CN106708330B - 汽车方向盘的虚拟按键系统及具有其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车方向盘的虚拟按键系统及汽车，其中该系统包括：方向盘，方向盘具有投射窗口；置于方向盘中心的内部的线激光器，用于经过投射窗口在方向盘表面形成红外平面；投射模组，投射模组包括激光和全息镜片，激光经过全息镜片形成虚拟按键；虚拟按键固定装置，用于将虚拟按键投射在方向盘的固定位置上；置于方向盘的上方的摄像头，用于捕捉线激光器发射的激光被反射时的第一光点信息；以及处理器，处理器与摄像头相连，用于接收摄像头捕捉的第一光点信息，并根据第一光点信息计算对应的虚拟按键的位置信息，以使汽车根据对应的虚拟按键的位置信息进行相应的功能控制。该系统使得方向盘的设计更加简单，方便了汽车的设计及生产。

Description

汽车方向盘的虚拟按键系统及具有其的汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车方向盘的虚拟按键系统以及具有该虚拟按键系统的汽车。

背景技术

随着汽车技术领域的快速发展和人们驾驶体验需求的提高，越来越多的电子设备被应用到汽车中。例如，驾驶员希望能够一边听音乐一边驾驶车辆，现有的汽车一般通过安装多媒体设备来满足驾驶员的需求，如通过在汽车的方向盘上安装实体按键，实体按键后连接电路，并通过实体按键的按压来控制多媒体设备播放音乐等。

但是，随着汽车电子设备的增多，控制按钮也越来越多，安装在汽车方向盘上的控制按键也越来越多，这样导致方向盘被多个实体按键占据，由于实体按键占据的立体空间大、结构及连接线比较复杂，从而给方向盘的设计及制造带来诸多不便。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种汽车方向盘的虚拟按键系统。该系统可以使得方向盘的设计更加简单，从而方便了汽车的设计及生产。

本发明的第二个目的在于提出一种汽车。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统，包括：方向盘，所述方向盘具有投射窗口；线激光器，所述线激光器置于所述方向盘中心的内部，所述线激光器用于经过所述投射窗口在所述方向盘表面形成红外平面；投射模组，所述投射模组包括激光和全息镜片，所述激光经过所述全息镜片形成虚拟按键；虚拟按键固定装置，用于将所述虚拟按键投射在所述方向盘的固定位置上；摄像头，所述摄像头置于所述方向盘的上方，用于捕捉所述线激光器发射的激光被反射时的第一光点信息；以及处理器，所述处理器与所述摄像头相连，用于接收所述摄像头捕捉的所述第一光点信息，并根据所述第一光点信息计算对应的虚拟按键的位置信息，以使所述汽车根据所述对应的虚拟按键的位置信息进行相应的功能控制。

根据本发明实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统，通过线激光器在方向盘表面形成红外平面，投射模组通过自身的激光经过全息镜片形成虚拟按键，虚拟按键固定装置将虚拟按键投射在方向盘的固定位置上，摄像头捕捉线激光器发射的激光被反射时的第一光点信息，处理器根据该第一光点信息计算对应的虚拟按键的位置信息，以使汽车根据该位置信息进行相应的功能控制，即通过使用虚拟按键来代替实体按键，并利用投影在方向盘上的虚拟按键实现按键功能，使得方向盘的设计更加简单，如方向盘无须因为车型配置功能的不同，设计不同的方向盘，只需要将虚拟按键进行调节即可，从而方便了汽车的设计及生产。

为了实现上述实施例，本发明第二方面实施例的汽车，包括本发明第一方面实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统。

根据本发明实施例的汽车，通过虚拟按键系统中的线激光器在方向盘表面形成红外平面，投射模组通过自身的激光经过全息镜片形成虚拟按键，虚拟按键固定装置将虚拟按键投射在方向盘的固定位置上，摄像头捕捉线激光器发射的激光被反射时的第一光点信息，处理器根据该第一光点信息计算对应的虚拟按键的位置信息，以使汽车根据该位置信息进行相应的功能控制，即通过使用虚拟按键来代替实体按键，并利用投影在方向盘上的虚拟按键实现按键功能，使得方向盘的设计更加简单，如方向盘无须因为车型配置功能的不同，设计不同的方向盘，只需要将虚拟按键进行调节即可，从而方便了汽车的设计及生产。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统的结构示意图；

图2是根据本发明一个具体实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的方向盘的俯视图；以及

图4是根据本发明另一个具体实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统的结构示意图。

附图标记：

10：方向盘；20：线激光器；30：投射模组；:50：摄像头；60：处理器；41：反射镜；42：同步装置；1：轮辐；2：轮辐。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统及具有该虚拟按键系统的汽车。

图1是根据本发明一个实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统的结构示意图。如图1所示，该汽车方向盘的虚拟按键系统可以包括：方向盘10、线激光器20、投射模组30、虚拟按键固定装置40(图1中未示出)、摄像头50和处理器60。其中，在本发明的实施例中，方向盘10可具有投射窗口，可以理解，该投射窗口位于方向盘10的中心。

此外，如图1所示，线激光器20可置于方向盘10中心(如图3中所示)的内部，线激光器20可用于经过方向盘10的投射窗口在方向盘10的表面形成红外平面。其中，在本发明的实施例中，线激光器20可为红外一字线激光器。具体地，线激光器20内部可包含透镜，线激光器20发射的红外激光通过透镜将会打出一个扇形面(可以理解，由于线激光器20发射的激光为红外线，所以该扇形面是肉眼不可见的)，并在方向盘10的表面形成红外激光平面。

投射模组30可包括激光和全息镜片，激光可经过全息镜片形成虚拟按键。其中，在本发明的实施例中，虚拟按键的个数不做具体限定，例如，虚拟按键可为一个或多个。可以理解，该虚拟按键为人眼可见的。此外，在本发明的实施例中，投射模组30中激光的颜色和全息镜片的图案可不做具体限定。由此，可通过改变投射模组30中激光的颜色以及全息镜片的图案即可实现虚拟按键的不同图案及颜色。

虚拟按键固定装置40(图1中未示出)可用于将虚拟按键投射在方向盘10的固定位置上。其中，在本发明的实施例中，固定位置可为方向盘轮辐。具体地，当虚拟按键为多个时，虚拟按键固定装置40可将多个虚拟按键分别投射到方向盘10的轮辐上，以方便用户通过简单的移动手指即可实现虚拟按键的触摸。

如图1所示，摄像头50可置于方向盘10的上方，摄像头50可用于捕捉线激光器20发射的激光被反射时的第一光点信息。处理器60与摄像头50相连，处理器60可用于接收摄像头50的第一光点信息，并根据第一光点信息计算对应的虚拟按键的位置信息，以使汽车根据对应的虚拟按键的位置信息进行相应的功能控制。具体地，当驾驶员通过点击虚拟按键时，手指会挡住线激光器20发射的激光，摄像头50可捕捉被该手指反射的第一光点信息。处理器60接收摄像头50反馈的第一光点信息，并对该第一光点信息进行数据处理，算出被驾驶员手指触发的虚拟按键的位置，汽车根据该位置可判断驾驶员用手指触摸的是哪个虚拟按键，并通过判断结果进行相应的功能控制，以实现该虚拟按键的功能。

进一步的，在本发明的实施例中，该汽车方向盘的虚拟按键系统还可包括通信模块70(图1中未示出)，通信模块70(图1中未示出)分别与处理器60和汽车相连，可用于建立处理器60与汽车之间的无线通信。具体地，处理器60可通过通信模块70建立的无线通信将被驾驶员触摸的虚拟按键的位置信息发送给汽车，以使汽车根据该位置信息实现虚拟按键的功能控制。

可以理解，在本发明的实施例中，处理器60与通信模块70可以是两个独立的功能模块，还可以将处理器60与通信模块70整合在一起，以节省连接空间。

优选地，在本发明的一个实施例中，虚拟按键固定装置可为反射镜。其中，在本发明的实施例中，如图2所示，投射模组30可置于方向盘10中心的内部。反射镜41可位于方向盘10的上方，反射镜41可用于将投射模组30经过投射窗口投射的虚拟按键反射成像在方向盘10的固定位置上。其中，在本发明的实施例中，反射镜41所在的平面与虚拟按键所在的平面平行。具体地，由于驾驶员在驾驶时，会转动方向盘10，当方向盘10转动时，虚拟按键需要随着进行转动以使得虚拟按键能够时刻固定在方向盘10的轮辐上，为此可通过将线激光器20及投射模组30安装在方向盘10中央内部，这样方向盘10转动时虚拟按键也会随之进行转动，同时在方向盘10的上方设置一面反射镜41，反射镜41将投射模组30经过投射窗口投射的虚拟按键反射成像在如图3中所示的方向盘10的轮辐1和轮辐2上。例如，可在方向盘10的轮辐1上投射出音量控制按键“+－”，在方向盘10的轮辐2上投射出曲目选择按键“←”与“→”。

可选地，在本发明的一个实施例中，虚拟按键固定装置可为同步装置。其中，在本发明的实施例中，如图4所示，投射模组30可置于方向盘10的上方，其中，方向盘10上具有预设基准点。同步装置42与投射模组30相连，同步装置42可用于控制投射模组30与方向盘10进行同步转动，以使投射模组30将虚拟按键直接投射在方向盘10的固定位置上。具体地，可将投射模组30置于方向盘10的上方，投射模组30直接投射虚拟按键在方向盘10的固定位置上，同时投射模组30需要追加一个同步装置42，同步装置42可以实现投射模组30与方向盘10的同步转动。

具体而言，在本发明的实施例中，摄像头50还可用于捕捉线激光器20发射的激光在预设基准点反射的第二光点信息。处理器60还可用于根据摄像头50捕捉的第二光点信息，并根据第二光点信息计算预设基准点的转动信息，以及根据转动信息生成转动指令。同步装置42与处理器60相连，同步装置42可具体用于接收转动指令，并根据控制指令控制投影模组30与方向盘10进行同步转动。更具体地，在方向盘10上设置一个预设基准点，摄像头50捕捉线激光器20发射的红外激光在该基准点反射的光点，在方向盘10转动时，该点随之转动，处理器60对该光点信息进行处理后会得到相应的转动信息，之后可通过电路控制同步装置42的电机转动，电机转动带动投射模组30转动。从而实现与方向盘10的同步转动。由此，可确保虚拟按键投射在方向盘10的相对位置不变。

综上所述，本发明实施例提出的汽车方向盘的虚拟按键系统解决了方向盘上要设计加工多个实体按键的问题，即通过使用虚拟按键代替实体按键，并实现实体按键的功能。由此，针对同一车型不同的配置，方向盘无须因为配置功能的不同，设计不同的方向盘，只需要将虚拟按键进行调节即可。

根据本发明实施例的汽车方向盘的虚拟按键系统，通过线激光器在方向盘表面形成红外平面，投射模组通过自身的激光经过全息镜片形成虚拟按键，虚拟按键固定装置将虚拟按键投射在方向盘的固定位置上，摄像头捕捉线激光器发射的激光被反射时的第一光点信息，处理器根据该第一光点信息计算对应的虚拟按键的位置信息，以使汽车根据该位置信息进行相应的功能控制，即通过使用虚拟按键来代替实体按键，并利用投影在方向盘上的虚拟按键实现按键功能，使得方向盘的设计更加简单，如方向盘无须因为车型配置功能的不同，设计不同的方向盘，只需要将虚拟按键进行调节即可，从而方便了汽车的设计及生产。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种汽车，包括上述任一个实施例所述的汽车方向盘的虚拟按键系统。

根据本发明实施例的汽车，通过虚拟按键系统中的线激光器在方向盘表面形成红外平面，投射模组通过自身的激光经过全息镜片形成虚拟按键，虚拟按键固定装置将虚拟按键投射在方向盘的固定位置上，摄像头捕捉线激光器发射的激光被反射时的第一光点信息，处理器根据该第一光点信息计算对应的虚拟按键的位置信息，以使汽车根据该位置信息进行相应的功能控制，即通过使用虚拟按键来代替实体按键，并利用投影在方向盘上的虚拟按键实现按键功能，使得方向盘的设计更加简单，如方向盘无须因为车型配置功能的不同，设计不同的方向盘，只需要将虚拟按键进行调节即可，从而方便了汽车的设计及生产。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种汽车方向盘的虚拟按键系统，其特征在于，包括：

方向盘，所述方向盘具有投射窗口；

线激光器，所述线激光器置于所述方向盘中心的内部，所述线激光器用于经过所述投射窗口在所述方向盘表面形成红外平面；

投射模组，所述投射模组包括激光和全息镜片，所述激光经过所述全息镜片形成虚拟按键；

虚拟按键固定装置，用于将所述虚拟按键投射在所述方向盘的固定位置上；其中，所述固定位置为方向盘轮辐；当所述虚拟按键固定装置为反射镜时，所述投射模组置于所述方向盘中心的内部，所述反射镜位于所述方向盘的上方，所述反射镜用于将所述投射模组经过所述投射窗口投射的所述虚拟按键反射成像在所述方向盘轮辐上；当所述虚拟按键固定装置为同步装置时，所述投射模组置于所述方向盘的上方，其中，所述方向盘上具有预设基准点，所述同步装置与所述投射模组相连，用于控制所述投射模组与所述方向盘进行同步转动，以使所述投射模组将所述虚拟按键直接投射在所述方向盘轮辐上；

摄像头，所述摄像头置于所述方向盘的上方，用于捕捉所述线激光器发射的激光被反射时的第一光点信息；以及

处理器，所述处理器与所述摄像头相连，用于接收所述摄像头捕捉的所述第一光点信息，并根据所述第一光点信息计算对应的虚拟按键的位置信息，以使所述汽车根据所述对应的虚拟按键的位置信息进行相应的功能控制，以实现所述虚拟按键的功能。

2.如权利要求1所述的汽车方向盘的虚拟按键系统，其特征在于，

所述摄像头还用于捕捉所述线激光器发射的激光在所述预设基准点反射的第二光点信息；

所述处理器还用于根据所述摄像头捕捉的所述第二光点信息，并根据所述第二光点信息计算所述预设基准点的转动信息，以及根据所述转动信息生成转动指令；

所述同步装置与所述处理器相连，所述同步装置具体用于接收所述转动指令，并根据所述控制指令控制所述投射模组与所述方向盘进行同步转动。

3.如权利要求1-2中任一项所述的汽车方向盘的虚拟按键系统，其特征在于，还包括：

通信模块，所述通信模块分别与所述处理器和所述汽车相连，用于建立所述处理器与所述汽车之间的无线通信。

4.如权利要求1所述的汽车方向盘的虚拟按键系统，其特征在于，所述线激光器为红外一字线激光器。

5.如权利要求1所述的汽车方向盘的虚拟按键系统，其特征在于，所述反射镜所在的平面与所述虚拟按键所在的平面平行。

6.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的汽车方向盘的虚拟按键系统。

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