CN105121209A - 用于显示数据的显示装置和方法以及用于车辆的驾驶员辅助系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于显示数据的装置(120)。在此，显示装置(120)具有用于显示数据的数据显示装置(124)。显示装置(120)独立地装配或能够装配在车辆(100)的方向盘(102)上。在此，显示装置(120)具有用于相对于至少两个轴检测加速度的加速度检测装置(122)。在此，显示装置(120)构造成用于在使用所检测的加速度的情况下确定方向盘(102)的方向盘旋转角度，并且在使用所述方向盘旋转角度的情况下改变数据的显示内容。

Description

用于显示数据的显示装置和方法以及用于车辆的驾驶员辅助系统
技术领域
本发明涉及一种用于显示数据的装置、一种用于显示数据的方法，一种加速度检测装置用于确定车辆的方向盘的方向盘旋转角度以及用于改变数据的显示内容的应用、以及一种用于车辆的驾驶员辅助系统。
背景技术
尤其为了驾驶员辅助功能，通常利用在工厂安装在转向柱处的转向角度传感器确定车辆的转向角度。在此，辅助系统、例如停车和操纵辅助装置通过CAN总线获得转向角度。在CAN总线上的转向角度报文通常不是标准的，并且可根据车型年代、车辆制造商和车辆类型而彼此不同。此外，为一些车辆辅助功能设置显示内容。
发明内容
在该背景下，本发明提供根据独立权利要求所述的一种改进的用于显示数据的显示装置、一种改进的用于显示数据的方法，一种改进的加速度检测装置的应用以及一种改进的用于车辆的驾驶员辅助系统。从属权利要求和以下描述给出有利的设计方案。
根据本发明的实施方式，可提供用于加装在车辆的方向盘上的集成有转向角度传感器的显示装置或显示设备。根据借助于传感器确定的方向盘旋转角度，可使在显示器上显示的数据或图像数据与方向盘的旋转运动相匹配。此外，显示装置可为驾驶员辅助系统的一部分，其在必要时可提供在车辆的转向角度方面的驾驶员辅助功能。
有利地，根据本发明的实施方式特别是可为车辆中的显示装置和/或驾驶员辅助系统提供通用的与车辆类型无关的加装解决方案。通过确定方向盘旋转角度，该显示装置实现了有利的、与方向盘旋转角度相匹配的数据显示内容。特别是，驾驶员辅助系统使用用于示出驾驶员辅助功能的显示装置以及将在使用方向盘旋转角度的情况下确定的车辆转向角度用于计算驾驶员辅助功能，该驾驶员辅助系统由此可示出用于车辆的特别简单且可靠的加装解决方案。在此，由传感器确定的方向盘旋转角度不仅可用于显示内容修正而且用于实现驾驶员辅助功能。由此，例如对于不同的车辆类型，不需要设置特殊的、与已经在车辆方存在的转向角度传感器相匹配的显示装置版本或驾驶员辅助系统版本。
本发明实现了用于显示数据的显示装置，其中，该显示装置具有用于显示数据的数据显示装置，其特征在于，显示装置以加装的方式和/或独立的方式装配或能够装配在车辆的方向盘上，其中，显示装置具有用于相对于至少两个轴检测加速度的加速度检测装置，其中，显示装置构造成用于在使用所检测的加速度的情况下确定方向盘的方向盘旋转角度，并且在使用方向盘旋转角度的情况下改变数据的显示内容。
在此，车辆可理解为与街道相关的车辆，用于运输乘客和/或运输货物的机动车，例如乘用车、载重货车或其它商用车。所述车辆为借助于方向盘转向的车辆。用于加装的显示装置可布置在方向盘的任意、不干扰车辆运行的部位上，特别是中心地布置在方向盘上或在方向盘的旋转轴线的区域中。例如，可借助于电池给显示装置供给能量。数据显示装置可为屏幕或显示器。加速度检测装置可为惯性传感器或类似者。惯性传感器用于测量空间中的加速度和旋转运动以及倾斜。加速度检测装置可构造成用于检测由于通过车辆驾驶员引起的方向盘旋转运动而产生的相对于两个或三个轴的加速度。在此，特别是可相对于加速度检测装置的至少两个轴检测重力加速度和相对于重力加速度的加速度。基于所检测的加速度，可获得方向盘旋转角度以及在必要时同样获得方向盘旋转方向。在加速度或方向盘旋转角度相对于基础状态变化时，也改变数据的显示内容。特别是，可改变或匹配数据的显示内容，使得与方向盘旋转角度无关地，显示内容相对于与方向盘分离地布置的在车辆上的参考点保持取向不变。在此，对于数据显示装置的观察着来说，显示内容即使在方向盘的旋转运动时并且由此在数据显示装置旋转运动时也保持取向相同并且保持可被读取。
根据一种实施方式可设置共同的罩壳，在该罩壳中布置或可布置有数据显示装置和加速度检测装置。这种实施方式给出的优点是，数据显示装置和加速度检测装置共同地借助于能量源被供给能量。例如，其由此可使用电池或类似者，以给数据显示装置和加速度检测装置供给能量。此外，可简化在数据显示装置和加速度检测装置之间的数据传递，其中，可省去通过无线电发射器或类似者的数据传递。如果将数据显示装置和加速度检测装置集成为一个组件或结构单元并且之后例如将该单元中心地装配在方向盘上，可简化数据传递以及能量供给。最终用户仅仅还需要将显示装置固定在方向盘上，省去了具有加速度检测装置的附加的罩壳。
特别是，显示装置可构造成，用于在不使用工具的情况下以加装的方式装配在车辆的方向盘上。在此，显示装置可构造成，用于可借助于粘接连接或类似方式以加装的方式装配在方向盘上。在此，可借助于连接元件将显示装置装配在方向盘上，从而可为了维护目的将显示装置从方向盘处取下。这种实施方式给出的优点是，可特别简单地且成本适宜地进行显示装置的装配。
此外，本发明实现一种用于显示数据的方法，其中，该方法具有以下步骤：
借助于独立地和/或加装地装配在车辆的方向盘上的显示装置的加速度检测装置相对于至少两个轴检测加速度；
在使用所检测的加速度的情况下确定方向盘的方向盘旋转角度；以及
在使用所确定的方向盘旋转角度的情况下改变数据的显示内容。
有利地，在使用以上描述的显示装置的情况下或者结合以上描述的显示装置实施该方法。
根据一种实施方式，在改变的步骤中，以相对于方向盘旋转角度相反的符号旋转所述方向盘旋转角度的值的方式显示所显示的数据。为了修正显示内容、确切地说使显示内容对观察者来说保持取向相同，使显示内容、确切地说借助于数据显示装置示出的线和符号相应于当前的方向盘旋转角度旋转回到初始状态中，确切地说保持在初始状态中。在此，使所显示数据的反映对于驾驶员重要的内容的部分值旋转。这种实施方式给出的优点是，由此在数据显示装置上的显示内容可与方向盘旋转角度无关地保持能舒适地读取。
特别是，在改变的步骤中，也通过借助于旋转矩阵使所显示的图像元素的变形使数据旋转。在此，可使用合适的软件以用于借助于旋转矩阵使显示内容的单个像素变形。这种实施方式给出的优点是，通过应用这种旋转矩阵，简化了数据显示内容的改变步骤并且成本更低。
在车辆中使用加速度检测装置也是有利的，其中，加速度检测装置构造成，用于相对于至少两个轴检测加速度，用于在使用所检测的加速度的情况下确定车辆的方向盘的方向盘旋转角度以及用于在使用方向盘旋转角度的情况下借助于数据显示装置改变数据的显示内容，其中，加速度检测装置和数据显示装置是显示装置的一部分，该显示装置独立地和/或加装地装配或能够装配在车辆的方向盘上。
本发明也实现一种用于车辆的驾驶员辅助系统，其中，该驾驶员辅助系统设置用于提供与车辆的转向角度相关的至少一个驾驶员辅助功能，其中，该驾驶员辅助系统具有以下特征：
以上所述显示装置的实施方式，其以独立的方式和/或可加装的方式装配或能够装配在车辆的方向盘处；以及
用于评估所检测的加速度和/或所确定的方向盘旋转角度的控制器，其中，该控制器构造成，用于在使用所检测的加速度和/或所确定的方向盘旋转角度的情况下确定车辆的转向角度，并且用于在使用转向角度的情况下借助于显示装置提供至少一个驾驶员辅助功能。
有利地，可与驾驶员辅助系统相结合地应用或使用以上所述的显示装置。在此，显示装置和控制器可被集成在共同的罩壳中，或者可彼此分离地布置。驾驶员辅助系统特别是可用作停车辅助和/或操纵辅助装置，引导车辆且在必要时引导挂车。驾驶员辅助系统的这种应用示例特别是可简化了具有挂车的向后行驶。由此，可抵抗如下问题，即，特别是在改变想法(例如向右的转向运动引起挂车向左运动)时以及在小挂车的情况下快速弯折时存在的问题。为了为车辆操作员转向杆简化操纵，不仅可检测在车辆或拖车与挂车之间的弯折角度也检测当前的转向角度并且可从中计算出，车辆和挂车如何运动。借助于作为停车辅助和/或操纵辅助的驾驶员辅助系统，例如借助于在数据显示装置上的绕方向盘旋转角度的线清晰地示出这种挂车运动。
根据一种实施方式，控制器可构造成，用于评估所检测的加速度和/或所确定的方向盘旋转角度的走向，用于为了确定转向角度获得方向盘的旋转圈数。由此，控制器可构造成，用于记录所检测的加速度的历史或走向。由此，基于相应于车辆直线行驶的标准方向盘位置，也可确定通过方向盘旋转多于完整的一圈引起的转向角度。这种实施方式给出的优点是，当在通过方向盘旋转运动引起的加速度的走向的基础上考虑方向盘的旋转圈数时，可更精确且更准确地确定车辆的实际转向角度。
同样，可设置用于抑制(特别是与颤动相关的)高频加速度分量并通过(特别是与转向运动相关的)低频加速度分量的低通滤波器。该低通滤波器可实施成特有的装置、控制器的一部分和/或软件功能。例如，在车道不平时，在车辆竖轴方向上的通过冲击或颤动引起的加速度与重力加速度叠加。由于方向盘的运动比这种冲击或颤动更缓慢，通过低通滤器可滤除干扰。由此，可实现加速度以及由此转向角度的准确测量。
此外，可设置与方向盘分离地以可加装的方式装配或能够装配在车辆处的传感器装置以用于相对于至少两个轴检测另一加速度。在此，该控制器可构造成，用于在使用所检测的加速度和/或所确定的方向盘旋转角度的情况下且在使用该另一加速度的情况下确定车辆的转向角度。该传感器装置可具有另一加速度检测装置，其可相应于显示装置的加速度检测装置。如果通过装配在车辆中的传感器装置确定了所述另一加速度、确切地说车辆相对于重力加速度矢量的倾斜，可通过从所测得或检测的转向角度中减去该倾斜计算出纯粹的转向角度。如果车辆例如从水平的车道上驶向向左或向右倾斜的车道，则借助于传感器装置可防止将车辆的这种取向变化错误地解释为方向盘的旋转，仅仅因为重力加速度矢量不再垂直于车道取向。由此，通过在使用借助于传感器装置检测的另一加速度的情况下调整或修正借助于显示装置的加速度检测装置检测的加速度，可更准确地确定车辆的实际转向角度。
附图说明
示例性地根据附图详细解释本发明。其中：
图1示出了根据本发明一种实施例的驾驶员辅助系统以及车辆的方向盘的示意图；
图2示出了在车辆的方向盘处的根据本发明一种实施例的驾驶员辅助系统以及驾驶员辅助系统的显示内容的示意图；
图3示出了在车辆的方向盘处的根据本发明一种实施例的驾驶员辅助系统以及在方向盘旋转时驾驶员辅助系统的显示内容的示意图；以及
图4示出了根据本发明一种实施例的方法的流程图。
具体实施方式
在以下对本发明的优选实施例的描述中，为在不同图中示出的且相似作用的元件使用相同或相似的附图标记，其中，省去对这些元件的重复描述。
图1示出了根据本发明一种实施例的驾驶员辅助系统以及车辆的方向盘的示意图。示出了车辆100、方向盘102、驾驶员辅助系统110、显示装置120、加速度检测装置122、数据显示装置124、控制器130、发射-接收装置132、低通滤波器134和可选的传感器装置140。驾驶员辅助系统110具有显示装置120、控制器130和可选地传感器装置140。驾驶员辅助系统110构造成用于提供至少一个在车辆100的转向角度方面的驾驶员辅助功能。这种驾驶员辅助功能的示例是停车辅助和/或操纵辅助。
显示装置120布置在车辆100的方向盘102处。特别是，显示装置120装配在方向盘102处，使得不需要使用工具以用于装配，尽管这在图1中不可明确看出。在此，显示装置120此外构造成，用于为了加装而装配在车辆的方向盘102处。例如，显示装置120粘接在方向盘102处或者与其卡锁在一起。在此，例如可借助于电池或者以感应的方式给显示装置120供给能量。显示装置120具有加速度检测装置122和数据显示装置124。显示装置120在此具有共同的罩壳，加速度检测装置122和数据显示装置124布置在该罩壳中。
显示装置120的加速度检测装置122构造成，用于相对于至少两个轴检测通过操纵方向盘102引起的加速度。加速度检测装置122特别是为惯性传感器。加速度检测装置122此外构造成，用于提供反映所检测的加速度的传感器信号。显示装置120的数据显示装置124构造成，引起数据或显示图像数据的显示内容。换句话说，数据显示装置124为屏幕或显示器。
显示装置120构造成，用于在使用所检测的加速度的情况下确定方向盘102的方向盘旋转角度。此外，显示装置120构造成，用于在使用一定的方向盘旋转角度的情况下改变在数据显示装置124上的数据显示内容。为此，显示装置120构造成，用于引起，借助于数据显示装置124以相对于方向盘旋转角度相反的符号旋转一个方向盘旋转角度值的方式示出数据的显示内容。在此，以旋转的方式示出数据的显示内容例如通过借助于旋转矩阵变换所显示的图像元素实现。根据本发明的另一实施例，显示装置120设置成独立的系统或者与其它系统相结合设置为驾驶员辅助系统110。
根据在图1中示出且描述的本发明的实施例，控制器130布置在方向盘102上。在此，控制器130与显示装置120例如作为共同的组件布置在方向盘102上。控制器130借助于通讯接口与显示装置120相连接。控制器130具有发射-接收装置132和低通滤波器134。发射-接收装置132构造成用于无线地接收由可选的传感器装置140提供和输出的传感器信号并且将其提供给控制器130。
低通滤波器134构造成用于滤除并且抑制通过车辆100进而方向盘102的颤动引起的高频加速度分量。否则，这种高频加速度分量可能使所检测的加速度失真。由此，低通滤波器134构造成用于使低频加速度分量通过，该低频加速度分量归因于方向盘102的实际转向运动。在此，低通滤波器134可具有可变的滤波函数，其具有可调整的阈值。
车辆辅助系统110的控制器130构造成用于评估所检测的加速度或确定的方向盘旋转角度，用于在使用所检测的加速度或确定的方向盘旋转角度的情况下确定车辆100的转向角度。此外，控制器130构造成，用于在使用该转向角度的情况下为驾驶员辅助系统110提供用于至少一个驾驶员辅助功能。
可选地设置的传感器装置140与方向盘102分离地布置在车辆100处。传感器装置140构造成用于相对于至少两个轴检测另一加速度。传感器装置140具有另一加速度检测装置，其例如相应于显示装置120的加速度检测装置122。在此，该另一加速度反映这样的力，即，车辆100暴露在该力中，而没有通过方向盘102的操纵直接作用到方向盘102上的操纵力。此外，传感器装置140构造成用于提供反映所述另一加速度的传感器信号。在此，控制器130构造成用于在使用所检测的加速度或确定的方向盘旋转角度的情况下且在使用所述另一加速度的情况下确定车辆100的转向角度。由此，在检测转向角度时可考虑或计算出车辆100在地球的重力场中的位置。
图2示出了在车辆的方向盘处的根据本发明一种实施例的驾驶员辅助系统以及驾驶员辅助系统的显示内容的示意图。示出了例如为图1中的方向盘的方向盘102、例如为图1中的驾驶员辅助系统的驾驶员辅助系统110、例如为图1中的数据显示装置的数据显示装置124以及数据的显示内容225。根据在图2中示出和描述的本发明的实施例，驾驶员辅助系统110在方向盘102处例如中心地布置、确切地说布置在其旋转轴线的区域中。
在图2中，方向盘102位于旋转初始位置中，该初始位置例如反映布置有方向盘102的车辆的直线行驶。在方向盘102完全旋转一圈时也达到或者说经过方向盘102的该旋转初始位置，其中，存在车辆的转弯行驶。在方向盘102的旋转初始位置中，方向盘旋转角度等于零。
图2以图的放大局部示出了驾驶员辅助系统110的数据显示装置124以更好地说明显示内容225。在此，示出了数据显示装置124及其所显示的图像。借助于数据显示装置124尤其引起数据的显示内容225，其被分配给驾驶员辅助系统110的驾驶员辅助功能。例如，在图2中将显示内容225分配给驾驶员辅助系统110或确切地说用于具有挂车的车辆的操纵辅助形式的驾驶员辅助功能。在此，借助于数据显示装置124在相应于方向盘102的旋转初始位置的基础取向中示出显示内容225。
图3示出了在车辆的方向盘处的根据本发明一种实施例的驾驶员辅助系统以及在方向盘旋转时驾驶员辅助系统的显示内容的示意图。在图3中的图示在此相应于图2中的图示，除了以下内容，即，方向盘102以及由此具有其数据显示装置124的驾驶员辅助系统110从在图2中示出的方向盘102的旋转初始位置旋转了方向盘旋转角度借助于驾驶员辅助系统110的显示装置改变了显示内容225，从而借助于数据显示装置124在基础取向中示出显示内容225。由此，该显示内容225相对于数据显示装置124或驾驶员辅助系统110并且相对于方向盘102进行了旋转。在此，显示内容225的旋转角度在值方面相当于方向盘旋转角度其中，旋转角度的符号与方向盘旋转角度的符号不同。由此，方向盘102的旋转方向与显示内容225的旋转方向相反。对于显示内容225的观察者来说，尽管方向盘102进行了旋转，该显示内容基本上在旋转上保持静止。
图4示出了根据本发明一种实施例的用于显示用于车辆的数据的方法400的流程图。该方法400具有借助加装地装配在车辆的方向盘处的显示装置的加速度检测装置相对于至少两个轴检测加速度的步骤410。方法400也具有在使用所检测的加速度的情况下确定方向盘的方向盘旋转角度的步骤420。此外，方法400具有在使用确定的方向盘旋转角度的情况下改变数据的显示内容的步骤430。
通过实施方法400，有利地，可借助于显示装置、如在图1、图2和图3中显示和描述的传感器装置或像在图1、图2和图3中显示和描述的驾驶员辅助系统那样的驾驶员辅助系统显示用于车辆的数据。在此，可由显示装置或驾驶员辅助系统的合适的装置或者在使用所述装置的情况下实施方法400的步骤。特别是，借助于图1中的加速度检测装置进行检测的步骤410。此外，借助于图1中的控制器进行确定的步骤420。最终，可借助于数据显示装置并且必要时借助于图1中的控制器进行改变的步骤430。
所描述的和在图中显示的实施例仅仅是示例性选择的。不同的实施例可完全地或在单个特征方面相互组合。一个实施例也可通过其它实施例的特征进行补充。
附图标记列表：
100车辆
102方向盘
110驾驶员辅助系统
120显示装置
122加速度检测装置
124数据显示装置
130控制器
132低通滤波器
134发射-接收装置
140传感器装置
225显示内容
方向盘旋转角度
400用于显示的方法
410检测的步骤
420确定的步骤
430改变的步骤

Claims (10)

1.一种用于显示数据的显示装置(120)，其中，所述显示装置(120)具有用于显示数据的数据显示装置(124)，其特征在于，所述显示装置(120)独立地装配或能够装配在所述车辆(100)的方向盘(102)上，其中，所述显示装置(120)具有用于相对于至少两个轴检测加速度的加速度检测装置(122)，其中，所述显示装置(120)能够在使用所检测的加速度的情况下确定所述方向盘(102)的方向盘旋转角度，以及在使用所述方向盘旋转角度的情况下改变所述数据的显示内容(202)。
2.根据权利要求1所述的显示装置(120)，其特征在于，设有共同的罩壳，在所述罩壳中布置有或能够布置有数据显示装置(124)和加速度检测装置(122)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的显示装置(120)，其特征在于，所述显示装置(120)能够在不使用工具的情况下以可加装的方式装配在车辆(100)的方向盘(102)上。
4.一种用于显示数据的方法(400)，其中，所述方法(400)具有以下步骤：
检测的步骤(410)，其中，借助于独立地装配在所述车辆(100)的方向盘(102)上的显示装置(120)的加速度检测装置(122)相对于至少两个轴检测加速度；
确定的步骤(420)，其中，在使用所检测的加速度的情况下确定方向盘(102)的方向盘旋转角度；以及
改变的步骤(430)，其中，在使用所确定的方向盘旋转角度的情况下改变所述数据的显示内容(202)。
5.根据权利要求4所述的方法(400)，其特征在于，在所述改变的步骤(430)中，以相对于所述方向盘旋转角度相反的符号旋转所述方向盘旋转角度的值的方式显示所显示的数据。
6.根据权利要求4至5中任一项所述的方法(400)，其特征在于，在所述改变的步骤(430)中，通过借助于旋转矩阵使所显示的图像元素变形使所述数据旋转。
7.一种加速度检测装置(122)在车辆(100)中的应用，其中，所述加速度检测装置(122)能够相对于至少两个轴检测加速度，用于在使用所检测的加速度的情况下确定车辆(100)的方向盘(102)的方向盘旋转角度以及用于在使用所述方向盘旋转角度的情况下借助于数据显示装置(124)改变所述数据的显示内容(202)，其中，所述加速度检测装置(122)和所述数据显示装置(124)是显示装置(120)的一部分，该显示装置独立地装配或能够装配在所述车辆(100)的方向盘(102)上。
8.一种用于车辆(100)的驾驶员辅助系统(110)，其中，所述驾驶员辅助系统(100)设置用于提供与车辆(100)的转向角度相关的至少一个驾驶员辅助功能，其中，所述驾驶员辅助系统(110)具有以下特征：
根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置(120)，其独立地装配或能够装配在车辆(100)的方向盘(102)处；以及
用于评估所检测的加速度和/或所确定的方向盘旋转角度的控制器(130)，其中，所述控制器(130)能够在使用所检测的加速度和/或所确定的方向盘旋转角度的情况下确定所述车辆(100)的转向角度，以及在使用所述转向角度的情况下借助于显示装置(120)提供所述至少一个驾驶员辅助功能。
9.根据权利要求8所述的驾驶员辅助系统(110)，其特征在于，所述控制器(130)能够评估所检测的加速度和/或所确定的方向盘旋转角度的走向，用于为了确定所述转向角度获得方向盘(102)的旋转圈数。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的驾驶员辅助系统(110)，其特征在于，设有用于抑制高频加速度分量和使低频加速度分量通过的低通滤波器(132)。
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