆地板中，并且显示信号可以通过这些LED条显示。
通过全息球可以实现各种车辆功能。例如，全息球可以用于设置车辆中的娱乐程序和/或车辆设置。此外，可以在全息球上为车辆乘员提供交通信息、拥堵通知和/或环境信息。环境信息例如是关于路线旁边的建筑物或有趣的地方的信息。交通信息可以包含例如当前的交通流和/或周围交通。有利地，以鸟瞰图显示周围交通。车辆被显示在虚拟道路的中间，其中还显示在交通流中与车辆一起运动的其他交通参与者。因此，向车辆乘员显示从车辆内部向外看的视野。通过所显示的交通信息、拥堵通知和/或环境信息，车辆乘员有如下的感觉，即他们感知到围绕车辆的交通状况并且主动地经历了围绕车辆的交通状况。通过所显示的各种信息使车辆乘员获得安全的感觉和持续的控制。
全息球还可以用作显示器，以便显示外部设备(诸如笔记本电脑、平板电脑、智能电话等)的内容。通过具有触觉反馈的姿态控制，每个车辆乘员都可以主动使操作全息球，并且调整车辆设置。例如，由车顶天花板中的摄像机感知姿态。
Claims (15)
1.一种用于车辆(1)的用于减轻晕车症状的系统，其中所述系统具有控制单元(2)，所述控制单元(2)与传感器系统(3)和/或导航系统(4)、车辆座椅系统(5)、车辆稳定装置(6)以及显示单元(7)耦合，以用于接收和/或发送信号；
其中所述传感器系统(3)和所述导航系统(4)被配置为接收所述车辆(1)的环境数据和/或车辆部件数据，并且向所述控制单元(2)传输所述环境数据和/或车辆部件数据，从所述环境数据和/或车辆部件数据中得出所述车辆(1)的运动；
其中所述车辆座椅系统(5)被配置为从所述控制单元(2)接收座椅调节信号，并且根据所接收的座椅调节信号调节所述车辆(1)的至少一个车辆座椅(51、52、53、54)；
其中所述车辆稳定装置(6)被配置为从所述控制单元(2)接收车辆稳定信号，并且根据所接收的车辆稳定信号来调节所述车辆(1)的至少一个车辆部件；
其中所述显示单元(7)被配置为从所述控制单元(2)接收显示信号，并且显示所述显示信号；并且
其中所述控制单元(2)被配置为根据所接收的环境数据和/或车辆部件数据来产生车辆稳定信号、座椅调节信号和显示信号；
其中产生所述车辆稳定信号包括：
-借助于所述环境数据和/或车辆部件数据来确定由于所述车辆(1)的运动而作用在车辆部件上的第一力；以及
-确定车辆稳定信号，所述车辆稳定信号被设计为使得在根据所述车辆稳定信号调节所述车辆(1)的所述至少一个车辆部件之后，所述车辆稳定信号引起对所述第一力起反作用的第二力；
其中产生所述座椅调节信号包括：
-借助于所述环境数据和/或车辆部件数据来确定由于所述车辆(1)的运动而作用在按行驶方向坐着的车辆乘员上的第一加速力；以及
-确定座椅调节信号，所述座椅调节信号被设计为使得在根据所述座椅调节信号调节所述车辆座椅之后，所述座椅调节信号在车辆乘员上引起第二加速力，使得独立于所述车辆乘员所坐的车辆座椅的朝向，在所述车辆乘员上就绝对值而言作用有所述第一加速力；并且
其中产生所述显示信号包括：
-确定显示信号，所述显示信号被设计为使得所述显示信号在位于根据所述座椅调节信号被调节的车辆座椅上的车辆乘员上引起与所述第一加速力相一致的感官知觉。
2.根据权利要求1所述的系统，
其中所述控制单元(2)还被配置为仅对车辆座椅朝向与所述车辆(1)的行驶方向不同的车辆座椅产生所述座椅调节信号；和/或
其中所述车辆座椅系统(5)还被配置为仅对车辆座椅朝向与所述车辆(1)的行驶方向不同的车辆座椅从所述控制单元(2)接收座椅调节信号；和/或
其中所述车辆座椅系统(5)还被配置为根据所接收的座椅调节信号仅对车辆座椅朝向与所述车辆(1)的行驶方向不同的车辆座椅进行调节。
3.根据权利要求1或2所述的系统，
其中所述显示单元(7)被设计为使得所显示的显示信号仅对一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集可见。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，
其中所述显示单元(7)具有一个或多个显示设备，并且每个车辆乘员被分配有自己的用于显示所述显示信号的显示设备。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，
其中所述显示单元(7)具有全息显示设备和/或用于显示所述显示信号的一个或多个内饰元件。
6.根据权利要求5所述的系统，
其中所述全息显示设备悬浮在所述车辆(1)的内部空间中，并且呈现基本上球形的形状。
7.根据权利要求5或6所述的系统，
其中所述全息显示设备能够通过姿态和/或触觉脉冲和/或触觉反馈脉冲和/或语音命令来操作。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的系统，
其中所述全息显示设备具有组合仪表、信息娱乐系统、车载计算机和/或屏幕的功能，所述功能优选地能够通过姿态和/或触觉脉冲和/或触觉反馈脉冲和/或语音命令来操作。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，
其中所述显示信号被布置在一个车辆乘员或多个车辆乘员的特定子集的周边视觉感知区域中。
10.根据权利要求9所述的系统，
其中所述显示信号至少部分地包括从所述环境数据中获取的感知元素，其中所述感知元素从车辆乘员的视角反映围绕所述车辆(1)的车辆外部环境。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，
其中在调节车辆座椅时改变所述显示信号的显示，使得所述显示信号被布置在位于被调节的车辆座椅上的车辆乘员的视野中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，
其中所述环境数据和车辆部件数据仅包括从中得出基本上不沿车辆垂直轴线走向的车辆运动的数据。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，
其中所述第二力的大小使得所述第一力与所述第二力相互抵消。
14.一种车辆，具有根据权利要求1至13中任一项所述的系统。
15.一种用于减轻晕车症状的方法，其中所述方法包括：
接收车辆(1)的环境数据和/或车辆部件数据，从所述环境数据和/或车辆部件数据中得出所述车辆(1)的运动；
根据所接收的环境数据和/或车辆部件数据产生车辆稳定信号、座椅调节信号和显示信号；
根据所述座椅调节信号调节所述车辆(1)的至少一个车辆座椅；
根据所接收的车辆稳定信号调节所述车辆(1)的至少一个车辆部件；以及
显示所述显示信号；
其中产生所述车辆稳定信号包括：
-借助于所述环境数据和/或车辆部件数据来确定由于所述车辆(1)的运动而作用在车辆部件上的第一力；以及
-确定车辆稳定信号，所述车辆稳定信号被设计为使得在根据所述车辆稳定信号调节所述车辆(1)的所述至少一个车辆部件之后，所述车辆稳定信号引起对所述第一力起反作用的第二力；
其中产生所述座椅调节信号包括：
-借助于所述环境数据和/或车辆部件数据来确定由于所述车辆(1)的运动而作用在按行驶方向坐着的车辆乘员上的第一加速力；以及
-确定座椅调节信号，所述座椅调节信号被设计为使得在根据所述座椅调节信号调节所述车辆座椅之后，所述座椅调节信号在车辆乘员上引起第二加速力，使得独立于所述车辆乘员所坐的车辆座椅的朝向，在所述车辆乘员上就绝对值而言作用有所述第一加速力；并且
其中产生所述显示信号包括：
-确定显示信号，所述显示信号被设计为使得所述显示信号在位于根据所述座椅调节信号被调节的车辆座椅上的车辆乘员上引起与所述第一加速力相一致的感官知觉。
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