CN109476318B - 用于车辆的触觉通知系统 - Google Patents

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Abstract

本公开的一个实施方案阐述了一种用于经由触觉输出而引导用户修改车辆的某一方面的技术。所述技术包括识别沿着车辆的路线定位的实际状况的一个或多个特征。所述技术还包括基于所述实际状况的所述一个或多个特征来确定要传递给与所述车辆相关联的用户的触觉感觉类型。所述技术还包括将第一组控制信号传输到靠近所述用户的至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第一组控制信号生成对应于所述触觉感觉类型的触觉输出。

Description

用于车辆的触觉通知系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月22日提交的美国临时专利申请序列号62/365,960的权益，该专利申请据此以引用方式并入本文。
技术领域
各种实施方案整体涉及人机界面，并且更具体地讲，涉及用于车辆的触觉通知系统。
背景技术
现代车辆越来越多地与车辆外部的数据源(例如，基于云的数据源)联网。这些数据源可以向在车辆内运行的控制单元(例如，车内信息娱乐系统)提供关于道路状况、天气模式和交通行为的信息。例如，驾驶员可以上传他或她计划驾驶的路线。作为响应，控制单元分析道路状况、天气模式和/或交通行为，并确定驾驶员是否将沿着路线经历不利的驾驶条件。另外，车辆可以配备有传感器，以检测驾驶员的视野可能被驾驶员周围的其他车辆遮挡的各种道路状况。例如，传感器可以生成传感器数据，该传感器数据在由车辆的控制单元分析时指示道路中的坑洞的位置、大小和深度。如果驾驶员保持当前的转向方向和加速率，则控制单元还可以确定车辆是否会驶入坑洞中。
传统上，当控制单元确定车辆可能进入具有不利道路状况、天气模式和/或交通行为的区域时，控制单元为驾驶员提供视觉或听觉通知。例如，控制单元可以在车辆显示器上显示图像，该图像指示如果驾驶员继续沿着当前路线行驶则可能遇到的不利状况的类型。另外，控制单元还可以在驾驶员可能遇到不利的驾驶条件时生成提示音。
上述方法的一个缺点在于，当用户正在驾驶时，查看视觉通知和收听听觉通知可能会转移驾驶员的注意力。例如，视觉和/或听觉通知可能无法向驾驶员清楚地指示在给定情况下应采取的行动。因此，解释视觉和听觉通知会增加驾驶员的认知工作量，并且可能需要驾驶员在驾驶时视线远离道路。
如前所述，用于更有效地与驾驶员通信的技术将是有用的。
发明内容
本公开的实施方案阐述了一种用于经由触觉输出而引导用户修改车辆的某一方面的方法。该方法包括识别沿着车辆的路线定位的实际状况的一个或多个特征。该方法还包括基于实际状况的一个或多个特征来确定要传递给与车辆相关联的用户的触觉感觉类型。该方法还包括将一个或多个控制信号传输到靠近用户的至少一个触觉输出装置。该触觉输出装置基于控制信号生成对应于触觉感觉类型的触觉输出。
除了别的之外，另外的实施方案还提供被配置为实现上述技术的系统和非暂时性计算机可读存储介质。
本文所述的技术的至少一个优点在于，用户可以在不查看视觉显示或收听音频提示的情况下接收关于实际状况的通知。因此，用户(例如，驾驶员)可以在无需将他或她的视线从道路上转移的情况下预测各种类型的实际状况。此外，触觉感觉可以实现为用于与用户通信的替代手段，从而防止用户的视觉和听觉感觉被额外信息淹没。结果，当向用户提供各种类型的信息时，本文所述的技术减少了用户负担的认知工作量。
附图说明
为了能够详细地理解上述一个或多个实施方案的所述特征，可以参考某些特定实施方案更具体地描述上文简述的一个或多个实施方案，附图中示出了所述某些特定实施方案中的一些实施方案。然而，应注意，附图仅示出典型实施方案，因此不应被视为以任何方式限制其范围，因为各种实施方案的范围也包括其他实施方案。
图1示出根据各种实施方案的被配置为实现本公开的一个或多个方面的系统的框图；
图2A至图2D示出根据各种实施方案的指示实际状况并由一个或多个触觉输出装置产生的各种类型的触觉感觉；
图3示出根据各种实施方案的用于通过分析来自数据收集系统的数据来检测沿着车辆的当前路线的路段发生的实际状况的技术；
图4示出根据各种实施方案的用于经由一个或多个触觉输出装置产生指示实际状况的触觉感觉的技术；
图5示出根据各种实施方案的用于经由一个或多个传感器检测实际状况的技术；
图6示出根据各种实施方案的用于产生触觉感觉的技术，该触觉感觉指示应响应于实际状况而调整车辆装置的方式；并且
图7示出根据各种实施方案的用于经由触觉输出而引导用户修改车辆的某一方面的方法步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出根据各种实施方案的被配置为实现本公开的一个或多个方面的车辆系统100的框图。如图所示，车辆系统100包括计算装置105、传感器140、触觉输出装置150和控制单元160。在操作中，计算装置105从传感器140和/或控制单元160接收对应于实际状况的输入数据，并处理输入数据以生成与实际状况相关的通知。计算装置105将触觉输出装置150配置为向车辆系统100的用户传递通知。
传感器140可包括视觉传感器(例如，RGB图像传感器)、飞行时间传感器(例如，深度相机)、热传感器、基于雷达的传感器(例如，短程和远程传感器)、基于激光的传感器(例 如，LIDAR)、基于超声的传感器、基于微波的传感器、外部相机、面向驾驶员的相机、全球导航卫星系统(GNSS)、速度计、转速计、遥测传感器、外部网络连接、陀螺仪、气压计、燃料液位传感器、胎压传感器等。传感器140被配置为生成指示车辆系统100外部的环境的一个或多个特征以及车辆系统100内部的环境的一个或多个特征的传感器数据。传感器140将所生成的传感器数据传输到计算装置105。传感器140可以经由控制器区域网络、本地互连网络、
Figure BDA0001952974810000031
等来传输数据。
就车辆系统100外部的环境而言，传感器140生成指示车辆系统100外部的一种或多种实际状况的传感器数据。例如，传感器140生成对应于从驾驶表面反射的光的强度的传感器数据。反射光的强度的模式可以指示驾驶表面中的变形，例如坑洞。在一个实施方案中，传感器140生成对应于车辆系统100的状态的传感器数据。例如，传感器140检测车辆系统100的加速的大小和幅度。在较大向下加速后紧接较大向上加速的模式可以表示车辆系统100驶入道路中的坑洞内。
就车辆系统100内部的环境而言，传感器140生成对应于车辆系统100的用户的位置的传感器数据。这种传感器数据可以指示用户的位置和/或取向和/或用户的体格大小。在各种实施方案中，传感器140生成指示与用户的特定部位(例如，用户的手、腿、前臂、手腕、手掌、颈部、躯干等)相关联的位置信息的数据。
控制单元160可包括遥测控制单元、车内信息娱乐系统和/或车辆的与车辆外部的数据源和/或数据存储库交互的其他系统。在各种实施方案中，控制单元160被配置为接收指示沿着车辆系统100的路线定位的实际状况的数据。例如，控制单元160可以基于从气象站接收到的数据确定冷锋正沿着车辆系统100的路线产生结冰的道路状况。在一些实施方案中，控制单元160生成指示车辆可能遇到的危险类型的通知。作为响应，控制单元160将通知传输到计算装置105，以便通知计算装置105的用户。
触觉输出装置150可包括超声换能器、空气涡流发生器、气动装置、气囊和/或被配置为生成触觉输出的任何类型的装置。在各种实施方案中，触觉输出装置150从计算装置105接收指示应如何配置触觉输出装置150的一个或多个参数的一个或多个控制信号。这些参数包括触觉输出的强度。对于超声输出装置，通知模块136还可以修改触觉输出的相位，以便控制触觉输出的方向性。对于空气输出装置，通知模块136还可以控制平移-倾斜致动方案的一个或多个参数，以便在一个或多个方向上生成空气输出。基于控制信号，触觉输出装置150生成对应于用户的特定触觉感觉的触觉输出。例如，触觉输出装置150可以生成具有某一频率、相位、强度等的触觉输出。这种触觉输出的结果是在用户的特定部位上产生的具有某一大小、强度、形状、取向等的触觉感觉。另外，触觉输出装置150可以在用户身上产生跟随用户的移动和/或以相对于用户的位置的特定方式和/或以用户移动的方式移动的触觉感觉。此外，触觉输出装置150可以生成反馈数据并且生成触觉输出，该反馈数据指示所产生的触觉感觉的类型。触觉输出装置150可以将反馈数据传输到计算装置105。
计算装置105包括但不限于处理单元110、输入/输出(I/O)接口120和存储器130。计算装置105作为整体可以是微处理器、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)等。如图所示，计算装置105可以独立于控制单元160。在另选的实施方案中，计算装置105可以嵌入控制单元160中和/或可以与控制单元160共享一个或多个处理单元、I/O接口和/或存储器装置(例如，数据库)。如上所述，在各种实施方案中，计算装置105从传感器140、控制单元160和/或触觉输出装置150接收数据。此外，计算装置105可以将控制信号和/或数据传输到传感器140、控制单元160和触觉输出装置150中的任一个或全部。例如，计算装置105可以生成控制信号以激活传感器140中的一个或多个，和/或可以从传感器140和/或控制单元160发起数据传送。此外，计算装置105可以生成控制信号，以将触觉输出装置150配置为向用户传递特定类型的触觉感觉。
输入/输出(I/O)接口120可包括一个或多个接口，这些接口协调传感器140、触觉输出装置150、控制单元160与处理单元110之间的数据、控制信号和通知的传送。另外，I/O接口120可以协调从车辆外部的数据存储库、传感器和通知系统进行的数据接收，所述数据包括但不限于来自集中数据库的数据(例如，关于交通和道路状况的众包数据)、来自远程数据库的数据(例如，交通和天气数据库)、来自积聚了各种类型的数据的远程服务器的数据(例如，历史地理编码事故率和历史地理编码认知工作量水平)等。
处理单元110可包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理单元(DSP)、传感器处理单元、控制器单元等。处理单元110可以物理地嵌入车辆系统100中，可以是基于云的计算环境的一部分，和/或可以由用户物理地引入到车辆系统100中(例如，在移动或可穿戴装置中)。在一些实施方案中，处理单元110可以是控制单元160的元件，例如车内信息娱乐系统或驾驶员辅助系统中的微处理器。在各种实施方案中，处理单元110被配置为执行包括在存储器130中的应用程序。
存储器130包括被配置为与数据库138通信的触觉通知应用程序132。处理单元110执行触觉通知应用程序132以实现计算装置105的整体功能。以类似于处理单元110的方式，存储器装置130可以嵌入控制单元160中或由用户引入到车辆系统100中。此外，存储器装置130可包括在基于云的计算环境中。
数据库138可以存储各种类型的数据，包括用户偏好数据(例如，用户身上产生触觉感觉的部位)、传感器140和触觉输出装置150中的一个或多个的各种预设配置、用户设置的配置等。例如，数据库138可以存储触觉输出装置150的用户配置，所述用户配置识别将响应于特定类型的实际状况而传递的某一类型的触觉感觉。数据库138还可以存储查找表、用于分析数据的机器学习(ML)算法等，以便识别车辆可能遇到的各种类型的实际状况。另外，数据库138可以存储一个或多个查找表，所述查找表将各种实际状况与可以在用户身上产生的一种或多种类型的触觉感觉相关联。此类查找表可以由用户生成，预先设置到数据库138中，和/或通过分析反映一个或多个驾驶员对各种类型的触觉感觉和实际状况的响应的数据来生成。
另外，可以分析来自外部存储库的数据(例如，来自驾驶研究的训练数据集和来自其他车辆的匿名数据)，以确定驾驶员对各种类型的触觉感觉和各种类型的实际状况的典型响应。数据由处理单元110处理，以帮助生成和/或更新数据库138中的一个或多个查找表。此外，数据库138可以单独地或作为查找表的一部分存储各种类型的实际状况、用户的各种参数(例如，位置、取向、移动、体格大小、体型)、相对于在车辆遇到实际状况之前剩余的时间量产生感觉的时间，以及靠近用户的触觉输出装置的位置、取向和类型。
触觉通知应用程序132包括事件检测模块134和通知模块136。事件检测模块134分析经由I/O接口120接收的数据，以便确定车辆系统100可能遇到的实际状况的一个或多个特征。事件检测模块134处理所接收的数据以生成一个或多个事件，并将对应的事件数据传输到通知模块136。事件检测模块134可以经由I/O接口120接收来自传感器140的传感器数据、来自一个或多个外部存储库的数据(例如，关于危险交通和道路状况的众包数据)以及来自控制单元160的数据。
在操作中，事件检测模块134对从各种源接收到的数据进行分类，以确定对应于一种或多种实际状况的事件的一个或多个参数。事件检测模块134还可以访问存储在数据库138中的查找表、用户偏好、配置数据和/或处理算法，以便对数据进行分类。例如，事件检测模块134可以扫描查找表以确定指示道路中的变形的数据表示危险道路状况，而指示沿着车辆路线的特定路段接近冷锋的数据可以表示危险天气状况。事件检测模块134生成包括对应于一种或多种实际状况的事件的一个或多个参数的事件数据。这些参数包括实际状况的类型、严重性和位置。事件检测模块134将事件数据传输到通知模块136。
通知模块136处理从事件检测模块134接收到的事件数据，并且作为响应，生成用于配置触觉输出装置150的一个或多个控制信号。响应于控制信号，触觉输出装置150在用户身上产生特定类型的触觉感觉。在操作中，基于事件数据，通知模块136确定是否应在用户身上产生触觉感觉。例如，通知模块136可以访问数据库138以扫描查找表，从而确定特定事件是否与任何类型的触觉感觉相关联。除此之外或另选地，通知模块136可以访问车辆预设配置和用户偏好，以确定是否应在用户身上产生某种类型的触觉感觉(如果有的话)。此外，通知模块136可以分析与驾驶员先前的驾驶体验相关联的数据，以确定已被用于向驾驶员通知特定类型的实际状况和驾驶员对这些通知的响应的触觉感觉类型。另外，通知模块136可以访问和分析来自外部数据存储库的数据(例如，众包数据)，以确定有效使得来自各种人口统计学的用户以指定方式响应于特定类型的实际状况的触觉感觉类型。通知模块136可以使用这些数据来选择要在用户身上产生的触觉感觉的类型。
通知模块136还确定要在用户身上产生的触觉感觉的一个或多个参数。这些参数包括产生感觉的时间。例如，该时间可以取决于车辆遇到实际状况之前剩余的时间量。这些参数还包括用户身体上产生感觉的部位以及感觉的形状和大小。另外，通知模块136分析从面向驾驶员的传感器接收到的传感器数据，该传感器数据指示用户的一个或多个特征，例如位置。通知模块136分析这些特征以确定如何配置触觉输出装置150，以便在用户身上产生特定类型的触觉感觉。例如，通知136可以确定触觉输出的方向性和强度，以便在用户的特定部位产生具有某一强度的触觉感觉。
通知模块136还接收靠近用户的触觉输出装置150的位置、取向和类型。在各种实施方案中，触觉输出装置150可包括超声换能器。超声换能器可以排列成阵列(例如，4×4、8×8、16×16等)。每个超声换能器发射某一频率、相位和强度的超声波。通知模块136以这样的方式配置超声换能器：该方式使得由两个或更多个超声换能器生成的触觉输出在特定时间占据空间中的特定位置。当这种情况发生时，每个超声换能器的触觉输出相长和/或相消地干涉一个或多个其他超声换能器的触觉输出。通知模块136配置超声换能器，使得在触觉输出到达用户的位置处发生相长干涉和/或相消干涉，从而在用户身上产生特定类型的触觉感觉。通过修改每个超声换能器的触觉输出的强度、相位和频率，通知模块136使强度峰的位置移位，增加或减少强度峰的数量，和/或调整一个或多个强度峰的形状和/或幅度。以这种方式，通知模块136通常将超声换能器和/或触觉输出装置150配置为在用户身上产生特定类型的触觉感觉。
此外，如果触觉输出装置150包括空气输出装置，例如空气涡流发生器，则通知模块150可以将空气输出装置配置为在一个或多个方向上产生一个或多个涡漩，以便在用户身上产生某一类型的触觉感觉(例如，通过使用平移-倾斜致动)。
通知模块136进一步分析传感器数据以确定用户是否正在移动，并且将触觉输出装置150配置为在用户身上产生跟踪用户的移动的感觉。另外，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为产生具有与用户正在移动的方式不同的移动模式和方向性的触觉感觉。此外，当车辆接近实际状况时，通知模块136还可以改变一个或多个参数，包括触觉感觉的大小、形状、强度和频率。例如，通知模块136可以在用户的手上产生指示用户正在接近交通危险的感觉。当车辆接近交通危险时，感觉的大小可能变得更大，感觉可能变得更强烈，和/或触觉输出装置150可以产生一种感觉，该感觉以可指示驾驶员应使车辆减速的方式在驾驶员的手上移动。除此之外或另选地，通知模块136可将触觉输出装置150配置为产生一种触觉感觉，该触觉感觉模拟车辆可能遇到的实际状况类型。例如，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为产生模拟颠簸道路状况的触觉感觉序列。
此外，传感器140和/或控制单元160生成关于用户对触觉感觉的响应和/或车辆310与实际状况330(如果有的话)之间的交互的一个或多个特征的反馈数据。例如，控制单元160可以在触觉输出装置150在用户身上产生触觉感觉之后确定用户是否改变了车辆环境100的参数。除此之外或另选地，传感器140可以生成反馈数据，该反馈数据指示在触觉输出装置150在用户身上产生触觉感觉之后车辆的位置和/或取向如何改变。通知模块136分析反馈数据，并且确定特定类型的触觉感觉是否有效地向用户通知实际状况。例如，如果车辆避开实际状况，则通知模块136可以确定触觉感觉已成功向用户通知实际状况。通知模块136可以将触觉输出装置150配置为在向用户通知另一实际状况时在用户身上产生类似类型的触觉感觉。然而，如果车辆快速地加速或减速和/或显示另一类型的不安全行为，则通知模块136可以确定车辆未避开实际状况。当向用户通知另一实际状况时，通知模块136可以使用不同类型的触觉感觉。
此外，通知模块136可以进一步分析来自驾驶研究的训练数据集和来自其他车辆的匿名数据，以确定可以有效地向驾驶员提示实际状况的触觉感觉类型。在一个实施方案中，通知模块136可以对训练数据集和匿名数据实现ML算法，以确定可以有效地向用户通知每种类型的实际状况的触觉感觉类型。
本文所公开的各种实施方案被描述为在车辆环境(例如，车辆环境100)中实现。通常，车辆可包括任何类型的运输装置，包括但不限于汽车、卡车、摩托车、船、潜水艇、水上摩托、雪地机动车、飞机、航天器等。然而，本文所公开的实施方案设想了被配置为在任何类型的环境中实现触觉输出装置的功能的任何技术上可行的系统。例如但不限于，本文所述的技术可利用远程车辆控制系统(例如，控制汽车或无人机的系统)实现。另外，虽然各种技术被描述为在用户的手上执行，但本文所公开的任一技术可用于在用户的任何部位上产生触觉输出，所述部位包括用户的手、手臂、脚、脚踝、手指、指尖等。此外，虽然某些技术被描述为由某一类型的触觉输出装置(例如，超声换能器)执行，但本文所公开的每种技术可以实现任何类型的触觉输出装置以在用户身上产生触觉感觉。具体地讲，在不与用户进行直接物理接触的情况下在用户身上产生触觉感觉的触觉输出装置可以在本文所公开的任何实施方案中实现。
图2A至图2D示出根据各种实施方案的由一个或多个触觉输出装置150生成的指示实际状况的各种类型的触觉感觉。如图所示，交互区域200包含触觉感觉210-240。
如上所述，在各种实施方案中，通知模块136将触觉输出装置150配置为在用户的特定部位处产生某一类型的触觉感觉。如图2A和图2B所示，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为改变触觉感觉的强度。在各种实施方案中，通知模块136将触觉输出装置150配置为通过增加强度峰的数量和/或密度、增加强度峰的振幅、通过减小强度峰所跨越的面积来增加强度峰的密度等来增加某个区域中的触觉感觉的强度。例如，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为在用户接近实际状况时和/或在实际状况变得更严重时增加触觉感觉210的强度。具体地讲，图2B中的触觉感觉220是图2A中的触觉感觉210的强度的两倍。
如图2C和图2D所示，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为改变用户身上触觉感觉的位置。具体地讲，通知模块136将触觉输出装置150配置为产生在图2C的触觉感觉230的位置与图2D的触觉感觉240的位置之间移动的触觉感觉。该特定类型的触觉感觉可以向用户指示她应向右移动车辆装置，以便响应于实际状况而修改车辆参数。另选地或除此之外，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为改变触觉感觉的位置，以便指示实际状况的严重性已提高或降低。在此类实施方案中，触觉感觉的频率、强度和/或大小可以增加。另外，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为产生以周期性方式或随机方式围绕交互区域200移动的触觉感觉。例如，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为分别在用户接近或远离实际状况时增大或减小周期性运动的频率。
图2A至图2D还示出通知模块136改变用户身上的触觉感觉的大小和形状的技术。具体地讲，触觉感觉210和220在整个交互区域200中有规律地分布。触觉感觉210和220还填充类似大小和形状的区域。在图2C和图2D中，触觉感觉230和240在交互区域200中不对称地分布并且呈脊的形状。另外，触觉感觉230和240集中在尺寸小于由触觉感觉210和220填充的区域的区域中。通知模块136可以将触觉输出装置150配置为减小触觉感觉的大小，以便向用户指示用户与实际情况之间的距离正在增大。另外，通知模块136可以将触觉输出装置150配置为在减少触觉输出装置150的能量使用时减小触觉感觉的大小。
图3示出根据各种实施方案的用于通过分析来自数据收集系统320的数据来检测沿着车辆310的当前路线的路段发生的实际状况330的技术。如图所示，系统环境300包括实际状况330、上行链路350、数据收集系统320、下行链路360、车辆310和驾驶员视线340。如图所示，实际状况330在驾驶员视线340之外。因此，驾驶员无法在没有接收到通知的情况下预测实际状况330。
在各种实施方案中，上行链路350和下行链路360可包括卫星通信网络、蜂窝电话通信网络、无线局域网(例如，
Figure BDA0001952974810000101
网络)、车辆对外界(V2X)通信网络、各种无线电通信网络以及有利于在车辆310与数据收集系统320之间传送数据的通信网络组合。
实际状况330可以是车辆310可能遇到的任何类型的状况，包括不利天气状况、不利交通状况和/或不利道路状况。例如，实际状况330可包括急转弯、结冰路段、熄火车辆、事故、封闭道路和/或暴雨、积雪或冰雹。关于实际状况330的数据可以由靠近实际状况330的传感器生成，诸如道路中的传感器、道路周围的传感器、靠近实际状况330的一个或多个车辆中的传感器等。另外，数据可以由飞行器中和/或监视交通模式的空间中的传感器生成。除此之外或另选地，靠近实际状况330的车辆中的一个或多个个体可以提供指示实际状况330的类型、严重性和位置的数据。
如图所示，数据收集系统320经由上行链路350接收关于实际状况330的数据。数据收集系统320可以是可以接收关于实际状况330的数据的任何类型的数据存储库。数据收集系统320可以经由上行链路350、局域网、
Figure BDA0001952974810000111
网络上的数据传送等接收数据。除此之外或另选地，数据收集系统320可包括生成反映实际状况330的数据的一个或多个传感器。例如，数据收集系统320可包括视觉传感器(例如，RGB图像传感器)、基于红外线的传感器、基于雷达的传感器、合成孔径雷达干涉仪(例如，双通或单通)、基于激光的传感器(例如，LIDAR)、基于微波的传感器等。在各种实施方案中，数据收集系统320对关于实际状况330的数据执行一个或多个处理步骤，并且将数据经由下行链路360传输到车辆310。
车辆310包括上文论述的车辆环境100。如上所述，车辆环境100是车辆310的中央计算环境，并且包括传感器140、触觉输出装置150、控制单元160和计算装置105。车辆环境100经由下行链路360、局域网、
Figure BDA0001952974810000112
网络上的数据传送等接收来自数据收集系统320的数据。数据可以由控制单元160和/或计算装置105接收。如果控制单元160接收到数据，则控制单元160可以对数据执行一个或多个处理步骤。例如，控制单元160可以分析数据以确定实际状况330的类型、严重性和位置。控制单元160还可以确定给用户的通知，该通知向用户告知实际状况330并且指示用户可以响应于实际状况330而修改的参数。在系统环境300中，控制单元160可以响应于实际状况330而确定车辆310应移动到右车道并采用道路中的右岔道。控制单元160可以生成通知，并且将该通知经由控制器区域网络、本地互连网络、
Figure BDA0001952974810000113
等传输到计算装置105。
在一些实施方案中，计算装置105经由下行链路360、局域网、
Figure BDA0001952974810000114
网络上的数据传送等直接接收来自数据收集系统320的数据。I/O接口120接收数据并将该数据传输到事件检测模块134。如上所述，事件检测模块134接收指示实际状况330的通知和/或数据。事件检测模块134处理通知和/或数据并生成事件数据。事件数据包括将实际状况分类为类型、严重性、位置等。事件检测模块134将该事件数据传输到通知模块136。
图4示出根据各种实施方案的用于经由触觉输出装置420产生指示实际状况330的触觉感觉的技术。如图所示，系统环境400包括传感器410、触觉输出装置420和触觉输出430。
如上所述，通知模块136从提供关于实际状况330的数据的事件检测模块134接收事件数据。通知模块136分析来自传感器410的传感器数据以确定用户的一个或多个参数。例如，传感器数据可以指示用户的位置、体格大小、尺寸、取向、用户的移动方式、用户的最接近触觉输出装置420的部位等。通知模块136还接收每个触觉输出装置430的位置、取向和类型。如上所述，触觉输出装置420包括超声输出装置、空气输出装置和/或在用户身上产生触觉感觉的其他类型的装置。
基于实际状况330、传感器数据和触觉输出装置420，通知模块136确定触觉输出装置420应在用户身上产生的触觉感觉类型。具体地讲，通知模块136将触觉输出装置420配置为产生具有特定强度、大小、位置、形状和取向的触觉感觉。另外，通知模块136确定触觉感觉在用户身上移动的速度、频率和沿循的路径。
通知模块136生成用于配置触觉输出装置420的控制信号。控制信号指定来自每个触觉输出装置420的触觉输出的强度、相位和/或方向，以便产生特定类型的触觉感觉。例如，通知模块136可以将触觉输出装置420配置为在存在许多触觉输出装置420时在用户身上产生复杂的触觉感觉，并且可以在存在较少的触觉输出装置420时产生更简单的触觉感觉。在一些实施方案中，通知模块136将触觉输出装置420配置为在车辆310远离实际状况330时产生静态触觉感觉。然而，当车辆310靠近实际状况330时，通知模块136将触觉输出装置420配置为改变用户身上的触觉感觉的位置，使得触觉感觉以周期性方式振动。通知模块136确定周期性移动的频率。例如，通知模块136可以将触觉输出装置420配置为产生具有一定振动频率的触觉感觉，该振动频率随着实际状况330与车辆310之间的距离减小而增加。
此外，传感器140和/或控制单元160生成关于用户对触觉感觉的响应以及关于车辆310与实际状况330(如果有的话)之间的交互的一个或多个特征的反馈数据。例如，在系统环境300和系统环境400中，控制单元160可以确定驾驶员是否从左车道移位到右车道。除此之外或另选地，传感器140可包括加速度计，该加速度计生成指示车辆310是否加速到右侧的数据。这种加速可能表明驾驶员改变了车道。在另一个实施方案中，面向道路的传感器140可以生成指示车辆310相对于一个或多个车道标记的位置的反馈数据。此外，全球定位传感器可以生成指示车辆310的横向位置已经向右或向左移位的数据。全球导航卫星系统(GNSS)分析数据以确定车辆310是否越过车道标记。GNSS可以生成指示车辆是否越过车道标记的反馈数据。GNSS、传感器140和/或控制单元160将反馈数据传输到通知模块136。
通知模块136处理反馈数据以确定触觉感觉是否有效地向用户通知实际状况330。例如，如果车辆310移动到右车道，则通知模块136确定触觉感觉已成功地修改用户的行为。由于触觉感觉成功，因此通知模块136可以进一步确定用于向用户通知实际状况330的触觉感觉类型应在向用户通知后续的实际状况时实现。另选地，如果车辆310保持在左车道中，则通知模块136确定触觉感觉未成功地修改用户的行为。由于触觉感觉不成功，因此通知模块136可以进一步确定不同类型的触觉感觉应在向用户通知后续的实际状况时实现。例如，通知模块136可以将触觉输出装置420配置为在向驾驶员通知后续的实际状况时增加触觉感觉的强度、增加触觉感觉的大小和/或使用不同类型的触觉感觉。
另外，通知模块136可以访问存储在数据库138中的机器学习(ML)算法，并且在处理反馈数据时将这些算法应用于反馈数据。此外，通知模块136可以进一步分析来自驾驶研究的训练数据集和来自其他车辆的匿名数据，以确定可以有效地向驾驶员通知实际状况的触觉感觉类型。
此外，在各种实施方案中，通知模块136可以将在向用户通知实际状况时的特定类型的触觉感觉的有效性仅与特定类型的实际状况相关联。例如，通知模块136可以确定特定类型的触觉感觉能够有效地向用户通知交通危险，但是不能有效地向用户通知危险道路状况。在这样的示例中，通知模块136可以在向用户通知交通危险时产生该特定类型的触觉感觉，并且可以在向用户通知危险道路状况时实现不同类型的触觉感觉。
图5示出根据各种实施方案的用于经由传感器520检测实际状况530的技术。如图所示，系统环境500包括车辆510、传感器520、实际状况530、传感器视场550、驾驶员视线540和视觉障碍560。车辆510包括上文论述的车辆环境100。
在各种实施方案中，实际状况530可以是道路状况、交通模式和/或天气模式。在系统环境500中，实际状况是驾驶员无法看到的道路中的坑洞，因为她的视线540受到视觉障碍560的限制。然而，实际状况530在传感器520的传感器视场550内。传感器520位于车辆510的车辆环境100内，并且生成关于车辆510前方的实际状况的数据。传感器520生成关于实际状况530的数据并将该数据传输到计算装置105。计算装置105内的I/O接口120接收数据并将该数据传输到事件检测模块134。事件检测模块134处理数据以确定实际状况530的一个或多个特征。事件检测模块134生成指示实际状况530的类型、严重性和/或位置的事件数据，并将该事件数据传输到通知模块136。
图6示出根据各种实施方案的用于产生触觉感觉的技术，该触觉感觉指示应响应于实际状况530而调整车辆装置的方式。如图所示，系统环境600包括车辆装置610、传感器620和触觉输出装置630。
如上所述，通知模块136从事件检测模块134接收事件数据。通知模块136处理事件数据并确定要在用户身上产生的触觉感觉类型。传感器620生成指示用户的手在方向盘610上的位置和/或取向的传感器数据。在各种实施方案中，一只或多只手可位于方向盘610上或周围。通知模块136分析传感器数据以跟踪每只手在传感器620的视场内的位置。在各种实施方案中，传感器620可以生成反映用户的各个其他部位的位置的传感器数据，所述其他部位包括用户的前臂、肩膀、面部、躯干等。通知模块136分析传感器数据以跟踪用户身体的各个部位在传感器620的视场内的位置。
通知模块136选择要在其上产生触觉感觉的用户身体部位。另外，通知模块136选择要在用户身上产生的触觉感觉类型。通知模块136进一步将触觉输出装置630配置为生成具有一定振幅和相位的触觉输出，所述振幅和相位使得触觉输出与用户身体的所选部位交互，从而在用户身上产生所确定的触觉感觉类型。触觉感觉类型指示用户应如何响应于实际状况530而改变车辆装置610的位置。例如，通知模块136可以产生从驾驶员的手的左侧部分移动到驾驶员的手的右侧部分的触觉感觉。该特定触觉感觉可以向驾驶员指示她应将车辆转向右侧以避免驶入坑洞中。
在一些实施方案中，通知模块136将触觉输出装置630配置为产生提供实际状况530的触觉表示的触觉感觉。例如，通知模块136可以在用户的手上产生频繁改变位置的触觉感觉序列，以便向用户指示她将要行驶的道路的特定路段具有许多小车辙。然后，通知模块136可以将触觉输出装置630配置为在用户的手上产生第二触觉感觉，该第二触觉感觉向用户指示她应减速。
另外，通知模块136可以分析数据库138和/或外部数据存储库中的数据，以确定能够有效地向驾驶员通知特定类型的实际状况的触觉感觉类型。例如，通知模块136可以访问外部数据存储库，以确定能够有效地向驾驶员通知坑洞的触觉感觉类型。通知模块136可以将触觉输出装置630配置为在驾驶员的手上产生该特定类型的触觉感觉。
此外，通知模块136可以在配置触觉输出装置630时实现时间延迟，以在用户身上产生触觉感觉。通知模块136可以基于车辆的当前状态、驾驶员的位置和/或在车辆510可能遇到实际状况530之前剩余的时间量来设置时间延迟。时间延迟确保驾驶员不会在她可能正在解决车辆510的另一情况时因触觉感觉而分心。例如，通知模块136可以在向驾驶员通知在路线的稍后路段发生的天气状况之前实现时间延迟，同时提供关于靠近车辆510的坑洞的通知。
通知模块136还可以分析数据库138中的数据，以确定一个和/或多个特定用户响应关于实际状况530的通知通常所需的阈值时间量。通知模块136可以计算车辆510的速度，以确定车辆510将与实际状况530交互的预期时间。通知模块136确定生成通知的时间，使得用户具有在遇到实际状况530之前响应通知的阈值时间量。除此之外或另选地，可以预先设置阈值时间量，和/或用户可以在车辆510遇到实际状况530之前选择某一阈值时间量，在该阈值时间量之前，通知模块136应将触觉输出装置630配置为在用户身上产生触觉感觉。
图7示出根据各种实施方案的用于经由触觉输出而引导用户修改车辆的某一方面的方法步骤的流程图。虽然结合图1至图6的系统描述了方法步骤，但本领域的技术人员应理解，被配置为以任何顺序执行方法步骤的任何系统都落入本公开的范围内。
如图7所示，方法700从步骤710开始，在该步骤中事件检测模块134接收对应于沿着车辆路线定位的实际状况的数据。在一些实施方案中，在步骤710处，事件检测模块134可以从位于实际状况附近的一个或多个传感器、包括在车辆系统100中的一个或多个传感器、众包数据、数据收集系统320等接收数据。在步骤720处，事件检测模块134处理数据以识别实际状况的一个或多个特征。所述特征可包括实际状况的位置、严重性和/或类型。例如，实际状况可包括交通危险、不利道路状况和/或不利天气模式。事件检测模块134将实际状况的特征传输到通知模块136。
方法700前进至步骤730，在该步骤中通知模块136基于所识别的实际状况的特征来确定要产生的触觉感觉类型。通知模块136确定触觉感觉的强度、大小、形状和取向。另外，通知模块136确定触觉感觉是否是静态的或者触觉感觉是否移动。例如，触觉感觉可以特定频率围绕用户身上的一个点振动。此外，触觉感觉可以模拟实际状况的一个或多个特征。
方法700前进至步骤740，在该步骤中通知模块136分析来自位于用户附近的一个或多个传感器(例如，传感器410和传感器620)的传感器数据，以确定用户相对于触觉输出装置150中的一个或多个的位置。
方法700前进至步骤750，在该步骤中通知模块136将触觉输出装置150配置为基于由通知模块136所确定的触觉感觉类型和用户的位置来产生触觉感觉。当车辆遇到实际状况时，通知模块136可以实现存储在数据库138中的一个或多个ML算法，以分析指示车辆如何与实际状况交互的反馈数据。例如，如果通知模块136确定交互成功，则通知模块136可以在向用户通知另一实际状况时实现类似类型的触觉感觉。如果通知模块136确定交互不成功，则通知模块136可以在向用户通知另一实际状况时实现不同类型的触觉感觉。另外，通知模块136可以进一步分析来自驾驶研究的训练数据集和来自其他车辆的匿名数据，以确定可以有效地向驾驶员通知实际状况的触觉感觉类型。
总之，事件检测模块接收指示沿着车辆路线的实际状况的数据。事件检测模块确定实际状况的一个或多个特征，并将这些特征传输到通知模块。通知模块基于实际状况的特征来确定要在用户身上产生的触觉感觉类型。该通知将触觉输出装置配置为生成触觉输出，该触觉输出在用户身上产生指定类型的触觉感觉。
本文所述的技术的至少一个优点在于，用户可以在不需要查看视觉显示或收听音频提示的情况下接收关于实际状况的通知。因此，用户(例如，驾驶员)可以在无需将他或她的视线从道路上转移的情况下预测各种类型的实际状况。此外，触觉感觉可以实现为用于与用户通信的替代手段，以防止用户被额外信息淹没。结果，当向用户提供各种类型的信息时，本文所述的技术减少了用户负担的认知工作量。
已出于说明的目的而呈现了对各种实施方案的描述，但这些描述并非意图是详尽性的或受限于所公开的实施方案。在不脱离所描述的实施方案的范围和实质的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
本发明的实施方案的各方面可体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的各方面可采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施方案的形式，所述软件和硬件方面在本文中可全部概括地称作“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开的各方面可采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有在其上体现的计算机可读程序代码。
可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或者上述各项的任何合适组合。计算机可读存储介质的更特定的示例(非详尽性列表)将包括以下这些：具有一根或多根电线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁性存储装置或上述各项的任何合适组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可为任何有形介质，所述有形介质可含有或存储供指令执行系统、设备或装置使用或连同指令执行系统、设备或装置一起使用的程序。
上文参考根据本公开的实施方案的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应理解，可通过计算机程序指令来实现流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中的方框组合。这些计算机程序指令可提供至通用计算机、专用计算机的处理器或其他可编程数据处理设备以产生一种机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理设备执行的指令实现一个或多个流程图方框和/或一个或多个框图方框中指定的功能/动作。这样的处理器可以是但不限于通用处理器、专用处理器、应用特定的处理器或现场可编程处理器或门阵列。
附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个方框均可表示代码的模块、片段或部分，所述代码包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代性实现方式中，方框中指出的功能可按照附图中指出的次序以外的次序发生。例如，连续示出的两个方框实际上可以大致同时执行，或者所述方框有时可以按相反的次序执行，具体取决于所涉及的功能性。还应注意，框图和/或流程图中的每个方框，以及框图和/或流程图中的方框的组合可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统，或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
虽然前述内容涉及本公开的各实施方案，但在不脱离本公开的基本范围的情况下可设想本公开的其他的和另外的实施方案，并且本公开的范围由所附权利要求确定。

Claims (20)

1.一种用于经由触觉输出而引导用户修改车辆的某一方面的方法，所述方法包括：
识别沿着车辆的路线定位的实际状况的一个或多个特征；
基于所述实际状况的所述一个或多个特征来确定要传递给与所述车辆相关联的用户的触觉感觉类型；
将第一组控制信号传输到靠近所述用户的至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第一组控制信号生成对应于所述触觉感觉类型的触觉输出；
基于用户对所述触觉输出的响应，确定所述触觉感觉类型相对于该用户的有效性；
基于所述触觉感觉类型的所述有效性，确定要传递给所述用户的所述触觉感觉类型以通知所述用户第二实际状况；以及
将第二组控制信号传输到所述至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第二组控制信号生成对应于所述触觉感觉类型的第二触觉输出。
2.如权利要求1所述的方法，其中识别所述实际状况的一个或多个特征包括：
接收与所述实际状况相关联的输入数据；以及
基于所述输入数据确定所述实际状况的严重性、位置和类型中的一者或多者。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述输入数据包括来自所述车辆中的传感器的数据、来自所述车辆外部的传感器的数据和众包数据中的至少一者。
4.如权利要求2所述的方法，其中实际状况的类型包括不利道路状况、不利天气状况和不利交通行为中的一者或多者。
5.如权利要求1所述的方法，其中确定所述触觉感觉类型包括将所述实际状况的所述特征中的至少一者映射到所述触觉感觉的所述类型。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述触觉感觉类型与一个或多个参数相关联，所述一个或多个参数包括强度、大小、形状、移动模式和取向中的至少一者。
7.如权利要求5所述的方法，其中基于所述第一组控制信号，所述触觉感觉以周期性方式改变位置。
8.如权利要求1所述的方法，其还包括：
经由传感器数据接收所述用户的位置和取向中的至少一者；以及
基于所述传感器数据确定要传递给所述用户的所述触觉感觉类型。
9.如权利要求1所述的方法，其还包括：
识别第二实际状况的一个或多个特征；
确定所述第二实际状况与所述实际状况类似；
将第二组控制信号传输到所述至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第二组控制信号生成对应于第二触觉感觉类型的触觉输出，所述第二触觉感觉类型类似于基于所述实际状况的所述一个或多个特征的所述触觉感觉类型。
10.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时，使得所述处理器通过以下方式经由触觉输出而引导用户修改车辆的某一方面：
识别沿着车辆的路线定位的实际状况的一个或多个特征；
基于所述实际状况的所述一个或多个特征来确定要传递给与所述车辆相关联的用户的触觉感觉类型；
将第一组控制信号传输到靠近所述用户的至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第一组控制信号生成对应于所述触觉感觉类型的触觉输出；
基于用户对所述触觉输出的响应，确定所述触觉感觉类型相对于该用户的有效性；
基于所述触觉感觉类型的所述有效性，确定要传递给所述用户的所述触觉感觉类型以通知所述用户第二实际状况；以及
将第二组控制信号传输到所述至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第二组控制信号生成对应于所述触觉感觉类型的第二触觉输出。
11.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中识别所述实际状况的一个或多个特征包括：
接收与所述实际状况相关联的输入数据；以及
基于所述输入数据确定所述实际状况的严重性、位置和类型中的一者或多者。
12.如权利要求11所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述输入数据包括来自所述车辆中的传感器的数据、来自所述车辆外部的传感器的数据和众包数据中的至少一者。
13.如权利要求11所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中实际状况的类型包括不利道路状况、不利天气状况和不利交通行为中的一者或多者。
14.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中确定所述触觉感觉类型包括将所述实际状况的所述特征中的至少一者映射到所述触觉感觉的所述类型。
15.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述触觉感觉类型与一个或多个参数相关联，所述一个或多个参数包括强度、大小、形状、移动模式和取向中的至少一者。
16.如权利要求14所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中基于所述第一组控制信号，所述触觉感觉以周期性方式改变位置。
17.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令在由所述处理器执行时，还使得所述处理器执行以下操作：
经由传感器数据接收所述用户的位置和取向中的至少一者；以及
基于所述传感器数据确定要传递给所述用户的所述触觉感觉类型。
18.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令在由所述处理器执行时，还使得所述处理器执行以下操作：
识别第二实际状况的一个或多个特征；
确定所述第二实际状况与所述实际状况类似；
将第二组控制信号传输到所述至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第二组控制信号生成对应于第二触觉感觉类型的触觉输出，所述第二触觉感觉类型类似于基于所述实际状况的所述一个或多个特征的所述触觉感觉类型。
19.一种用于经由触觉输出而引导用户修改车辆的某一方面的系统，所述系统包括：
处理器，所述处理器被配置为：
识别沿着车辆的路线定位的实际状况的一个或多个特征；
基于所述实际状况的所述一个或多个特征来确定要传递给与所述车辆相关联的用户的触觉感觉类型；
将第一组控制信号传输到靠近所述用户的至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第一组控制信号生成对应于所述触觉感觉类型的触觉输出；
基于用户对所述触觉输出的响应，确定所述触觉感觉类型相对于该用户的有效性；
基于所述触觉感觉类型的所述有效性，确定要传递给所述用户的所述触觉感觉类型以通知所述用户第二实际状况；以及
将第二组控制信号传输到所述至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第二组控制信号生成对应于所述触觉感觉类型的第二触觉输出。
20.如权利要求19所述的系统，其中所述处理器被进一步配置为：
识别第二实际状况的一个或多个特征；
确定所述第二实际状况与所述实际状况类似；
将第二组控制信号传输到所述至少一个触觉输出装置，其中所述至少一个触觉输出装置基于所述第二组控制信号生成对应于第二触觉感觉类型的触觉输出，所述第二触觉感觉类型类似于基于所述实际状况的所述一个或多个特征的所述触觉感觉类型。
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