CN108668110B - 降低驾驶员眼睛适应的持续时间的方法及车辆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于环境的界面。根据本发明提供了一种方法，该方法用于使机动车辆(1)的驾驶员眼睛在从在机动车辆(1)前方发生的事件(4)改变到设置在机动车辆(1)的驾驶区(5)内的屏幕(3)时降低适应的持续时间。特别地，根据本发明的方法能够减少驾驶员眼睛在相反方向上的适应的持续时间。

Description

降低驾驶员眼睛适应的持续时间的方法及车辆装置

技术领域

本发明涉及一种方法，该方法用于使机动车辆的驾驶员眼睛在将视野方向从在机动车辆前方发生的事件改变到设置在机动车辆的驾驶区内的屏幕时降低适应的持续时间，反之亦然。此外，本发明涉及一种用于执行该方法的装置和一种机动车辆。

背景技术

世界上许多人都很熟练地掌握机动车辆的操作。现在可以方便且直观地操作机动车辆的控制元件，并且机动车辆的控制元件越来越频繁地使用机动车辆外部的信息技术。随着信息技术越来越多地渗透到机动车辆中，首要任务(即，驾驶机动车辆)就越来越多地成为背景，而驾驶员的注意力集中转移到其它活动上。这种转移受到大量辅助系统的支持甚至是增强。机动车辆中的大量辅助系统使得机动车辆的驾驶员将他的注意力集中到机动车辆中的其它信息源。机动车辆的驾驶区内的车辆显示屏是主要的信息来源。尽管屏幕位于驾驶员的视野内，但在日本和德国执行的分析表明，大多数事故发生在机动车辆前方的区域。其中一个原因被认为是视觉干扰。基于最大的注意力集中在视野的中心这一事实，这尤其是人类感知的结果。当在机动车辆中观察屏幕时，驾驶员将最大的注意力集中在屏幕的信息内容上。

静态界面设计要求驾驶员的注意力在一方面快速适应静态设计，另一方面快速适应机动车辆前方的事件。尤其是在机动车辆速度较高时，驾驶员面临增加的挑战。特别是在将眼睛调整到屏幕之后，驾驶员调整到机动车辆前方的事件需要的时间对于评估机动车辆的意外状况而言非常重要。

KR 10-2013-0107697公开了一种用于减少视觉干扰的系统和方法。驾驶员在屏幕上接收与机动车辆正前方的事件有关的信息。在此，由机动车辆内置的摄像机记录的实况图像在屏幕上显示为背景图像。菜单显示在前景中。

发明内容

本发明的目的是提供一种有利的方法，该方法用于使机动车辆的驾驶员眼睛在从在机动车辆前方发生的事件改变到设置在机动车辆的驾驶区内的屏幕时降低适应的持续时间，反之亦然。本发明的另一个目的是提供一种用于执行该方法的装置和一种机动车辆。

第一个目的通过如下文所述的方法来实现、第二个目的通过如下文所述的装置来实现、以及第三个目的通过如下文所述的机动车辆来实现。具体实施方式部分包含本发明的有利改进。

根据本发明，提供了一种方法，该方法用于使机动车辆的驾驶员眼睛在从在机动车辆前方发生的事件改变到设置在机动车辆的驾驶区内的屏幕时降低适应的持续时间。特别地，根据本发明的方法能够减少驾驶员眼睛在相反方向上适应的持续时间。在此方法包括以下步骤：记录至少一个图像序列、处理记录的图像序列、并显示处理的图像序列。借助设置在机动车辆行驶方向上的摄像机记录的至少一个图像序列再现机动车辆前方的事件。以这种方式处理记录的图像序列使得图像序列的各个图像的清晰度的印象降低。然后，该处理的图像序列作为背景图像序列显示在屏幕上。独立于图像序列的菜单显示在前景中。此处的“清晰度的印象”是指观察者对清晰度的主观感受，而不是客观的图像清晰度。这受到各种因素影响。除了图像分辨率之外，对比度的范围和亮度级数等在清晰度的印象中起作用。

屏幕的背景与环境相适应，以便在将视野方向从在机动车辆前方发生的事件改变到屏幕、并再次返回时保持驾驶员眼睛的适应性尽可能小。这里的显示屏不应当具有过多的细节，使得驾驶员不会从屏幕上的任务中过于分心。驾驶员在看屏幕时认为他已完全控制车辆的驾驶员情况应在此避免。特别是在使用屏幕时应避免关于完全控制机动车辆的虚幻想法。

根据本发明的方法的一个实施例，通过降低分辨率和/或减小对比度范围和/或减少亮度级数和/或通过平滑图像来降低清晰度的印象。降低分辨率导致不再为驾驶员可察觉地显示图像序列的精细细节。清晰度的印象以这种方式降低。减小对比度范围导致图像中最亮和最暗色调的亮度值接近。呈现相似色调值的相邻像素之间的小亮度差异通过这种亮度接近而消失。这导致细节损失，并且因此降低清晰度的印象。减少亮度级数也会产生同样的效果。亮度级数越少，各个色调值越相似。因此，当亮度级数减少时会发生清晰度的印象降低。因此各个色调值相互适应，并导致细节损失。减小对比度范围和减少亮度级数一方面可以应用于灰度图像，并且另一方面可以应用于彩色图像。然后，彩色图像的对比度范围可以是颜色饱和度，而亮度级数对应于颜色级数。在此应当注意，颜色的特定色调值由多种基色组成。一种基色的最亮和最暗的色调值形成该基色的对比度范围或颜色饱和度。基色中的各个颜色级对应于灰度图像的亮度级。此外可以通过平滑图像来实现降低清晰度的印象。当平滑图像时，相邻像素的色调值相互适应。可以说图像被感知为是“模糊的”。因此平滑图像降低了清晰度的印象。

存在大量的方法和算法来降低清晰度的印象。在此解释的方法只是那些最常用的方法。可替代地，也可以使用使图像失真并因此降低清晰度的印象的任何其它方法。在此作为示例，通过模拟近视来解释驾驶情况的失真。

根据本发明的方法的一个实施例，处理记录的图像序列包括将图像序列划分为时间段、对各个时间段中的图像取平均、以及准备由平均图像组成的平均的图像序列。因此平均的图像序列具有比记录的图像序列更低的图像刷新率。

根据本发明的方法的一个实施例，处理的方法步骤应用于平均的图像序列的各个图像。因此可能有两种替代方法路径。第一种方法路径是在降低清晰度的印象之前对图像序列的各个图像取平均。第二种方法路径是在降低清晰度的印象之后对图像序列的各个图像取平均。

根据本发明的方法的一个实施例，以这样的方式处理图像序列：对图像序列的每个图像确定图像的平均色调值，并且用该色调值来显示图像。平均色调值取决于机动车辆前方的事件，并且尤其再现较大的亮度差异。特别是在夜间在由路灯点亮的道路上行驶时，亮度差异会影响机动车辆驾驶员的感知。

记录至少一个图像序列的图像的频率取决于更新频率。更新频率的值在两个极限值之间变化。选择下限值使得图像序列被感知为静止图像。因此更新频率如此之低，以至于在驾驶员看屏幕的时间段期间更新背景图像不会导致图像的改变。选择第二上限值使得图像序列被感知为无闪烁的电影。因此上限值对应于实时显示。

根据本发明的方法的一个实施例，更新频率取决于机动车辆的速度。机动车辆越快，更新频率越高。然而在高速情况下，也可以降低更新频率，使得驾驶员不会由于看到更新频率的屏幕而分心。此外，还有可能在低速情况下提高更新频率，使得在危险情况下(例如在小街道上)反应更快。

根据本发明的方法的一个有利实施例，可以单独调整背景图像序列的显示。一方面，可以改变记录图像序列的图像和再现图像序列的图像之间的时间偏移。另一方面，可以单独调整各个图像的失真。

根据本发明，可以使装置用于执行根据本发明的方法或其进一步的发展。该装置包括屏幕、摄像机、和处理模块。屏幕设置在机动车辆的驾驶区内，并且设计为显示处理的图像序列作为背景、以及在前景中显示独立于该图像序列的菜单。摄像机设置在机动车辆的行驶方向上。该设计用来记录在机动车辆前方发生的事件的图像序列。处理模块设计为处理记录的图像序列。在此处理模块由记录的图像序列生成呈现清晰度的印象较低的处理的图像序列。处理模块将清晰度的印象降低的图像序列作为处理的图像序列，输出到显示处理的图像序列的屏幕。

根据本发明装置的一个实施例，摄像机设置为使得摄像机的视野对应于驾驶员的视野。因此当观看屏幕时，驾驶员具有与透过挡风玻璃看到的机动车辆正前方的事件相同的视角。

本发明还涉及包括根据本发明的装置的机动车辆。

附图说明

本发明的其它特征、性质、和优点从以下示例性实施例中参考附图显现。

图1示出了具有设置在示例性位置的摄像机的机动车辆；

图2示出了机动车辆前方的事件的驾驶员角度的视图，屏幕上的背景以处理过的形式再现机动车辆前方的事件，其中在前景中再现独立的菜单；

图3示出了记录的图像序列和相关的平均的图像序列；和

图4示出了清晰度的印象强度降低的示意图。

具体实施方式

根据本发明的方法的示例性实施方式参考附图在下面给出，该方法用于使机动车辆1的驾驶员眼睛在将视野方向从在机动车辆1前方发生的事件4改变到设置在机动车辆1的驾驶区5内的屏幕3时降低适应的持续时间，反之亦然。

根据本发明的方法应用于正在(例如道路上)向前移动的机动车辆1中。如图1所示，机动车辆1包括摄像机2。该摄像机2在机动车辆1的前方记录事件4。摄像机2优选地以摄像机2的视野与驾驶员的视野相对应的方式设置。摄像机2可以例如安装在机动车辆1的后视镜上。

图2中示出了机动车辆1的驾驶员的视野。机动车辆1的驾驶员一方面可以透过挡风玻璃看到机动车辆1前方的事件4，并且另一方面可以看到设置在机动车辆1的驾驶区5中的屏幕3。屏幕3同时显示两个图像。首先是背景图像，其次是覆盖在背景上的图像。前景中的图像显示菜单11。背景中的图像是显示机动车辆1前方的事件4的背景图像序列10的单个图像。背景图像由处理模块6处理以降低背景图像的清晰度的印象。通过这种方式，并没有给驾驶员留下他通过屏幕3单独控制的情况的印象。

背景图像的清晰度的印象可以通过不同的方法降低。一方面，可以通过降低分辨率来降低清晰度的印象。图像的所谓“像素化”导致损失细节，并因此导致清晰度的印象降低。另一方面，降低图像的对比度范围可以降低清晰度的印象。图像的色调值以使得图像中最亮色调值和最暗色调值的亮度值相互接近的方式改变。由具有相似色调值的像素组成的细节因此丢失。图像失去了细节的丰富性，从而降低了清晰度的印象。降低亮度级数具有相同的效果。通过降低亮度级，色调值也再次相互适应，使得具有相似色调值的细节在此再次丢失。平滑是减少图像的清晰度的印象的另一种方式。平滑将相邻像素的色调值相互匹配。在此，适应导致细节丢失。图像清晰度的印象还可以通过多种方式降低。还存在降低清晰度的印象的许多算法，例如近视的表示。因此许多替代算法都适用。

单独的背景图像在一方面可以被感知为静止图像，或在另一方面可以被感知为无闪烁的电影图像。单独的图像31是图像序列22的元素。在图像序列22的更新频率非常慢的情况下，给机动车辆1的驾驶员留下的印象是背景图像是静止图像。在驾驶员正在观看屏幕3的时间期间不会发生背景图像改变。图像序列22的更新频率在一方面可以单独调整，或在另一方面取决于机动车辆1的速度。优选地，图像序列22的更新频率应当适于机动车辆1的驾驶员的个人需求。特别地，当在夜间驾驶时，应当在背景图像中在正确的时间再现路灯下的通道。机动车辆1的驾驶员的这种适应导致在从机动车辆1前方的事件4到驾驶区5中的屏幕3的视野方向上的改变、以及在相反方向上的改变对于驾驶员的眼睛适应来说表现出很小的持续时间。

由摄像机2记录的图像序列22显示清晰度的印象降低。记录的图像序列22的图像20在此用一个或多个所述方法的步骤处理、和/或在多个图像中取平均。如图3所示，记录的图像序列22被划分为时间段21，对一个时间段21的所有图像20取平均，并且准备平均的图像24。平均的图像24也是平均的图像序列23的一部分。可以在对图像序列22取平均之前、或准备平均的图像序列23之后，在此实现降低清晰度的印象。后一种方法的优点是，需要处理的图像24更少，并且因此对硬件的要求更低。

降低背景图像的清晰度的印象可以表现出一定程度的降低，使得不再能够识别背景图像中的更大细节。在极端的情况下，强烈地降低图像的清晰度的印象，以至于背景图像的所有像素仅显示一个且相同的色调值。如图4所示，该色调值对应于在背景图像的所有像素的色调值内确定的平均色调值32。平均色调值32取决于机动车辆1前方的事件4。特别是当在夜间行驶时，平均色调值32的亮度值在经过光源下方时波动强烈。

在处理模块6的帮助下，以这种方式处理的图像序列的图像31在机动车辆1的驾驶区5中的屏幕3上作为背景图像再现。独立于背景图像并因此独立于机动车辆1前方的事件4的菜单11显示在背景图像的前景中。

出于解释的目的已经参考示例性实施例详细描述了本发明。然而专家将认识到，相对于示例性实施例可能出现偏差。例如，可以使用降低清晰度的印象的算法，该算法基于尚未提及的眼睛的示例缺陷的模拟。除了基于单个图像的色调值的图像的空间平滑之外，可以替代性地或额外地对多个图像执行时间平滑。因此，本发明不应仅限于所描述的示例性实施例，而仅受所附权利要求限制。

附图标记列表

1 机动车辆

2 摄像机

3 屏幕

4 机动车辆前方的事件

5 驾驶区

6 处理模块

10 背景图像序列

11 菜单

20 记录的图像序列的单个图像

21 时间段

22 记录的图像序列

23 平均的图像序列

24 平均的图像序列的单个图像

31 处理的图像序列的单个图像

32 平均色调值

Claims (10)

1.一种降低驾驶员眼睛适应的持续时间的方法，所述方法用于使机动车辆（1）的驾驶员眼睛在将视野方向从在所述机动车辆（1）前方发生的事件（4）改变到设置在所述机动车辆（1）的驾驶区（5）内的屏幕（3）时、以及在相反方向上的改变时降低适应的持续时间，所述方法包括以下方法步骤：

- 借助于设置在所述机动车辆（1）的行驶方向上的摄像机（2）记录在所述机动车辆（1）前方发生的所述事件（4）的至少一个图像序列（22），

- 处理记录的所述图像序列（22），

- 将处理的所述图像序列显示为背景图像序列（10），

- 在前景中显示独立于所述图像序列（22）的菜单（11），

其特征在于，

所述处理包括通过降低分辨率来降低记录的所述图像序列（22）的各个图像（20）的清晰度的印象。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下手段降低所述清晰度的印象：

- 减少对比度范围和/或

- 减少亮度级数和/或

- 平滑图像。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，处理记录的所述图像序列（22）包括以下方法步骤：

- 将记录的所述图像序列（22）划分为时间段（21），

- 对各个所述时间段（21）中的所述图像（20）取平均，

- 准备由平均的图像（24）组成的平均的图像序列（23）。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理包括减少所述平均的图像序列（23）的各个所述平均的图像（24）的所述清晰度的印象。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以下述方式处理所述图像序列（22）和/或所述平均的图像序列（23）：在所述图像序列（22）的每个所述图像（20）中，确定所述图像（20）的平均色调值（32）；和/或在所述平均的图像序列（23）的每个所述平均的图像（24）中，确定所述平均的图像（24）的平均色调值（32），并且处理的图像序列的图像（31）以取决于所述机动车辆（1）前方的所述事件（4）的相应平均色调值（32）显示。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当记录所述至少一个图像序列（22）时，记录所述图像序列（22）的所述图像（20）的频率取决于更新频率，并且所述更新频率采用下限值和上限值之间的值，其中选择所述下限值使得所述图像序列（22）被感知为静止图像，并且选择所述上限值使得所述图像序列（22）被感知为无闪烁的电影。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述更新频率取决于所述机动车辆（1）的速度。

8.一种车辆装置，所述装置用于执行根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，所述装置包括：

- 设置在机动车辆（1）的驾驶区（5）中的屏幕（3），所述屏幕（3）适于同时显示作为背景的处理的和/或平均的图像序列（23）、和在前景中独立于所述平均的图像序列（23）的菜单（11），

- 设置在所述机动车辆（1）的行驶方向上的摄像机（2），所述摄像机（2）设计为记录图像序列（22），以及

- 设计为用于处理所述记录的图像序列（22）的处理模块（6），所述处理模块（6）设计为通过降低分辨率和减少对比度范围的至少一个来根据所述记录的图像序列（22）生成清晰度的印象降低的图像序列，并且在所述屏幕（3）上输出所述清晰度的印象降低的所述图像序列作为处理的图像序列。

9.根据权利要求8所述的车辆装置，其特征在于，所述摄像机（2）以所述摄像机（2）的视野与驾驶员的视野相对应的方式设置。

10.一种机动车辆（1），其具有根据权利要求8或9所述的装置。

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