CN109477888B - 低分辨率自适应距离显示 - Google Patents

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Abstract

提供了用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统，以及用于随着距离减小可视地表示两个对象之间的距离的方法。传感器测量第一对象和第二对象之间的距离。处理器从传感器接收距离测量值并确定由传感器测量的距离是否在多个距离间隔中的一个内。在确定距离在多个距离间隔中的一个内后，处理器在显示器上显示距离指示符。距离指示符基于距离根据距离间隔的尺度位于显示器上，其中显示器上的显示区域表示距离间隔。随着第一对象和第二对象之间的距离减小，距离间隔的尺度变得更精细。

Description

低分辨率自适应距离显示
技术领域
本公开涉及辅助对象移动的引导系统和方法。特别地，本公开涉及辅助两个对象移动为更靠近在一起的引导系统和方法。
背景技术
在航空航天工业中，在飞机的建造、测试和使用期操作期间，乘客楼梯抵靠飞机移动。楼梯通常较大，并且通常用叉车或称为“拖船(tug)”的小型强力牵引车移动。如果楼梯抵靠飞机被推得太猛，则楼梯会对飞机造成大量损坏。
叉车或拖船的操作者可能难以看到或判断楼梯与飞机之间的距离。因此，需要一种用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统和/或方法和/或用于随着距离改变来可视地表示两个对象之间的距离的方法。
发明内容
一种用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统，包括：传感器，其用于测量第一对象和第二对象之间的距离；显示器，其包括显示区域；以及处理器，其通信地耦合到传感器和显示器，处理器被配置为：
确定由传感器测量的距离是否在远距离间隔内并且在确定距离在远距离间隔内后用于在显示器上的显示区域中显示远距离指示符，远距离指示符基于距离根据粗尺度(scale)位于显示区域中，其中显示区域表示远距离间隔；以及
确定由传感器测量的距离是否在近距离间隔内并且在确定距离在近距离间隔内后用于在显示器上的显示区域中显示近距离指示符，近距离指示符基于距离根据精细尺度位于显示区域中，其中显示区域表示近距离间隔。
处理器可以被配置为：如果距离在阈值距离和最大距离之间，则确定由传感器测量的距离在远距离间隔内。
粗尺度可以定义沿显示器的位置，使得显示器或显示区域的一端对应于最大距离，并且显示器或显示区域的另一端对应于阈值距离。
处理器可以被配置为：如果距离在最小距离和阈值距离之间，则确定由传感器测量的距离在近距离间隔内。
精细尺度可以定义沿显示器的位置，使得显示器的一端对应于阈值距离，并且显示器的另一端对应于最小距离。
处理器可以被配置为接收最小距离、最大距离和阈值距离中的一个或更多个。
处理器可以被配置为接收最小距离和最大距离，并且基于最小距离和最大距离来确定阈值距离。
处理器可以被配置为将阈值距离确定为最小距离加上最小距离与最大距离之间的范围的百分比。
系统包括校准按钮，并且处理器可以被配置为：当校准按钮被激活时，基于由传感器测量的距离来设置最小距离、最大距离或阈值距离。
处理器可以被配置为以第一颜色显示远距离指示符，并且以与第一颜色不同的第二颜色显示近距离指示符。
处理器可以被配置为显示远距离指示符或近距离指示符以表示第一对象，以及显示第二指示符以表示第二对象。
处理器可以被配置为将远距离指示符或近距离指示符和第二指示符显示为平行线。
处理器可以被配置为基于由传感器测量的距离和粗尺度，在显示器上相对于第二指示符定位远距离指示符。
处理器可以被配置为基于由传感器测量的距离和精细尺度，在显示器上相对于第二指示符定位近距离指示符。
处理器可以被配置为与远距离指示符相比在更多数量的像素上显示近距离指示符。
处理器可以被配置为确定由传感器测量的距离是否在另一距离间隔内并且在确定距离在另一距离间隔内后用于在显示器上显示另一距离指示符，另一距离指示符基于距离根据另一尺度位于显示器上。
显示器可以具有小于1000像素。
显示器可以具有小于每平方米50000像素的像素密度。
显示器可以是点矩阵显示器。
点矩阵显示器可以是多色发光二极管(LED)矩阵。
点矩阵显示器可以具有大于1000cd/m2的额定亮度。
显示器可以被配置为安装在第一对象或第二对象上，或者安装在移动第一对象或第二对象的车辆上。
系统还可以包括连接到处理器、传感器和显示器的光伏电源。
远距离指示符和近距离指示符可以是线。
一种用于指示第一对象与第二对象之间的距离的方法，包括：
确定由传感器测量的距离是否在远距离间隔内并且在确定距离在远距离间隔内后在显示器上的显示区域中显示远距离指示符，远距离指示符基于距离根据粗尺度位于显示区域中，其中显示区域表示远距离间隔；以及
确定由传感器测量的距离是否在近距离间隔内并且在确定距离在近距离间隔内后在显示器上的显示区域中显示近距离指示符，近距离指示符基于距离根据精细尺度位于显示区域中，其中显示区域表示近距离间隔。
一种用于随着距离减小可视地表示两个对象之间的距离的方法，包括：
在显示器上的显示区域中显示距离指示符；
随着对象更靠近彼此移动，使距离指示符从显示区域的一端朝向显示区域的另一端移动，显示区域的一端和另一端之间的空间表示两个对象之间的第一距离间隔，并且当两个对象变得比距离阈值更靠近彼此时，显示区域的一端和另一端之间的空间表示两个对象之间的更小的第二距离间隔。
一种用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统，包括：传感器，其被配置为指向不同的方向以测量第一对象和第二对象之间的相应方向上的距离；显示器，其与每个传感器相关联；以及处理器，其通信地耦合到传感器和显示器，处理器被配置为：
确定由传感器中的每个测量的距离是否在远距离间隔内并且在确定距离在远距离间隔内后用于在相应显示器上的显示区域中显示远距离指示符，远距离指示符基于距离根据粗尺度位于显示区域中，其中显示区域表示远距离间隔；以及
确定由传感器中的每个测量的距离是否在近距离间隔内并且在确定距离在近距离间隔内后用于在相应显示器上的显示区域中显示近距离指示符，近距离指示符基于距离根据精细尺度位于显示区域中，其中显示区域表示近距离间隔。
可以基于相应传感器指向的方向来定向显示器。
根据以下详细描述，本公开的其他形式和/或特征将变得明显。
附图说明
现在将参考以下附图描述示例：
图1说明了根据本发明的一个实施例的用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统。
图2说明了根据本公开的一个实施例的第一对象和第二对象以及示出距离间隔的尺度。
图3说明了根据本公开的一个实施例的示出远距离指示符的系统的显示器。
图4说明了根据本公开的一个实施例的示出近距离指示符的显示器。
图5说明了根据本公开的一个实施例的用于在多个方向上指示第一对象与第二对象之间的距离的引导系统。
图6说明了根据本公开的一个实施例的用于随着距离减小可视地表示两个对象之间的距离的方法。
图7说明了根据本公开的一个实施例的当由传感器测量的距离大于最大距离时的显示器。
图8说明了根据本公开的一个实施例的当由传感器测量的距离约为最大距离时示出远距离指示符的显示器。
图9说明了当由传感器测量的距离约为最大距离的一半时示出远距离指示符的显示器。
图10说明了当由传感器测量的距离接近阈值距离时示出远距离指示符的显示器。
图11说明了根据本公开的一个实施例的当由传感器测量的距离约为阈值距离时示出近距离指示符的显示器。
图12说明了当由传感器测量的距离约为阈值距离的三分之一时示出近距离指示符的显示器。
图13说明了当由传感器测量的距离接近最小距离时示出近距离指示符的显示器。
图14说明了根据本公开的一个实施例的当由传感器测量的距离处于或超过最小距离时的显示器。
图15是根据本公开的一个实施例的用于指示第一对象和第二对象之间的距离的第三引导系统的框图。
图16说明了根据本公开的一个实施例的提示最小距离的校准值的显示器。
图17说明了根据本公开的一个实施例的提示最大距离的校准值的显示器。
图18说明了根据本公开的一个实施例的示出电池电量不足警报的显示器。
图19说明了根据本公开的一个实施例的示出系统警报的显示器。
图20更详细地说明了图1的处理器。
图21说明了坡道(ramp)，其在坡道的任一侧具有显示器，以辅助对准坡道。
具体实施方式
提供了一种用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统。引导系统包括用于测量第一对象和第二对象之间的距离的传感器，显示器，以及通信地耦合到传感器和显示器的处理器。处理器被配置为确定由传感器测量的距离是否在多个距离间隔(例如远距离间隔和近距离间隔)中的一个内。在确定距离在多个距离间隔中的一个内后，处理器在显示器上显示距离指示符。距离指示符基于距离根据距离间隔的尺度位于显示器上。也就是说，显示器上的显示区域表示距离在其内的距离间隔。该显示区域被重新用于表示每个不同的距离间隔，并且距离指示符基于距离根据相应距离间隔的尺度位于该显示区域内。因此，整个显示器或显示区域可以基于由传感器测量的距离落入哪个距离间隔内来改变与真实世界距离相关的分辨率或尺度。距离指示符或显示器的另一特征可以改变外观以允许用户识别正显示其距离指示符的距离间隔。在一些实施例中，较小距离处的距离间隔的尺度与较大距离处的距离间隔的尺度相比更精细。
如技术人员将理解的，术语“显示器”和“显示区域”可以指较大显示器的一个或更多个部分，并且因此并不旨在将含义限制在要求物理显示单元的整个屏幕区域。
在本文描述的一些实施例中，显示器是点矩阵显示器。然而，应注意，也可以使用其他显示器，例如LCD显示器，并且本文描述的任何部分适用于除点矩阵显示器之外的其他显示器。
在一些实施例中，处理器通信地耦合到多个传感器和与每个传感器相关联的显示器。传感器被配置为指向不同的方向以测量第一对象和第二对象之间的相应方向上的距离。处理器被配置为确定由传感器中的每个测量的距离是否在多个距离间隔中的一个内并且在确定距离在多个距离间隔中的一个内后用于在相应显示器上显示距离指示符。距离指示符基于由相关联传感器测量的距离根据距离间隔的尺度位于相应的显示器上。
图1说明了根据本公开的一个实施例的用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统100。引导系统包括传感器110、显示器120和通信地耦合到传感器110和显示器120的处理器130。
处理器130从传感器110接收距离测量值，并且确定由传感器110测量的距离是否在多个距离间隔中的一个内。在确定距离在多个距离间隔中的一个内后，处理器130在显示器120上显示距离指示符。距离指示符基于距离根据距离间隔的尺度位于显示器120上或显示器的显示区域中。这里显示区域表示距离间隔。
在一些实施例中，随着第一对象与第二对象之间的距离减小，距离间隔的尺度变得更精细。例如，在处理器130确定距离在远距离间隔内后，处理器130在显示器120上显示远距离指示符。远距离指示符基于距离根据粗尺度位于显示器120上。在确定距离在近距离间隔内后，处理器130在显示器120上显示近距离指示符。近距离指示符基于距离根据精细尺度位于显示器120上。也就是说，粗尺度将远距离间隔内的距离映射到沿显示器的位置，并且精细尺度将近距离间隔内的不同距离映射到沿显示器的相同位置。
例如，传感器110是距离传感器或测距传感器，并且可以通过SONAR(声音导航与测距)、LIDAR(激光探测与测距)和/或其他测距技术测量第一对象和第二对象之间的距离。在一个示例中，距离传感器或测距传感器是直接测量对象之间的距离的传感器。也就是说，距离传感器或测距传感器测量或确定距离而不使用两个对象在外部坐标系(例如全球定位系统(GPS))中的测量位置的差异。在一个示例中，传感器110是多模态传感器，包括例如基于激光的传感器和超声波传感器。在一些实施例中，处理器130比较多模态传感器中的两个或更多个传感器的读数，并且基于传感器读数将距离确定为最近距离。这可以使系统比仅使用一种类型的传感器更稳健，并且可以减轻当一个传感器读数不准确时第一对象和第二对象之间发生碰撞的风险。
在一些实施例中，显示器120是低分辨率显示器，例如，具有小于1000像素和/或小于每平方米50000像素的像素密度。在优选实施例中，显示器120具有大于1000cd/m2的额定亮度。这可以允许操作者在白天容易地读取显示器120上的距离指示符。在一些实施例中，显示器是多色发光二极管(LED)矩阵。该LED矩阵可以仅具有单列LED，例如在一条直线中的10个或20个LED。在一些实施例中，处理器130针对每个距离间隔以不同颜色在显示器120上显示距离指示符。在一些实施例中，处理器130在距离间隔之间改变其他因子，例如距离指示符的长度或宽度。这可以允许操作者区分距离间隔。在一个示例中，随着对象之间的距离减小，距离指示符的宽度针对每个距离间隔增加。
图2说明了根据本公开的一个实施例的第一对象210和第二对象220以及示出距离间隔的尺度。距离间隔包括远距离间隔230和近距离间隔240。远距离间隔230包括阈值距离250和最大距离260之间的第一范围。近距离间隔240包括最小距离270和阈值距离250之间的第二范围。在第一对象210和第二对象220之间示出了由传感器110测量的距离280。
传感器110可以安装到第一对象210或第二对象220。显示器120可以安装到第一对象210或第二对象220，或者安装到移动第一对象或第二对象的车辆。在一个示例中，第一对象210是飞机楼梯，并且第二对象220是飞机楼梯要被移动到的平面。操作者可以在例如，通过叉车或拖船移动飞机楼梯时使用显示器上的距离指示符作为引导。随着飞机楼梯更靠近飞机移动，改变到精细尺度允许操作者相对于飞机准确地定位飞机楼梯。在另一示例中，第一对象210是车辆，并且第二对象220是车辆周围环境中的危险。引导系统100辅助车辆的操作者使车辆更靠近危险移动时不与危险相撞。
在一些实施例中，处理器130被配置为如果距离280在阈值距离250和最大距离260之间，则确定由传感器110测量的距离280在远距离间隔230内，并且如果距离280在最小距离270和阈值距离250之间，则确定由传感器110测量的距离280在近距离间隔240内。例如，处理器130确定图2中示出的距离280在远距离间隔230内并且根据粗尺度在显示器120上显示远距离指示符以指示距离280，例如，如图3所示。在一些实施例中，处理器130确定距离与最小距离270和最大距离260之间的范围的比率。处理器130然后基于比率确定是在粗尺度上显示远距离指示符还是在精细尺度上显示近距离指示符。
例如，最小距离在0.005m、0.05m、0.1m或0.5m以及0.05m、0.1m或1m之间。例如，最大距离在0.2m、0.5m、1m或10m以及1m、5m或10m之间。例如，阈值距离小于最大距离的5％、10％、20％或30％。
图3说明了根据本公开的一个实施例的示出远距离指示符330的显示器120。在一个示例中，显示器120是点矩阵显示器。显示器120的亮像素122用黑色表示，并且显示器120的暗像素124用白色表示。在所示的实施例中，显示器具有128像素，其宽8像素并且长16像素。
在所示的实施例中，远距离指示符330是线。远距离指示符330基于由传感器110测量的距离280根据粗尺度位于显示器120上。粗尺度定义沿显示器120的位置，使得显示器120的第一端126对应于最大距离260，并且显示器120的第二端128对应于阈值距离250。随着第一对象210和第二对象220移动为更靠近在一起，远距离指示符330沿着显示器120朝向第二端128移动。如果第一对象210和第二对象220之间的距离280变得小于阈值距离250但仍然大于最小距离270，则处理器130确定距离280是在近距离间隔240内并且根据精细尺度在显示器120上显示近距离指示符以指示距离280，例如，如图4所示。
图4说明了根据本公开的一个实施例的示出近距离指示符340的显示器120。在所示的实施例中，近距离指示符340是线。近距离指示符340基于由传感器110测量的距离280根据精细尺度位于显示器120上。精细尺度定义沿显示器120的位置，使得显示器120的第一端126对应于阈值距离250，并且显示器120的第二端128对应于最小距离270。随着第一对象210和第二对象220移动为更靠近在一起，近距离指示符330沿着显示器120朝向第二端128移动。
在一些实施例中，如果第一对象210和第二对象220之间的距离280变得小于最小距离250，则处理器130根据甚至更精细的尺度显示距离指示符。在一些实施例中，如果第一对象210和第二对象220之间的距离280变得小于最小距离250，则处理器130在屏幕上显示停止指示符。例如，停止指示符警告移动第一对象210或第二对象220的操作者以停止将第一对象210和第二对象220移动为更靠近在一起。
在一些实施例中，如果第一对象210和第二对象220之间的距离280大于最大距离260，则处理器130根据粗尺度显示距离指示符。在一些实施例中，如果第一对象210和第二对象220之间的距离280大于最大距离260，则处理器130在显示器120上不显示指示符。
图5说明了根据本公开的一个实施例的用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统400。引导系统400包括传感器110，传感器110被配置为指向不同的方向以测量第一对象和第二对象之间的相应方向上的距离。显示器120与每个传感器110相关联，并且处理器130通信地耦合到传感器110和显示器120。
处理器130被配置为确定由传感器110中的每个测量的距离是否在多个距离间隔中的一个内。在确定距离在多个距离间隔中的一个内后，处理器130在相应的显示器120上显示距离指示符。距离指示符基于由相关联的传感器110测量的距离根据距离间隔的尺度位于相应的显示器120上。
例如，如果处理器130确定针对传感器110中的一个的距离在远距离间隔内，则处理器130在相应的显示器120上显示远距离指示符。远距离指示符基于由相关联的传感器110测量的距离根据粗尺度位于相应的显示器上。如果处理器130确定针对传感器110中的一个的距离在近距离间隔内，则处理器130在相应的显示器120上显示近距离指示符。近距离指示符基于距离根据精细尺度位于显示器120上。
在一些实施例中，基于相应传感器指向的方向来定向显示器。例如，随着由传感器110测量的距离减小，距离指示符沿着每个显示器120在相应传感器110指向的方向上移动。这可以使操作者更直观地解释由多个显示器120提供的距离的指示。在一些实施例中，处理器130根据针对每个显示器120的不同距离间隔显示距离指示符。
在一些实施例中，引导系统400安装到第一对象210或第二对象220，或者安装到移动第一对象210或第二对象220的车辆。图5说明了引导系统400，其安装到第一对象210并且使用两个显示器120在两个不同方向上指示第一对象210和第二对象220之间的距离。
在一些实施例中，每个传感器110和相关联的显示器120连接到单独的处理器130。也就是说，引导系统可包括两个或更多个子系统，每个子系统包括显示器120、一个或更多个传感器110和处理器130。在一个示例中，子系统彼此通信。在一个示例中，子系统独立运行。在一些实施例中，引导系统包括两个以上的子系统。在一个示例中，引导系统包括四个子系统。
图6说明了根据本公开的一个实施例的用于随着距离减小可视地表示两个对象之间的距离的方法500。在一些实施例中，方法500在系统100或系统400中执行。例如，在以下情况中，两个对象之间的距离可以减小：随着一个对象朝向另一个对象移动，随着两个对象在会聚，即相交，但不共线的路径上移动，或者随着两个对象在同一方向上共线移动，但滞后对象以更高的速度移动，或者随着对象沿非线性相交路径移动。对象的移动可以包括平移和旋转，例如在机器人臂、臂架或可旋转的舷梯(gangway)的情况下。
在510中，方法500包括在显示器上显示距离指示符。例如，距离指示符是如图3和图4中所示的线。
在520中，方法500包括随着对象更靠近彼此移动，将距离指示符从显示器的第一端朝向显示器的第二端移动，其中第一端和第二端之间的空间表示两个对象之间的第一距离间隔。
在530中，方法500包括，当两个对象彼此变得比距离阈值更靠近时，随着对象更靠近彼此移动，将距离指示符从显示器的第一端朝向显示器的第二端移动，其中第一端和第二端之间的空间表示两个对象之间的更小的第二距离间隔。
图7-图14说明了随着第一对象和第二对象移动为更靠近在一起的引导系统100或引导系统400中的显示器120的示例。
图7说明了根据本公开的一个实施例的当由传感器110测量的距离大于最大距离时的显示器120。显示器120未示出距离指示符。处理器130在显示器120的像素上显示状态指示符360，以指示显示器120接通并且在工作。虽然状态指示符被示出在显示器120的单个像素上，但是在一些实施例中，状态指示符可以在显示器120的多个像素上延伸。
图8说明了根据本公开的一个实施例的当由传感器110测量的距离约为最大距离时示出远距离指示符330的显示器120。处理器130在显示器120的第一端处显示远距离指示符330。远距离指示符330表示第一对象210。在所示的实施例中，处理器130还在显示器120的第二端处显示第二指示符350以表示第二对象220。在所示的实施例中，远距离指示符330和第二指示符350是平行线。处理器130基于由传感器110测量的距离和粗尺度，在显示器120上相对于第二指示符350定位远距离指示符330。状态指示符360包括与指示符和/或闪光灯颜色不同的像素。这允许操作者将状态指示符360与距离指示符区分开。
图9说明了显示器120，其示出了当由传感器110测量的距离大约是最大距离的一半时的远距离指示符330。处理器130大约在显示器120的第一端和第二端之间的一半处显示远距离指示符330。处理器130继续在显示器120的第二端处显示第二指示符350以表示第二对象220。
图10说明了显示器120，其示出了当由传感器110测量的距离接近阈值距离时的远距离指示符330。处理器130在显示器120的第二端附近显示远距离指示符330。
图11说明了根据本公开的一个实施例的显示器120，其示出了当由传感器110测量的距离约为阈值距离时的近距离指示符340。处理器130在显示器120的第一端附近显示近距离指示符340。处理器130基于由传感器110测量的距离和精细尺度，在显示器120上相对于第二指示符350定位近距离指示符340。状态指示符360被示出为即使其与近距离指示符340重叠其也是可见的。近距离指示符340比远距离指示符330长，并且可以是与远距离指示符330不同的颜色，以区分近距离指示符340和远距离指示符330。
图12说明了显示器120，其示出了当由传感器110测量的距离约为阈值距离的三分之一时的近距离指示符340。处理器130接近显示器120的第二端显示近距离指示符340。
图13说明了显示器120，其示出了当由传感器110测量的距离接近最小距离时的近距离指示符340。处理器130在显示器120的第二端附近显示近距离指示符340。
图14说明了根据本公开的一个实施例的当由传感器110测量的距离约为最小距离时的显示器120。处理器130显示停止指示符370。停止指示符370可以警告操作者不要使第一对象210和第二对象220更靠近在一起。在一些实施例中，处理器130以与距离指示符不同的颜色显示停止指示符370。例如，处理器130以绿色显示远距离指示符330，以指示如果操作者继续将它们移动为更靠近在一起，两个对象之间的碰撞风险很小，以橙色显示近距离指示符340以指示如果操作者继续将它们移动为更靠近在一起，两个对象之间存在增加的碰撞风险，因此操作者应小心行事，并且以红色显示停止指示符370以指示如果操作者继续将它们移动为更靠近在一起，两个对象之间存在高碰撞风险。
图15是根据本公开的一个实施例的用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统600的框图。引导系统包括传感器110、显示器120以及通信地耦合到传感器110和显示器120的处理器130。传感器110、显示器120和处理器130连接到能量存储装置(storage)140，例如电池，其为传感器110、显示器120和处理器130供电。能量存储装置140可以连接到电源150以对能量存储装置150再充电。在一些实施例中，电源150是光伏电源。例如，光伏电源在白天期间对能量存储装置140再充电。在一些实施例中，电源150直接连接到传感器110、显示器120和处理器130，以为传感器110、显示器120和处理器130供电。例如，在白天期间，光伏电源可以为传感器110、显示器120和处理器130直接供电。
在一个示例中，引导系统600包括唤醒输入，以将引导系统600唤醒预定的时间段。例如，唤醒输入可以连接到车轮传感器，例如磁轮传感器和/或磁簧开关，当车轮传感器指示车轮的移动时，该唤醒输入就唤醒引导系统600。然后，只要车轮传感器指示移动，引导系统600就可以保持被唤醒，或者当没有指示移动时，引导系统600可以保持被唤醒直到预定时间段(例如5分钟)。由于系统600在不活动的时间期间被关闭，这增加了电池寿命。这在诸如可移动楼梯之类的机器长时间段未使用的应用中特别有用。这进一步允许依靠太阳能电池板为电池再充电。在操作者不移动楼梯或在移动楼梯之前需要使用显示器的情况下，还可以存在手动超控(manual override)以手动启动引导系统600。例如，操作者可能想要在移动之前检查电池电量，因此操作者可以手动打开系统以检查电池状态，并且如果显示器没有显示电池电量不足警报，则操作者可以安全地认为电池有足够的能量来使用该系统。上述唤醒功能可以实现为连接到引导系统600的单独的唤醒模块。应注意，磁簧开关用作具有零关断电流的机械开关，这避免了用于监控移动的电流消耗，从而在不活动期间延长电池寿命。
引导系统600包括校准输入160，其可以用于校准引导系统600。在一个示例中，校准输入160从计算设备接收校准数据以校准引导系统600。校准数据可包括最大距离、最小距离和阈值距离。在一个示例中，校准输入160是校准按钮，并且处理器130被配置为当校准按钮被激活时，基于由传感器110测量的距离来设置最小距离、最大距离或阈值距离。
在一些实施例中，保持校准按钮以启用校准，并且然后当再次按下校准按钮时接收最大距离、最小距离或阈值距离的输入。例如，当校准按钮保持在最小距离处或最小距离附近时，显示器120示出文本“SET LO”，如图16所示。然后，操作者可以移动传感器110，使得测量所需的最小距离，并按下校准按钮以将最小距离设置为测量距离。然后显示器120显示文本“SET HI”，如图17所示。然后，操作者可以移动传感器110，使得测量所需的最大距离，并按下校准按钮以将最大距离设置为测量距离。在一些实施例中，以与最小距离和最大距离类似的方式设置阈值距离。在一些实施例中，可以设置多个阈值距离以定义多于两个距离间隔。
在一些实施例中，处理器130被配置为接收最小距离和最大距离，并基于最小距离和最大距离确定阈值距离。例如，处理器被配置为将阈值距离确定为最小距离加上最小距离和最大距离之间的范围的百分比。该百分比通常小于30％，使得用于近距离指示符330的尺度明显比用于远距离指示符的尺度更精细。在一个示例中，百分比是10％。
在一些实施例中，处理器基于系统600的状态在显示器120上显示警报。在一个示例中，如果电池的电压下降到低于阈值，则处理器130在显示器120上显示电池严重警报380，如图18所示。在一个示例中，如果系统600没有正常运行，例如如果传感器110存在问题，则处理器130显示警报符号390，如图19所示。在一些实施例中，如果存在警报，则处理器130禁用系统600。这可以减轻操作者被不正确的传感器读数引导而使第一对象与第二对象碰撞的风险。
图20说明了根据本公开的一个实施例的处理器130。处理器130包括处理设备132，该处理设备132连接到程序存储器(memory)134、数据存储器136和一个或更多个通信端口138。程序存储器134可以是FLASH存储器、EEPROM或其他非暂时性计算机可读介质，例如硬盘驱动器、固态硬盘或CD-ROM。存储在程序存储器134上的可执行程序使处理设备132执行本公开的各方面。例如，存储在程序存储器134上的可执行程序使处理设备132确定由连接到通信端口138中的一个的传感器110测量的距离是否在多个距离间隔中的一个内，并且在确定距离在多个距离间隔中的一个内后，基于距离根据距离间隔的尺度，在显示器120上的位置中显示距离指示符，该显示器120连接到通信端口138中的一个。
处理设备132可以将诸如显示间隔的设置存储在程序存储器134中，例如，作为最大距离值、最小距离值以及一个或更多个阈值距离值。
处理设备132可以将来自传感器110的数据和显示器120的当前设置存储在数据存储器136中，例如存储在RAM或处理器寄存器上。存储在程序存储器134上的可执行程序还可以使处理器132从经由一个或更多个通信端口138接收的一个或更多个传感器测量值确定距离。
在优选实施例中，处理器130接收并处理来自传感器110的测量值并实时更新显示器120。例如，这意味着处理设备132解释从传感器110接收的测量数据或信号，并且基于每当接收到新的距离测量值时或者每当距离测量值变化足够引起显示器120上距离指示符的位置变化时的测量数据或信号来更新显示器120。
在一些实施例中，(一个或更多个)传感器110、处理器130和(一个或更多个)显示器120紧密接近并且可以实施在包含的系统(contained system)中，该系统可以安装到例如对象中的一个上或者安装到移动对象中的一个的车辆上。在一个示例中，显示器120附接到容纳处理器130的壳体，并且(一个或更多个)传感器110通过电缆连接到壳体或安装到壳体。这可以使系统易于运输和安装以供使用。
随着对象与另一对象之间的距离减小，本公开的实施例可以通过使用低分辨率显示器提供简单的高精度距离指示来辅助引导对象，该低分辨率显示器使用低功率量并且在白天是可见的。
本文描述的引导系统和方法可以辅助第一对象移动到与第二对象紧密接近的同时避免对象之间的碰撞或其他接触。例如，当第一对象在第二对象的期望距离内时，第一对象可以与第二对象紧密接近，以便允许期望的功能或仅触摸第二对象。可以根据所采用的机械来定义紧密接近。例如，舷梯或楼梯可具有可延伸的唇缘(lip)，其可桥接定义的最大距离。在这种情况下，紧密接近会在该最大距离内。紧密接近也可以被定义为移动致动器的精度。例如，可能无法在小于1cm的范围内使用操纵杆控制对象。那么，1cm的距离会是紧密接近。紧密接近还可以描述操作者不能合理地从典型操作距离再准确地看到距离的情况。所公开的系统和方法可以在对象之间的期望距离相对于对象较小，例如，小于两个对象中较小者的最大线性尺寸的十分之一、五十分之一或百分之一的情况下找到特定应用。这样的应用可以包括，例如，飞机楼梯移动到与飞机紧密接近，使得楼梯可以用于其期望的功能，或者车辆移动到与建筑物或其他对象紧密接近以停放车辆或部署交付/递送。
本文使用的术语“处理器”将处理数据的任何设备包括在其范围内。例如，处理器130可以包括集成电路、专用集成电路、微控制器、微处理器、计算机系统或任何类似设备或其组合。处理器130可以包括可编程存储器，其包括执行本文描述的本发明的各方面的指令，并且可以用于存储校准设置，例如最大距离、最小距离以及一个或更多个阈值距离。在一些实施例中，处理器是由爱特梅尔(Atmel)生产的ATmega328微控制器。
本文使用的术语“传感器”将模拟传感器和数字传感器两者包括在其范围内。例如，处理器130可以从传感器110接收数据作为表示距离的模拟信号，并且处理模拟信号以确定距离，或者处理器130可以从传感器110接收数据作为表示距离的数字数据，并且如有必要，处理数字数据以确定距离。
本文使用的术语“点矩阵显示器”将灯的点矩阵(例如，LED或机械指示器，其可以基于来自处理器130的指令或信号被接通或断开)包括在其范围内。在点矩阵中的点或像素可以具有单色或多色，例如使用3色LED的点矩阵显示器或由Adafruit提供的“NeoPixel”点矩阵显示器。
虽然已经说明了具有两个距离间隔的实施例，但是本发明的一些实施例可以具有多于两个距离间隔，并且这些间隔可以包括远距离间隔330和近距离间隔340。
虽然已经说明了其中距离指示符作为线的实施例，但是距离指示符可以是另一种形状或设计，例如圆形、椭圆形或T形。
虽然已经说明了其中对象之间的距离随时间减小的实施例，但是所公开的方法和设备同样适用于彼此远离移动而导致距离随时间增加的对象。
在一个示例中，操作者的目的是保持对象(例如装载坡道)平行于另一对象，例如飞机。图21说明了具有安装在坡道710的任一侧的两个显示器120a和120b的坡道。每个显示器120a和120b连接到相应的处理器(未示出)和距离传感器(未示出)。距离传感器可以与其相关联的显示器120a或120b一起位于坡道710的任一侧。然后，操作者可以观察两个显示器120a和120b并操纵坡道，使得两个显示器120a和120b上的线330a和330b处于显示器内的相同位置，即，两个显示器120a和120b对准。为了实现平行移动，操作者可以将指示为更靠近飞机的一侧移动远离飞机，以实现两个显示器120a和120b之间的对准。如果在显示设备使用精细尺度或最精细尺度的同时执行该对准，则平行移动可以非常准确。
贯穿本说明书，词语“包括(comprise)”或诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变体将被理解为暗示包括所述元素、整数或步骤或元素、整数或步骤的组，但是不排除任何其他元素、整数或步骤或元素、整数或步骤的组。
对本说明书中包括的文件、动作、材料、设备、物品等的任何讨论不应被视为承认任何或所有这些事项构成现有技术基础的一部分或者是在本申请的每个权利要求的优先权日之前存在的与本公开相关的领域的公知常识。
本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的广泛的一般范围的情况下，可以对上述实施例进行多种变化和/或修改。因此，本发明的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (28)

1.一种用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统，所述系统包括：
传感器，其被配置为测量所述第一对象和所述第二对象之间的距离；
显示器，其包括显示区域；
处理器，其通信地耦合到所述传感器和所述显示器，所述处理器被配置为：
响应于确定由所述传感器测量的所述距离在预定的远距离间隔内，
指定所述显示区域的尺寸以表示所述远距离间隔；并且
在所述显示区域中在沿着所述尺寸的基于所述距离的第一位置处根据粗尺度显示远距离指示符；以及
响应于确定由所述传感器测量的所述距离在预定的近距离间隔内，
指定所述显示区域的所述尺寸以表示所述近距离间隔；并且
在所述显示区域中在沿着所述尺寸的基于所述距离的第二位置处根据精细尺度显示近距离指示符，
其中随着所述第一对象和所述第二对象更靠近彼此，所述远距离指示符和所述近距离指示符远离所述显示区域的第一端朝向所述显示区域的第二端移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远距离间隔被限定在阈值距离和最大距离之间。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述粗尺度定义沿所述显示区域的位置，使得所述显示区域的一端对应于所述最大距离，并且所述显示区域的另一端对应于所述阈值距离。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述近距离间隔被限定在最小距离和所述阈值距离之间。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述精细尺度定义沿所述显示区域的位置，使得所述显示区域的一端对应于所述阈值距离，并且所述显示区域的另一端对应于所述最小距离。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述处理器还被配置为接收所述最小距离、所述最大距离和所述阈值距离中的一个或更多个。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述处理器还被配置为基于所述最小距离和所述最大距离来确定所述阈值距离。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述阈值距离被确定为所述最小距离加上所述最小距离与所述最大距离之间的范围的百分比。
9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述系统还包括：
校准按钮，并且所述处理器被配置为：当所述校准按钮被激活时，基于由所述传感器测量的所述距离来设置所述最小距离、所述最大距离或所述阈值距离。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为以第一颜色显示所述远距离指示符，并且以与所述第一颜色不同的第二颜色显示所述近距离指示符。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为显示所述远距离指示符或所述近距离指示符以表示所述第一对象，以及显示第二指示符以表示所述第二对象。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器被配置为将所述远距离指示符或所述近距离指示符和所述第二指示符显示为平行线。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器被配置为基于由所述传感器测量的所述距离和所述粗尺度，在所述显示器上相对于所述第二指示符定位所述远距离指示符。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器被配置为基于由所述传感器测量的相对于所述精细尺度的所述距离，在所述显示区域中相对于所述第二指示符定位所述近距离指示符。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为与所述远距离指示符相比在更多数量的像素上显示所述近距离指示符。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置为：
响应于确定所述距离在预定的另一距离间隔内：
在所述显示器上在基于所述距离的第三位置处根据另一尺度显示另一距离指示符。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述显示器具有小于1000像素。
18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述显示器具有小于每平方米50000像素的像素密度。
19.根据权利要求1所述的系统，其中，所述显示器是点矩阵显示器。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述点矩阵显示器是多色发光二极管矩阵即多色LED矩阵。
21.根据权利要求19或20所述的系统，其中，所述点矩阵显示器具有大于1000cd/m2的额定亮度。
22.根据权利要求1所述的系统，其中，所述显示器被配置为安装在所述第一对象或所述第二对象上，或者安装在移动所述第一对象或所述第二对象的车辆上。
23.根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述处理器、所述传感器和所述显示器的光伏电源。
24.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远距离指示符和所述近距离指示符是线。
25.一种用于指示第一对象与第二对象之间的距离的方法，所述方法包括：
使用传感器测量所述距离；
确定所述距离是否在预定的远距离间隔和预定的近距离间隔中的一个内；并且执行以下中的一个：
响应于确定所述距离在所述远距离间隔内：
指定显示器的显示区域的尺寸以表示所述远距离间隔；并且
在所述显示区域中在沿着所述尺寸的基于所述距离的第一位置处根据粗尺度显示远距离指示符；以及
响应于确定所述距离在所述近距离间隔内：
指定所述显示区域的所述尺寸以表示所述近距离间隔；并且
在所述显示区域中在沿着所述尺寸的基于所述距离的第二位置处根据精细尺度显示近距离指示符，
其中随着所述第一对象和所述第二对象更靠近彼此，所述远距离指示符和所述近距离指示符远离所述显示区域的第一端朝向所述显示区域的第二端移动。
26.一种用于可视地表示两个对象之间的距离的方法，所述方法包括：
基于所述距离，在显示器的显示区域的第一端和第二端之间表示的第一距离间隔内的第一位置处显示距离指示符；
随着所述两个对象更靠近彼此移动，使所述距离指示符远离所述显示区域的所述第一端朝向所述显示区域的所述第二端移动直到所述两个对象间隔距离阈值，
当所述两个对象比所述距离阈值更靠近彼此时，在所述显示区域的所述第一端和所述第二端之间表示的第二距离间隔内的第二位置处显示所述距离指示符，其中随着所述两个对象更靠近彼此，所述距离指示符远离所述显示区域的所述第一端朝向所述显示区域的所述第二端移动，以及
当所述两个对象之间的距离为最小距离时，显示停止指示符以指示如果操作者继续将它们移动为更靠近在一起，则所述两个对象之间存在高碰撞风险。
27.一种用于指示第一对象和第二对象之间的距离的引导系统，所述系统包括：
传感器，其以不同的方向取向以测量第一对象和第二对象之间的相应方向上的相应距离；
相应显示器，其与所述传感器中的每个传感器相关联；
处理器，其通信地耦合到所述传感器和所述相应显示器，对于所述传感器中的每个传感器，所述处理器被配置为：
响应于确定所述相应距离在预定的远距离间隔内：
指定所述相应显示器的显示区域的相应尺寸以表示所述远距离间隔；并且
在所述显示区域中在沿着所述相应尺寸的基于所述距离的第一位置处根据粗尺度显示远距离指示符；以及
响应于确定所述相应距离在预定的近距离间隔内：
指定所述相应显示器的所述显示区域的所述相应尺寸以表示所述近距离间隔；并且
在所述显示区域中在沿着所述相应尺寸的基于所述距离的第二位置处根据精细尺度显示近距离指示符，
其中随着所述第一对象和所述第二对象更靠近彼此，所述远距离指示符和所述近距离指示符远离所述显示区域的第一端朝向所述显示区域的第二端移动。
28.根据权利要求27所述的系统，其中，基于相应传感器的取向来定向每个显示器。
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