CN105459817A - 手加速控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手加速控制系统，更具体地涉及一种具有带有一个或多个非触摸传感器的姿势界面装置的触摸式车辆控制系统，所述一个或多个非触摸传感器检测驾驶员的附属物在由所述传感器检测的运动范围内的位置。该非触摸传感器向所述控制器发送表征所述驾驶员的附属物在所述运动范围内的位置，所述驾驶员的附属物的位置然后被解释为用于车辆的机械系统的车辆命令信号。命令信号包括但不限于加速、制动、停车制动器、转向信号等。

Description

手加速控制系统

技术领域

本发明涉及一种免触摸车辆加速器和制动控制系统。

背景技术

在当前的机动车辆中，加速、制动和与车辆的其他物理相互作用，如打开车辆罩、打开和关闭转弯信号、刮水器、刮水器雾特征部、前灯，以及施加停车制动器全部要求若干不同部件的运动。特别是，车辆加速和制动系统依赖于通常称为加速器踏板和制动器踏板的驱动器界面装置。所有各种单个部件具有将不同部件添加到车辆的不同传感器和界面。特别是，加速器踏板和制动器踏板具有位于驾驶员脚处的传感器，并且驾驶员必须具有充分起作用的脚且必须位于相对于踏板的适当位置处以适当地操作。可取的是减少车辆中界面的数量，但仍然用当前车辆设计的相对小修改提供相同数量的机械特征部。提供不必需要求驾驶员具有完全起作用的腿或完全起作用的手指的实用驱动器界面，也是可取的。

发明内容

本发明涉及一种具有控制器的免触摸车辆控制系统，所述控制器能够控制车辆的加速器和制动器。该控制器可以直接与加速器或制动机构连接而作用，或者可以发送信号给车辆控制单元用于随后操作加速器或制动器。该免触摸车辆控制系统包括具有一个或多个非触摸传感器的姿势界面装置，所述一个或多个非触摸传感器检测驾驶员的附属物在运动范围内的位置。一个或多个非触摸传感器操作，而在一个或多个非触摸传感器和驾驶员的附属物之间无任何物理触摸。一个或多个非触摸传感器发送信号给控制器，该信号表征驾驶员的附属物在运动范围内的位置。

在替代实施例中，该系统与脚踏板或手指踏板连接使用，所述脚踏板或手指踏板是弹簧加载的并且能够在两点之间移动以限定运动范围或具体姿势。一个踏板被解释为是加速器踏板，并且第二踏板是被理解为制动器踏板的姿势。所述踏板被解释为用于不同车辆功能的不同姿势，是可能的。

从以下提供的详细描述看，本发明的另外应用区域将变得显而易见。应该理解的是，详细的描述和具体的示例在表征本发明的优选实施例同时意在仅用于说明的目的且不意在限制本发明的范围。

附图说明

从详细描述和随附附图，将更充分地理解本发明，其中：

图1是免触摸车辆控制系统及其在车辆内部内的操作的示意图；

图2是免触摸车辆控制系统及其在车辆内部内的操作的示意图；

图3是与脚踏板连接使用的免触摸车辆控制系统的侧平面图；

图4是与手踏板连接使用的免触摸车辆控制系统的侧平面图；

图5是根据本发明的一个实施例的与免触摸车辆控制系统连接使用的使用者手上的手套的俯视平面图；以及

图6是示出免触摸车辆控制系统的整体操作的示意图。

具体实施方式

优选的（一个或多个）实施例的以下描述在本质上仅是示例性的并且绝不意在限制本发明、其应用或使用。

现在参照图6，示出了概述免触摸车辆控制系统10、100的操作的示意图。免触摸车辆控制系统10、100包括具有一个或多个非触摸传感器的姿势检测装置12、12'、112。姿势检测装置12、12'、112和一个或多个非触摸传感器可包括各传感器的组合并且可特别地包括Leap Motion®装置、电荷耦合装置、红外传感器、数码相机、运动检测器和它们的组合。姿势检测装置12在物理上连接到控制器14，所述控制器14可以是汽车计算机或单独的电子控制单元（ECU）。姿势检测装置12、12'、112和控制器14之间的连接可以是第一连接16，如物理总线（例如，通用串行总线（USB））连接，或者第一连接16可以是无线连接。控制器14包括在其上编程的姿势分类软件18，所述姿势分类软件能够解释由姿势检测装置12、12'、112产生的信号。

用于分类软件18的姿势处理来自姿势检测装置12的信号并且然后通过第二连接20传输信号，所述第二连接20可以是其中将信号传送到车辆的机械系统22中的物理总线或无线总线。车辆的机械系统22可包括从控制器14接收命令信号且然后发送或引导信号到车辆功能部26上的信号分类控制器24。

车辆功能部26包括但不限于加速、制动、停车制动器打开、停车制动器释放、门锁定、门打开、窗户致动器、门致动器、罩释放开关、燃料门释放开关、无线电控制、电话控制、导航控制、内部灯光控制、外部灯光控制、巡航控制、转向信号控制、危险信号控制、里程表控制、车辆信息中心控制、媒体播放器控制和窗户刮水器控制。不同车辆功能部26从信号分类控制器24接收信号，所述信号分类控制器24被示出是车辆的机械系统22的一部分；然而，信号分类控制器24是控制器14的一部分，这是在本发明的范围内，并且来自信号分类控制器24的信号将直接从控制器14发送给具体车辆功能部26，从而消除对控制器14和信号分类控制器24之间第二连接20的需要。

现在参照图1，示出了环境视图，该环境视图示出在机动车辆的内部车舱28内的免触摸车辆控制系统。在该特定实施例中的姿势界面装置12连接到车辆仪器面板29，并且具有检测区30，该检测区是其中姿势界面装置12可检测来自驾驶员的附属物32的姿势。如图1中所示的附属物32是驾驶员的手，但可以是其他附属物，如图2中所示的驾驶员的手指或如图3中所示的驾驶员的脚部。对于要移动或改变的检测区，检测在其他位置处的运动也是可能的。图1示出具有位于转向盘36上的踏板34的替代位置，其中踏板34将以与图2-4中所示的踏板类似的方式操作，这将稍后描述。

图1中所示的另一个替代实施例包括姿势界面装置，该姿势界面装置是用于接收音频信号的麦克风。麦克风12'可以用于接收音频姿势，而不是驾驶员的附属物的运动。麦克风12'可以与运动取向的姿势界面装置12连接使用，或者可以单独地使用。

如图1中所示，驾驶员的附属物32放置在检测区30，并且可以做不同姿势或运动，以便限定具体命令。例如，如图1中所示，驾驶员的附属物32是可表征制动命令、加速命令或一些其他类型的命令的平手。检测区30也限定用于具体姿势的运动范围。

例如，如果驾驶员的附属物32是表征停止或制动握拳或平手和握拳之间的位置的平手，则完全握拳和平手之间的运动范围可以由姿势界面装置12解释为加速车辆的命令。驾驶员的手指在平手和握拳之间的位置将有姿势界面装置12解释为来自全制动位置（例如，平手）和完全加速位置（例如，握拳）的加速程度。

现在参照图2，示出了本发明的替代实施例，其中免触摸车辆控制系统10利用两个手指踏板38、40。两个手指踏板38、40可例如由姿势界面装置12解释为制动器踏板38和加速器踏板40。对于要使用的附加踏板或者对于要由姿势界面装置解释为不同类型的用于产生如图6中所示的各种车辆功能部26的踏板，这是在本发明的范围内。一个或多个踏板38、40可枢转并具有位于踏板下面的弹簧42，用于提供阻力以便当压下一个或多个踏板38、40中的每个时给驾驶员更多阻抗感觉。踏板38、40限定用于姿势界面装置的运动范围。姿势界面装置12事实上检测驾驶员的附属物32的运动并且不必检测踏板38、40的运动。替代地，踏板38、40是存在的，以便帮助驾驶员为姿势界面装置12做适当姿势并且向驾驶员提供其中驾驶员的附属物32是由姿势界面装置12检测的运动范围内的感觉。

现在参照图3，示出了免触摸车辆控制系统100的替代实施例。在该特定实施例中，免触摸控制系统100靠近驾驶员的附属物132安装，该驾驶员的附属物132是驾驶员的脚部。一个或多个踏板138、140是脚踏板，所述脚踏板具有连接到脚踏板下侧的弹簧142，以便向驾驶员提供阻力类型的感觉，以给驾驶员其中他或她的附属物132位于姿势界面装置112的检测区130内的类似感觉。姿势界面装置112以图2中所示的手指踏板38、40类似的方式检测驾驶员的附属物132在运动范围内的位置。

本发明的本实施例中所示的免触摸车辆控制系统100提供替代布置提供给传统车辆加速器和制动器踏板系统，所述制动器踏板系统使用与车辆的加速器和制动器部件的诸如电缆的传感器或机械连接来检测该踏板的运动。本发明的本实施例中的免触摸车辆控制系统100通过移除将传统地连接到车辆加速器踏板和制动器踏板的物理布线和传感器来消除许多不同部件。这减少部件的数量并且也减少将与位于加速器和制动器踏板上的传统传感器发生的物理磨损。如图3中所示的免触摸车辆控制系统100感测驾驶员的附属物132或脚部的位置并且不检测一个或多个踏板138、140的位置。

图4示出图2中所示的本发明的替代实施例。在本发明的本实施例中，姿势界面装置12位于具有孔46的井状物44内。井状物44可在车辆内部车舱28的表面中形成，以允许使用者将其附属物32通过孔46放置到所述井状物中，这限定检测区30'。该检测区30'从而包含在井状物44内，这提供消除在检测区30'内的意外运动的可能性的优点。图4还任选地包括弹簧42的手指踏板38、40，用于提供阻力并允许使用者附属物与手指踏板38、40的相互作用并压下手指踏板38、40。提供手指踏板38、40的目的与图2中所示的实施例是相同的，从而向使用者提供其中其附属物32在检测区30'的运动范围内的感觉。

现在参照图4和图5，示出了附加替代实施例，其中使用者的附属物32是在附属物32上具有手套48的手。手套48具有位于手指指尖处的检测点50，所述检测点50由姿势界面装置12检测。该实施例仅允许戴手套48的人操作免触摸车辆控制系统10，因为姿势界面装置12将仅检测戴手套48的人的检测点50的运动。图4示出附加替代实施例，其中戴手套48的人将仍然穿过井状物44的孔46放置其手，以便操作免触摸车辆控制系统。带有检测点50的手套48的使用将防止免触摸车辆控制系统10的意外操作，但也可提供更精确的运动或姿势，以由姿势界面装置12读取，因为手套48的准确尺寸和检测点50的位置是已知的。图4中所示的手套48的使用是任选的且是未被要求的。

本发明的描述在本质上仅是示例性的，并且因此不脱离本发明的要点的变型意在本发明的范围内。此类变型不被视为脱离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种免触摸车辆控制系统，其包括：

控制器，其能够控制车辆的加速和制动；和

姿势界面装置，其具有一个或多个非触摸传感器，其直接检测驾驶员的附属物在运动范围内的位置和一个或多个姿势，而在所述一个或多个非触摸传感器和所述驾驶员的附属物之间没有任何物理触摸，其中所述一个或多个非触摸传感器向所述控制器发送信号，所述信号表征所述驾驶员的附属物在所述运动范围内的所述位置和所述一个或多个姿势，其中所述驾驶员的附属物的不同运动导致所述控制器产生来自于所述控制器的不同命令信号。

2.如权利要求1所述的免触摸车辆控制系统，其还包括至少两个或更多个弹簧加载手指踏板，所述至少两个或更多个弹簧加载手指踏板位于相对于所述一个或多个非触摸传感器的位置处，允许所述一个或多个传感器向所述控制器发送表征所述附属物位置的信号，所述附属物是在所述运动范围内的驾驶员的手指，其中所述两个或更多个手指踏板中的第一手指踏板由所述控制器解释为所述一个或多个姿势中的一个姿势并限定用于加速器踏板的运动范围，并且所述两个或更多个手指踏板中的第二手指踏板由所述控制器解释为所述一个或多个姿势中的第二姿势并限定用于制动器踏板的运动范围，其中仅基于所述驾驶员的手指在所述运动范围内的所述位置，压下所述加速器踏板导致所述控制器导致所述车辆的加速并且压下所述制动器踏板导致所述控制器导致所述车辆的制动。

3.如权利要求2所述的免触摸车辆控制系统，其中所述驾驶员的手指在所述运动范围内的所述位置控制加速的幅度和制动的幅度。

4.如权利要求2所述的免触摸车辆控制系统，其中所述姿势界面装置还包括容纳所述一个或多个非触摸传感器和所述两个或更多个手指踏板的封装井状物，所述封装井状物具有孔，其中所述驾驶员将所述手指放置在所述封装井状物内以访问所述两个或更多个手指踏板来防止在所述一个或多个传感器的区域中的意外运动。

5.如权利要求1所述的免触摸车辆控制系统，其中所述姿势界面装置还包括容纳所述一个或多个非触摸传感器的封装井状物，所述封装井状物具有孔，其中所述驾驶员将所述附属物放置在所述封装井状物内，以便所述附属物的运动由所述一个或多个传感器检测并防止在所述一个或多个传感器的区域中的意外运动。

6.如权利要求1所述的免触摸车辆控制系统，其中所述姿势界面装置还包括手套，其在所述手套上具有检测点，其中所述手套戴在驾驶员的手上并且所述一个或多个非触摸传感器检测在所述手套上的所述检测点并基于所述检测点的运动确定驾驶员命令。

7.如权利要求1所述的免触摸车辆控制系统，其还包括至少两个或更多个弹簧加载脚踏板，所述至少两个或更多个弹簧加载脚踏板位于相对于所述一个或多个非触摸传感器的位置处，允许所述一个或多个传感器向所述控制器发送信号，所述信号表征所述附属物的所述位置，所述附属物是在所述运动范围内的驾驶员的脚部，其中所述两个或更多个脚踏板中的第一脚踏板由所述控制器解释为限定用于加速器踏板的运动范围，并且所述两个或更多个脚踏板中的第二脚踏板由所述控制器解释为用于制动器踏板的运动范围，其中仅基于所述脚部在所述运动范围内的所述位置，压下所述加速器导致所述控制器导致所述车辆的加速并且压下所述制动器踏板导致所述控制器导致所述车辆的制动。

8.如权利要求7所述的免触摸车辆控制系统，其中所述驾驶员的脚部在所述运动范围内的所述位置控制加速的幅度或制动的幅度。

9.如权利要求1所述的免触摸车辆控制系统，其中从所述控制器产生的所述不同命令信号包括操作从包括下列情况的组选择的下列车辆功能中的一个或多个的信号：

加速、制动、停车制动器打开、停车制动器释放、门锁定、门打开、窗户致动器、门致动器、罩释放开关、燃料门释放开关、无线电控制、电话控制、导航控制、内部灯光控制、外部灯光控制、巡航控制、转向信号控制、危险信号控制、里程表控制、车辆信息中心控制、媒体播放器控制和窗户刮水器控制和它们的组合。

10.如权利要求1所述的免触摸车辆控制系统，其中所述一个或多个非触摸传感器是包括下列情况的组中的一个或多个：Leap Motion®、电荷耦合装置、红外传感器、数码相机和运动检测器以及它们的组合。

11.如权利要求1所述的免触摸车辆控制系统，其中所述姿势界面装置包括两个按钮，其安装到所述车辆转向车轮用于定位在相对于所述一个或多个非触摸传感器的位置处，允许所述一个或多个非触摸传感器向所述控制器发送表征所述附属物的位置的信号，所述附属物是在所述运动范围内的驾驶员的手指，其中所述两个按钮中的第一按钮由所述控制器解释为所述一个或多个姿势中的一个姿势并限定用于加速器踏板的运动范围，并且所述两个按钮中的第二按钮由所述控制器解释为所述一个或多个姿势中的第二姿势并限定用于制动器踏板的运动范围，其中仅基于所述驾驶员的手指在所述运动范围内的所述位置，压下所述加速器导致所述控制器导致所述车辆的加速并且压下所述制动器踏板导致所述控制器导致所述车辆的制动。

12.一种免触摸车辆控制系统，其包括：

控制器，其能够控制车辆的加速和制动；和

姿势界面装置，其具有容纳一个或多个非触摸传感器的封装井状物，其直接检测驾驶员的附属物的在运动范围内的位置和一个或多个姿势，而在所述一个或多个非触摸传感器和所述驾驶员的附属物之间无任何物理触摸，其中所述一个或多个非触摸传感器向所述控制器发送表征所述驾驶员的附属物在所述运动范围内的所述位置和所述一个或多个姿势的信号，其中所述驾驶员的附属物的不同运动导致所述控制器产生来自于所述控制器的不同命令信号，所述封装井状物具有孔，其中所述驾驶员将所述附属物放置在所述封装井状物内，使得所述附属物的运动由所述一个或多个传感器检测并防止在所述一个或多个传感器的区域中的意外运动；和

手套，其具有在所述手套上的检测点，其中所述手套戴在驾驶员的手上并且所述一个或多个非触摸传感器检测在所述手套上的所述检测点并基于所述监测点的运动确定驾驶员命令。

13.如权利要求12所述的免触摸车辆控制系统，其中从所述控制器产生的所述不同命令信号包括操作从由下列包括的组选择的下列车辆功能中的一个或多个的信号：

加速、制动、停车制动器打开、停车制动器释放、门锁定、门打开、窗户致动器、门致动器、罩释放开关、燃料门释放开关、无线电控制、电话控制、导航控制、内部灯光控制、外部灯光控制、巡航控制、转向信号控制、危险信号控制、里程表控制、车辆信号中心控制、媒体播放器控制和窗户刮水器控制和它们的组合。

14.如权利要求12所述的免触摸车辆控制系统，其中所述一个或多个非触摸传感器是包括下列情况的组中的一个或多个：Leap Motion®、电荷耦合装置、红外传感器、数码相机和运动检测器以及它们的组合。

15.如权利要求12所述的免触摸车辆控制系统，其还包括至少两个或更多个弹簧加载手指踏板，其定位在相对于所述一个或多个非触摸传感器的位置处的所述封装井状物内，允许所述一个或多个传感器向所述控制器发送表征所述附属物的所述位置的信号，所述附属物是在所述运动范围内的驾驶员的手指，其中所述两个或更多个手指踏板中的第一手指踏板由所述控制器解释为所述一个或多个姿势中的一个姿势并限定用于加速器踏板的运动范围，并且所述两个或更多个手指踏板中的第二手指踏板由所述控制器解释为所述一个或多个姿势中的第二姿势并限定用于制动器踏板的运动范围，其中仅基于所述驾驶员的手指在所述运动范围内的所述位置，压下所述加速器导致所述控制器导致所述车辆的加速并且压下所述制动器踏板导致所述控制器导致所述车辆的制动。

16.如权利要求15所述的免触摸车辆控制系统，其中所述驾驶员的手指在所述运动范围内的所述位置控制加速的幅度或制动的幅度。

17.一种免触摸车辆控制系统，其包括：

控制器，其能够控制车辆的加速和制动；和

姿势界面装置，其具有一个或多个非触摸传感器，其是包括下列情况的组中的一个或多个：Leap Motion®、电荷耦合装置、红外传感器、数码相机和运动检测器或它们的组合，其直接检测驾驶员的附属物在运动范围内的位置和一个或多个姿势，而在所述一个或多个非触摸传感器和所述驾驶员的附属物之间无任何物理触摸，其中所述一个或多个非触摸传感器向所述控制器发送表征所述驾驶员的附属物在所述运动范围内的所述位置和所述一个或多个姿势的信号，其中所述驾驶员的附属物的不同运动导致所述控制器产生来自于所述控制器的不同命令信号。

18.如权利要求17所述的免触摸车辆控制系统，其中从所述控制器产生的所述不同命令信号包括操作从包括下列情况的组选择的下列车辆功能中的一个或多个的信号：

加速、制动、停车制动器打开、停车制动器释放、门锁定、门打开、窗户致动器、门致动器、罩释放开关、燃料门释放开关、无线电控制、电话控制、导航控制、内部灯光控制、外部灯光控制、巡航控制、转向信号控制、危险信号控制、里程表控制、车辆信息中心控制、媒体播放器控制和窗户刮水器控制。

19.如权利要求17所述的免触摸车辆控制系统，其还包括至少两个或更多个弹簧加载手指踏板，其定位在相对于所述一个或多个非触摸传感器的位置处，允许所述一个或多个传感器向所述控制器发送表征所述附属物的所述位置的信号，所述附属物是在所述运动范围内的驾驶员的手指，其中所述两个或更多个手指踏板中的第一手指踏板由所述控制器解释为所述一个或多个姿势中的一个姿势并限定用于加速器踏板的运动范围，并且所述两个或更多个手指踏板中的第二手指踏板由所述控制器解释为所述一个或多个姿势中的第二姿势并限定用于制动器踏板的运动范围，其中仅基于所述驾驶员的手指在所述运动范围内的所述位置，压下所述加速器导致所述控制器导致所述车辆的加速并且压下所述制动器踏板导致所述控制器导致所述车辆的制动。

20.如权利要求17所述的免触摸车辆控制系统，其中所述驾驶员的手指在所述运动范围内的所述位置控制加速的幅度和制动的幅度。