CN107369336A - 直观的触觉警报 - Google Patents

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CN107369336A CN201710295200.8A CN201710295200A CN107369336A CN 107369336 A CN107369336 A CN 107369336A CN 201710295200 A CN201710295200 A CN 201710295200A CN 107369336 A CN107369336 A CN 107369336A
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陈一帆
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Abstract

本发明涉及一种直观的触觉警报系统，该系统配置为：(1)识别第二车辆；以源频率投射源于第二车辆的一系列虚拟波；根据多普勒效应估计在第一车辆处观测到的虚拟波频率，并且基于估计的观测到的频率生成用于触觉马达的命令序列。(2)将振动区域投射到道路上；识别车辆何时占据该区域；基于识别的占据和接收的车辆速度来生成用于触觉马达的命令序列。

Description

直观的触觉警报
技术领域
本发明公开了用于生成直观的触觉警报的系统和方法。在一些实施例中，可穿戴物品(诸如智能手表)基于驾驶事件生成这些触觉警报。这些触觉警报提高了驾驶员安全性。
背景技术
智能可穿戴装置(诸如苹果手表)配置为在用户的手腕上振动。智能可穿戴装置常常配置为对应于一组事件而振动。例如，苹果手表配置为依据检测到的手机来电、短信或电子邮件而振动。这些种类的警报称为触觉警报，因为它们通过触觉引起用户的注意。
发明内容
在各种实施例中，本发明涉及直观的触觉警报的系统，该系统包括与第一车辆可操作地通信的处理器，并且该处理器配置为：识别第二车辆；以源频率投射源于第二车辆的一系列虚拟波；根据多普勒效应估计在第一车辆处虚拟波的观测频率；以及基于估计的观测频率生成对触觉马达的命令序列。
在各种实施例中，本发明涉及直观的触觉警报系统，该系统包括与车辆可操作地通信的处理器，并且该处理器配置为：将振动区域(rumblezone)投射到道路上；识别车辆何时占据该区域；基于识别的占据和接收的车辆速度生成用于触觉马达的命令序列。
根据本发明的一方面，提供了一种直观的触觉警报系统，包括处理器，该处理器与车辆可操作地通信并且配置为：
将振动区域投射到道路上；
识别车辆何时占据该区域；
基于识别的占据和接收的车辆速度来生成对触觉马达的命令序列。
根据本发明的一个实施例，该处理器配置为：
基于未检测到车辆转向指示灯存在来生成命令序列。
根据本发明的一个实施例，投射的振动区域包括具有长度“a”的投射凹部序列，连续的凹部被具有长度“b”的间隙分隔开。
根据本发明的一个实施例，每个命令包括与马达OFF时间配对的马达ON时间。
根据本发明的一个实施例，马达ON时间＝“a”/(在时间X处接收的车辆速度)。
根据本发明的一个实施例，马达OFF时间＝“b”/(在时间X处接收的车辆速度)。
根据本发明的一个实施例，a:b＝7:5。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为基于条件集生成该序列；对于投射到车道边界上的区域的条件集不同于对于投射到道路边界上的区域的条件集。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为通过至少预先确定的值区分非同一的连续命令。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为执行校准程序，该校准程序设定该预先确定的值。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为将区域投射到道路边界和车道边界上并且基于估计的车辆侵入投射区域的程度来改变命令。
根据本发明的一个实施例，车辆是第一车辆并且处理器配置为：
检测第一车辆前方的第二车辆；
将振动区域投射到第一车辆和第二车辆之间的道路。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为：
将多个振动区域中的至少一个投射到第一车辆和第二车辆之间的道路上。
根据本发明的一个实施例，投射的振动区域包括投射的具有长度“a”的凹部序列，连续的凹部由具有长度“b”的间隙隔开。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为：
基于该区域和第二车辆之间的距离设置用于区域中的每一个的a：b比例。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为：
当第一车辆靠近第二车辆时，增加a/b。
根据本发明的另一方面，提供了一种直观的触觉警报系统，包括处理器，该处理器与第一车辆可操作地通信并且配置为：
识别第二车辆；
以源频率投射源于第二车辆的一系列虚拟波，根据多普勒效应估计在第一车辆处观测到的虚拟波的频率，并且基于估计的观测到的频率生成用于触觉马达的命令序列。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为基于(a)第一车辆和第二车辆的测量速度、(b)预先设定的波速，来生成用于触觉马达的命令序列。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为基于第一车辆和第二车辆之间的距离来投射多个虚拟波。
根据本发明的一个实施例，处理器配置为确定第二车辆何时进入第一车辆的盲点并且基于该确定来开始投射。
附图说明
为了更好的理解本发明，可参考下面附图中示出的实施例。附图中的部件不一定成比例并且有关元件可以被省略，或者在一些情况下可夸大比例，以便强调并且清楚地说明本发明中描述的新颖性特征。此外，如本领域已知的，可多方面地设置系统部件。而且，在附图中，贯穿若干视图，同样的附图标记指定对应的部件。
图1是用于车辆的计算机系统的框图；
图2是用于智能可穿戴装置的计算机系统的框图；
图3是触觉反馈使用案例；
图4是具有多个振动带的振动区域。振动区域的主轴或纵轴将与道路的主轴或纵轴平行。
图5是触觉反馈使用案例；
图6是触觉反馈模式的量值-时间曲线图；
图7a至图7c是触觉反馈模式的量值-时间图；
图8是触觉反馈使用案例；
图9是触觉反馈使用案例。
具体实施方式
尽管本发明可以各种方式实施，但附图中示出了并将在下文中描述一些示例和非限制性实施例，应当理解的是，本公开应被认为是发明的例证并且并不旨在将发明限制到已说明的具体实施例。
在本申请中，反意连词的使用旨在包括连接词。定冠词或不定冠词的使用并不旨在表示基数。特别地，参考“所述”物体或者“一”和“一个”物体旨在表示可能的多个该物体之一。而且，连接词“或者”可用于表达同时存在而不是互斥替选的特征。换句话说，连接词“或者”应当理解为包括“和/或”。
图1示出了示例性车辆的计算机系统100。该车辆包括马达、电池、至少一个由马达驱动的车轮以及配置为围绕轴线转动至少一个车轮的转向系统。例如，在美国专利申请号14/991496中也描述了合适的车辆，其通过引用的方式将全部内容并入本文。计算机系统100使得能够自动控制装置内的机械系统。还使得能够与外部装置通信。计算机系统100包括数据总线101、处理器108、易失性存储器107、非易失性存储器106、用户界面105、远程信息处理单元104、驱动器和马达103以及局部传感器102。
数据总线101在电子部件之间传输电子信号或数据。处理器108对电子信号或数据执行操作以产生修改的电子信号或数据。易失性存储器107存储用于通过处理器108立即召回的数据。非易失性存储器106存储用于召回到易失性存储器107和/或处理器108的数据。非易失性存储器106包括一系列的非易失性存储器，其包括硬盘驱动器、固态硬盘(SSD)、数字视频显示系统(DVD)、蓝光光碟等。用户界面105包括显示器、触摸屏显示器、键盘、按钮以及其它能使用户与计算机系统交互的装置。远程信息处理单元104通过蓝牙、蜂窝数据(例如第3代移动通信技术(3G)、长期演进技术(LTE))、通用串行总线(USB)等使得能够与外部处理器有线的和无线的通信。驱动器/马达103产生物理结果。驱动器/马达的示例包括燃料喷射器、雨刷器、变速器、安全气囊、触觉马达或者触觉发动机等。局部传感器102将数字读数或测量值传送到处理器108。合适的传感器的示例包括温度传感器、旋转传感器、安全带传感器、速度传感器、摄像机、激光雷达传感器、雷达传感器等。应当理解的是，图1的各种连接部件可包括单独的或者专用的处理器和存储器。例如，在美国专利申请号14/991496中还详细描述了计算机系统100的结构和操作。
图2示出了智能可穿戴装置的计算机系统200。该智能可穿戴装置可以是具有围绕用户的手臂或手腕贴合的可调节条带和充电式锂离子电池的智能手表。智能可穿戴装置的计算机系统200类似于车辆的计算机系统100地运行。涉及计算机系统100的部件101至部件108的上述公开内容适用于计算机系统200对应的部件201至部件208。应当理解的是，可穿戴装置包括加速度传感器202和触觉马达或触觉发动机203。
触觉马达配置为驱动或震荡质块。该块的振荡引起振动。振荡可包含沿着纵向槽向后和向前滑动质块。该振荡可包含非对称质块的自转或旋转。在PrecisionMicrodrivesTM的《Haptic Feedback》(触觉反馈)的引言中描述了示例的触觉马达或触觉发动机，其全部内容通过引用的方式并入本文。
应当理解的是，车辆和智能可穿戴装置可配置为执行下面描述的方法和操作。在一些情况中，车辆和智能可穿戴装置配置为通过存储在计算机系统100和200的各种易失性或非易失性存储器中的计算机程序来执行这些功能。换句话说，处理器可配置为当处理器与存储具有体现公开操作的代码或指令的软件程序的存储器可操作的通信时执行公开操作。如何使处理器、存储器以及程序配合的进一步描述参见美国专利申请号14/991496中。
图3至图9涉及可穿戴装置的触觉发动机与车辆的示例性应用或使用案例。更具体地，图3至图9示出了案例，其中可穿戴装置从车辆获得信息，随后基于已获得信息生成一个或多个触觉警告或触觉模式。
回到图3，第一车辆301与系在驾驶员身上的可穿戴装置(未示出)通信。第一车辆301沿着街道或公路以与车辆302相同的方向行驶。第一车辆301处于车道306中。第二车辆302处于车道305中。第一车辆301具有限定在线303和304之间的盲点307。第一车辆301的部分车架(诸如车柱)通常妨碍驾驶员的视线，导致盲点307。第一车辆301包括盲点传感器和盲点程序(即：盲点模块)。盲点模块检测外部车辆(例如第二车辆302)何时占据部分盲点307。本发明中，盲点模块将在盲点307中检测第二车辆302的存在。Christopher Nebolsky的《Haptic Blind Spot AlertSystem》(触觉盲点警报系统)描述了示例性盲点程序和传感器，其全部内容通过引用的方式并入全文。
第一车辆301还包括配置为与盲点程序通信或交互的测距传感器和测距程序。传感器配置为检测或测量在第一车辆301的感测范围内的外部车辆。测距程序配置为将测距传感器的检测或测量结果转换成与外部车辆有关的特性。在目前的情况下，测距传感器和测距程序配合以估计第二车辆302的位置、速度以及加速度。美国专利申请号14/991496包括示例性测距程序和测距传感器。
驻留在第一车辆301上或者智能可穿戴装置上的触觉程序配置为与盲点程序和测距程序交互。触觉程序配置为生成用于触觉发动机的指令(或者导致另一程序生成指令)。这些指令可包括触觉反馈的量值和触觉反馈的时序，以产生触觉反馈模式。图6和图7a至图7c包括示例性触觉反馈模式。
在一些实施例中，触觉发动机在量值上是二进制的(即，仅能产生打开和关闭状态，不可改变状态)。在这些实施例中，指令包括或涉及一系列马达ON(打开)时间和一系列马达OFF(关闭)时间。例如，这些指令可以下面矩阵表示：[ON 30ms(毫秒)，OFF 15ms，ON 2s(秒)，OFF3s等]。这些矩阵将导致在智能可穿戴装置上的触觉发动机生成以下触觉模式：振动30ms，暂停15ms，生成振动2s，暂停3s等。
如果马达可产生可变量值的反馈，则该指令可以下面矩阵表示：[以马达转速5ON30ms；OFF 15ms；以启动马达转速6ON 2s，每20ms降低马达转速10％；OFF 3s]。BahadhorSaket等人的《Designing an EffectiveVibration-Based Notification Interface forMobile Phones》(为移动电话设计有效的振动通知接口)和Boris Burle等人的《TactileSimulations and WheelRotation Responses:Toward Augmented Lane DepartureWarning systems》(触觉模拟和车轮转动响应：关于增强的车道偏离警报系统)描述了触觉反馈模式，二者的全部内容通过引用的方式并入本文。
如上所述的，本发明包括具有ON时间和OFF时间的矩阵。应当理解的是，在一些应用中，OFF时间可先于ON时间。换句话说，具有矩阵[10msON，10ms OFF]的模式可替选地表示矩阵[10ms OFF，10ms ON]。因此，在下面讨论的应用和使用案例中，每个“ON”可由“OFF”取代并且每个“OFF”可由“ON”取代。
现回到图3，触觉程序配置为依据盲点程序和测距程序生成触觉指令/触觉反馈(称为触觉反馈，但是如上面陈述的，可以是另一程序的用于产生触觉反馈的指令)。更加具体地，触觉程序配置为生成模拟多普勒效应的直观的触觉反馈。
多普勒效应(也称为多普勒频移)是由于信号观测者相对于信号源的运动而导致的信号频率的变化。想象具有警笛响声的警车。警车(即：信号源)以恒定的频率生成警笛声。警笛声是声波。行人静止不动的站在街道上。在第一时刻，警车是静止的并且行人以第一频率感知警笛声。在第二时刻，警车朝向行人行进并且产生相同的警笛声。然而，现在行人感知到警笛声处于第二、较高的频率，因为连续的警笛声波之间的距离由于警车的运动被压缩了。在第三时刻，警车已超过行人并且远离行人行进。警车产生相同的警笛声。然而，现在行人感知到警笛处于第三、较低的频率，因为警车的运动已延长了连续的警笛声之间的距离。
多普勒效应是已知的现象并且例如已被解释在截止于2016年4月11日的维基百科条目多普勒效应中，其全部内容通过引用的方式并入本文。下面的方程式：f＝fo*(c+vr)/(c+vs)表示观测到的频率和发射频率之间的关系。在此方程式中，f是观测到的频率；fo是发射频率；c是波速；vr是观测者相对于介质的速度并且如果观测者正朝向声源移动则vr是正值；vs是声源相对于介质的速度并且如果声源正远离接收者移动则vs是正值。
如果vs和vr相对于c很小时，则下面的方程式：f–fo＝fo*(vr–vs)/c表示观测到的频率和发射频率之间的近似关系。此处，当声源和观测者之间朝向彼此移动时，(vr–vs)是正值。应当理解的是，当权利要求包括术语“多普勒效应”时，该权利要求以完整多普勒效应和近似多普勒效应二者中任一者考虑和解读。
本发明察觉到：上述方程式可应用于产生直观的触觉反馈模式。更加具体地，f限定成外部车辆(诸如第二车辆302)的想象的发射波的频率。例如，第二车辆302可想象成广播警车警笛声(声波)。此值f是预先确定的，尽管该值可以是用户可调的。反之，fo是在第一车辆301处观测到的想象的警笛的频率。第二车辆302的速度是vs。第一车辆301的速度是vr。常量c也是预先确定的并且该常量可以是用户可调的。在想象的警笛的情况下，声波的速度是已知的。
触觉程序配置为依据这些方程式生成触觉反馈。更加具体地，触觉程序配置为生成具有特定频率的反馈信号。该特定频率可以ON时间和OFF时间的方式表示。例如，具有50赫兹(Hz)频率的触觉信号将通过下面矩阵表示：[ON10ms，OFF10ms]。更加具体地，50Hz的频率表达了：触觉信号被设定尺寸以使能够刚好每秒50次重复。一秒包括1000ms。因此，单一50Hz触觉信号应当是1000ms/50＝20ms长。将20ms分成两等份为ON 10ms和OFF 10ms(即：10ms+10ms＝20ms)。如另一个示例，具有10Hz的频率的触觉信号将由下面的矩阵表示：[ON50ms，OFF 50ms]。现在触觉程序将被测变量(例如，由传感器测量报告的速度)和预先确定的或预先设定的常量应用于生成新的触觉信号。如先前讨论的，预先设定的常量包括fo和c。被测变量包括vr和vs。方程式的输出值是f。
当第一车辆301和第二车辆302之间的关系满足一个或多个条件时，触觉程序开始生成触觉信号。条件中的一者可以是：第二车辆302进入第一车辆301的盲点307。条件中的一者可以是：第二车辆302离第一车辆301预先确定的距离或更小的距离。该预先确定的距离可从第一车辆301到第二车辆302对角地测量或者利用垂直于限定第一车辆301的后表面的平面和限定第二车辆302的前表面的平面的线(即，平行于道路测量的车辆之间的纵向距离)测量。条件中的一者可以是：第二车辆在预先确定的距离或更小距离处具有预先确定的速度或更大的速度。在各种实施例中，预先确定的速度是比第一车辆301的速度更大的任何速度。条件中的一者可以是：车辆的车道关系，使得仅当第一车辆301和第二车辆302位于有不同并且直接邻近的车道时，触觉程序才产生触觉反馈。条件中的一者可以是：第二车辆302位于第一车辆301之后。条件中的一者可以是：第一车辆301在由第二车辆占据的车道的方向上具有主动的转向指示灯(例如，第一车辆301的左转向指示灯是打开的并且第二车辆302正好位于第一车辆301的左侧的车道中)。如本文讨论的所有条件，应当理解的是，上述条件中的一些或者全部可以是同时需要的。该条件(包括下面公开的其它条件)可以是以预先确定的循环频率重新估计的。如此，当条件不再存在时，触觉反馈模式可以停止
当满足条件时，触觉程序产生下面的触觉反馈：[ON 1/(2fo1)；OFF1/(2fo1)；ON 1/(2fo2)；OFF(1/2fo2)；ON(1/2fon)；OFF(1/2fon),等]。下标数字，诸如1、2以及n表示利用更新的速度信息的fo的新运算。
应当理解的是，在一些实施例中，希望在触觉反馈产生时将车辆301和车辆302之间的相对间距整合为变量。在这些实施例中，(vr–vs)可以表示车辆之间相对距离的变化率(相对距离可以是如上面讨论的对角线距离或垂直距离)。在一些实施例中，(vr–vs)用表示车辆之间相对距离的函数取代(例如，(车辆1的位置)-(车辆2的位置))。
在一些实施例中，当触觉发动机配置为产生可变量值的触觉反馈时，如上文所述的，两个车辆之间的距离可以视觉反馈的量值的方式表示并且视觉反馈信号的频率根据车辆的相对频率计算。在这些实施例中，当车辆301和车辆302之间的距离很小时，触觉反馈具有较大的量值。
在一些实施例中，触觉程序可以配置为生成简化多普勒效应。请注意，下面讨论的变量相比上面讨论的变量遵循不同的语法。在这些实施例中，初始的触觉频率是预先设定的，并且连续的反馈信号之间的最小的边际频率差是预先设定的。如上文所讨论的，应当理解的是，全部的或完整的触觉信号包括ON间隔和OFF间隔。
此处，触觉信号的频率依赖于第一车辆301和第二车辆302之间的测量距离Dn(对角线或垂线)。车辆301和车辆302之间的初始距离是Do。初始距离Do对应于当触觉反馈程序开始生成信号时的时间。当符合条件(先前讨论的)时，通过以初始预先设定的触觉频率Fx生成触觉反馈，触觉程序开始。新的触觉信号频率Fn依赖于第一车辆301和第二车辆302之间的最新测量距离或最新感测的距离。在一些实施例中，观测了下面的关系：Fn＝Fx*(Do/Dn)。触觉程序产生下面的触觉反馈矩阵：[ON 1/(2Fx)；OFF 1/(2Fx)；ON 1/(2Fn)；OFF 1/(2Fn),等]。在其它实施例中，观测了下面的关系：Fn＝Fx+Fx*(Do/Dn)。在一些实施例中，Fn没有观测到上述关系但仍然是Fx、Dn以及Do的函数。
上述方法考虑单一的触觉信号，该信号被相等地分成ON间隔和OFF间隔。在一些实施例中，触觉信号可仅占据ON间隔和OFF间隔中的一者。这使触觉程序能够更加快速地处理尺寸更新。例如，想象四个触觉信号。如上面讨论的，根据如第一车辆301的车辆传感器记录的更新的尺寸信息，计算每个触觉信号。在这些实施例中，触觉信号可观测到下面的关系：[ON1/f1,OFF 1/f2,ON 1/f3,OFF 1/f4,等]或者可替选地[ON 1/(2f1),OFF 1/(2f2),ON 1/(2f3),OFF 1/(2f4),等]。注意，在这些实施例中，后来的OFF间隔不必须等于它们前述的ON间隔。该概念可应用到完整多普勒效应、近似多普勒效应以及简化多普勒效应中的一者或全部。
图7b表示应用到触觉反馈的完整多普勒效应、近似多普勒效应以及简化多普勒效应中的任一者。在一个实施例中，726a和726b的结合是完整的触觉信号。此信号的频率是1/(T2–T0)。每一个726a和726b具有相等的时间间隔。新的触觉信号以727a开始并且以727b结束。这同样适用于728和729。注意，触觉信号的频率随着时间增加(例如，1/(T4–T2)>1/(T2–T0))。
图5示出了不同的使用触觉反馈的使用案例。该使用案例涉及利用触觉反馈模式模拟振动带(rumble strip)。此处，车辆501在由道路标线504和分隔线505限定的车道中行进。使用案例的目的是，当车辆接近由车辆传感器检测和报告的线504和线505中的一者时，警告用户。触觉程序投射或模拟沿着道路的想象的振动带区域(即，振动区域)502和503。
图4示出了包括多个振动带的振动区域。凹部401具有长度404、宽度(未编号)并且以预先确定的深度(未示出)陷入路面402。路面402以间隔403限定凹部401。一个振动带是凹部401和道路间隔402的结合。振动区域沿着道路纵向延伸使得车辆的前轮胎顺序地占据每一个凹部401。William(Skip)Outcalt的《Centerline Rumble Strips》(中心线振动带)(报告编号CDOT-DTD-R-2001-8)描述了示例性振动带和振动区域，其通过引用的方式将其全部内容并入本文。
回到图5以及如上面描述的，程序中的一者，诸如触觉程序模拟沿着道路的想象的振动区域502和503。触觉程序将车辆的当前位置与想象的振动区域502和503比较。更加具体地，触觉程序投射包括车辆轮胎的车辆的全长和全宽轮廓。当车辆的任何部分进入区域502和区域503时，触觉程序开始生成触觉反馈。
更加具体地，触觉程序基于检测或确定一个或多个下面的条件的存在产生触觉反馈，该条件如下：车辆进入想象的振动区域502和区域503；车辆的转向指示灯是关闭的；车辆具有至少一个预先确定的速度；外部车辆位于车辆的盲点处；外部车辆处于车辆的预先确定的距离(对角线或者垂线)内(以上参考多普勒效应描述)并且位于邻近车辆和想象的振动带的车道中(即，如果车辆处于图5的左车道中，仅振动区域502活动)。当交叉道路标线表示道路边界而不仅是车道边界时(例如，道路标线将流入交通从流出交通分离，或将道路与人行道分离而不是将X方向上的车道1从同样X方向的车道2分离)，则触觉程序可应用不同的上述条件集。在一些实施例中，不同条件集对应于一个或多个车辆进入与道路边界相关的想象振动区域的区域并且该车辆具有高于预先确定的速度的速度。如先前讨论的，各种实施例需要存在这些条件中的一者、多者或全部以开始触觉反馈。
应当理解的是，触觉程序无需执行此尺寸分析，并且配置为与触觉程序交互的不同程序可执行尺寸分析并且简单的将分析结果转到触觉程序。
触觉程序生成直观的触觉反馈，该触觉反馈利用下面的矩阵[ON a/v1；OFF b/v1；ON a/v2；OFF b/v2,等]模拟行进在真实的、物理的振动带上的车辆的振动。此处，a是振动带凹部的长度404；b是振动带之间的道路间隔403的长度；Vn是最新测量的、感测的或接收的车辆速度。在优选的实施例中，a与b的比例是7:5。在一些实施例中，应用了下面修改的振动带矩阵：[ON a/v1；OFF b/v2；ON a/v3；OFF b/v4,等]。如上面参考多普勒效应所描述的，此修改的振动带方程式使触觉程序能够更快地适应车辆速度的改变。应当理解的是，在各种实施例中，触觉反馈是预先设定的触觉反馈模式，该触觉反馈模式独立于测量的速度。
如果触觉发动机具有可变的量值，则触觉程序可基于车辆进入想象区域的程度改变量值(例如，轻触觉反馈：当左前轮胎开始与区域502的左侧线相交时；重触觉反馈：当左前轮全部占据区域502时)。在一些情况下，量值与车辆进入触觉区域的程度成比例。图5示出了具有宽度(在垂直于线504和线505的方向上测量的)的触觉区域。在以这些情况下，当车辆501与区域502和区域503的外侧边缘相交时，量值可以是最小量值。当车辆501占据更多区域时，该量值可以增加。该量值在区域502和区域503的相对的外侧边缘可达到最大值。该量值在道路标线504和505处可达到最大值。在这些情况下，量值可以从道路标线504和505到区域的相对外侧边缘保持在最大量值。
图6示出了与二进制触觉马达一致的触觉信号。马达在601、602以及603处处于ON状态。马达在601、602以及603之间的时间期间处于OFF状态。图7c示出了与可变触觉马达一致的触觉信号。马达在751、752、753、754以及755处处于ON状态。由马达产生的触觉反馈的量值沿着Y轴变化。
图8基于来自图5的使用案例的概念示出了不同的触觉反馈使用案例。此处，触觉反馈涉及第一车辆801和第二车辆805之间的纵向距离。触觉反馈旨在保持第一车辆801与第二车辆805适当的间距。第一车辆801与具有触觉马达的智能可穿戴装置通信。
在此使用案例中，触觉程序将想象的振动区域802、803以及804投射到第一车辆801和第二车辆805之间。触觉程序还将间隙806和807投射到振动区域之间。振动区域802至804以及间隙806和807的长度和位置依赖于第一车辆801和第二车辆805的一个或多个速度。在一些实施例中，当第一车辆801加速时区域和/或间隙延长并且当第一车辆801减速时区域和/或间隙缩短。延长和缩短涉及区域中振动带的数量，而不是区域内振动带的间距。区域以及间隙806和807的绝对位置基于第二车辆805的速度调整。换句话说，区域的绝对位置持续地更新以在第二车辆805的当前位置之后延伸。如果第二车辆805具有恒定的速度，则区域相对于第二车辆805的位置可以是恒定的。在一些实施例中，触觉程序仅当第一车辆超过预先确定的速度时执行此使用案例。在一些实施例中，这些振动带被连续地投射。在其它实施例中，仅当符合特定条件时，才投射这些振动带。这些条件可包括下面的一个或多个：第一车辆801的速度、第二车辆805的速度、车辆之间的相对距离以及车辆的相对速度。
第一振动带区域802具有第一a：b比例。第二振动带区域803具有第二a：b比例。第三振动带区域804具有第三a：b比例。如图8中示出的，区域802的a/b很小；区域803的a/b中等；区域804的a/b较大。在一些实施例中，区域的a/b是恒定的并且触觉反馈的量值从第一区域802到第三区域804增大。在一些实施例中，区域的a/b是可变的并且触觉反馈的量值从第一区域802到第三区域804增大。
图7a示出了一致的触觉信号。马达在701a、702至708处处于ON状态。马达在701b、706以及其它未编号的间隙处处于OFF状态。在706处马达OFF表示间隙806或间隙807的一者。
图9基于来自图5的使用案例的概念示出了区别的触觉反馈使用案例，并且配置为阻止在停车场中第一车辆901和第二车辆905之间的碰撞。第一车辆901与具有触觉马达的智能可穿戴装置连接。第一车辆901包括触觉程序。第一车辆901停在线902和线903之间限定的地点内。第二车辆905在车道904中行进。第一车辆901如由从第一车辆901的后部延伸的黑色曲线运动线示出的将倒车进入车道904。
如所有使用案例一样，仅当符合特定条件时，此使用案例才激活(即：生成触觉反馈)，这些条件包括下面一个或多个：第一车辆位于倒挡；第二车辆位于邻近的车道；第二车辆离第一车辆预先确定的距离。预先确定的距离可从第一车辆901到第二车辆905对角地测量或者沿着车道904从第二车辆905到垂直于车道904的纵向尺寸并且从第一车辆901的最近的表面延伸的平面垂直地测量。想象的振动区域可从预先确定的距离处开始。
在此使用案例中，触觉程序投射具有多个振动带907的想象的振动区域。在图9的实施例中，振动区域与第二车辆905相互作用并且从预先确定的距离处开始。换句话说，第一车辆901的驾驶员感觉到根据第二车辆905的特性生成的触觉反馈。这与第一车辆的驾驶员感觉到根据第一车辆的特性生成的触觉反馈情况下的其它使用案例相比是有区别的。
在图9的实施例中，触觉程序已投射振动区域907，但是尚没有产生触觉反馈，因为间隙906将第二车辆905从振动区域907分离(即，第二车辆905没有足够靠近第一车辆901以激活触觉反馈)。
上述发明包括连续更新的触觉反馈信号。在一些实施例中，触觉程序遵循或执行在连续的触觉反馈信号之间的最小可觉差规则(JND规则)。JND规则考虑：对于待生效的触觉警报，连续的触觉警报之间的差值必须超过阈值。
例如，想象具有下面两种触觉反馈信号的触觉模式：[ON t1,OFF t2,ON t3,OFFt4]。如上面讨论的，在一些实施例中，单一触觉反馈信号可以是ON指令和OFF指令的结合(i.e.,t1+t2)。假设t1+t2不等于t3+t4，使得第二反馈信号表达与第一反馈信号的不同信息。JND规则认为：为使用户注意到第一反馈信号和第二反馈信号之间的差值，t1和t3(或者t1+t2对比t3+t4)之间的差值必须大于阈值。话句话说，如果差值小于阈值，则用户将认为第一反馈信号和第二反馈信号是等同的。
因此，在各种实施例中，上述使用案例受制于JND规则，使得连续的触觉反馈信号必须是或者等同的或者具有大于或等于阈值的差值。触觉程序可包括JND校准工具。该校准工具测试用户在连续的触觉反馈信号之间的区分能力。该校准工具可以以最低阈值设定用户的JND阈值，其中用户能够一致地在连续的信号之间区分。在各种实施例中，一致性能力是多于下面描述中的一者的准确性：70％、80％、90％、95％、97％、99％、99.5％、99.9％以及100％。
下面定义适用于权利要求：(1)道路边界是车道与承载相反方向车流的车道和非道路(例如，中线、人行道、草坪、泥土地)中的一者之间的边界。(2)车道边界是承载沿相同方向车流的道路车道之间的边界。(3)触觉马达是配置为震荡质块以产生振动的马达。该振荡可以是线性的、旋转的或者线性的和旋转的结合。(4)具有多个ON和OFF时间的矩阵包括具有转换的ON和OFF时间的相同矩阵。例如，要求保护的矩阵[X ON,YOFF,等]也包括矩阵[XOFF,Y ON,等]。(5)当权利要求包括术语“多普勒效应”时，权利要求应以完整多普勒效应和近似多普勒效应中的任一者来考虑和阅读。

Claims (16)

1.一种直观的触觉警报系统，包括处理器，所述处理器与车辆可操作地通信并且配置为：
将振动区域投射到道路上；
识别所述车辆何时占据所述区域；
基于识别的占据和接收的车辆速度来生成对触觉马达的命令序列。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器配置为：
基于未检测到车辆转向指示灯的存在来生成所述命令序列。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述投射的振动区域包括具有长度“a”的投射凹部序列，连续的凹部被具有长度“b”的间隙隔开。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，每个命令包括与马达OFF时间配对的马达ON时间。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，马达ON时间＝“a”/(在时间X处接收的车辆速度)。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，马达OFF时间＝“b”/(在时间X处接收的车辆速度)。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器配置为基于条件集生成所述序列；对于投射到车道边界上的区域的条件集不同于对于投射到道路边界上的区域的条件集。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器配置为通过至少预先确定的值来区分非同一的连续命令。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述处理器配置为执行校准程序，所述校准程序设定所述预先确定的值。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器配置为将所述区域投射到道路边界和车道边界上并且基于估计的车辆侵入所述投射区域的程度来改变所述命令。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆是第一车辆并且所述处理器配置为：
检测所述第一车辆前方的第二车辆；
将所述振动区域投射到所述第一车辆和所述第二车辆之间的道路上。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器配置为：
将多个所述振动区域中的至少一个投射到所述第一车辆和所述第二车辆之间的道路上。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，投射的所述振动区域包括具有长度“a”的投射凹部序列，连续的凹部由具有长度“b”的间隙隔开。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述处理器配置为：
基于所述区域和所述第二车辆之间的距离设置用于所述区域中的每一个的a：b比例。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述处理器配置为：
当所述第一车辆靠近所述第二车辆时，增加a/b。
16.一种直观的触觉警报系统，包括处理器，所述处理器与第一车辆可操作地通信并且配置为：
识别第二车辆；
以源频率投射源于所述第二车辆的一系列虚拟波，根据多普勒效应估计在所述第一车辆处的观测到的所述虚拟波的频率，并且基于所述估计的观测到的频率生成用于触觉马达的命令序列。
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