CN108136908A - 用于在车辆中操作至少一个功能的方法和操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在车辆内部空间中操作至少一个功能的操作系统，具有：显示生成装置，该显示生成装置被设计用于在激活车辆内部空间中的与至少一个功能相对应的显示区之后在车辆内部空间中的该与所述至少一个功能相对应的显示区中全息地显示至少一个与所述至少一个功能相对应的虚拟操作元件；探测和获取装置，该探测和获取装置被设计用于探测和获取车辆乘员在期望操作该至少一个虚拟操作元件时的至少一个可被解读为操作输入的姿势；计算单元，该计算单元被设计用于将姿势解读为操作输入且启动与该操作输入相对应的至少一个功能的实施。本发明还涉及一种相应的方法。

Description

用于在车辆中操作至少一个功能的方法和操作系统

技术领域

本发明涉及一种用于在车辆内部空间中操作至少一个功能的操作系统。此外本发明涉及一种相应的方法和一种具有根据本发明的操作系统的车辆。

背景技术

目前，在车辆中对功能的操作和显示通常以传统方式进行，即使用旋转或按压按键、开关等。因此例如存在用于控制安全部件(例如电子安全辅助系统)、舒适装置(例如座椅调节装置)、电动窗玻璃升降器、电动可调节的外视镜或者信息系统的部件(例如导航系统或收音机)的开关或按键。

车辆中普遍设置的显示设备经常被实施为用于显示运行数据的LCD。

这类操作和/或显示装置例如布置在仪表板的上边缘的下方或布置在位于相应驾驶员视野范围内的中控台区域中。

此外已知的是，在车辆中设置显示装置，该显示装置中在车辆的挡风玻璃的区域中产生能够被驾驶员或其他车辆乘员看到的虚拟图像。这类装置被称作平视显示器(HUDs)。

相应车辆的内部空间由于提供各种功能而装备有多个按键和开关。按键和开关在此即使在不使用时也能够被看见。这给相应驾驶员造成非常复杂的混乱。在此可以想到的是，驾驶员由于该复杂性和大量操作和/或显示元件的原因而过于从道路交通转移注意力。因此存在不可估量的安全风险。

EP 1798588A1公开一种用于在车辆中操作功能的操作系统，其具有显示装置和获取装置，显示装置用于在车辆中在对应的显示面上以图像方式显示功能所对应的虚拟操作元件，获取装置用于获取在操纵虚拟操作元件时的操作输入。

DE 10 2008 059 810 A1公开了一种用于在机动车中操作功能的操作系统，该操作系统具有用于在机动车中在对应的显示面上以图像方式再现虚拟显示元件和/或虚拟操作元件的光学投射系统和用于获取在操纵虚拟操作元件时的操作输入的获取装置。

DE 10 2006 000 777 A1公开了一种使用图形键盘进行车辆准入控制的方法和装置。

发明内容

本发明的任务是，提出一种用于在车辆的内部空间中操作至少一个功能的操作系统，该操作系统使得相应驾驶员能够以简单并较少从道路交通转移注意力的方式实施操作且所需的空间需求较小。

该任务通过具有独立权利要求1的特征的操作系统以及具有独立权利要求14的特征的车辆和具有独立权利要求10的特征的方法实现。其他实施方式可以从相应的从属权利要求以及说明书中得出。

根据本发明的用于在车辆的内部空间中操作至少一个功能的操作系统具有：显示生成装置，该显示生成装置被设计用于在激活车辆的内部空间中的与至少一个功能相对应的显示区之后在车辆的内部空间中的与所述至少一个功能相对应的显示区中全息显示出与所述至少一个功能相对应的至少一个虚拟操作元件，探测和获取装置，该探测和获取装置被设计用于在所述至少一个虚拟操作元件在车辆乘员期望的情况下被操作时探测并获取至少一个被解读为操作输入的车辆乘员姿势、特别是手势；计算单元，该计算单元被设计用于将所述姿势解读为操作输入以及启动与操作输入相对应的至少一个功能的实施。

按照根据本发明的操作系统的一种实施方案，显示生成装置具有光源和光学投射系统。该显示生成装置具有存储介质、尤其是全息底片，在该存储介质上存储一个或多个操作元件的所存储的图像或全息图。底片被安装在车辆中且在激活显示区时被光源、优选激光器背光照射。由此使一个虚拟操作元件或多个虚拟操作元件可见，该一个或多个虚拟操作元件与一个或多个操作元件的所存储的图像相对应。该一个或多个操作元件的全息图示出了按键、旋转/按压开关等形式的相应操作元件，并在一使用时段中是可见的。

除了存储介质、尤其是全息底片外，显示生成装置还具有处理器用于对全息图成像。替代于此，显示生成装置与单独的处理器和/或存储器连接以成像出或重建出全息图。此外该显示生成装置以及探测和获取装置还可以分享一个共同的处理单元。此外可以想到的是，在显示生成装置所具有的存储介质的存储段中存储有具有供驾驶员或其他车辆乘员选择出虚拟操作元件的规定的全息图的图库。

在本发明中，将如下存储图像称作全息图，该存储图像相当于用全息技术建立的图形记录，该图形记录在被处理和用同种光照射之后再现原对象(在此是至少一个操作元件)的写实的三维图像。被设置作为显示生成装置一部分的光学投射系统用于全息图的再现。该光学投射系统具有作为存储介质的全息底片和必要时用于投射出存储在显示生成装置的存储介质上的全息图的光学投射透镜。反射镜、透镜、结合器或它们的任意组合都可以被使用，以便根据所期望的显示来改变所投射的全息图。显示区可以是在车辆的内部空间中的各种部件或限定的空间区域，从而可以放弃使用占据较大存储空间的显示器。空间区域可以例如是在车辆的挡风玻璃前方、在车辆的中控台前方等的自由区域。由此，由于所需的空间要求更小获得较好的设计自由度和较低的制造成本。此外在车辆内部空间中的起到显示区作用的确定的部件可以在车辆中具有双重功能，因为这些部件除了其自身的功能、例如文件架的功能、还具有另一功能，即对显示区或显示区的至少一部分成像的功能。此外可以避免由于例如显示器表层和相交线引起的干扰性的反射。

开关、按键、转摆杆、柱条调节器和传感器在控制板中的集成都可以完全省略。

根据本发明，车辆的内部空间被划分为功能或显示区，在这些功能或显示区中可以由显示生成装置分别利用相应不同的虚拟操作元件在需要时通过相应的全息显示或相应的全息图显示不同的功能。根据本发明提出，只有激活车辆内部空间中的与至少一个功能相对应的显示区之后，显示生成装置才在车辆内部空间中的该与所述至少一个功能相对应的显示区中显示与该至少一个功能相对应的虚拟操作元件。

在根据本发明的操作系统的一种可能的实施方案中，这意味着，只有在执行姿势的元素、尤其是车辆乘员的手进入到限定的、与显示区相对应的有效区域中时，显示区才被自动激活且由此使与至少一个功能相对应的至少一个或多个虚拟操作元件可见。也就是说，只有在例如手进入到与相应显示区相对应的有效区域中时才激活显示区，从而只有这样才通过显示区显示所存储的与显示区相对应的全息图，因此也只有这样才能够通过被解读为操作输入的至少一个相应姿势来操作该至少一个或多个由全息图再现的操作元件。

在另一实施方案中，根据本发明的操作系统被设计用于在功能的相应实施被启动之后自动对显示区去激活，由此使得该虚拟操作元件、尤其是通过全息显示所显示的操作元件不可见。为此例如用于背光照射全息底片的光源被自动去激活或关闭。

还可以想到的是，根据本发明的操作系统被设计用于在激活了显示区之后，经过一规定的时长后，如果没有获取到被解读为操作输入的姿势，则自动地使显示区去激活。也就是说，如果驾驶员或其他车辆乘员不经意地进入到有效区域所对应的显示区的有效区域中，且由此激活了该显示区，而驾驶员并不想对这时显示的虚拟操作元件进行操作，则该显示在确定时长之后由于相应显示区被自动去激活以及由此使该操作元件不可见而重又消失。

在根据本发明的操作系统的另一实施方式中，探测和获取装置和/或显示生成装置布置在车辆的前方的车顶控制台的区域中，在此对与至少一个功能相对应的该至少一个虚拟操作元件的显示在车辆的仪表板的区域中进行。

本发明此外涉及一种具有根据本发明的上述操作系统的车辆。

此外本发明涉及一种用于在车辆的内部空间中操作至少一个功能的方法。根据本发明的方法至少包括如下步骤：

-在车辆内部空间中的与至少一个功能相对应的显示区中全息显示与该至少一个功能相对应的至少一个虚拟操作元件，

-探测和获取车辆乘员的至少一个能被解读为对所述至少一个操作元件的操作输入的姿势，

-将所述至少一个姿势解读为对所述至少一个操作元件的操作输入，和

-根据所述操作输入启动该至少一个功能的实施。

在一种可能实施方案中，根据本发明的方法此外包括提供存储在全息底片上的对至少一个操作元件进行显示的全息图的步骤。该全息图或所存储的图像通过全息技术产生。在此利用光源的相干的光、尤其是激光照射出写实的、虚拟显示的操作元件。该光被反射和散射。由此产生能用眼睛看到的光波场，也称作物光波。该物光波与同一激光器发出的未散射的光、所谓的参考光波叠加，也就是说，物光波和参考光波各自的波前彼此干涉。所产生的干涉图样遇到全息底片并在该处被记录为全息图，该全息图通过相应地背光照射、通常是利用与参考光波相同的光波照射被成像并因此能够被显示。由此，该首先被记录且存储在全息图中的操作元件被立体成像、即被虚拟地立体显示。

在此，该全息显示的步骤包括对显示所述至少一个操作元件或多个操作元件的全息图的相应照射。

在另一实施方案中，解读步骤包括将至少一个姿势与存储在可调取的存储单元中的姿势相比较。

按照本发明操作系统的另一优选的实施方式，显示生成装置所具有的投射系统除了对虚拟操作元件投射外，还对其他图像元素、例如规定车辆系统(例如舒适系统)的实际值进行投射。由此根据本发明的操作系统既具有用于显示系统值和可操纵的操作元件的显示功能，又具有用于实现操作元件本身的功能，该操作元件由相应的姿势来选择和激活。

按照本发明操作系统的另一优选的实施方式，设有中央控制单元，其与传感器系统、探测和获取装置以及投射系统连接，所述传感器系统用于获取对显示区的激活。

用于获取对显示区的激活的传感器可以例如是光学单元，例如摄像机，其被布置用于探测：例如车辆乘员的手伸入到与显示区相对应的有效区域中，由此激活显示区。一旦用于获取显示区激活的传感器探测到例如驾驶员的手进入到了显示区的有效区域中，则向中央控制单元发出相应信号，该中央控制单元就此激活投射系统，尤其是与投射系统连接的光源，由此显示与该至少一个功能相对应的操作元件。此外中央控制单元引发探测和获取装置的激活，从而能够借此探测和相应获取有可能实施的用于操作至少一个被全息显示的操作元件的姿势。该用于获取对显示区的激活的传感器可以集成在用于探测和获取被解读为操作输入的姿势的探测和获取装置中或为其所具有。通过探测和获取装置、投射系统以及与它们连接的光源同中央控制单元的连接，一旦实施元素、例如手进入到与相应显示区相对应的有效区域中，且在此被用于获取对相应显示区的激活的传感器获取到，就自动地或根据需要自动地实施对通常多个功能的相应操作元件的全息显示。

此外可以想到，中央控制单元根据所获取到的可被解读为操作输入的姿势使虚拟操作元件变化地全息显示。

由此，还能够在一个共同的显示区中可变地或变化地显示操作元件，在此在必要时可以显示和实施多个菜单级别。中央控制单元这样控制显示生成装置，使得在显示区中显示与所操作的虚拟操作元件相对应的菜单级别或显示相对应的新的图标。

还可以想到的是，中央控制单元根据确定的、当前的行驶参数来控制显示生成装置或显示生成装置所具有的投射系统来显示虚拟操作元件。例如，在识别出车辆事故时自动通过投射系统在相应的显示区中图形显示紧急号码、报警闪光图标和其他有用的可操作的操作元件。由此不会显示过多的操作元件。而是仅在相对应的显示区中为车辆乘员显示当前有用的且具有很大选择可能性的操作元件。显示区可以例如是在中控台或车顶、遮光板、仪表板、侧饰板、车玻璃和/其他车辆部件的范围内的区域。根据本发明设置的获取和探测装置可以识别可被解读为操作输入的姿势，并例如由上述的中央控制单元启动：实施相应的操作输入或与该操作输入相对应的功能。在此在探测和获取装置可以例如布置在前方的车顶控制台、柱条饰板、门饰板、外车顶框架、侧饰板或类似部件的区域中。

在一种可能的实施方案中，探测和获取装置具有摄像机，该摄像机光学获取对虚拟操作元件的操纵。

所述多个虚拟操作元件通常对应于不同的车辆功能。可以想到的是，每个功能都正好对应一个虚拟的操作元件。但也可以想到的是，为一个功能规定多个操作元件。这些车辆功能可以例如是安全功能、舒适功能和/或娱乐功能。

本发明的其他优点和实施方案由说明书和附图得出。

不言而喻，上面所述的和下面待述的特征不仅可以该各自说明的组合来应用、而且可以在其他组合中应用或单独地应用，而不脱离本发明范围。

本发明借助于附图中实施方式被示意性示出且借助于附图被概略或详细描述。

附图说明

图1示意性示出如何按照根据本发明的方法的实施方式虚拟显示操作元件。

具体实施方式

图1示出了照射光源1、全息底片2和虚拟显示的操作元件3。该全息底片2在此处未示出的车辆中布置在合适的位置上，例如在车辆的中控台的区域中。照射光源1——其通常是激光器——以车辆乘员、例如驾驶员的视角看来布置在底片2的后方。底片2和围绕底片的空间区域限定了显示区。如果驾驶员想要实施利用操作元件3激活的功能，则他将其手或手的仅一个手指靠近底片2，因此伸入到围绕显示区且与该显示区相对应的有效区域中。这被在此未示出的传感器系统探测到，由此激活该显示区，进而激活照射光源1，从而该照射光源照射底片2。在底片2上存储全息图，其中记录或显示出操作元件。通过照射底片2或其上存储的全息图，操作元件3被虚拟地立体显示。但在此由照射光源1发出的光必须使存储在底片2上的全息图被记录的光完全对应。通过合适的姿势或通过至少一个姿势，驾驶员于是可以操作所述操作元件3。由驾驶员实施的姿势或该至少一个由驾驶员实施的姿势被在此未示出的探测和获取装置识别和解读且传递给在此也未示出的控制单元，该控制单元于是启动与该操作元件3相关联的功能的相应实施。

Claims (14)

1.一种用于在车辆的内部空间中操作至少一个功能的操作系统，具有：显示生成装置，该显示生成装置被设计用于在激活车辆的内部空间中的与所述至少一个功能相对应的显示区之后在车辆的内部空间中的与所述至少一个功能相对应的显示区中全息显示出与所述至少一个功能相对应的至少一个虚拟操作元件(3)；探测和获取装置，该探测和获取装置被设计用于在所述至少一个虚拟操作元件(3)在车辆乘员期望的情况下被操作时探测并获取至少一个能被解读为操作输入的车辆乘员姿势；计算单元，该计算单元被设计用于将所述姿势解读为操作输入以及启动与操作输入相对应的至少一个功能的实施。

2.根据权利要求1所述的操作系统，其特征在于，所述显示生成装置被设计用于，通过相应照射的、能够从存储介质调取的全息图实现在相应的显示区中对与所述至少一个功能相对应的所述至少一个虚拟操作元件(3)的全息显示。

3.根据权利要求1或2所述的操作系统，其特征在于，显示生成装置具有光源和光学投射系统。

4.根据权利要求3所述的操作系统，其特征在于，所述光源是激光器。

5.根据权利要求3或4所述的操作系统，其特征在于，所述光学投射系统具有至少一个全息底片，该全息底片被光源照射，其中在底片上展示出全息图，从而成像出所述至少一个虚拟操作元件(3)。

6.根据上述权利要求之一所述的操作系统，其特征在于，该操作系统被设计用于，只有在执行所述至少一个姿势的元素、尤其是车辆乘员的手进入到限定的、与显示区相对应的有效区域中时，才使显示区自动激活并由此使与所述至少一个功能相对应的所述至少一个虚拟操作元件(3)可见。

7.根据上述权利要求之一所述的操作系统，其特征在于，该操作系统被设计用于，在功能的相应实施被启动后自动地使显示区去激活，由此使得所述至少一个操作元件(3)不可见。

8.根据上述权利要求之一所述的操作系统，其特征在于，该操作系统被设计用于，在显示区被激活后经过一规定的时长之后，如果没有获取到被解读为操作输入的姿势，则自动地使显示区去激活。

9.根据上述权利要求之一所述的操作系统，其特征在于，所述探测和获取装置和/或所述显示生成装置布置在车辆的前方车顶控制台的区域中，与所述至少一个功能相对应的所述至少一个虚拟操作元件(3)显示在车辆的仪表板的区域中。

10.一种用于在车辆的内部空间中操作至少一个功能的方法，该方法至少包括如下步骤：

-在车辆的内部空间中的与所述至少一个功能相对应的显示区中全息显示出与所述至少一个功能相对应的至少一个虚拟操作元件，

-探测并获取至少一个能被解读为对所述操作元件的操作输入的车辆乘员姿势，

-将所述至少一个姿势解读为对操作元件的操作输入，

-启动与所述至少一个操作输入相对应的至少一个功能的实施。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤：提供对至少一个操作元件进行显示的至少一个全息图。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，全息显示的步骤包括：相应照射出对至少一个操作元件进行显示的至少一个全息图。

13.根据权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，解读步骤包括：将至少一个姿势与存储在可调取的存储单元中的姿势相比较。

14.一种具有根据权利要求1至9之一所述的操作系统的车辆。