CN103873843A - 适于独立于驾驶员的自动控制模式的车辆 - Google Patents

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Abstract

一种能在第一驾驶员决定模式（I）与第二独立于驾驶员模式（II）之间切换的道路车辆（1），例如小汽车、公共汽车或货车，在第一驾驶员决定模式（I）中，车辆的控制取决于位于车辆（1）中的驾驶员，在第二独立于驾驶员模式（II）中，车辆（1）的控制独立于位于车辆（1）中的驾驶员，车辆具有用于在车辆（1）的内表面上投射影像的图像投射系统（2），其特征在于：当在第二独立于驾驶员模式下控制车辆（1）时，通过改变窗玻璃（3，4，5）的特性或通过图像反射面覆盖对应于窗玻璃（3，4，5）的区域，使得对应于车辆（1）的至少一个窗玻璃（3，4，5）的区域从现时透明改变为用于显示由图像投射单元投射的图像的屏幕。

Description

适于独立于驾驶员的自动控制模式的车辆
技术领域
本发明涉及能够在驾驶员控制模式与独立于驾驶员的控制模式之间切换的车辆。独立于驾驶员的控制模式例如可为其中车辆被远程控制设定为跟随车辆或被预编程为跟随具有车辆引导标记的某个路线的模式。特别地，本发明涉及用于为车辆内空闲的（inactive）驾驶员及其它乘客在车辆内提供放松的环境的系统和方法。
背景技术
近年来，在用于通常被位于车辆内的驾驶员所控制的公路交通例如小汽车、卡车或公共车的车辆的可替换驾驶控制系统方面的兴趣渐增。这些可替换的驾驶控制系统因此在没有位于车辆内的驾驶员的任何干预情况下提供可控制速度、转向、制动等的车辆控制。这些系统可被称为不同的名字，例如自动驾驶（autonomous driving）、独立于驾驶员控制（driver independent control）、遥控驾驶控制（remote drivingcontrol）、克隆或路线保持控制（coloning or route keeping control）。独立于驾驶员控制模式例如可为其中车辆被远程控制的模式，所述受控车辆被设定为跟随引导车辆，所述车辆被预编程为跟随具有车辆引导标记的某个路线或通过GPS和地图数据被控制。用于独立于驾驶员控制车辆的不同系统例如可见于WO11/042160、WO12/050305、WO08/110654、US2009/319112、US2010/106356、US7628239、US2004/193363、US6108031或US2008/059007。独立于驾驶员控制系统的存在因而使得空闲的驾驶员能够专心于除控制车辆外的其它问题例如阅读、放松或看电影。本发明目的在于在车辆在独立于驾驶员控制模式下驾驶时使驾驶员的旅行放松。
发明内容
本发明旨在当在独立于驾驶员控制模式下驾驶车辆时在车辆内部投射影像的改进显示可能性。
根据本发明的第一方面，旨在提供一种道路车辆例如小汽车、公共汽车或货车，其可在其中车辆的控制取决于位于车辆中的驾驶员的第一驾驶员决定模式（I）与其中车辆的控制独立于位于车辆中的驾驶员的第二独立于驾驶员模式（II）之间切换。因此，驾驶员不需要在车辆内就能在第二独立于驾驶员模式下进行车辆控制。但是，有可能包括下面的特征，即，若期望则位于车辆内的驾驶员可以管控（overrule）自动驾驶控制系统，例如设定更低速度或用某种其他方法影响车辆的控制。因而独立于驾驶员模式或自动模式意味着这样的驾驶模式：即使允许位于车辆内的驾驶员干涉车辆控制，但车辆可在没有位于车辆中的驾驶员的任何干预的情况下被控制。车辆具有用于在车辆内表面上投射影像的图像投射系统从而为车辆内的乘客提供放松和/或有趣的环境。这种车辆内的图像观察系统本身通过例如DE10226451、DE102005020260或DE20211819是已知的。
车辆的自动驾驶特征提供了可以使用的某些可能性。当车辆被控制在第二独立于驾驶员模式（II）下时，使得对应于车辆的至少一个窗玻璃的区域从现时透明改变为作为显示被图像投射单元所投射的图像的屏幕。车辆因而具有这样的特征：令窗玻璃或对应于窗玻璃的区域能够从透明且允许车辆内的驾驶员或乘客透过窗户看见外部的其正常功能改变为降低或遮挡窗户的透明度同时改变对应于窗户的区域的功能以用作屏幕。通过改变窗玻璃的特性或通过用图像反射面覆盖对应于窗玻璃的区域可完成玻璃窗功能的改变。
使用用于具有自动模式的车辆的上述系统的某些好处是当在独立于驾驶员模式下驾驶车辆时对于车辆驾驶员通常必须为透明以便控制车辆的窗玻璃区域可用作屏幕，例如前挡风窗玻璃区域可用作用于投射图像的屏幕。因为该区域通常代表对于位于驾驶座内驾驶员来说最好的视野，还考虑到它通常是放置屏幕以为空闲的驾驶员示出显示影像（motion picture）或投射的任何其它图像的最好位置。
上下文中的术语“对应于窗玻璃的区域”已被用于例如通过用片材（优选反射的低透明材料）覆盖窗户区域来实现窗户功能从现时透明（readily transparent）改变为作为屏幕的情形。在这种情形下，材料的尺寸和形状优选为使其至少覆盖由框架限定的完整窗户表面从而提供清晰的图片而不会通过在边缘处闪光而扰动光。但是，如果允许光穿过窗玻璃进入是可接受的，那么由片材制成的屏幕也可稍小于实际面积，例如如果认为能够从车辆透过窗户至少瞥见外部是适当的。同样地，如果窗玻璃的特性例如通过改变包括在玻璃中的结构或粘合于玻璃表面上的薄膜改变，该区域还优选对应于位于窗框内的玻璃窗区域。
改变玻璃窗透明度有若干已知的办法，例如由于光或温度改变来改变透明度的已知方法。因为可能通过环境条件以不期望方式影响透明度，认为这些方法不适于该目的。因此建议玻璃窗的特性将由于施加于窗玻璃中的透明度降低装置的电压和/或电流的改变而改变。因而能以更易于控制的方式改变玻璃的特性。窗玻璃中的透明度降低装置例如可为当不对其施加电流/电压时为透明且当电压施加于透明度降低装置时变得不太透明的LCD玻璃或屏幕。同样地，也可使用根据所施加电压改变窗玻璃的透明度特性的电致变色膜（electrochromic film）或微机械镜（micro-mechanical mirrors）。透明度改变装置可被完全地集成在窗玻璃中或可为施加于玻璃表面的薄膜等以使得它将在其表面上形成窗户的集成部分。上述建议的可替换方案适于改变窗玻璃的透明度特性，但是当然也可使用能够以电或以其它方式控制的其它系统，只要透明度可被有效控制。
不改变窗玻璃的特性，而是用屏幕覆盖对应于窗户的区域，并且因而将窗户功能从现时透明以观察外部改变为反射由图像投射系统产生的图像。屏幕优选由柔性片材制成从而以例如当不使用时折叠或卷起的节省空间的方式被存储。当不置于窗户前面时屏幕也可滑动和存储在车顶中或附近，并且在这种情形下可使用更坚硬的片材。对应于车辆窗玻璃的区域作为屏幕的所述改变当然可包括车辆的任何窗玻璃例如前侧窗和/或后侧窗。这种情形下，能以与当窗玻璃被降下时窗玻璃存储在门内相同的方式将用于侧窗的独立屏幕存储在门内。将片材定位在对应于窗玻璃的区域内从而用作屏幕的特征可例如通过响应于控制信号向下卷绕被卷起和存储在窗玻璃上方车顶中的片材的电机自动进行。
车辆可以具有下面的功能：当车辆驾驶模式从其第一驾驶员决定模式（I）改变为其第二独立于驾驶员模式（II）时，自动地实现对应于窗玻璃的区域从现时透明到作为屏幕的所述改变。可选地，当所述车辆处于其第一驾驶员决定模式时限制对应于窗玻璃的区域从现时透明到作为屏幕的改变，并且当所述车辆处于其第二独立于驾驶员模式（II）时手动控制所述改变。这些系统当然也可组合以使某些窗户或窗户区域自动地改变为作为屏幕同时其它窗户需要手动控制信号才能改变其功能。
因此，人们希望对应于窗玻璃的若干区域从现时透明改变为作为屏幕。例如，前挡风玻璃窗、前侧窗和后侧窗都可被改变以作为屏幕区域。这种情形下，这些独立区域可作为示出相同或独立影像如相同或不同电影的独立屏幕。这些区域也可用于限定单个较大的屏幕。例如，侧窗和前窗可与车顶共同用于形成巨大的凹形或半球形屏幕。这种情形下，车顶可初始成形和被设计为当车辆驾驶模式改变时作为屏幕或被改装以作为屏幕区域。如果具有位于上述屏幕区域之间的区域，例如A-柱或B-柱，这些中间区域也可包括在屏幕区域中从而在屏幕之间没有死点（dead spots）。在一个或若干个独立片料被用于覆盖窗户区域的屏幕的情形下，这些片料被设计为使它们与窗户区域之间的中间结构重叠，使得实质上车辆上部的整个内部形成了连续的屏幕。在窗玻璃自身改变为作为屏幕的情形下，中间结构可被设计或改变以作为屏幕区域。
在本发明的一个实施例中，图像投射系统被设计和控制为在形成于对应于前挡风窗玻璃的区域处的屏幕的主要部分上投射第一影像并且在前挡风玻璃屏幕的小区域上投射第二影像。该第二影像可以显示车辆外部的实时前视野。在这种情形下，优选由位于窗玻璃前或中下部处车辆底盘外部的摄像机拍摄视图。当然还可将摄像机放置在车辆内部并且使得挡风玻璃窗的一小部分为透明的，并且优选位于挡风玻璃附近的摄像机背面可用作屏幕区域。户外视野可作为屏幕右下角的小型画面存在。户外视野当然可被任何其它图像所代替，例如在屏幕的该小部分内可显现地图和/或GPS。图像投射系统也可与现有的通常用于在挡风玻璃上显示车辆数据的抬头显示器（Head Up Display）协作并且使用其在小型画框内显示车辆数据或其它图像。
附图说明
本发明的目的和优点将在下面的描述和所附权利要求中被进一步阐明并且如附图所示，其中：
图1公开了处于第一驾驶员决定模式下的车辆内部的示意图，
图2公开了处于具有用作屏幕的改装表面的第二独立于驾驶员模式（II）下的车辆内部的示意图，
图3公开了当利用若干改装表面作为单个屏幕时处于第二独立于驾驶员模式（II）下的车辆内部的示意图，
图4公开了处于第二独立于驾驶员模式下利用前挡风玻璃的小屏幕区域来呈现室外前视野的车辆内部的示意图。
具体实施方式
在图1中公开了车辆1的内部。车辆具有由位于驾驶座靠背顶端上的摄像机和在车辆1中线上靠近挡风玻璃窗3的摄像机所代表的图像投射系统2。在车辆1内当然可以存在另外的摄像机或其它图像投射装置从而能够在车辆1内部的期望表面上提供期望图像。还有前侧窗玻璃4、后侧窗玻璃5和代表车辆内部相当大区域的车顶6。这些区域被位于前挡风玻璃窗3与前侧窗4之间的中间结构如A-柱7分隔开。B-柱8位于前侧窗玻璃4与后侧窗玻璃5之间并且侧顶柱9位于车顶6与侧窗4、5之间。图1中的车辆被显示为窗玻璃3、4、5被构造为用于正常目的，即用于穿过现时透明的表面观察车辆1外部。当车辆被控制在第一驾驶员决定模式（I）时这是正常的情形。在第一驾驶员决定模式（I）下，通过改变窗玻璃5的特性或通过图像反射面覆盖对应于窗玻璃5的区域，后侧窗玻璃5可能从现时透明改变为作为显示由图像投射单元所投射的图像的屏幕。车顶6还可被设计成一直适于用作屏幕表面。但是，由于法律约束和常识，当车辆处于其第一驾驶员决定模式（I）时前挡风玻璃3或前侧窗玻璃4不应当改变其状态以提供不透明屏幕从而具有更低透明度且作为屏幕。在该附图及其后的附图2-4中仅示出了车辆1的一侧，但车辆1的另一侧的相应侧窗也可改变其特性以作为屏幕，这当然也是本发明的意图。
图2中示出对应于挡风玻璃3、前侧窗玻璃4和后侧窗玻璃5的表面已经从现时透明改变为提供反射屏幕表面，通过用点示出这些部分来示出该表面。在该图中还示出车顶6被构造为作为图像反射面。该情形下中间结构例如A-柱7、B-柱8或侧车顶柱9没有被示为形成部分屏幕区域。为了在屏幕内也包括中间结构，当然可通过将这些结构设计为适于反射投射图像的适宜表面从而与另一屏幕表面共同用作集成部分以提供包括侧和前窗户区域连同车顶的单个凹屏幕。可选地，屏幕形成材料例如柔性板可被使用和定位成使它们覆盖窗玻璃3、4、5和中间结构7、8、9从而与车顶6共同形成单个连续屏幕。屏幕表面3、4、5、6当然可被使用为使得在每个屏幕上示出相同或不同的电影或图片，例如“电影1”可在对应于前挡风玻璃窗3上示出同时“电影2”可在对应于后侧窗5的区域上示出以及在车顶6上示出显示水族馆的轻松电影。
在图3中示出使用图像投射系统2将电影投射在车顶6和对应于前挡风窗玻璃3、前侧窗玻璃4和后侧窗玻璃5的表面上，使得屏幕表面共同形成了电影投射于其上的屏幕区域。因此，有可能使用车辆内部的表面和形状来增强观看3D影像的感觉。很显然，中间结构即A-柱7、B-柱8和侧车顶柱9未被示为反射屏幕表面。中间结构当然或多或少地反射投射于其上的图像，即使这些表面不特别适于用作屏幕表面。根据投射图像的期望质量和中间结构的总尺寸，可以认为是否期望包括或特别改造这些区域来更好地作为反射屏幕区域。该情形下投射图像被图示为电影。投射当然可为任何所需的图片或活动图像如显示选定图片的幻灯片或示出落叶或其它图像从而为空闲的驾驶员和/或乘客提供放松的环境。
在图4中示出小型的影像怎样嵌入对应于前挡风玻璃窗3的屏幕区域。嵌入的图像位于右下角并且显示车辆1外部的实时前视野。因此，屏幕的主要部分可用于反射其它影像或幻灯片同时还可获得车辆外部的图像。嵌入的图像当然可示出其它物体例如利用GPS显示地图图像以指示车辆位置或显示其它涉及车辆和/或周围环境的相关数据。嵌入的图像还可显示在其它屏幕表面上例如前挡风玻璃3的其它部分上或前或后侧窗户区域4、5上。
在图1-4中图示的上述实施例仅用作有关如何实现本发明的示例。在屏幕表面上示出的图像类型（例如影像或幻灯片）对于创造性不重要，图像投射系统的特定配置对于创造性也不重要。同样地，有很多不同的方式来改变透明表面例如玻璃窗，从而将表面改装为较不透明且更好地用作在本发明范围内使用的屏幕。关于屏幕，除透明度之外还有其它对于外观来说的重要特征例如反射系数，这是当改变窗户区域的特性以作为屏幕时也可以考虑的。因此，存在可在本发明的范围内变化的多个不同的参数和特征，即，将窗玻璃或对应于窗玻璃的表面从现时透明从而在第一驾驶员决定模式（I）下驾驶车辆时观察外部改装成在第二独立于驾驶员模式（II）下驾驶车辆时作为反射屏幕表面。

Claims (10)

1.一种能在第一驾驶员决定模式（I）与第二独立于驾驶员模式（II）之间切换的道路车辆（1），例如小汽车、公共汽车或货车，其中，在所述第一驾驶员决定模式（I）中，车辆的控制取决于位于车辆（1）中的驾驶员，在所述第二独立于驾驶员模式（II）中，车辆（1）的控制独立于位于车辆（1）中的驾驶员，所述车辆具有用于在车辆（1）的内表面上投射影像的图像投射系统（2），
其特征在于：
当在所述第二独立于驾驶员模式下控制车辆（1）时，通过改变窗玻璃（3，4，5）的特性或通过图像反射面覆盖对应于窗玻璃（3，4，5）的区域，使得对应于车辆（1）的至少一个窗玻璃（3，4，5）的区域从现时透明改变为用于显示由图像投射单元投射的图像的屏幕。
2.根据权利要求1所述的道路车辆（1），其特征在于：所述至少一个窗玻璃是前挡风窗玻璃（3）。
3.根据权利要求1或2所述的道路车辆（1），其特征在于：通过提供或改变在窗玻璃中的透明度降低装置的电压/电流来实现窗玻璃（3,4,5）特性的所述改变。
4.根据权利要求3所述的道路车辆（1），其特征在于：在所述窗玻璃中的所述透明度降低装置是LCD、电致变色膜或微机械镜。
5.根据权利要求1或2所述的道路车辆（1），其特征在于：对应于所述车辆（1）的至少一个窗玻璃（3,4,5）的区域从现时透明到作为屏幕的所述改变通过用片材屏幕覆盖对应于窗玻璃（3,4,5）的区域来实现。
6.根据前述权利要求任意一项所述的道路车辆（1），其特征在于：当车辆驾驶模式从其第一驾驶员决定模式（I）改变为其第二独立于驾驶员模式（II）时，自动地实现对应于所述车辆（1）的至少一个窗玻璃（3,4,5）的区域从现时透明到作为屏幕的所述改变。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的道路车辆（1），其特征在于：当所述车辆处于其第一驾驶员决定模式（I）时限制对应于所述车辆的至少一个窗玻璃（3,4,5）的区域从现时透明到作为屏幕的所述改变，并且当所述车辆处于其第二独立于驾驶员模式（II）时手动控制所述改变。
8.根据前述权利要求任意一项所述的道路车辆（1），其特征在于：对应于所述车辆（1）的窗玻璃（3,4,5）的区域从现时透明到作为屏幕的所述改变包括前侧窗（4）和/或后侧窗（5）。
9.根据权利要求8所述的道路车辆（1），其特征在于：对应于所述车辆（1）的窗玻璃（3,4,5）的区域从现时透明到作为屏幕的所述改变包括与车顶共同形成凹形或半球形屏幕的前挡风玻璃窗（3）、前侧窗（4）和后侧窗（5）。
10.根据权利要求2所述的道路车辆（1），其特征在于：所述图像投射系统（2）被控制为在形成于对应于所述前挡风窗玻璃（3）的区域的屏幕处的屏幕主要部分上投射第一影像并且在前挡风屏幕（3）的小区域上投射第二影像，所述第二影像显示车辆（1）外部的实时前视野。
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