CN105517834B - 仪表3d显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种仪表显示系统。该显示系统包括仪表显示面板(2)和可编程电子控制单元(3)。仪表显示面板(2)是被配置成显示与机动车辆的参数相关联的信息图(4‑13)的3D仪表显示面板。电子控制单元(3)被编程为根据信息图的优先级而将信息图(4‑13)中的每一个放置在3D仪表显示面板(2)内的视深度处。

Description

仪表3D显示系统
技术领域
本公开涉及一种用于机动车辆的仪表显示面板、包括这样的面板的仪表显示系统、包括这样的系统的机动车辆以及在这样的仪表显示面板上显示信息的方法。本发明的方面涉及一种面板、系统、方法和车辆。
背景技术
传统仪表板由多个量表构成，诸如速度表、转速表、燃料计、转速计数器(revcounter)、发动机温度计、一个或多个警告灯(诸如电池电量指示灯、ABS警告灯、胎压警告灯和发动机故障警告灯)。
近来，开发了全数字仪表显示面板，其使用计算机图形将诸如速度表的所有信息呈现在TFT LCD面板上。计算机图形的使用有助于实现仅在需要时才显示信息或者使得能够在白天和夜间操作期间使用不同颜色的灵活仪表板。
关于已知仪表板的问题在于区分所显示的信息的优先级。当没有被区分优先级的大量信息显示在仪表板上时，该问题尤其相关。因此，驾驶者没有注意到需要紧急注意的信息(例如，与发动机的过热或者接近前方车辆的危险或者后方的障碍有关的信息)是相对常见的。针对该问题的传统方法包括增大所显示的信息的相对大小或者使得信息闪烁。然而，存在限制了区分传统显示器上的信息的优先级的能力的法律要求。例如，在许多管辖区域中，法律要求特定数据始终保持可用，例如，图标不能覆盖速度表。
至少在某些实施例中，本发明试图提供一种有利于区分所显示的信息的优先级的仪表显示面板。
发明内容
本发明的各方面涉及用于机动车辆的仪表显示面板、包括这样的面板的仪表显示系统、包括这样的系统的机动车辆和在这样的仪表显示面板上显示信息的方法。
本发明的另一方面涉及一种仪表显示系统，其包括仪表显示面板和可编程电子控制单元，其中，仪表显示面板是被配置成显示与机动车辆的参数相关联的信息图的3D仪表显示面板，并且电子控制单元被编程为根据信息图的优先级而将每个信息图放置在3D仪表显示面板内的视深度(apparent depth)处。
可以减小每个所述信息图在3D显示器内放置的视深度(即，信息图出现在更靠近3D仪表显示面板前方，从而导致信息图与位于显示面板前方的用户之间的视距减小)以表示较高优先级。可以增加每个所述信息图在3D显示器内放置的视深度(即，信息图出现在更靠近3D仪表显示面板后方，从而导致信息图与位于显示面板前方的用户之间的视距增大)以表示较低优先级。电子控制单元可以动态地配置以在3D显示器内的相对视深度处显示每个信息图，该相对视深度表示与信息图相关联的操作参数的相对优先级。电子控制单元可以被编程为将与较高优先级的参数相关联的信息图朝向3D仪表显示面板的视前方(apparent front)放置。相反，电子控制单元可以被编程为将与较低优先级的操作参数相关联的信息图朝向3D仪表显示面板的视后方放置。
3D仪表显示面板可以定义放置在显示面板内的不同视深度处的多个虚拟显示面板。从用户到所显示的信息图的视距根据信息图显示在3D显示器中的视深度而变化。
第一信息图可以显示机动车辆的速度表，并且电子控制单元可以被编程为将第一信息图放置在第一视显示平面(apparent display plane)中。第一视显示平面可以用作3D显示器内的参考平面。
电子控制单元可以被编程为将速度表信息图放置在第一视显示平面中，并且较高优先级的信息图可以显示在被布置在与第一视显示平面相比减小的视深度处的一个或多个视显示平面中。相反，电子控制单元可以被编程为放置较低优先级的信息图以显示在被布置在与第一视显示平面相比增大的视深度处的一个或多个视显示平面中。
电子控制单元可以被编程为将与最高优先级的参数相关联的信息图放置在3D显示器内的视最前方位置处的预定视显示平面中。信息图可以显示在所述最前方位置，而不遮挡用户对速度表信息图的观看。电子控制单元可以被编程为将与最低优先级的参数相关联的信息图放置在3D显示器内的视最后方位置处的预定视显示平面中。
操作参数的相对优先级可以是预定义的，例如，针对每个信息图定义的视平面可以存储在查找表中。电子控制单元可以被编程为根据电子控制单元接收的关于多个关键参数中的任一个关键参数中的哪一个关键参数有问题或者不符合预定值或值范围的信息而选择最高优先级的信息图。电子控制单元可以被编程为基于所述信息而改变显示信息图的视平面(增加或减小视深度)。信息可以例如指示与特定信息图相关联的优先级指示器已改变，并且电子控制单元可以被编程为对显示该信息图的视平面进行相应改变。
信息图可以显示在单个视显示平面中。替选地，用于特定参数的信息图可以在视显示平面之间移动，例如，以表示改变的状态信息。例如，显示信息图的视显示平面可以根据与相关联参数有关的操作数据而改变。电子控制单元可以被配置成当操作数据确定需要进行动作时，减小显示信息图的平面的视深度。相反，电子控制单元可以被配置成当操作数据确定不需要进行动作时，增大显示信息图的平面的视深度。电子控制单元可以被编程为使得关键参数的信息图通常显示在视背景平面(apparent background plane)(例如，与包含速度表信息图的第一视显示平面相比距用户更远的视显示平面)中，但是，当相关联的关键参数有问题或者不符合预定值或值范围时，关键参数的信息图中的每个信息图可以被移动到视前景平面(例如，与包含速度表信息图的第一视显示平面相比更靠近用户的视显示平面)。
关键参数可以与以下的一个或多个有关：胎压警告、ABS故障警告和发动机故障警告。关键参数还可以特别地包括倒车警告指示器、超过速度限制的警告以及机动车辆的乘客没有系安全带的警告。
至少在某些实施例中，3D显示器可以是发出随方向变化的图像信息以向用户呈现3D图像的自动立体视差显示器。替选地，3D显示器可以是全息显示器或者3D平视显示器(HUD)。较高优先级的信息图可以显示在负视差位置处，并且较低优先级的信息图可以显示在正视差位置处。
在另一方面，本发明涉及一种包括如上所限定的仪表显示系统的机动车辆。
该机动车辆还包括用于将警告信息发送到电子控制单元以识别多个关键参数中的哪个关键参数有问题或者不符合预定值或值范围的装置。发送装置可以为例如耦合到通知中心的发送器的形式。
在本发明的另一方面，提供了一种用于机动车辆的3D仪表显示面板，其中，3D显示器是发出随方向变化的图像信息以向用户呈现3D图像的自动立体视差显示器，其中，较高优先级的信息图显示在负视差位置处，并且较低优先级的信息图显示在正视差位置处。
在本发明的又一方面，提供了一种显示与机动车辆的参数相关联的信息图的方法，该方法包括以下步骤：将与机动车辆的参数有关的信息发送到电子控制单元，对电子单元进行编程以将与参数相关联的信息图放置在3D仪表显示面板上，使得较高优先级的信息图被放置为更靠近位于面板前方的用户出现。
该方法还包括以下步骤：对电子单元进行编程，以根据电子控制单元接收的关于多个关键参数中的哪个关键参数有问题或者不符合预定值或值范围的信息而将信息图放置在看起来最接近用户的最高优先级位置，所述信息图与所述一个关键参数相关联。
这里使用术语3D作为术语三(3)维的缩写。如本文中使用该术语的上下文所确定的，这涉及三维的图形图像(或多个图像)的显示或者适合于显示三维的图形图像的显示设备。
在本申请的范围内，显然可想到可以独立地或者以任何组合来进行在先前段落、权利要求和/或以下描述和附图中指出的各个方面、实施例、示例和替选(特别是其各个特征)。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这样的特征不兼容。
附图说明
现在参照附图仅作为示例描述本发明的实施例，在附图中：
图1是包括仪表显示面板的机动车辆的示意图；以及
图2是图1的面板的3D显示器的示意表示。
具体实施方式
参照附图，图1示出了具有指示器显示面板2和电子控制单元(ECU)3的机动车辆1。ECU 3是被控制为将信息图(旨在快速地且清楚地呈现复杂信息的信息、数据或知识的图形视觉表示)发送到面板2的软件。
ECU 3可以是与面板2相同的组件的一部分，或者其可以位于与面板2分开的车辆内的某处。面板2是将三维图像呈现给观看者而不需要眼镜或其它麻烦的观看辅助的自动立体显示面板。自动立体显示器是将随方向变化的图像信息发出到观看区域中的视差显示器。3D自动立体显示技术通常生成对于每只眼睛的2D图像，以便为用户提供信息图的深度信息。具体地，视差空间中的信息图可以用于在ECU 3的软件控制下区分对于用户的警告或信息的优先级/紧急性水平的优先级。视差是沿着两条不同的视线观看的对象的视位置的位移或差别，并且通过这两条线之间的倾斜的角度或半角来测量。因此，对于正视差：对象出现在屏幕之后(增大的视深度)；并且对于负视差：对象出现在屏幕前方(减小的视深度)。
因此，如图2所示，面板2以不同的优先级水平并且在3D虚拟空间中的不同平面中显示信息，其中，优先级越高，视差的负值越大，而优先级越低，视差的正值越大。3D虚拟空间在图2中由与图像内的具有不同视差值的视平面对应的一系列水平线来示意性地表示。
显示面板示出了速度表4、转速计数器5(二者均以视差空间中的第二最靠近用户的视平面定义的相对高优先级水平来放置)、前方道路的地图6和各种信息图(诸如ABS警告7、发动机故障警告8和胎压警告9(都为相对低优先级水平))以及其它信息图(诸如用于访问脸书(Facebook)的第一图标10、用于访问因特网/电子邮件的第二图标11(@符号)和用于警告指示灯正在闪烁的第三图标12(箭头))。最高优先级的信息图(由感叹号表示)13位于在速度表4与转速计数器5的前方并且在速度表4与转速计数器5之间的、最靠近用户的视平面中，并且将用于任何紧急警告的位置提供给用户。例如，如果ABS有问题，则ABS图标7将被显示为最高优先级的信息图13，但是没有遮挡速度表4或转速计数器5。地图6可以由卫星导航(satnav)单元生成，或者从诸如谷歌地图的数据库生成。
因此，较高优先级的警告位于相对于较不紧急的信息更高的负视差距离，信息图所占据的负视差越高，用户感知到该信息图越近，其位于越靠近用户的平面中。类似地，外部对象相对于车辆的相对位置可以由图像空间中的指示的纵向位置来表示。
被馈送到用户的视觉信息源自ECU 3，并且被引导至3D自动立体显示面板2。3D自动立体显示系统可以对从ECU 3接收的信息进行分类或者区分该信息的优先级，从而给出用户将如何感知信息的排序等级，并且这样，安全关键信息将具有比诸如因特网/电子邮件和脸书登录的信息娱乐信息更高的排序。ECU 3被编程为优先考虑安全关键信息以显示在最高优先级信息图位置13处。
显示面板2不仅为用户提供另外的深度信息或信息图优先化，而且使得用户能够更快地作用于信息，或者使得车辆能够更高效地将信息传递给用户。
上述系统的主要优点在于，通过使用视差、按照重要性的顺序来转播信息，用户可以更快地接收重要信息并且以最高效的方式作用于重要信息。因此，用户对安全关键警告作出反应所花费的时间减少。
如果机动车辆1在前方和/或后方配备有摄像装置，则3D显示技术可以用于表示外部对象相对于车辆的相对位置。驾驶者可以使用该信息以看见视线之外的车辆周围的对象。这增强了3D显示器用来给出附近对象相对于车辆的深度和距离的感知的信息水平。因此，3D显示系统可以预先构建例如高速公路上的驾驶者车辆周围的所有车辆或对象的虚拟3D场景，从而向驾驶者给出相对于其它车辆的车辆位置的空间关系、驾驶者可以通过单单扫视3D显示器来接收的信息。
使用2D显示器，车辆之间的距离仅可以在平面图中表示。然而，3D图像可以通过在3D虚拟空间内移动信息图的相对位置而更直观地显示同样的信息。3D图像减轻了用户的认知负担。
如上所述，传统的2D显示器具有关于图标和警告通知的显示的某些限制。具体地，法律要求某些数据始终保持可用，例如，图标不能位于速度表上方。3D显示器的使用使得能够显示另外的信息，而不会扰乱优先的信息。例如，图标可以显示在图像的前景中(13处)以强调其重要性，而无需专门依赖于图标的大小。
3D显示图像提供了更快的感知并且可以减少执行动作(例如，对发动机警告通知进行响应)所需的响应时间。本发明依赖于增加的3D图像的深度感以强调消息的紧急性。信息根据其重要性而显示在3D虚拟空间内。用于虚拟空间的技术术语是“视差”并且以屈光度来测量。
显示器中的给定对象的视差深度与其相对优先级有关。通过调整对于不同对象的视差，可以强调图像的某些部分以及不强调其它部分。一种选择是以3D显示图像的部分，而图像的其余部分显示在视差空间内的单个平面中。替选地，诸如脸书和因特网/电子邮件的非关键信息图可以永久地位于低优先级水平(高正视差平面)。
3D图像中的对象的突出性可以是固定的(例如，虚拟空间中的显示对象的位置可以由制造方来指定)；或者可以动态地修改(例如，用户可以重新配置显示对象的位置；或者可以在虚拟空间内移动显示对象以提供另外的强调)。
本发明是使用自动立体显示器来开发的，但是可想到其它显示器类型，诸如全息显示器或3D平视显示器。显示器具有固有的最大+/-视差，并且难以关注位于这些限制之外的显示对象。
显然，可以修改上述显示系统。例如，可以包括多种其它信息图(诸如倒车警告指示器)。在该情况下，可以通过在倒车车辆后方的对象的实际距离的13处的显示来增强正常听觉警告。还可以预先定义信息图的视深度(例如，虚拟3D显示空间中的信息图的位置可以由制造方来指定)或者动态地修改信息图的视深度(例如，用户可以重新配置信息图的位置，或者信息图可以在虚拟3D空间内移动以提供另外的强调)。
另外的修改为例如基于用户的头部的位置而执行在不同视平面中显示的信息图的视差滚动。可以提供诸如光学跟踪设备的跟踪系统来跟踪用户的头部的位置。
尽管以上结合机动车辆描述了显示系统，但是显而易见的是，该显示系统可以与诸如飞行器(民用或军用)或其它军用车辆的其它形式的交通工具一起使用，或者与需要尽可能以用户友好方式将信息呈现给用户的任何其它系统一起使用。
在与本申请同日提交的、本申请人的共同未决英国专利申请(由代理机构参考号B-446标识)的说明书涉及一种用于机动车辆的仪表显示系统，该系统具有3D仪表显示面板、可编程电子控制单元以及在机动车辆的前方和/或后方的摄像装置，该系统为使得在使用时显示面板示出车辆的前方和/或后方的景物的3D图像。共同未决申请的内容在此通过引用并入全文中。
这里描述的系统的进一步开发为实现水平仪和/或罗盘以利于越野驾驶。可以提供动态事件倒数报时以基于导航距离提供倒数报时(例如，条形图或量表)。又一开发为提供例如显示在3D空间中的交通标志识别警告，以提供关于车辆相对于交通标志(诸如转弯或速度标志)的位置的反馈。
在以下一系列编号的段落中概括了本发明的其它方面。
1.一种包括仪表显示面板和可编程电子控制单元的仪表显示系统，其中，所述仪表显示面板是被配置成显示与机动车辆的参数相关联的信息图的3D仪表显示面板，并且所述电子控制单元被编程为根据所述信息图的优先级而将每个所述信息图放置在所述3D仪表显示面板内的视深度处。
2.根据段落1所述的系统，其中，所述电子控制单元被编程为将与较高优先级的参数相关联的信息图放置朝向所述3D仪表显示面板的视前方。
3.根据段落1所述的系统，其中，所述3D仪表显示面板定义位于所述显示面板内的不同视深度处的多个虚拟显示平面。
4.根据段落3所述的系统，其中，第一信息图包括所述机动车辆的速度表，并且所述电子控制单元被编程为将所述第一信息图放置在第一视显示平面中。
5.根据段落4所述的系统，其中，所述电子控制单元被编程为将所述第一信息图放置在第一视显示平面中，并且更高优先级的信息图显示在更靠近所述用户的一个或多个视平面中。
6.根据段落4所述的系统，其中，所述电子控制单元被编程为使得一个或多个关键参数的信息图通常显示在视深度比所述第一视显示平面大的视显示平面中，但是当相关联的关键参数有问题或者不符合预定值或值范围时，一个或多个关键参数的信息图中的每个信息图能够被移动到视深度比所述第一视显示平面小的视显示平面中。
7.根据段落6所述的系统，其中，所述关键参数与以下中的一个或多个有关：胎压警告、ABS故障警告和发动机故障警告。
8.根据段落4所述的系统，其中，所述电子控制单元被编程为将最高优先级的信息图放置在所述第一视显示平面前方的视显示平面中，而不会遮挡用户对速度表信息图的观看。
9.根据段落1所述的系统，其中，所述电子控制单元被编程为根据所述电子控制单元接收的关于多个关键参数中的任一个中的哪个关键参数有问题或不符合预定值或值范围的信息而选择最高优先级的信息图。
10.根据段落1所述的系统，其中，所述3D显示器是发出随方向变化的图像信息以向所述用户呈现3D图像的自动立体视差显示器，其中，较高优先级的信息图显示在负视差位置处，并且较低优先级的信息图显示在正视差位置处。
11.一种包括段落1所述的仪表显示系统的机动车辆。
12.根据段落11所述的机动车辆，还包括：用于向所述电子控制单元发送警告信息以识别多个关键参数中的哪个关键参数有问题或者不符合预定值或值范围的发送器。
13.一种用于机动车辆的3D仪表显示面板，其中，3D显示器是发出随方向变化的图像信息以向用户呈现3D图像的自动立体视差显示器，其中，较高优先级的信息图显示在负视差位置处，并且较低优先级的信息图显示在正视差位置处。
14.一种显示与机动车辆的参数相关联的信息图的方法，所述方法包括以下步骤：将与所述机动车辆的参数有关的信息发送到电子控制单元，对所述电子单元进行编程以将与所述参数相关联的信息图放置在3D仪表显示面板上，使得更高优先级的信息图被放置为更靠近位于所述面板前方的用户出现。
15.根据段落14所述的方法，还包括以下步骤：对所述电子单元进行编程，以根据所述电子控制单元接收的关于多个关键参数中的哪个关键参数有问题或者不符合预定值或值范围的信息而将信息图放置在看起来最靠近所述用户的最高优先级位置，所述信息图与所述一个关键参数相关联。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的仪表显示系统，包括：
3D仪表显示面板，被配置成显示与所述机动车辆的参数相关联的信息图，并且定义位于所述3D仪表显示面板内的不同视深度处的多个虚拟显示平面；以及
电子控制单元，被编程为根据所述信息图的优先级而将每个所述信息图放置在所述3D仪表显示面板内的视深度处，
其中，第一信息图包括所述机动车辆的速度表，所述电子控制单元被编程为将所述第一信息图放置在第一视显示平面中，并且
其中，所述电子控制单元被编程为将最高优先级的信息图放置在所述第一视显示平面前方的视显示平面中，而不会遮挡用户对速度表信息图的观看。
2.根据权利要求1所述的仪表显示系统，其中，所述电子控制单元被编程为将与较高优先级的参数相关联的信息图放置朝向所述3D仪表显示面板的视前方。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的仪表显示系统，其中，更高优先级的信息图显示在比所述第一视显示平面更靠近所述用户的一个或多个视平面中。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的仪表显示系统，其中，所述电子控制单元被编程为使得一个或多个关键参数的信息图通常显示在视深度比所述第一视显示平面大的视显示平面中，但是当相关联的关键参数有问题或者不符合预定值或值范围时，一个或多个关键参数的信息图中的每个信息图均能够被移动到视深度比所述第一视显示平面小的视显示平面。
5.根据权利要求4所述的仪表显示系统，其中，所述关键参数与以下中的一个或多个有关：胎压警告、ABS故障警告和发动机故障警告。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的仪表显示系统，其中，所述电子控制单元被编程为根据所述电子控制单元接收的关于多个关键参数中的任一个中的哪个关键参数有问题或不符合预定值或值范围的信息而选择最高优先级的信息图。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的仪表显示系统，其中，所述3D仪表显示面板是发出随方向变化的图像信息以向所述用户呈现3D图像的自动立体视差显示器，其中，较高优先级的信息图显示在负视差位置处，并且较低优先级的信息图显示在正视差位置处。
8.一种包括权利要求1或权利要求2所述的仪表显示系统的机动车辆。
9.根据权利要求8所述的机动车辆，还包括：用于向所述电子控制单元发送警告信息以识别多个关键参数中的哪个关键参数有问题或者不符合预定值或值范围的装置。
10.一种用于机动车辆的3D仪表显示面板，其中，所述3D仪表显示面板是发出随方向变化的图像信息以向用户呈现3D信息图并且定义位于所述3D仪表显示面板内的不同视深度处的多个虚拟显示平面的自动立体视差显示器，所述3D仪表显示面板包括被配置成从电子控制单元接收与3D信息图有关的视差位置的装置和被配置成根据所接收的视差位置而呈现所述3D信息图的装置，其中，所述视差位置指示所述3D信息图的优先级，所述视差位置在所述3D信息图具有较高优先级的情况下为负视差位置，而所述视差位置在所述3D信息图具有较低优先级的情况下为正视差位置，其中，第一信息图包括所述机动车辆的速度表，所述电子控制单元被编程为将所述第一信息图放置在第一视显示平面中，并且其中，所述电子控制单元被编程为将最高优先级的信息图放置在所述第一视显示平面前方的视显示平面中，而不会遮挡用户对速度表信息图的观看。
11.一种显示与机动车辆的参数相关联的信息图的方法，所述方法包括以下步骤：
在3D仪表显示面板上显示与所述机动车辆的参数相关联的信息图；
定义位于所述3D仪表显示面板内的不同视深度处的多个虚拟显示平面；以及
将电子控制单元编程为根据所述信息图的优先级而将每个所述信息图放置在所述3D仪表显示面板内的视深度处，
其中，第一信息图包括所述机动车辆的速度表，并且所述方法还包括：
将所述电子控制单元编程为将所述第一信息图放置在第一视显示平面中，以及
将所述电子控制单元编程为将最高优先级的信息图放置在所述第一视显示平面前方的视显示平面中，而不会遮挡用户对速度表信息图的观看。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：对所述电子控制单元进行编程，以根据所述电子控制单元接收的关于多个关键参数中的哪个关键参数有问题或者不符合预定值或值范围的信息而将信息图放置在看起来最靠近所述用户的最高优先级位置，所述信息图与有问题或者不符合预定值或值范围的所述一个关键参数相关联。
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