CN107219915A - 车辆和用于控制该车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆，其包括显示器和控制器，所述显示器用于显示键盘以通过用户的触摸手势接收命令，所述控制器用于基于用户的肩部高度和手臂长度确定用户在显示器上的可操作区域，并且用于控制显示器在可操作区域中显示键盘。

Description

车辆和用于控制该车辆的方法
技术领域
本发明涉及车辆，并且更具体地，涉及车辆内的用户输入技术。
背景技术
基于触摸的输入技术已经被开发并应用于配备在车辆中的显示器。例如，驾驶者可以触摸在车辆显示器上显示的键盘，将期望的命令输入车辆。
然而，为了在驾驶时通过触摸显示装置来输入命令，驾驶者可能需要移动他/她的身体以使他/她的手到达显示装置。驾驶时移动驾驶者身体会产生不利的驾驶状况。因此，存在对车辆中的改进的用户输入技术的尚未满足的需求。
发明内容
本发明的实施例提供一种车辆及其控制方法，其使用用户的身体信息来确定在显示器上显示键盘的可操作区域或确定包括驾驶者触摸的点的可操作区域，从而在确定的可操作区域中显示键盘。
根据本发明的一些方面，车辆包括：用于显示键盘以通过用户的触摸手势接收命令的显示器；以及控制器，该控制器用于基于用户的肩部高度和手臂长度确定用户在显示器上的可操作区域，并且用于控制显示器在可操作区域中显示键盘。
该车辆还可以包括：摄像机；以及操作识别器，该操作识别器用于使用由摄像机捕获的用户的图像来识别用户的至少一个关节位置。
控制器可以被配置成，基于关于车辆座椅的改变程度的信息来计算参考点，以作为获取用户的身体信息的参考，并且使用参考点和由操作识别器获取的用户的至少一个关节位置来计算身体信息，包括用户的肩部高度、上臂长度、下臂长度和手长度。
控制器可以被配置成，确定以用户的肩部为中心、具有半径的球体，所述半径对应于用户的上臂长度、下臂长度和手长度之和，并且基于该球体和显示器之间的重叠区域确定可操作区域。
控制器可以被配置成，如果用户触摸显示器，则确定包括触摸点的可操作区域。
控制器可以被配置成，在显示键盘之前，在显示器上显示请求用户触摸显示器的消息。
根据本发明的一些方面，车辆包括：用于显示键盘以通过用户的触摸手势接收命令的显示器；以及控制器，该控制器用于如果用户触摸显示器则计算包括触摸点的可操作区域，并且用于控制显示器在可操作区域中显示键盘。
控制器可以被配置成，在显示键盘之前，在显示器上显示请求用户触摸显示器的消息。
控制器可以被配置成，基于用户的肩部高度和手臂长度计算用户在显示器上的可操作区域，并且控制显示器在可操作区域中显示键盘。
该车辆还可以包括：摄像机；以及操作识别器，该操作识别器用于使用由摄像机捕获的用户的图像来识别用户的至少一个关节位置。
控制器可以被配置成，基于关于车辆座椅的改变程度的信息来计算参考点，以作为获取用户的身体信息的参考，并且使用参考点和由操作识别器获取的用户的至少一个关节位置来计算身体信息，包括用户的肩部高度、上臂长度、下臂长度和手长度。
控制器可以被配置成，确定以用户的肩部为中心、具有半径的球体，所述半径对应于用户的上臂长度、下臂长度和手长度之和，并且基于该球体和显示器之间的重叠区域确定可操作区域。
根据本发明的一些方面，用于控制车辆的方法包括：基于用户的肩部高度和手臂长度确定用户在车辆显示器上的可操作区域；以及在显示器的可操作区域中显示用于通过用户的触摸手势接收命令的键盘。
该方法还可以包括：基于关于车辆座椅的改变程度的信息计算参考点，以作为获取用户的身体信息的参考；以及使用参考点和由车辆的操作识别器获取的用户的至少一个关节位置计算身体信息，包括用户的肩部高度、上臂长度、下臂长度和手长度。
基于用户的肩部高度和手臂长度确定用户在车辆显示器上的可操作区域的步骤可以包括：确定以用户的肩部为中心、具有半径的球体，所述半径对应于用户的上臂长度、下臂长度和手长度之和，以及基于该球体和显示器之间的重叠区域确定可操作区域。
该方法还可以包括：如果用户触摸显示器，则确定可操作区域以包括触摸点。
该方法还可以包括：在显示键盘之前，在显示器上显示请求用户触摸显示器的消息。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他目的、特征和优点对于本领域技术人员将变得更加显而易见，其中：
图1示出根据本发明示例性实施例的车辆的外部特征；
图2示出根据本发明示例性实施例的车辆的内部特征；
图3是根据本发明示例性实施例的车辆的控制框图；
图4示出根据本发明示例性实施例的与车辆中的操作识别器执行的用户身体信息的获取相关的元素；
图5示出根据本发明示例性实施例的由用户做出的用以在车辆显示器上设置可操作区域的触摸手势；
图6和图7示出根据本发明示例性实施例的在车辆显示器的可操作区域中显示的键盘；以及
图8是示出根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的实施例将参照附图进行详细描述。
图1是根据本发明示例性实施例的车辆的外部视图，并且图2示出根据本发明示例性实施例的车辆的内部特征。
参照图1，车辆包括构成车辆外部的主体1、用于移动车辆的车轮51和52、用于旋转车轮51和52的驱动系统80、用于将车辆内部与外面隔离的车门71、驾驶者通过其能看到车辆前方的视野的前窗30，以及用于帮助驾驶者看到车辆后面和车辆侧面区域的后视镜81和82。
车轮51和52包括安置在车辆前侧的前轮51和安置在车辆后侧的后轮52。
驱动系统80向前轮51和/或后轮52提供扭矩，以使主体1向前或向后移动。驱动系统80可以包括从充电电池(未示出)供应的电力产生扭矩的电动机或燃烧燃料以产生旋转力的内燃机(未示出)。
车门71附接到主体1的左侧和右侧，并且车门打开以用于进出车辆，并且车门关闭以用于将车辆的内部与外面隔离。
前窗30也称为挡风玻璃，配备在主体1的前上部。车辆的驾驶者可以通过前窗30看到车辆前方的视野。
后视镜81、82包括配备在主体1的左侧和右侧的左后视镜81和右后视镜82。车辆的驾驶者可以通过后视镜81、82用他或她的眼睛查看主体1后面或车辆侧面的状况。
另外，车辆可以包括各种传感器，用以检测车辆周围的障碍物，并帮助驾驶者识别车辆周围的状况。例如，车辆可以包括一定数量的摄像机以捕捉前方、后面和左右方向的图像。
如图2所示，车辆可以包括配备有变速箱120、中心仪表板130、方向盘140和仪表面板150的仪表板。
变速箱120包括用于换挡的变速杆121。如图2所示，在车辆内部包括具有使得用户能够控制包括导航系统10或音频系统133的多媒体系统的功能或车辆的主要功能的各种按钮的拨盘111和输入单元110。
在中心仪表板130中，可以安装空气调节(AC)系统、音频系统133、导航系统10等。
AC系统通过控制车辆内部的温度、湿度、空气洁净度和气流来保持车辆内的空气舒适。AC系统可以包括安装在中心仪表板130中用于排出空气的至少一个通风口132。例如，还可以在中心仪表板130中安装按钮或拨盘以控制AC系统。驾驶者或用户可以通过操纵布置在中心仪表板130上的按钮或拨盘来控制车辆的AC系统。AC系统还可以通过安装在变速箱120上的输入单元110的拨盘111或按钮来控制。
在一些实施例中，导航系统10可以安装在中心仪表板130中。导航系统10也可以内置在车辆的中央仪表板130中。在一个实施例中，控制导航系统10的输入单元可以安装在中心仪表板130中。在一个实施例中，导航系统10的输入单元可以安装在中心仪表板130之外的其他地方。例如，导航系统10的输入单元可以形成在导航系统10的显示器300周围。在另一示例中，导航系统10的输入单元可以安装在变速箱120中。
方向盘140是用于控制车辆的行进方向的装置，并且可以包括由驾驶者握持的轮缘141和连接到车辆的转向系统的轮辐142，所述轮辐142用于将轮缘141连接到用于使车辆转向的旋转轴的轮毂。在一个实施例中，控制装置142a、142b可以形成在轮辐142上以控制车辆中的各种装置，例如音频系统。方向盘140还可以具有引起驾驶者注意安全驾驶的功能。例如，如果驾驶者在方向盘后打瞌睡，方向盘140可以振动并警告驾驶者疲劳驾驶，并且如果存在因驾驶条件变化而导致交通事故的风险，则方向盘140还可以通过振动警告驾驶者有危险。
此外，仪表盘可以包括各种仪表面板150，以指示车辆的速度、每分钟发动机转数(rpm)、剩余燃料量等。仪表面板150可以包括用于显示关于车辆条件的信息、关于车辆行驶的信息和关于多媒体系统操纵的信息等的仪表面板显示器151。
导航系统的显示器300可以接收来自用户的基于触摸的命令(或触摸命令)，并且根据触摸命令执行功能。由于驾驶者的身体条件、尺寸或朝向，可能存在不容易触摸界面(例如在显示器300上显示的键盘)的场合。因此，本发明的实施例提供了一种车辆和用于控制该车辆以根据驾驶者的身体条件在容易触摸的区域显示界面的方法。这将结合图3至图7进行详细描述。
图3是根据本发明示例性实施例的车辆的控制框图，并且图4示出根据本发明示例性实施例的与车辆中操作识别器400执行的用户身体信息获取相关的元素和/或步骤。图5示出根据本发明示例性实施例的由用户做出的用以在车辆显示器300上设置可操作区域的触摸，并且图6和图7示出根据本发明示例性实施例的在车辆显示器300的可操作区域中显示的键盘。
参照图3，根据本发明实施例的车辆可以包括操作识别器400、显示器300和控制器410，所述操作识别器400用于识别用户(即，车辆中的驾驶者或乘客)的运动，以获取包括用户的关节位置的用户身体信息，所述显示器300用于接收来自用户的触摸命令，所述控制器410用于基于由操作识别器400获取的用户身体信息或基于显示器300上的触摸手势来确定显示器300上的可操作区域，并且用于在可操作区域中显示键盘。
操作识别器400可以包括用于捕获驾驶者的图像的摄像机。只要一个或多个摄像机能够捕获用户的图像，则对用于安装摄像机的位置或多少摄像机没有限制。摄像机可以包括电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。如图4所示，操作识别器400可以从摄像机捕获的驾驶者的图像获取确定可操作区域所需的身体信息。具体地，操作识别器400可以获取关于对应于驾驶者肩部、肘部、手腕和/或指尖的点的信息。此类身体信息可以发送到控制器410并且由控制器410使用以确定可操作区域。
显示器300可以位于中心仪表板130中或位于仪表盘的中心区域中。显示器300可以采用自辐射发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)、配备有额外光源的液晶显示器(LCD)等。此外，显示器300可以包括用于接收来自用户的控制命令的触摸屏面板(TSP)并显示与接收到的控制命令相对应的操作信息。TSP可以包括用于显示操作信息和用户能够输入的控制命令的显示器、用于检测与用户的身体部位接触的坐标的触摸面板、以及用于基于由触摸面板检测到的接触的坐标确定用户输入的控制命令的触摸屏控制器。触摸屏控制器可以通过比较由触摸面板检测到的用户触摸的坐标和通过显示器显示的控制命令的坐标来识别由用户输入的控制命令。
如图4所示，控制器410可以通过使用关于驾驶者座椅改变(shift)程度的信息获取对应于从驾驶者座椅的后端向前、向上或垂直向上预定距离的点作为参考点H。
一旦获取了参考点H，控制器410可以使用参考点H和由操作识别器400获取的驾驶者的关节信息，计算对应于参考点H到肩部点的长度的肩部高度A、对应于肩部点到肘部点的长度的上臂长度B、对应于肘部点到手腕点的长度的下臂长度C、以及对应于手腕点到指尖点的长度的手长度D。可选地，也可以使用预先存储在存储器420中的对于用户高度的标准或近似身体数据来计算以上数据。
控制器410可以通过将上臂长度、下臂长度和手长度相加来计算以肩部点为中心的球体，并且将显示器300上与该球体重叠的区域确定为可操作区域。可选地，控制器410可以通过将考虑到驾驶者执行操纵动作时伸展他/她的手臂而确定的额外长度(例如，大约100mm)与上臂长度、下臂长度和手长度之和相加，来计算以驾驶者的肩部点为中心的球体，并且将显示器300上与该球体重叠的区域确定为可操作区域。
控制器410可以使用如上所述的由操作识别器400获取的驾驶者的身体信息来确定可操作区域，或者如图5所示，如果驾驶者触摸显示器300上的点P，则可以将可操作区域确定为包括触摸点P的预定尺寸的区域。在显示键盘之前，控制器410可以在显示器300上显示请求驾驶者触摸显示器300的消息，从而提示驾驶者触摸显示器300。
在显示请求驾驶者触摸显示器300的消息之后，如图5所示，如果触摸了显示器300，则可以确定包括触摸点的可操作区域。否则，如果在预定的时间段内没有触摸显示器，则可以使用如上所述的身体信息来确定可操作区域。
可选地，控制器410可以通过将驾驶者的身体信息和关于显示器300上的触摸点的信息组合，来确定驾驶者更容易做出触摸手势的可操作区域。
在确定可操作区域之后，如图6所示，控制器410可以在可操作区域R中显示预定形式的键盘。图6所示的键盘布置仅作为示例，并且键盘的许多不同的设计和布置可以预先存储在存储器420中，并且可以从中为键盘选择适合于可操作区域的尺寸和形状的设计或布置。
考虑到可能不是驾驶者而是乘客在显示器300上做出触摸手势的场合，如图7所示，控制器410可以在显示器300接近乘客的区域中确定对应于为驾驶者确定的可操作区域的尺寸和形状的尺寸和形状的可操作区域。
可选地，如上所述，可以获取乘客的身体信息并将其用于确定显示器300上的可操作区域，或者可操作区域可以被确定为包括由乘客触摸的显示器300上的点。
如上所述，不是在显示器300上的预定固定区域，而是通过考虑驾驶者的身体条件在动态区域中显示诸如键盘的用以接收触摸命令的界面，可以允许驾驶者或乘客容易地输入触摸命令，而不需要驾驶者或乘客移动太多或者伸展他/她的手臂太多。
图8是示出根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的方法的流程图。
参照图8，在800中，控制器410确定是否已经输入触摸手势以设置可操作区域，并且如果没有输入触摸手势，则在810中确定参考点以作为获取用户的身体信息的参考，并且在820中操作识别器400获取关于用户的关节位置的信息。在830中，控制器410使用参考点和关于关节位置的信息计算用户的身体信息，并且在840中使用所计算的身体信息确定可操作区域。
如图4所示，如果没有输入用于在显示器300上设置可操作区域的触摸命令，则控制器410通过使用关于驾驶者座椅改变程度的信息获取对应于从驾驶者座椅的后端向前或向上预定距离的点作为参考点H。
如图4所示，操作识别器400从摄像机捕获的驾驶者的图像获取确定可操作区域所需的身体信息。具体地，操作识别器400可以获取关于对应于驾驶者的肩部、肘部、手腕和/或指尖的点的信息。控制器410使用参考点H和由操作识别器400获取的驾驶者的关节信息，计算对应于参考点H到肩部点的长度的肩部高度A、对应于肩部点到肘部点的长度的上臂长度B、对应于肘部点到手腕点的长度的下臂长度C、以及对应于手腕点到指尖点的长度的手长度D。可选地，也可以使用预先存储在存储器420中的对于用户高度的标准身体数据来计算上述数据。控制器410可以通过将上臂长度、下臂长度和手长度相加来计算以肩部点为中心的球体，并且将显示器300上与该球体重叠的区域确定为可操作区域。可选地，控制器410可以通过将考虑到驾驶者执行操纵动作时伸展他/她的手臂而确定的额外长度(例如，大约100mm)与上臂长度、下臂长度和手长度之和相加，来计算以驾驶者的肩部点为中心的球体，并且将显示器300上与该球体重叠的区域确定为可操作区域。
一旦确定了可操作区域，则在850中，控制器410在可操作区域上显示键盘。
换句话说，在确定可操作区域之后，控制器410可以在可操作区域R中显示预定形式的键盘。考虑到乘客可以在显示器300上做出触摸手势的场合，如图7所示，控制器410可以在显示器300接近乘客的区域中确定对应于为驾驶者确定的可操作区域的尺寸和形状的尺寸和形状的可操作区域。
如果输入了用以在显示器300上设置可操作区域的触摸命令，则在860中，控制器410确定包括触摸点的可操作区域，并且在850中在所确定的可操作区域中显示键盘。
控制器410可以使用如上所述的由操作识别器400获取的驾驶者的身体信息来确定可操作区域，或者如图5所示，如果驾驶者触摸显示器300上的点P，则可以将可操作区域确定为包括触摸点P的预定尺寸的区域。在确定可操作区域之后，如图6所示，控制器410可以在可操作区域R中显示预定形式的键盘。
根据本发明的实施例，所公开的系统和方法实现辅助驾驶者舒适性、功能性和安全性的定制和优化的用户输入技术。
虽然参考如上所述的一些实施例和附图描述了本发明，但是对于本领域的技术人员来说，显然可以对这些实施例进行各种修改和改变。例如，上述方法可以以不同的顺序执行，和/或上述系统、结构、装置、电路等可以以与上述不同的组合方式进行组合，和/或由其他部件或其等同物代替或替换，以获得适当的结果。
因此，其他实施方式、其他实施例及其等同物均落入权利要求的范围。

Claims (17)

1.一种车辆，包括：
显示器，用于显示键盘以通过用户的触摸手势接收命令；以及
控制器，用于基于用户的肩部高度和手臂长度确定所述用户在所述显示器上的可操作区域，并且用于控制所述显示器在所述可操作区域中显示所述键盘。
2.根据权利要求1所述的车辆，还包括：
摄像机，以及
操作识别器，用于使用由所述摄像机捕获的所述用户的图像来识别所述用户的至少一个关节位置。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中所述控制器被配置成，基于关于车辆座椅的改变程度的信息来计算参考点，以作为获取所述用户的身体信息的参考，并且使用所述参考点和由所述操作识别器获取的所述用户的至少一个关节位置来计算所述身体信息，包括用户的肩部高度和用户的上臂长度、下臂长度和手长度。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中所述控制器被配置成，确定以所述用户的肩部为中心、具有半径的球体，所述半径对应于所述用户的上臂长度、下臂长度和手长度之和，并且基于所述球体和所述显示器之间的重叠区域确定所述可操作区域。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器被配置成，如果所述用户触摸所述显示器，则确定包括触摸点的所述可操作区域。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器被配置成，在显示所述键盘之前，在所述显示器上显示请求所述用户触摸所述显示器的消息。
7.一种车辆，包括：
显示器，用于显示键盘以通过用户的触摸手势接收命令；以及
控制器，用于如果用户触摸所述显示器则计算包括触摸点的可操作区域，并且用于控制所述显示器在所述可操作区域中显示所述键盘。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述控制器被配置成，在显示所述键盘之前，在所述显示器上显示请求所述用户触摸所述显示器的消息。
9.根据权利要求7所述的车辆，其中所述控制器被配置成，基于所述用户的肩部高度和手臂长度计算所述用户在所述显示器上的可操作区域，并且控制所述显示器在所述可操作区域中显示所述键盘。
10.根据权利要求9所述的车辆，还包括：
摄像机，以及
操作识别器，用于使用由所述摄像机捕获的所述用户的图像来识别所述用户的至少一个关节位置。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中所述控制器被配置成，基于关于车辆座椅的改变程度的信息来计算参考点，以作为获取所述用户的身体信息的参考，并且使用所述参考点和由所述操作识别器获取的所述用户的至少一个关节位置来计算所述身体信息，包括述用户的肩部高度和用户的上臂长度、下臂长度和手长度。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中所述控制器被配置成，确定以所述用户的肩部为中心、具有半径的球体，所述半径对应于所述用户的上臂长度、下臂长度和手长度之和，并且基于所述球体和所述显示器之间的重叠区域确定所述可操作区域。
13.一种用于控制车辆的方法，所述方法包括以下步骤：
基于用户的肩部高度和手臂长度确定所述用户在所述车辆的显示器上的可操作区域；以及
在所述显示器的可操作区域中显示用于通过所述用户的触摸手势接收命令的键盘。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
基于关于车辆座椅的改变程度的信息计算参考点，以作为获取所述用户的身体信息的参考，以及
使用所述参考点和由所述车辆的操作识别器获取的所述用户的至少一个关节位置计算所述身体信息，包括用户的肩部高度和用户的上臂长度、下臂长度和手长度。
15.根据权利要求13所述的方法，其中基于用户的肩部高度和手臂长度确定所述用户在所述车辆的显示器上的可操作区域的步骤包括：
确定以所述用户的肩部为中心、具有半径的球体，所述半径对应于所述用户的上臂长度、下臂长度和手长度之和，以及
基于所述球体和所述显示器之间的重叠区域确定所述可操作区域。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
如果所述用户触摸所述显示器，则确定所述可操作区域以包括触摸点。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：
在显示所述键盘之前，在所述显示器上显示请求所述用户触摸所述显示器的消息。
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