CN105431330A - 具有方向定向导航系统的视觉定位 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于一车辆的视觉化系统,其用于允许一车辆的一驾驶者观察其车辆及周围环境的一180度后视野。该视觉化系统可包含提供一180度实质上后视野的一显示装置。该180度实质上后视野可为无缝及/或不失真的。该显示装置可定位于该车辆内的该驾驶者前面。该显示装置可安装于该车辆的一挡风玻璃的内侧表面上。当该驾驶者坐在该车辆的驾驶座上时,该显示装置的至少一部分可定位于该车辆的该驾驶者的眼睛上方。

Description

具有方向定向导航系统的视觉定位
[相关申请案的交叉参考]
本申请案根据35U.S.C.119(e)的规定主张2013年3月15日申请的美国临时专利申请案第61/852,320号的权利,该案的全文以引用方式并入本文中。在申请资料表或其任何修正中所识别的任何及所有优先权主张根据37CFR1.57的规定是以引用方式并入。
技术领域
本发明是关于用于对一车辆(例如汽车、农耕设备、工业设备、飞机、火车、休旅车、巴士、半联结车、建造设备、摩托车、自行车、船舶、高尔夫球车及/或其他机动或非机动车辆)的一驾驶者提供导航辅助的装置、系统及方法。
背景技术
自1911年以来,后视镜已被装配到机动车辆上。传统上,后视镜是平面的且仅提供一有限的后视野。侧视镜亦已被用于车辆上,以补充由后视镜提供的后视野。然而,驾驶者必须使其眼睛自其前方的道路转移,以使用侧视镜。
发明内容
可期望本发明的装置及系统提供一180度的后视野。在一些实施例中,本发明的装置及系统提供一无缝的180度后视野。此180度后视野可与一180度前视野组合,以为一车辆的驾驶者提供一360度视野。本发明的装置及系统可对一车辆的一驾驶者提供其车辆的周围环境的一全视野,且可消除来自驾驶者的视野的盲点。
本发明的一镜面的一实施例中所显示的180度全后视野教示常见于驾驶者的无缝180度全前视野的一视野。在一些实施例中,可期望镜面的视野自动延伸至驾驶者的前视野中的驾驶者视觉区域(其自然地复制驾驶者的前视野中的相同场景)中,这使得驾驶者能够用肉眼且通过镜面来同时看见相同车辆,使得驾驶者在其前视野中看见车辆。
因此,可期望驾驶者能够精确追踪且精确定位驾驶者车辆的位置及方向及驾驶者车辆周围的每个移动车辆的位置及方向,以在无需判断安全驾驶距离的情况下,相对于驾驶者车辆周围的移动车辆的位置及方向,而视觉上适当且安全地维持及调整驾驶者车辆的位置及方向。
本发明提供一种产生用于一车辆的一驾驶者的360度全感知驾驶环境的方法。该方法可包含:在驾驶者车辆的内部中在驾驶者前面显示一180度后视野(例如一无缝视野)。在一些实施例中,该方法包含:融接该无缝180度后视野与驾驶者的一无缝180度前视野,以形成一无缝360度全感知驾驶视野,此无缝360度全感知驾驶视野可教示关于驾驶者的常见视野。该方法可包含:判定与驾驶者的车辆周围的一或多个移动车辆相关的来自驾驶者观点的该驾驶者车辆的一定向、方位及位置。
在一些实施例中,一种用于一车辆的视觉化系统包含一显示装置,该显示装置附接至一驾驶者观看位置前面的该车辆的一部分。该显示装置可具有一宽度。在一些实施例中,该显示装置可具有小于该车辆的挡风玻璃的高度的一高度。该显示装置可具有面向该驾驶者观看位置的一显示部分。在一些情况中,自该驾驶者观看位置,该显示装置显示一至少180度实质上后视野。在一些情况中,该显示装置后方的环境的该至少180度实质上后视野与自该驾驶者观看位置的一至少180度前视野重叠。
在一些情况中,该视觉化系统包含附接至该车辆的一部分的一影像撷取装置,该影像撷取装置经组态以撷取该显示装置后方的一环境的一180度无缝视野。在一些实施例中,该影像撷取装置连接至该显示装置。在一些情况中,该影像撷取装置为一摄影机。在一些实施例中,该显示装置为一凸面镜。在一些实例中,该后视野系无缝的。在一些实施例中,该后视野不失真。在一些情况中,该至少180度实质上后视野垂直于该车辆的一中心线。在一些实施例中,该显示装置附接至该车辆的挡风玻璃。
根据一些变型,一种用于一车辆的视觉化系统可包含一凸面镜,该凸面镜附接至一驾驶者观看位置前面的该车辆的一部分。该凸面镜可具有一宽度。在一些实施例中,该凸面镜具有小于该车辆的挡风玻璃的高度的一高度。在一些情况中,该凸面镜具有面向该驾驶者观看位置的一反射表面。该反射表面可显示自该驾驶者观看位置的实质上位于该显示装置后方的一环境的一至少180度视野。
在一些实例中,该视野系无缝的。在一些情况中,该视野不失真。在一些实施例中,该凸面镜具有一固定的曲率半径。在一些情况中,该凸面镜系安装至该车辆的挡风玻璃的一内部。在一些实施例中,该凸面镜系安装于该驾驶者观看位置上方。
根据一些变型,一种用于一车辆的视觉化系统包含该车辆内的一显示装置。该显示装置可具有一宽度。在一些实例中,该显示装置具有小于该车辆的挡风玻璃的高度的一高度。该显示装置可具有面向一驾驶者观看位置的一显示部分。
在一些情况中,该显示部分显示自该驾驶者观看位置的该显示装置后方的一至少180度后视野。在一些实施例中,该显示装置后方的环境的该至少180度后视野与自该驾驶者观看位置的该驾驶者观看位置前方的一至少180度前视野重叠。在一些实例中,该显示装置侧面及该显示装置后方的环境的该至少180度后视野系无缝的。在一些实施例中,该显示装置侧面及该显示装置后方的环境的该至少180度后视野不失真。在一些情况中,该显示装置系定位于该驾驶者观看位置的前方。在一些实施例中,该显示装置后方的该至少180度后视野包含该车辆的驾驶者的一视野。在一些实例中,该显示装置后方的该至少180度后视野包含该车辆内部的一部分。
根据一些变型,一种防止一车辆与其周围环境之间的碰撞的方法包含:将一凸面镜附接至一驾驶者观看位置前面的一车辆的部分,该凸面镜具有小于该车辆的一挡风玻璃的一高度的一高度、及一宽度。在一些情况中,该方法包含:将该凸面镜定位以产生自该驾驶者观看位置的实质上位于该凸面镜后方的环境的一至少180度实质上后视野。在一些实施例中,该显示装置后方的环境的该至少180度实质上后视野与自观看点前方的该驾驶者观看位置的一至少180度实质上前视野一起形成一360度驾驶视野。在一些情况中,该后视野不失真。在一些实例中,该后视野系无缝的。
一种产生一驾驶者的一无缝360度全感知驾驶环境的方法可包含以下步骤:在驾驶者车辆内部的驾驶者前面显示一无缝180度全后视野;融接该无缝180度全后视野与驾驶者的一无缝180度全前视野,以形成关于驾驶者的一无缝360度全感知驾驶视野;及通过该无缝360度全感知驾驶视野,通过与该驾驶者车辆周围的一或多个移动车辆相关的来自驾驶者观点的定位,来判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置,使得驾驶者能够精确追踪且精确定位该驾驶者车辆的位置及方向,及该驾驶者车辆周围的每个其他移动车辆的位置及方向,以相对于该驾驶者车辆周围的该等移动车辆的位置及方向而视觉上适当且安全地维持及调整一驾驶者的车辆位置及方向,以安全驾驶。
在一些实施例中,融接该无缝180度全后视野与驾驶者的一无缝180度全前视野进一步包括以下步骤:当融接该无缝180度全后视野与该无缝180度全前视野时,形成该无缝360度全感知驾驶视野的一重叠视觉部分,使得当移动车辆出现于该重叠视觉部分中时,可在该无缝180度全后视野及该无缝180度全前视野两者中看见该移动车辆。
在一些实施例中,显示一无缝180度全后视野进一步包括以下步骤:定义一左后视野、一后视野及一右后视野以形成该无缝180度全后视野。在一些实例中,该重叠视觉部分含有形成于该左后视野与该无缝180度全前视野的一左前视野之间的一重叠区域中的一左重叠部分,及形成于该右后视野与该无缝180度全前视野的一右前视野之间的一重叠区域中的一右重叠部分。
在一些情况中,判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置进一步包括以下的一步骤:由该驾驶者车辆的一主体结构定义该无缝180度全后视野中的一定向引导线,以防止驾驶者在该无缝360度全感知驾驶环境中迷路。在一些实施例中,判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置进一步包括以下的一步骤:由该驾驶者车辆的一主体结构定义该无缝180度全后视野中的一定向引导线,以防止驾驶者在该无缝360度全感知驾驶环境中迷路。在一些实例中,判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置进一步包括以下的一步骤:由该驾驶者车辆的该主体结构定义该无缝180度全后视野中的一方位引导线,以识别该无缝360度全感知驾驶环境中的每个移动车辆的方位。在一些情况中,判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置进一步包括以下的一步骤:由该驾驶者车辆的该主体结构定义该无缝180度全后视野中的一方位引导线,以识别该无缝360度全感知驾驶环境中的每个移动车辆的方位。在一些实施例中,判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置进一步包括以下的一步骤:由车道分隔线定义该无缝180度全后视野中的一位置引导线,以精确定位每个移动车辆的位置(其包含一已知方位内的该驾驶者车辆位置)。在一些情况中,判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置进一步包括以下的一步骤:由车道分隔线定义该无缝180度全后视野中的一位置引导线,以精确定位每个移动车辆的位置(其包含一已知方位内的该驾驶者车辆位置)。
在一些情况中,对于一汽车,通过显示于无缝180度全后视野中的左后车窗、后挡风玻璃及右后车窗定义定向引导线及位置引导线。在一些实例中,对于一汽车,通过显示于无缝180度全后视野中的左后车窗、后挡风玻璃及右后车窗定义定向引导线及位置引导线。在一些情况中,对于车顶已收起的一敞篷车或一敞篷小型载货卡车(pickuptruck),通过显示于无缝180度全后视野中的车辆的左后角落及右后角落定义定向引导线及位置引导线。在一些实施例中,对于车顶已收起的一敞篷车或一敞篷小型载货卡车,通过显示于无缝180度全后视野中的车辆的左后角落及右后角落定义定向引导线及位置引导线。
在一些实施例中,将无缝180度全后视野显示为由一车内后视镜反射的一影像。在一些情况中,将无缝180度全后视野显示为由一车内后视镜反射的一影像。在一些实例中,将无缝180度全后视野显示为由一车内后视镜反射的一影像。在一些情况中,该车内后视镜系选自由以下各者组成的群组的一镜面:具有固定曲率半径的凸面镜、具有多个曲率半径的凸面镜、非球面镜、曲面镜、及由一无缝平面镜板形成的一U形平面镜。在一些实施例中,该车内后视镜系选自由以下各者组成的群组的一镜面:具有固定曲率半径的凸面镜、具有多个曲率半径的凸面镜、非球面镜、曲面镜、及由一无缝平面镜板形成的一U形平面镜。
一种用于一驾驶者的车辆的视觉定位定向导航系统可包括:一显示器,其经调适以安装于该车辆的一内部中的该车辆驾驶者前面的一位置中,该显示器显示一无缝180度全后视野,以用于供该驾驶者车辆中的驾驶者观看,且用于与驾驶者的一无缝180度全前视野融接,以形成相对于驾驶者的一无缝360度全感知驾驶视野;及一引导配置,其展现于该显示器的该无缝180度全后视野中,以通过与该驾驶者车辆周围的一或多个移动车辆相关的来自驾驶者观点的定位,来判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置;其中驾驶者能够精确追踪且精确定位该驾驶者车辆的位置及该驾驶者车辆周围的每个其他移动车辆的位置,以相对于该驾驶者车辆周围的移动车辆的位置而视觉上适当且安全地维持及调整一驾驶者的车辆位置,以达到安全驾驶。
在一些情况中,当融接将该无缝180度全后视野与该无缝180度全前视野时,该引导配置含有用于该无缝360度全感知驾驶视野的一重叠视觉部分,使得当移动车辆出现于该重叠视觉部分中时,该重叠视觉部分经调适以能够在该无缝180度全后视野及该无缝180度全前视野两者中看见移动车辆。在一些实例中,该无缝180度全后视野经组态以包含一左后视野、一后驾驶视角视野及一右后视野。在一些实施例中,该无缝180度全后视野经组态以包含一左后视野、一后驾驶视角视野及一右后视野,其中该重叠视觉部分含有形成于该左后驾驶视野与该无缝180度全前视野的一左前驾驶视野之间的一重叠区域中的一左重叠部分,及形成于该右后驾驶视野与该无缝180度全前视野的一右前驾驶视野之间的一重叠区域中的一右重叠部分。
在一些情况中,该引导配置含有显示于该无缝180度全后视野中的一定向引导线,作为该驾驶者车辆的一主体结构的一影像,以防止驾驶者在无缝360度全感知驾驶环境中迷路。在一些实施例中,该引导配置含有显示于该无缝180度全后视野中的一定向引导线,作为该驾驶者车辆的一主体结构的一影像,以防止驾驶者在无缝360度全感知驾驶环境中迷路。在一些实例中,该引导配置含有显示于该无缝180度全后视野中的一方位引导线,作为该驾驶者车辆的主体结构的一影像,以识别每个移动车辆在该无缝360度全感知驾驶环境中的方位。
在一些实施例中,该引导配置含有显示于该无缝180度全后视野中的一方位引导线,作为该驾驶者车辆的主体结构的一影像,以识别每个移动车辆在该无缝360度全感知驾驶环境中的方位。在一些情况中,该引导配置含有显示于该无缝180度全后视野中的一位置引导线,作为车道分隔线的影像,以精确定位每个移动车辆的位置(其包含该驾驶者车辆在一已知方位内的位置)。在一些实例中,该引导配置含有显示于该无缝180度全后视野中的一位置引导线,作为车道分隔线的影像,以精确定位每个移动车辆的位置(其包含该驾驶者车辆在一已知方位内的位置)。
在一些情况中,由显示于该无缝180度全后视野中的左后车窗、后挡风玻璃及右后车窗定义该定向引导线及该位置引导线。在一些实施例中,由显示于该无缝180度全后视野中的左后车窗、后挡风玻璃及右后车窗定义该定向引导线及该位置引导线。在一些实例中,由显示于该无缝180度全后视野中的车辆的左后角落及右后角落定义该定向引导线及该位置引导线。
在一些实施例中,由显示于该无缝180度全后视野中的车辆的左后角落及右后角落定义该定向引导线及该位置引导线。在一些实例中,该显示器包括一车内后视镜,以将该无缝180度全后视野显示为一影像反射。在一些情况中,该显示器包括一车内后视镜,以将该无缝180度全后视野显示为一影像反射。
在一些实例中,该显示器包括一车内后视镜,以将该无缝180度全后视野显示为一影像反射。在一些情况中,该车内后视镜系选自由以下各者组成的群组的一镜面:具有固定曲率半径的凸面镜、具有多个曲率半径的凸面镜、非球面镜、曲面镜、及由一无缝平面镜板形成的一U形平面镜。在一些实施例中,该车内后视镜系选自由以下各者组成的群组的一镜面:具有固定曲率半径的凸面镜、具有多个曲率半径的凸面镜、非球面镜、曲面镜、及由一无缝平面镜板形成的一U形平面镜。
在一些情况中,该车内后视镜系选自由以下各者组成的群组的一镜面:具有固定曲率半径的凸面镜、具有多个曲率半径的凸面镜、非球面镜、曲面镜、及由一无缝平面镜板形成的一U形平面镜。在一些实施例中,该显示器包括依即时方式撷取该无缝180度全后视野的一内部影像撷取器,及用于显示来自该内部影像撷取器的该无缝180度全后视野的一显示构件。在一些实例中,该显示器包括依即时方式撷取该无缝180度全后视野的一内部影像撷取器,及用于显示来自该内部影像撷取器的该无缝180度全后视野的一显示构件。
附图说明
将在阅读后续[实施方式]之后且参考实施例的附图而更加明白本发明实施例的此等及其他特征及优点,其中:
图1是一具有方向定向导航系统的视觉定位的一实施例的一透视图。
图1A是一具有方向定向导航系统的视觉定位的另一实施例的一透视图。
图2为当融接一180度全后视野与驾驶者的一无缝180度全前视野时的相对于驾驶者的一360度全感知驾驶视野。
图3绘示与图2的360度全感知驾驶视野相关的一道路图,其绘示出现于360度全感知驾驶视野的一重叠视觉部分中的移动车辆。
图4绘示与图3中所绘示的重叠视觉部分中的移动车辆相关的驾驶者的一无缝180度全前视野。
图5绘示与图3中所绘示的重叠视觉部分中的移动车辆相关的驾驶者的一180度全后视野。
图6绘示与一360度全感知驾驶视野相关的另一道路图,其绘示通过与驾驶者车辆周围的一或多个移动车辆相关的由驾驶者视角的方向定位的驾驶者车辆的一定向、方位及位置及方向,且展示由驾驶者视角的一视觉定位及方向定向导航道路图。
图7绘示与图6中的驾驶者车辆周围的移动车辆相关的驾驶者的一无缝180度全前视野。
图8绘示与图6中的驾驶者车辆周围的移动车辆相关的驾驶者的一180度全后视野。
图9绘示与无缝360度全感知驾驶视野相关的另一道路图,其绘示进行一变换车道的驾驶者车辆。
图10绘示与图9的重叠视觉部分中的移动车辆相关的驾驶者的无缝180度全前视野。
图11绘示与图9的重叠视觉部分中的移动车辆相关的驾驶者的180度全后视野。
图12绘示当融接一180度全后视野与驾驶者的一无缝180度全前视野时,相对于一敞篷小型载货卡车或敞篷车的驾驶者的另一360度全感知驾驶视野。
主要元件符号说明:
10显示器
10'显示器
11安装总成
20引导配置
21自动定向引导线
22自动方位引导线
23自动位置及方向引导线
24重叠视觉部分
100驾驶者车辆
101前挡风玻璃/车窗
101'内部影像撷取装置
102后挡风玻璃/车窗
102'显示器/显示构件
103前左侧车窗
104后左侧车窗
105前右侧车窗
106后右侧车窗
107左后角落
108右后角落
110移动车辆
120移动车辆
130移动车辆
140移动车辆
150移动车辆
210移动车辆
220移动车辆
240移动车辆
250移动车辆
310移动车辆
320移动车辆
330移动车辆
340移动车辆
350移动车辆
A驾驶者周边视线
B显示器视角侧线
FD前驾驶观点视野
FV180度前视野
LF左前视野
LR左后视野
P线
Q线
RD后驾驶观点视野
RF右前视野
RR右后视野
RV180度后视野
T线
V线
具体实施方式
本发明提供一种用于车辆的视觉化系统(例如提供方向定向的一视觉定位系统)。该视觉定位系统可包含后视(例如自车辆后部的前方的一点沿车辆后部的方向的一视野)技术。本发明的后视技术可对一车辆的一驾驶者提供比多镜系统设计更有利的一视觉系统。例如,本发明的后视技术可对一车辆的一驾驶者提供车辆的周围环境的一视野(例如一360度视野),同时最小化存在于一习知多镜系统中的视觉分散。
如图1中所绘示,一视觉化系统可包含一显示器10。显示器10可被支撑于驾驶者前面(例如车辆内驾驶者眼睛的位置前方)。根据一较佳实施例,显示器10经调适以安装于车辆100的一内部,在车辆驾驶者的眼睛前方及上方的位置。在一些实施例中,显示器10系可调整地安装至车辆100的该内部。在一些实施例中,显示器10系安装于驾驶者的眼睛下方。
可经由一安装总成11安装显示器10。如图1中所展示,安装总成11可为一可拆卸后视镜夹式总成。较佳地,当驾驶者坐于车辆的一驾驶位置(例如驾驶座)中时,显示器10是位于驾驶者的眼睛高度的上方。在一些实施例中,安装总成11可包含可拆卸地安装至车辆100的挡风玻璃的一吸盘或其他挡风玻璃安装件。在一些实施例中,显示器10可为一传统后视镜的一替换品。例如,安装总成11可包括一安装基座,其安装于其中安装一传统后视镜的一挡风玻璃的区域中。显示器10可用于包含(但不限于)以下各者的不同类型的车辆中:汽车、卡车、平台车、巴士、牵引车、铲车、吊车、铲斗机、推土机、高尔夫球车、全地形车、其他越野车、摩托车、自行车、轮船、火车、飞机及类似者。
显示器10可显示自车辆内的一单一观看点的视角的一180度后视野。例如,一车辆的驾驶者可在无需移动其观看位置的情况下于显示器10中观察一180度后视野。在某些实施例中,显示器10可显示自一驾驶者观看位置的视角的一180度后视野。当车辆的驾驶者坐于一车辆的驾驶座上时,可将该驾驶者观看位置定义为驾驶者双眼之间的中间点。在一些实施例中,该驾驶者观看点与车辆的方向盘的中心线横向(例如相对于车辆的两侧的左边及右边)对准。
在一些实施例中,由显示器10提供的180度后视野是无缝的(例如无中断及/或无失真)。可期望显示器10的后视野包含驾驶者位置的一视野,且当驾驶者坐于车内时,可期望显示器10的后视野包含驾驶者的视野。显示器10可定位于车辆中,使得由显示器10提供的180度后视野与车辆的驾驶者的180度前视野(例如:从车辆前面的后方朝向车辆的前面)融接,以形成相对于驾驶者的360度驾驶视野(例如:在180度后视野系无缝的情况下,一无缝的360度驾驶视野)。例如,显示器10可定位于其中安装显示器10的车辆的驾驶者的眼睛前面及上方。根据一较佳实施例,如图1中所展示,显示器10可为一车内后视镜。可用作为显示器10的镜面的实例包含(但不限于):非平面镜,诸如具有固定曲率半径的凸面镜、具有多个曲率半径的凸面镜、非球面镜、该等镜面的组合特征、曲面镜;平面镜,诸如由一无缝平面镜板形成的U形平面镜、由多个平面镜板形成的平面镜;及/或非平面镜与平面镜的任何组合。180度后视野可为反射于显示器10上的一影像。
显示器10可具有大于3英寸、大于6英寸、大于10英寸、大于20英寸、大于36英寸及/或大于72英寸的一宽度。在一些实施例中,显示器10具有小于6英寸、小于20英寸、小于40英寸、小于60英寸及/或小于90英寸的一宽度。在一些实施例中,显示器10的宽度是介于4英寸至85英寸之间。显示器10可具有大于1/2英寸、大于1英寸、大于3英寸、大于6英寸及/或大于10英寸的一高度。在一些实施例中,显示器具有小于20英寸、小于15英寸、小于12英寸、小于6英寸及/或小于2英寸的一高度。在一些实施例中,显示器10的高度是介于1英寸至12英寸之间。在一些情况中,显示器10可具有5英寸至600英寸之间的曲率半径。显示器10尺寸的诸多变化是可能的。
如图2中所绘示,车辆100(诸如一汽车)可包括一前挡风玻璃101、左侧车窗及右侧车窗、及一后挡风玻璃102。特定言之,左侧车窗可进一步定义为一前左侧车窗103及一后左侧车窗104。右侧车窗可进一步定义为一前右侧车窗105及一后右侧车窗106。
图2、图3及图6绘示使用显示器10的从驾驶者观点的道路视觉化地图。显示器10的180度后视野RV可与驾驶者的180度前视野FV结合,以产生车辆100的周围环境的360度视野。相对于180度前视野,一驾驶者周围视线A是被定义且自驾驶者无限且横向地(例如:相对于车辆100沿左方向及右方向)延伸。
如图6中所绘示,线A与P之间的左前视野LF系驾驶者车辆的左侧的驾驶环境,如肉眼通过车辆的前左侧车窗103及前挡风玻璃101所见。线A与Q之间的右前视野RF是驾驶者车辆的右侧的驾驶环境,如肉眼通过驾驶者车辆的前右侧车窗105及前挡风玻璃101所见。线P与Q(例如驾驶者的驾驶车道)之间的前驾驶观点视野FD位于驾驶者车辆正前方,如肉眼通过驾驶者车辆的前挡风玻璃101所见。
相对于180度后视野,一显示器视角侧线B被定义且自显示器10无限且横向地延伸。使用显示器10的镜面作为一实例,显示器视角侧线B成为自镜面无限且横向延伸的镜面视角侧线。如图所绘示,线B与T之间的一左后视野LR是驾驶者车辆的左侧的驾驶环境,如通过驾驶者车辆的后左侧车窗104所见,作为显示器10上的一影像(例如由镜面反射或由向后摄影机或其他光学装置产生的影像)。线B与V之间的一右后视野RR是驾驶者车辆的右侧的驾驶环境,如通过驾驶者车辆的后右侧车窗106所见,作为显示器10上的一影像。线T与V之间的一后驾驶观点视野RD是位于驾驶者车辆正后方的驾驶环境,如通过驾驶者车辆的后挡风玻璃102所见,作为显示器10上的一影像。
对于车顶已收起的一敞篷车或一敞篷小型载货卡车,左后角落107的影像系显示于左后视野LR与后驾驶观点视野RD之间,且右后角落的影像显示于后驾驶观点视野RD与右后视野RR之间,如图12中所示。
当融接180度全后视野与无缝180度全前视野时,可形成一重叠视觉部分24。例如,当显示器10定位于驾驶者前方(例如相对于驾驶者朝向车辆的前面)时,可形成一重叠视觉部分24。重叠视觉部分24为定义于驾驶者周围视线A与显示器视角侧线B之间的重复视野,如图2、图3及图6中所显示。重叠部分24可具有至少2英寸、至少4英寸、至少8英寸、至少1英尺及/或至少1码的一深度(例如侧线A与B之间的距离)。在一些实施例中,重叠部分24可具有小于3英寸、小于6英寸、小于1英尺、小于2英尺及/或小于5英尺的一深度。重叠部分24的深度可介于1英寸至6英寸之间、2英寸至8英寸之间、3英寸至1英尺之间、4英寸至20英寸之间、1英尺至3英尺之间,及/或6英寸至4英尺之间。重叠部分24的深度的诸多变化是可能的。
在360度全感知驾驶视野的重叠视觉部分24中,驾驶者能够在来自180度后视野及无缝180度前视野的重复视野中看见车辆100。特定言之,如图3至图5中所展示,当移动车辆210、220、240、250出现于重叠视觉部分24中时,可在180度后视野RV及无缝180度前视野FV两者中看见移动车辆210、220、240、250。
根据一较佳实施例,重叠视觉部分24包含一左重叠部分及一右重叠部分。该左重叠部分形成于180度后视野的左后视野LR与无缝180度前视野的左前视野LF之间的一重叠区域中。该右重叠部分形成于180度后视野的右后视野RR与无缝180度前视野的右前视野RF之间的一重叠区域中。
如图6中所绘示,可在左前视野LF中看见移动车辆210。亦可在左后视野LR中看见移动车辆210。然而,移动车辆在180度全后视野及无缝180度全前视野中的影像是不同的。例如,将在显示器10上的影像中看见来自前左侧车窗103的移动车辆210,且接着由驾驶者的肉眼自前左侧车窗103看见移动车辆210。
在移动车辆210的车头(例如前端)进入重叠视觉部分24的前,驾驶者将仅在无缝180度后视野的左后视野LR中看见移动车辆210。当移动车辆210的车头定位于重叠视觉部分24中(如图3中所展示)时,驾驶者将在无缝180度前视野中看见移动车辆210的车头,且在无缝180度后视野中看见移动车辆210的车尾(例如后端),如图4及图5中所展示。当移动车辆210移动到移动车辆210的车尾已通过重叠视觉部分24的点时,驾驶者将仅在无缝180度前视野中看见移动车辆210。在一些实施例中,重叠视觉部分24使驾驶者能够在驾驶时从驾驶者观点用肉眼及通过显示器10同时看见相同的移动车辆210,其对驾驶者产生道路的一无缝360度视野。在一些实施例中,重叠视觉部分24可有助于降低驾驶者在其汽车周围的驾驶环境中(尤其当移动车辆经过驾驶者的车辆100时)迷路的可能性。
如上文所说明,显示器10可提供一无缝180度后视野,其可允许一驾驶者观看经过的车辆:在该车辆离开显示器10的该180度后视野的前,该驾驶者可在一肉眼180度前视野中看见该经过的车辆。在一些此等实施例中,包含显示器10的视觉化系统可减少或消除盲点。显示器10可反射或显示具有顺从人体感官的线性资讯处理特性的方向的一无缝180度后视野驾驶环境,如下文所更详细说明。使用显示器10可减少或消除由一凸面镜产生的视觉失真。在一些实施例中,使用显示器10可减少或排除多后视镜系统及标准外部后视镜技术。在一些实施例中,显示器容许一驾驶者在通过镜面看见车辆外的驾驶环境的前,自车辆内的其正常驾驶位置看见其车辆的位置及方向。看见车辆的内部结合驾驶环境可通过定位相对于车辆内部的驾驶环境中的物体来对驾驶者提供定位。
本发明的视觉化系统可进一步包括一引导配置20。例如图4及图5中所绘示,引导配置20可展示于显示器10的180度后视野及驾驶者的肉眼的无缝180度前视野两者中。引导配置20可通过与驾驶者车辆周围的一或多个移动车辆相关的从驾驶者观点的方向来定位以有助于判定驾驶者车辆100的定向、方位及位置。
在180度后视野中,引导配置20可包括一自动定向引导线21、一自动方位引导线22及/或一自动位置及方向引导线23。展示于180度全后视野中的定向引导线21可为驾驶者车辆的一主体结构的(若干)影像。例如,定向引导线21可与驾驶者车辆100(例如车辆(如实施为一轿车)的主体结构)的车窗101、102、103、104、105、106对应。方位引导线22可对应于驾驶车道,如通过车辆的车窗所见。展示于180度全后视野中的位置及方向引导线23系用于精确定位每个移动车辆的位置及方向(其包含驾驶者车辆在一已知方位内的位置)的车道分隔线的影像。
对于车顶已收起的一敞篷车或对于一敞篷小型载货卡车,可由显示于180度全后视野中的车辆的左后角落107及右后角落108定义定向引导线21及方位引导线22。当在夜间驾驶时,驾驶者将在360度全感知驾驶视野而非车辆影像中看见来自移动车辆的灯光。
自动定向引导线21经配置以防止驾驶者在其汽车周围的驾驶环境中迷路。自动方位引导线22经配置以识别其他车辆在360度视野驾驶环境中的方位。自动位置引导线23经配置以精确定位各车辆的位置(其包含驾驶者的车辆位置及方向),以容许驾驶者的眼睛精确追踪且精确定位其车辆的位置及方向及其车辆周围的其他移动车辆的位置及方向,以在任何给定时刻相对于其车辆周围的移动车辆的位置及方向而适当且安全地调整及维持驾驶者的车辆位置及方向。由显示器10及驾驶者的肉眼提供的360度视野以及引导线21、22、23可减少驾驶者的分心。例如,驾驶者可观察全360度视野同时通过车辆的挡风玻璃向前看,而不需要驾驶者在利用驾驶者车辆周围的车辆及其他障碍物来定向时将其眼睛从道路移开。在一些实施例中,引导配置20可促进显示器10的对准。例如,驾驶者可使显示器视野(例如后视野)的引导配置20之间的中心点与前视野的中心点排成一行。
可将定向定义为一生物自身在朝向其环境的适当位置及方向中的调整及维持。这是每一生物生存的方式。作为一生物,我们的身体通过判定由人体感官引起的定向来感知其位置,以在所有方向上朝向其环境适当调整及维持其位置及方向。顺从定向决定要求、适应人体感官的功能特性,及通过用于生存的定位而直觉地依赖人类视线对危险警示的不同能力以完成安全驾驶,系已知为通过以方向定位的定向导航。作为驾驶者,我们适当地调整及维持我们车辆的定位及位置在所有方向上朝向我们的驾驶环境,其包含显示于显示器10中所展示的后视野驾驶环境中的方向。调整及维持车辆的位置可能需要我们从看见车辆外所有方向上的驾驶环境的前,首先自车辆内的其正常驾驶位置及方向看见我们的车辆的位置及方向。因此,后视镜或显示器10系一内部后视镜或显示器可为有利的。可期望地,显示器的后视野包含驾驶者位置的一视野,且当驾驶者坐于汽车中时,显示器的后视野包含驾驶者的一视野。
需要一360度视野驾驶环境以用于通过以方向定位的定向导航。可通过融接一180度后视野驾驶环境(例如由显示器10提供)与驾驶者的无缝180度前视野驾驶环境而产生360度视野驾驶环境。
人体感官依赖凭直觉观察不同定位的能力来避免伤害。将人类视线凭直觉且适当地区分物体且无需解析物体的精确细节的能力称为人类视线的不同能力。此能力的实例包含无需处理距离地辨别远近、无需处理速度地辨别快慢、不假思索地凭直觉辨别安全与危险、及/或无需处理量测地辨别左右前后。人类视线的不同能力将各物体视作另一物体的一参考框架,以使吾人能够将每个物体视作其他物体的自动引导线。人类通常依赖人类视线的不同能力来将位置及方向视作一自动引导线,以从「安全或不安全」方面辨别「安全与危险」,以不假思索地凭直觉发出危险警示,且无需量测在驾驶时吾人归因于的人类视线的视觉暂留能力而无法看见的危险距离。驾驶者通常依赖人类视线的不同能力来将位置及方向视作辨别「安全与危险」及「足够远」与「太近」的一自动引导线,以避免碰撞。不论楼梯多陡(例如逐步地,快或慢),吾人均安全地到达楼梯的顶部且无踏错跌落的危险,此系吾人依赖人类视线的不同能力来从「安全或不安全」的危险警示方面辨别「安全与危险」,以取代视觉地量测吾人在步行时归因于人类视线的视觉暂留能力而无法看见的各阶梯真实高度。
如图6中所展示,一道路图经绘示为一实例以说明通过从驾驶者观点的以方向进行定位的驾驶者车辆的定向、方位及位置。驾驶者车辆100周围定位有车辆110、120、130、140、150、210、220、240、250、310、320、330、340及350。通过360度全感知驾驶视野的自动定向引导线21可有助于驾驶者判定在驾驶者车辆100周围的驾驶环境中的驾驶者车辆100的定向。
自动方位引导线22将有助于驾驶者通过定位来识别在360度全感知驾驶视野中每辆车辆的方位。
如图6及图7中所绘示,驾驶者将在左前视野LF中看见两个移动车辆110、120,在前驾驶观点视野FD中看见移动车辆130,且在右前视野RF中看见两个移动车辆140。另外,四个移动车辆210、220、240、250是位于重叠视觉部分24中,驾驶者能够在重复视野中看见移动车辆210、220、240、250。特定言之,驾驶者将在无缝180度前视野中看见移动车辆210、220、240、250的车头。
相对于180度后视野,驾驶者将通过显示器10看见左后视野RF中的移动车辆310及部分移动车辆320。驾驶者将通过显示器10看见后驾驶观点视野RD中的另一部分移动车辆320、移动车辆330及部分移动车辆340。驾驶者亦将通过显示器10看见右后视野RR中的另一部分移动车辆340及移动车辆350。换言之,将看见驾驶者车辆100周围的所有移动车辆110、120、130、140、150、210、220、240、250、310、320、330、340及350。
位置引导线23可有助于驾驶者经由车道分隔线来精确定位各车辆的位置。如图6中所展示,作为一实例,有五个驾驶车道,且驾驶者车辆100系位于第三驾驶车道中。事实上,显示器10可覆盖多于五个的驾驶车道。车道分隔线可为位置引导线23,以通过无缝180度前视野来精确定位分别位于第五驾驶车道至第一驾驶车道中的移动车辆110、120、130、140、150。车道分隔线亦可为位置引导线23,以通过180度后视野来精确定位分别位于第五驾驶车道至第一驾驶车道中的移动车辆310、320、330、340、350。车道分隔线亦可为位置引导线23,以通过无缝180度前视野及180度后视野两者来精确定位分别位于第五驾驶车道、第四驾驶车道、第二驾驶车道及第一驾驶车道中的移动车辆210、220、240、250。换言之,通过360度全感知驾驶视野,驾驶者车辆100周围的所有移动车辆110、120、130、140、150、210、220、240、250、310、320、330、340及350可精确定位于不同驾驶车道中。
安全规则的一实例为:若无车辆或其他障碍物出现于吾人的汽车的一侧车窗内的一驾驶车道中的一地点中或移动至该相同地点中,则吾人改道或汇入至该地点是安全的。若某人/某物出现于该地点中或移动至该相同地点,则变换车道或汇入是不安全的。
举例而言,在图9至图11中,通过360度全感知驾驶视野,驾驶者车辆100的定向及方位经识别以自第三驾驶车道变换车道至第四驾驶车道或第二驾驶车道。如图10中所展示,驾驶者可看见驾驶者车辆100前面的移动车辆130、140、150未移动至驾驶者所想要的地点中。然而,驾驶者可通过显示器10观察到移动车辆350转向至与驾驶者所想的相同地点,如图11中所展示。因此,驾驶者相对于移动车辆350而从第三驾驶车道安全地变换车道至第二驾驶车道是不安全的。
此外,移动车辆310出现于与驾驶者车辆所在的与第三驾驶车道相距两个车道的左后视野LR中。当驾驶者通过显示器10看见移动车辆310未移动至第四车道时,驾驶者从第三驾驶车道变换车道至第四驾驶车道是安全的。否则,当驾驶者通过显示器10看见移动车辆310自第五驾驶车道转向第四驾驶车道(如图11中所展示)时,移动车辆310可移动至如驾驶者所想的相同地点。因此,驾驶者相对于移动车辆310而自第三驾驶车道变换车道至第四驾驶车道是安全的。值得一提的是,驾驶者能够通过360度全感知驾驶视野看见驾驶者车辆100周围的所有移动车辆在不同地点之间的移动。
在一些实施例中,显示器10(例如一镜面或凸面镜)从驾驶者观看位置的观点显示显示器10后方30英尺内、显示器10后方40英尺内、显示器10后方50英尺内,及/或显示器10后方20英尺内的左后视野LR中的车辆左侧的两个车道。在一些实施例中,显示器10(例如一镜面或凸面镜)从驾驶者观看位置的观点显示显示器10后方30英尺内、显示器10后方40英尺内、显示器10后方50英尺内,及/或显示器10后方20英尺内的右后视野RR中的车辆右侧的两个车道。在一些实施例中,显示器10(例如一镜面或凸面镜)从驾驶者观看位置的观点显示显示器后方20英尺至60英尺内、显示器10后方30英尺至50英尺内,及/或显示器10后方25英尺至45英尺内的左后视野LR中的车辆左侧的两个车道。在一些实施例中,显示器10(例如一镜面或凸面镜)自驾驶者观看位置的观点显示显示器后方20英尺至60英尺内、显示器10后方30英尺至50英尺内,及/或显示器10后方25英尺至45英尺内的右后视野RR中的车辆右侧的两个车道。
使用传统的镜面,当驾驶者看见移动车辆110未从第五车道移动至第四车道时,驾驶者将转动其头部进行一「盲点检查(shouldercheck)」,以确认在驾驶者变换车道的前无车辆在驾驶者车辆的盲点中。若车辆310未移动至第四车道,则驾驶者可认为变换车道系安全的。然而,在驾驶者转动其头部进行一「盲点检查」以看见其盲点时,移动车辆110可同时移动至第四车道。因此,驾驶者将使驾驶者车辆100移动至第四车道且可造成与移动车辆110的一碰撞。
换言之,当驾驶者的头部转动时,驾驶者可能失去前驾驶视野。即使将头转回且重拾前驾驶视野仅需数秒,但在此一短暂转头时间段内可能发生事故。鉴于本发明,驾驶者不需要转动其头部来进行一盲点检查,因为驾驶者可在驾驶者前面看见360度全感知驾驶视野。
具有方向定位导航系统的视觉定位通过任何给定时刻的定位来使驾驶者沉浸在360度全感知驾驶环境中。例如,该导航系统可允许驾驶者仅在1秒的若干分之一内(例如在少于一次眨眼的时间内)于180度前视野与180度后视野之间观看。在一些情况中,在前视野与后视野之间快速的转换可使驾驶者能够在安全驾驶的情况下觉察、决策及采取行动以避免碰撞。应注意,本发明的针对驾驶者的视觉解决方案减少或消除驾驶者的视觉障碍(例如盲点)及视力分散(例如必然导致驾驶者视线重新聚焦的前视野与后视野之间的显著眼睛移动),对于驾驶者而言,其产生视力分散解决方案,同时在驾驶期间的任何给定时刻同时看见所有碰撞的发生。当上述情况发生时,驾驶者可采取行动来警觉此影响,且因人类视线的不同能力而首先不加思索地凭直觉避免碰撞。人体求生感官的定向及功能完全不考虑习知安全驾驶概念及后视技术。
具有方向定位导航系统的视觉定位将自后视镜(例如显示器10)反射的虚拟驾驶环境转化为驾驶者的真实驾驶环境,此真实驾驶环境顺从定向的定义且适应人体求生感官的功能,此可确保驾驶者可有效地、安全地且即时地使用后视镜系统以安全驾驶。与至定向下的人体求生感官的一萤幕上所闪现的一影片的虚拟驾驶环境影像一样,反射在后视镜的驾驶环境说明在定向下的人体求生感官的功能的一虚拟驾驶环境,此系因为驾驶者实际上不存在于镜面的视野驾驶环境(其否定定向决定要求且违抗人体求生感官的功能,其中人体感官无法在驾驶时凭直觉作出回应)中。显示于本发明显示器10中的180度后视野驾驶环境教示与驾驶者的无缝180度全前视野共同的一视野驾驶环境。镜面中的后视野驾驶环境自动延伸至驾驶者的前视野中的驾驶者视觉的区域(其自然地复制驾驶者前视野中的相同场景)中,这使驾驶者能够以肉眼且通过显示器10看见相同车辆。在一些实施例中,使前视野与后视野同步(如上文所描述)顺从定位的定义且适应人体求生感官的功能。由镜面的视野及驾驶者的视觉重制的视野驾驶环境的相同道路场景将从镜面的视野反射的后视野驾驶环境转化为驾驶者的真实驾驶环境,其产生驾驶时的从驾驶者观点的一360度全视野驾驶环境。
具有方向定位导航系统的视觉定位可通过驾驶者无法在驾驶时看见且无法用肉眼或通过任何类型的镜面来量测的基于物理法则的描述及预测的测距,来减少或消除人类视线的距离判断能力的错觉以安全驾驶。眼睛视网膜上的影像必然在自1/50秒至1/25秒内停止移动,其取决于影像的亮度且无关于影像的大小。此残留影像证明:吾人用肉眼或通过任何类型的显示装置看见的一移动车辆的影像距离不是该移动车辆的目前距离,而是1/50秒至1/25秒前的距离。
视网膜继续感知在一影像的物体被移除后的该影像。眼睛保留一影像的能力称为视觉暂留。著名的罗杰的词汇宝库(RogetThesaurus)的作者PeterMarkRoget已发现此残留影像。当在视网膜上连续且足够快速地传输影像时,吾人的眼睛保留各影像足够长时间以建立一固定重叠且给予吾人与所见所感内容冲突的连续动态幻觉,其使吾人能够欣赏电影及电视。此系由吾人无法用肉眼或通过一镜面来清楚且完全地区分一系列快速变化影像的视觉暂留所致。例如,一电影由一萤幕上所闪现的一系列快速静止图片组成,其中各影像的后有约1/60秒的完全黑暗。但视觉暂留使用前一图片来填充完美地混合各图片的黑暗时刻以产生连续运动的幻觉。视觉暂留考量吾人无法察觉一动态图片的各影像的后的黑暗时刻。
另一方面,当眼睛在运动中时,其无法清楚地看见一物体。例如,眼睛因无法看见轨枕之间的距离而无法清楚且完全地区分稳固安置于一运行火车下的地面上的个别轨枕,其考量在一行进中的火车或移动中的车辆中的眼睛运动。另外,吾人的眼睛无法看见一迅速移动物体的精确细节。例如,一电视影像仅为一明亮小点,其足够快速地扫过萤幕,使得吾人的眼睛保留影像足够长时间以建立一完整图片。你的眼睛无法清楚且完全地区分一行进的自行车车轮的个别轮辐,其考量你无法察觉该行进的自行车车轮的轮辐之间的各距离。因此,你的眼睛无法清楚且完全地看见你无法用肉眼或通过任何类型的镜面量测的一行进的自行车的目前距离,这是因为你看见的行进的自行车的接近距离系由一系列快速连续行进自行车车轮的轮辐距离所建立。
当汽车车轮比自行车车轮更快地转动时,吾人无法看见一迅速移动车辆的目前距离。一移动车辆在行进距离上快速连续地驶过每一英寸(甚至每一英寸的若干分之一),其中各英寸对应于一系列快速变化影像中的一个别距离。例如,在65mph处,每秒及1/25秒的1,144英寸对应于由一系列快速连续的46个个别英寸组成的一距离,更不用提快速连续的行进距离中的1英寸的若干分之一。你的眼睛保留个别英寸的各影像足够长时间,以无法察觉1/25秒的后到来的后续46个个别英寸,其产生会增加你的反应时间的你不知道存在的一盲点。在你于1/25秒前看见其面前的危险的前,你将依65mph驾驶超过46英寸。
如上文所说明,我们无法在1/60秒内看见一影片的各影像之后的完全黑暗,或该影片的各图框将被视为独立的、不同且静止的图片。在65mph处,1/60秒对应于由一系列快速连续的19个个别英寸组成的一距离。你的眼睛保留该19个个别英寸的每个影像足够长时间以无法察觉1/60秒的后到来的后续18个个别英寸,其产生会增加你的反应时间的你甚至不知道存在的一盲点。在你每当看见其面前的危险之前,你将在1/60秒内驾驶超过18英寸。有时,例如,汽车似乎不知从何处出现。类似地,若在里程表上的数字指示英寸(其指示移动车辆的目前距离),则汽车行驶的距离的个别英寸的量值的各对应数字(如吾人的汽车的里程表上所见)将重叠且一起运行(其无法由肉眼计数)。为避免由视觉暂留产生的幻觉,现有里程表上的所得数字指示英里(公里)而非英寸(厘米),其仅指示汽车已行驶的距离,而非指示移动汽车的目前距离。其展示:使用肉眼来量测移动车辆的目前距离以用于安全驾驶系使用视觉暂留来产生与所见所感内容冲突的幻觉,以量测驾驶时人眼无法看见的距离。其进一步显示:使用形成于任何类型的镜面(其包含平面镜)中的移动车辆的影像距离来量测移动车辆的目前距离系使用视觉暂留来产生与所见所感内容冲突的幻觉,以量测驾驶时人眼无法通过任何类型的后视镜看见的距离。人眼的视觉暂留特性完全不涉及习知安全驾驶概念及后视技术。
具有方向定向导航系统的视觉定位可通过迫使驾驶者在驾驶时视觉地量测其无法用肉眼看见的距离的测距,来减少或消除习知安全驾驶概念下的距离的定义的曲解。距离系定义为两个事物、两条线、两个点、两个表面等等之间的长度或空间量。因此,作为一驾驶者,在你车辆后面与在前面的另一车辆之间的距离是从你车辆的前保险杆的表面至另一车辆的后保险杆的表面的距离。在你车辆前方与后面的另一车辆的距离是从你车辆的后保险杆的表面到另一车辆的前保险杆的表面的距离。在你车辆与你车辆左侧的另一车辆之间的距离是从你车辆的左外侧的表面至另一车辆的右外侧的表面的距离。此外,在你车辆与你车辆右侧的另一车辆之间的距离是从你车辆的右外侧的表面到另一车辆的左外侧的表面的距离。然而,你绝对无法从你车辆内的正常驾驶位置及方向看见你车辆的前保险杆、后保险杆、左外侧及右外侧,其包含身体上转动你的头部且越过其肩膀观看。即,你绝对无法看见其在驾驶时无法量测的驾驶者车辆与驾驶者车辆周围的其他移动车辆之间的距离。已证明:通过测距的习知安全驾驶概念迫使驾驶者通过违背距离的定义且超出人类视线能力地仅看见两个事物(如两个车辆)的一者来视觉地量测该两个事物之间的距离。
具有方向定向导航系统的视觉定位可减少或消除形成于平面镜中以通过平面镜量测一车辆与驾驶者车辆之间的距离的一车辆的影像距离的特性的曲解及误用,以在驾驶时于基于物理法则的习知安全驾驶概念及后视技术下,顺从人类视线要求的距离判断能力。根据基于物理法则的由平面镜形成的一物体的影像距离的特性,平面镜后面的一物体自影像至镜面的表面的影像距离等于平面镜前面的物体自物体至镜面的表面的距离。因此,你通过其车辆中的平面后视镜看见的一车辆的影像距离等于镜面的表面与该车辆之间的距离,而不等于前面的其车辆与后面车辆之间的距离(从你车辆的后保险杆的表面至后面车辆的前保险杆的表面)。另外,你无法通过车辆中的平面镜(其包含内部平面镜及外部平面镜)看见其车辆的后保险杆。此外,归因于驾驶时由眼睛的视觉暂留特性产生的幻觉,驾驶者无法通过平面镜看见其车辆与其车辆周围的移动车辆之间的真实距离。若吾人能够在驾驶时通过一平面镜看见移动车辆的目前距离,则吾人将看见电视萤幕上扫描的快速明亮小点的各距离,电视影像将仅被视为通过平面镜的一个明亮小点。我们将看见一影片图框的各影像的后的完全黑暗,影片的各图框将被视为通过平面镜的独立、不同且静止的图片。
具有方向定向导航系统的视觉定位可减少或消除基于物理法则的描述及预测的多镜系统后视技术。更多镜面达到更大的视野,其符合基于物理法则的描述及预测的驾驶者视觉增强要求。典型地,人体感官线性地处理资讯。这是我们无法在同一时间集中精力于两个完全不同任务的原因。不论吾人如何适当地调整及对准所有多个后视镜,我们的眼睛无法在同一时间聚焦于多个方向上的多个位置中的多个不同镜面上。简言之,人类视线一次仅可看见一个方向上的一个方位中的单一个镜面。无论多镜系统后视技术承诺何种视野的组合特征,驾驶者无法盲目地受益。多镜系统设计及效能后视技术在驾驶者的后视野中留有盲点,其损坏180度后视野。另外,转动头部以检查由多镜系统留下的盲点及由检查多个镜面产生的扫视持续时间,其使驾驶者的眼睛自前方道路移开以在驾驶者的前视野中产生一新盲点。驾驶者的前视野中的盲点可损坏驾驶者的现有无缝180度前视野,以导致盲点。扫视持续时间、转头及/或盲点可对驾驶者产生永久视觉障碍及视线分散,其可抑制或阻止360度全视野驾驶环境的产生。人体感官的线性资讯处理特性完全不涉及习知安全驾驶概念及后视技术。
具有方向定向导航系统的视觉定位可消除标准外部镜面设计。若驾驶者无法看见其车辆的位置及方向出现于其后视镜(其包含用于在驾驶时判定定向的平面镜及凸面镜)中,则驾驶者会从其镜面视野中的敏锐地觉察到空间定向迷失的效应。定向需要我们在看见车辆外的其驾驶环境的前,首先从车辆内的正常驾驶位置看见其车辆的位置及方向。相反地,使用标准镜面的驾驶者必须自朝向其驾驶位置及方向的车辆外的其外部镜面中所反射的其驾驶环境判定其定向。
具有方向定向导航系统的视觉定位可消除车辆上的外部镜面。消除外部镜面可减少由车辆消耗的燃油。减少燃油消耗可在一定程度上减少燃油消耗的环境影响,诸如全球暖化及用于道路及停车场的增加的耕种土地。通过定位使驾驶者沉浸入一360度感知驾驶环境中来消除外部镜面将减小车辆的风阻力及重量,其实质上且自动地减少燃料消耗,且减少温室气体CO2排放及减缓全球暖化。在一些情况中,消除外部镜面可减小车身的宽度,其可大幅减少道路及停车场用地,以减少车辆与农作物用地之间的竞争。
本发明的视觉化系统可允许一驾驶者在1秒的若干分之一内从一快速扫视看见是否有某物在一特定方位(例如地点)中。更特定言之,本发明的视觉化系统可允许一驾驶者在不到半秒的时间内于驾驶者车辆的车窗(例如前车窗、左侧车窗、后车窗或右侧车窗)内自本发明的镜面中的一快速扫视看见一障碍物(例如车辆)是否在,或是移动至驾驶者车辆周围的一多车道驾驶环境中的驾驶者所想的相同地点中。驾驶者车辆周围的障碍物的快速观察可容许驾驶者视觉上精确追踪且精确定位其车辆的位置及方向,及驾驶者车辆周围的其他移动车辆的位置及方向,以相对于该等其他车辆的位置及方向而适当且安全地调整及维持驾驶者的车辆位置及方向。
图1A绘示显示器10'的一实施例,其中显示器10'包括一内部影像撷取装置101',其以即时方式撷取180度后视野。显示器10'可包含一显示器102',用于显示来自内部影像撷取装置101'的180度后视野。影像撷取装置101'可包括安装于车辆内部且经调适而以即时方式撷取180度后视野的一摄影机。在一些实施例中,影像撷取装置101'定位于车辆的驾驶者后面或与车辆的驾驶者成直线。在一些实施例中,影像撷取装置101'定位于驾驶者前面。显示构件102'可包括用于显示由内部影像撷取装置101'撷取的180度后视野的一LED、LCD或其他萤幕。显示器102'亦可为一投影机,用于将来自内部影像撷取装置101'的180度后视野投影至车辆的前挡风玻璃上。
在一些实例中,驾驶者因害怕系统故障而不信任电子仪器。例如,一驾驶者无法完全信任一摄影机监视系统以看见车辆的周围环境。驾驶者的担心通常基于其无法知道一电子系统是否失效直到该电子系统已经失效。在一些情况中,电子警示系统及/或摄影机系统需要信号处理时间(例如1秒至2秒),其可产生警示延迟且可产生用于一车辆的驾驶者的危险资讯延迟。例如,以每小时65英里行驶的一车辆将在2秒内驶过约190英尺。因此,2秒的警示延迟可使高速驾驶一车辆的一驾驶者身处一潜在危险情境。
在一些情况中,使用是一镜面(例如一凸面镜)的一显示器10可为有利的。此一镜面系统可降低车辆的驾驶者对视觉化系统失去信任的可能性。
尽管已在某些较佳实施例及实例的内文中揭示视觉化系统,但熟悉技术者应了解,本发明延伸超过此特定揭示的实施例而至视觉化系统的其他替代实施例及/或使用及其明显的修改方案及等效方案。另外,尽管已详细展示及描述视觉化系统的诸多变型,但熟悉技术者将基于此揭示而容易地明白落于本发明的范畴内的其他修改方案。亦可预期,可进行实施例的具体特征及态样的各种组合或次组合,且实施例的具体特征及态样的各种组合或次组合仍落于本发明的范畴内。因此,应了解,此揭示实施例的各种特征及态样可经彼此组合或取代以形成所揭示视觉化系统的不同模式。故,本文所揭示的本发明的范畴不应受限于上文所描述的特定揭示实施例,而应仅取决于以下权利要求的公正解读。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,包括:
一显示装置,其附接至该车辆的一部分而在一驾驶者观看位置前面,该显示装置具有一宽度,该显示装置具有小于该车辆的挡风玻璃的一高度的一高度,该显示装置具有面向该驾驶者观看位置的一显示部分;
其中自该驾驶者观看位置,该显示装置显示一至少180度实质上后视野,且其中该显示装置后方的环境的该至少180度实质上后视野与自该驾驶者观看位置的一至少180度前视野重叠。
2.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,进一步包括附接至该车辆的一部分的一影像撷取装置,该影像撷取装置经组态以撷取该显示装置后方的一环境的一180度无缝视野。
3.如权利要求2所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该影像撷取装置是连接至该显示装置。
4.如权利要求2所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该影像撷取装置是一摄影机。
5.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置是一凸面镜。
6.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该后视野是无缝的。
7.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该后视野不失真。
8.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该至少180度实质上后视野是垂直于该车辆的一中心线。
9.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置是附接至该车辆的挡风玻璃。
10.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,从该驾驶者观看位置,该显示装置经组态以显示该车辆的一左侧上的至少一驾驶车道及该车辆一右侧上的至少一驾驶车道。
11.如权利要求10所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,从该驾驶者观看位置,该显示装置经组态以显示该显示器后面的该车辆的该左侧上的至少两个驾驶车道及该显示器后面的该车辆的该右侧上的至少两个驾驶车道。
12.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,从该驾驶者观看位置,该显示装置经组态以显示该显示装置所附接的该车辆后面及邻近处的行驶车辆的一位置及一方向。
13.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,从该驾驶者观看位置,该显示装置显示:
一右后视野,其定义于该显示装置中所显示的该车辆的一后车窗的一右边缘与该显示装置右边且与该显示装置成横向的一观看方向之间;
一左后视野,其定义于该显示装置中所显示的该车辆的一后车窗的一左边缘与该显示装置左边且与该显示装置成横向的一观看方向之间;及
一后驾驶观点视野,其位于该左后视野与该右后视野之间。
14.一种用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,包括:
一凸面镜,其附接至该车辆的一部分而在一驾驶者观看位置前面,该凸面镜具有一宽度,该凸面镜具有小于该车辆的挡风玻璃的一高度的一高度,该凸面镜具有面向该驾驶者观看位置的一反射表面;
其中该反射表面从该驾驶者观看位置显示实质上位于该显示装置后方的一环境的一至少180度视野。
15.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该视野是无缝的。
16.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该视野不失真。
17.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该凸面镜具有一固定的曲率半径。
18.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该凸面镜是安装至该车辆的挡风玻璃的一内部。
19.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该凸面镜是安装于该驾驶者观看位置上方。
20.一种用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,包括:
一显示装置,其位于该车辆内侧,该显示装置具有一宽度,该显示装置具有小于该车辆的挡风玻璃的一高度的一高度,该显示装置具有面向一驾驶者观看位置的一显示部分;
其中该显示部分从该驾驶者观看位置显示该显示装置后方的一至少180度后视野。
21.如权利要求20所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置后方的环境的该至少180度后视野与该驾驶者观看位置前方的从该驾驶者观看位置的一至少180度前视野重叠。
22.如权利要求20所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,与该显示装置成横向且位于该显示装置后方的环境的该至少180度后视野是无缝的。
23.如权利要求20所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,与该显示装置成横向且位于该显示装置后方的环境的该至少180度后视野不失真。
24.如权利要求20所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置定位于该驾驶者观看位置前面。
25.如权利要求24所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置后方的该至少180度后视野包含该车辆的该驾驶者的一视野。
26.如权利要求24所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置后方的该至少180度后视野包含该车辆的内部的一部分。
27.一种防止一车辆与其周围环境之间碰撞的方法,其特征在于,该方法包括:
将一显示装置附接至一车辆的部分而在一驾驶者观看位置前面,该显示装置具有小于该车辆的一挡风玻璃的一高度的一高度及一宽度;及
定向该显示装置,以从该驾驶者观看位置产生实质上位于该显示装置后方的环境的一至少180度实质上后视野,其中该显示装置的后方的环境的该至少180度实质上后视野与观看点前方的从该驾驶者观看位置的一至少180度实质上前视野一起形成一360度驾驶视野。
28.如权利要求27所述防止一车辆与其周围环境之间碰撞的方法,其特征在于,该后视野不失真。
29.如权利要求27所述防止一车辆与其周围环境之间碰撞的方法,其特征在于,该后视野是无缝的。
30.一种产生一驾驶者的一无缝360度全感知驾驶环境的方法,其特征在于,包括以下步骤:
在一驾驶者车辆的一内部中显示该驾驶者前面的一无缝180度全后视野;
融接该无缝180度全后视野与该驾驶者的一无缝180度全前视野,以形成相对于该驾驶者的一无缝360度全感知驾驶视野;及
透过该无缝360度全感知驾驶视野,通过与该驾驶者车辆周围的一或多个移动车辆相关的从该驾驶者视角的定位来判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置,使得该驾驶者能够精确追踪且精确定位该驾驶者车辆的位置及方向,及该驾驶者车辆周围的每个其他移动车辆的位置及方向,以相对于该驾驶者车辆周围的该等移动车辆的位置及方向而视觉上适当且安全地维持及调整一驾驶者的车辆位置及方向以安全驾驶。
31.如权利要求30所述产生一驾驶者的一无缝360度全感知驾驶环境的方法,其特征在于,融接该无缝180度全后视野与该驾驶者的一无缝180度全前视野进一步包括以下的一步骤:当融接该无缝180度全后视野与该无缝180度全前视野时,形成用于该无缝360度全感知驾驶视野的一重叠视觉部分,使得当一移动车辆出现于该重叠视觉部分中时,可在该无缝180度全后视野及该无缝180度全前视野两者中看见该移动车辆。
32.一种用于一驾驶者车辆的视觉定位定向导航系统,其包括:
一显示器,其经调适以安装于该车辆的一内部中的该车辆的一驾驶者前面的一位置处,该显示器显示一无缝180度全后视野,该无缝180度全后视野用于供该驾驶者车辆中的该驾驶者观看且用于与该驾驶者的一无缝180度全前视野融接,以形成相对于该驾驶者的一无缝360度全感知驾驶视野;及
一引导配置,其显示于该显示器的该无缝180度全后视野中,以藉由与该驾驶者车辆周围的一或多个移动车辆相关的从该驾驶者视角的定位来判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置;
其中该驾驶者能够精确追踪且精确定位该驾驶者车辆的位置及该驾驶者车辆周围的每个其他移动车辆的位置,以相对于该驾驶者车辆周围的移动车辆的位置而视觉上适当且安全地维持及调整一驾驶者的车辆位置以安全驾驶。
33.如权利要求32所述用于一驾驶者车辆的视觉定位定向导航系统,其特征在于,该引导配置包含一重叠视觉部分,当融接该无缝180度全后视野与该无缝180度全前视野时,该重叠视觉部分用于该无缝360度全感知驾驶视野,使得该重叠视觉部分经调适以能够在该移动车辆出现于该重叠视觉部分中时,在该无缝180度全后视野及该无缝180度全前视野两者中看见该移动车辆。
34.如权利要求12所述用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,当在没有其他车辆出现在该显示器时,该驾驶者将其车辆从该驾驶者观看位置移动至一邻近车道中该驾驶者所想要的一地点,而定位于或进入该驾驶者所想要的该地点是安全的。
35.如权利要求27所述防止一车辆与其周围环境之间碰撞的方法,其特征在于,该显示装置是一凸面镜。

Claims (33)

1.一种用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,包括:
一显示装置,其附接至该车辆的一部分而在一驾驶者观看位置前面,该显示装置具有一宽度,该显示装置具有小于该车辆的挡风玻璃的一高度的一高度,该显示装置具有面向该驾驶者观看位置的一显示部分;
其中自该驾驶者观看位置,该显示装置显示一至少180度实质上后视野,且其中该显示装置后方的环境的该至少180度实质上后视野与自该驾驶者观看位置的一至少180度前视野重叠。
2.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,进一步包括附接至该车辆的一部分的一影像撷取装置,该影像撷取装置经组态以撷取该显示装置后方的一环境的一180度无缝视野。
3.如权利要求2所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该影像撷取装置连接至该显示装置。
4.如权利要求2所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该影像撷取装置是一摄影机。
5.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置是一凸面镜。
6.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该后视野是无缝的。
7.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该后视野不失真。
8.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该至少180度实质上后视野是垂直于该车辆的一中心线。
9.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置是附接至该车辆的挡风玻璃。
10.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,从该驾驶者观看位置,该显示装置经组态以显示该车辆的一左侧上的至少一驾驶车道及该车辆一右侧上的至少一驾驶车道。
11.如权利要求10所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,从该驾驶者观看位置,该显示装置经组态以显示该显示器后面的该车辆的该左侧上的至少两个驾驶车道及该显示器后面的该车辆的该右侧上的至少两个驾驶车道。
12.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,从该驾驶者观看位置,该显示装置经组态以显示该显示装置所附接的该车辆后面及邻近处的行驶车辆的一位置及一方向。
13.如权利要求1所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,从该驾驶者观看位置,该显示装置显示:
一右后视野,其定义于该显示装置中所显示的该车辆的一后车窗的一右边缘与该显示装置右边且与该显示装置成横向的一观看方向之间;
一左后视野,其定义于该显示装置中所显示的该车辆的一后车窗的一左边缘与该显示装置左边且与该显示装置成横向的一观看方向之间;及
一后驾驶观点视野,其位于该左后视野与该右后视野之间。
14.一种用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,包括:
一凸面镜,其附接至该车辆的一部分而在一驾驶者观看位置前面,该凸面镜具有一宽度,该凸面镜具有小于该车辆的挡风玻璃的一高度的一高度,该凸面镜具有面向该驾驶者观看位置的一反射表面;
其中该反射表面从该驾驶者观看位置显示实质上位于该显示装置后方的一环境的一至少180度视野。
15.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该视野是无缝的。
16.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该视野不失真。
17.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该凸面镜具有一固定的曲率半径。
18.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该凸面镜是安装至该车辆的挡风玻璃的一内部。
19.如权利要求14所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该凸面镜是安装于该驾驶者观看位置上方。
20.一种用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,包括:
一显示装置,其位于该车辆内侧,该显示装置具有一宽度,该显示装置具有小于该车辆的挡风玻璃的一高度的一高度,该显示装置具有面向一驾驶者观看位置的一显示部分;
其中该显示部分从该驾驶者观看位置显示该显示装置后方的一至少180度后视野。
21.如权利要求20所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置后方的环境的该至少180度后视野与该驾驶者观看位置前方的从该驾驶者观看位置的一至少180度前视野重叠。
22.如权利要求20所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,与该显示装置成横向且位于该显示装置后方的环境的该至少180度后视野是无缝的。
23.如权利要求20所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,与该显示装置成横向且位于该显示装置后方的环境的该至少180度后视野不失真。
24.如权利要求20所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置定位于该驾驶者观看位置前面。
25.如权利要求24所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置后方的该至少180度后视野包含该车辆的该驾驶者的一视野。
26.如权利要求24所述的用于一车辆的视觉化系统,其特征在于,该显示装置后方的该至少180度后视野包含该车辆的内部的一部分。
27.一种防止一车辆与其周围环境之间碰撞的方法,该方法包括:
将一凸面镜附接至一车辆的部分而在一驾驶者观看位置前面,该凸面镜具有小于该车辆的一挡风玻璃的一高度的一高度及一宽度;及
定向该凸面镜,以从该驾驶者观看位置产生实质上位于该凸面镜后方的环境的一至少180度实质上后视野,其中该显示装置的后方的环境的该至少180度实质上后视野与观看点前方的从该驾驶者观看位置的一至少180度实质上前视野一起形成一360度驾驶视野。
28.如权利要求27所述防止一车辆与其周围环境之间碰撞的方法,其特征在于,该后视野不失真。
29.如权利要求27所述防止一车辆与其周围环境之间碰撞的方法,其特征在于,该后视野是无缝的。
30.一种产生一驾驶者的一无缝360度全感知驾驶环境的方法,其包括以下步骤:
在一驾驶者车辆的一内部中显示该驾驶者前面的一无缝180度全后视野;
融接该无缝180度全后视野与该驾驶者的一无缝180度全前视野,以形成相对于该驾驶者的一无缝360度全感知驾驶视野;及
通过该无缝360度全感知驾驶视野,通过与该驾驶者车辆周围的一或多个移动车辆相关的从该驾驶者视角的定位来判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置,使得该驾驶者能够精确追踪且精确定位该驾驶者车辆的位置及方向,及该驾驶者车辆周围的每个其他移动车辆的位置及方向,以相对于该驾驶者车辆周围的该等移动车辆的位置及方向而视觉上适当且安全地维持及调整一驾驶者的车辆位置及方向以安全驾驶。
31.如权利要求30所述产生一驾驶者的一无缝360度全感知驾驶环境的方法,其特征在于,融接该无缝180度全后视野与该驾驶者的一无缝180度全前视野进一步包括以下的一步骤:当融接该无缝180度全后视野与该无缝180度全前视野时,形成用于该无缝360度全感知驾驶视野的一重叠视觉部分,使得当一移动车辆出现于该重叠视觉部分中时,可在该无缝180度全后视野及该无缝180度全前视野两者中看见该移动车辆。
32.一种用于一驾驶者车辆的视觉定位定向导航系统,其包括:
一显示器,其经调适以安装于该车辆的一内部中的该车辆的一驾驶者前面的一位置处,该显示器显示一无缝180度全后视野,该无缝180度全后视野用于供该驾驶者车辆中的该驾驶者观看且用于与该驾驶者的一无缝180度全前视野融接,以形成相对于该驾驶者的一无缝360度全感知驾驶视野;及
一引导配置,其显示于该显示器的该无缝180度全后视野中,以通过与该驾驶者车辆周围的一或多个移动车辆相关的从该驾驶者视角的定位来判定该驾驶者车辆的一定向、方位及位置;
其中该驾驶者能够精确追踪且精确定位该驾驶者车辆的位置及该驾驶者车辆周围的每个其他移动车辆的位置,以相对于该驾驶者车辆周围的移动车辆的位置而视觉上适当且安全地维持及调整一驾驶者的车辆位置以安全驾驶。
33.如权利要求32所述的用于一驾驶者车辆的视觉定位定向导航系统,其特征在于,该引导配置包含一重叠视觉部分,当融接该无缝180度全后视野与该无缝180度全前视野时,该重叠视觉部分用于该无缝360度全感知驾驶视野,使得该重叠视觉部分经调适以能够在该移动车辆出现于该重叠视觉部分中时,在该无缝180度全后视野及该无缝180度全前视野两者中看见该移动车辆。
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