CN110494788A - 车窗着色 - Google Patents

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CN110494788A CN201780089233.5A CN201780089233A CN110494788A CN 110494788 A CN110494788 A CN 110494788A CN 201780089233 A CN201780089233 A CN 201780089233A CN 110494788 A CN110494788 A CN 110494788A
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辛西娅·莫维利·弗拉尼根
维多利亚·利·沙因
克莱·韦斯利·马兰维尔
里克·H·怀科夫二世
肯尼士·爱德华·尼特林
约翰·迈克尔·加兰·费雷尔
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Abstract

车辆中的计算装置可以确定乘员类型、位置和定向并确定阳光的强度和方向。所述计算装置可以基于所述乘员类型、位置和定向以及阳光的所述强度和方向而对车窗的一个或多个部分进行着色。

Description

车窗着色
背景技术
车辆可以被配备成在自主和乘员驾驶模式两者下操作。车辆可以配备有计算装置、网络、传感器和控制器以获取关于车辆环境的信息并基于所述信息来驾驶车辆。计算装置还可以配备有计算装置、网络、传感器和控制器以获取关于车辆乘员的信息并基于所述信息来驾驶车辆。处于自主模式的车辆可以为乘员提供四处移动座椅以在无需观看道路的情况下进行社交、斜倚座椅以便睡觉或观看视频屏幕的能力。
附图说明
图1是示例性车辆的框图。
图2是示例性车辆的图。
图3是示例性车辆挡风玻璃的图。
图4是有源玻璃(active glazing)的示例的图。
图5是有源玻璃的另一示例的图。
图6是有源玻璃的另一示例的图。
图7是具有有源玻璃的示例性车门的图。
图8是具有有源玻璃的示例性车窗的图。
图9是有源玻璃的另一示例的图。
图10是具有有源玻璃的示例性接驳车(shuttle vehicle)的图。
图11是具有有源玻璃的示例性车辆的图。
图12是具有有源玻璃的另一示例性车辆的图。
图13是具有有源玻璃的另一示例性车辆的图。
图14是有源玻璃技术的另一示例的图。
图15是用于对窗进行着色的示例性过程的流程图。
图16是用于对窗进行着色的示例性过程的流程图。
具体实施方式
车辆可以被配备成在自主和乘员驾驶模式两者下操作。半自主或全自主模式意味着其中车辆可以通过作为具有传感器和控制器的车辆信息系统的一部分计算装置来驾驶的操作模式。车辆可以被占用或未被占用，但在任一种情况下，车辆可以在没有乘员辅助的情况下驾驶。出于本公开的目的，自主模式被定义为其中车辆推进(例如，经由包括内燃发动机和/或电动马达的动力传动系统)、制动和转向中的每一者由一个或多个车辆计算机控制的模式；在半自主模式下，一个或多个车辆计算机控制车辆推进、制动和转向中的一者或两者。
车辆可以配备有计算装置、网络、传感器和控制器以驾驶车辆并确定周围真实(即，物理)世界的地图，包括诸如道路的特征。可以驾驶车辆并且可以基于定位和识别周围真实世界中的道路标志来确定地图。驾驶意味着引导车辆的移动以便沿着道路或路径的其他部分移动车辆。
本文公开了一种方法，所述方法包括：确定乘员类型、相对于阳光的位置和定向，确定阳光的强度和方向；以及基于乘员类型、位置和定向以及阳光的强度和方向而改变车窗的一个或多个部分的色调。乘员类型可以包括成年人、儿童和婴儿，并且所述位置可以包括车辆座椅的位置，其中车辆座椅的位置包括前排、后排和第三排，并且定向可以包括斜倚和反转。
阳光的强度可以包括以W/cm2为单位的太阳辐照度，并且阳光的方向可以包括漫射。改变车窗的一个或多个部分的色调可以包括改变单个窗的一个或多个部分的色调，并且改变车窗的一个或多个部分的色调可以基于两个或更多个乘员的乘员类型、位置和定向，其中两个或更多个乘员中的一者正在操作车辆。
改变车窗的一个或多个部分的色调可以被定义为改变通过车窗的部分的阳光的透射百分比，并且基于乘员类型、位置和定向以及阳光的强度和方向改变车窗的一个或多个部分的色调包括在车辆行驶时改变，由此跟踪阳光相对于车辆的方向。
确定阳光的强度和方向可以包括确定与阳光相关联的热负荷，其中热负荷可以被定义为由阳光辐照引起的车辆内部温度的升高。
还公开了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储用于执行上述一些或全部方法步骤的程序指令。还公开了一种被编程用于执行上述一些或全部方法步骤的计算机，所述计算机包括计算机设备，所述计算机设备被编程为确定乘员类型、位置和定向；确定阳光的强度和方向；并且基于乘员类型、位置和定向以及阳光的强度和方向而改变车窗的一个或多个部分的色调。
乘员类型可以包括成年人、儿童和婴儿，并且所述位置可以包括车辆座椅的位置。车辆座椅的位置可以包括左排、右排、中间排、前排、后排和第三排，并且所述定向可以包括斜倚和反转。阳光的强度可以包括以W/cm2为单位的太阳辐照度，并且阳光的方向可以包括漫射。改变车窗的一个或多个部分的色调可以包括改变单个窗的一个或多个部分的色调。改变车窗的一个或多个部分的色调可以基于两个或更多个乘员的乘员类型、位置和定向，并且两个或更多个乘员中的一者正在操作车辆。
图1是车辆信息系统100的图，所述车辆信息系统包括可根据所公开的实施方式以自主(“自主”本身在本公开中意味着“全自主”)模式和乘员驾驶(也被称为非自主)模式操作的车辆110。车辆110还包括一个或多个计算装置115以执行用于在自主操作期间驾驶车辆110的计算。计算装置115可以从传感器116接收关于车辆的操作的信息。
计算装置115包括诸如已知的处理器和存储器。此外，存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并存储可由处理器执行的用于执行包括如本文所公开的各种操作的指令。例如，计算装置115可以包括编程以操作车辆制动、推进(例如，通过控制内燃发动机、电动马达、混合动力发动机等中的一者或多者来控制车辆110的加速)、转向、气候控制、内部和/或外部灯等中的一项或多项，以及确定计算装置115而不是人类操作员是否以及何时控制此类操作。
计算装置115可以包括或者例如经由如下面进一步描述的车辆通信总线通信地耦合到一个以上的计算装置，例如包括在车辆110中用于监测和/或控制各种车辆部件的控制器等，所述各种车辆部件例如动力传动系统控制器112、制动控制器113、转向控制器114等。计算装置115通常被布置用于在车辆通信网络上进行通信，所述车辆通信网络诸如车辆110中的总线(诸如控制器局域网(CAN)等)；车辆110网络可以包括诸如已知的有线或无线通信机制，例如以太网或其他通信协议。
经由车辆网络，计算装置115可以向车辆中的各种装置传输消息和/或从各种装置(例如，控制器、致动器、传感器(包括传感器116)等)接收消息。替代地或另外，在计算装置115实际上包括多个装置的情况下，车辆通信网络可以用于在本公开中表示为计算装置115的装置之间的通信。此外，如下文所提及的，各种控制器或感测元件可以经由车辆通信网络向计算装置115提供数据。
另外，计算装置115可以被配置用于经由网络130通过车辆对基础设施(V对I)接口111与远程服务器计算机120(例如，云服务器)进行通信，所述网络如下所述可以利用各种有线和/或无线联网技术，例如，蜂窝、和有线和/或无线分组网络。计算装置115还包括诸如已知的非易失性存储器。计算装置115可以通过将信息存储在非易失性存储器中来记录信息以供以后检索和经由车辆通信网络和车辆对基础设施(V对I)接口111传输到服务器计算机120或用户移动装置160。
如上文已经提及，用于在没有人类驾驶员干预的情况下操作一个或多个车辆110部件(例如，制动部件、转向部件、推进部件等)的编程通常包括在存储于存储器中并且由计算装置115的处理器执行的指令中。使用在计算装置115中接收的数据(例如，来自传感器116、服务器计算机120等的传感器数据)，计算装置115可以在没有驾驶员操作车辆110的情况下作出各种确定和/或控制各种车辆110部件和/或操作。例如，计算装置115可以包括编程以调节车辆110操作行为，诸如速度、加速度、减速度、转向等，以及策略性行为，诸如车辆之间的距离和/或车辆之间的时间量、变道、车辆之间的最小间隙、最小左转横跨路径、到达特定位置的时间和十字路口(无指示灯)最小到达时间以穿过十字路口。
控制器(如该术语在本文中所使用的那样)包括通常被编程以控制特定车辆子系统的计算装置。示例包括动力传动系统控制器112、制动控制器113和转向控制器114。控制器可以是诸如已知的可能包括如本文所描述的另外的编程的电子控制单元(ECU)。控制器可以可通信地连接到计算装置115并且从计算装置接收指令以根据指令致动子系统。例如，制动控制器113可以从计算装置115接收指令以操作车辆110的制动器。
车辆110的一个或多个控制器112、113、114可以包括已知的电子控制单元(ECU)等，作为非限制性示例，所述已知的电子控制单元包括一个或多个动力传动系统控制器112、一个或多个制动控制器113和一个或多个转向控制器114。控制器112、113、114中的每一者可以包括相应的处理器和存储器以及一个或多个致动器。控制器112、113、114可以被编程并且连接到车辆110通信总线(诸如控制器局域网(CAN)总线或局域互连网(LIN)总线)以从计算机115接收指令并基于所述指令来控制致动器。
传感器116可以包括已知经由车辆通信总线提供数据的各种装置。例如，固定到车辆110的前保险杠(未示出)的雷达可以提供从车辆110到车辆110前面的下一辆车的距离，或者设置在车辆110中的全球定位系统(GPS)传感器可以提供车辆110的地理坐标。由雷达和/或其他传感器116提供的一个或多个距离和/或由GPS传感器提供的地理坐标可以由计算装置115使用来自主地或半自主地操作车辆110。
车辆110通常是具有三个或更多个车轮的陆基自主车辆自主车辆110(例如，客车、轻型货车等)。车辆110包括一个或多个传感器116、V对I接口111、计算装置115和一个或多个控制器112、113、114。
传感器116可以被编程为收集与车辆110和车辆110正在操作所处的环境相关的数据。作为示例而非限制，传感器116可以包括例如高度计、相机、激光雷达(LIDAR)、雷达、超声传感器、红外传感器、压力传感器、加速度计、陀螺仪、温度传感器、压力传感器、霍尔传感器、光学传感器、电压传感器、电流传感器、机械传感器(诸如开关)等。传感器116可以用于感测车辆110正在操作所处的环境，诸如天气状况、道路坡度、道路位置或邻近车辆110的位置。传感器116还可以用于收集数据，其包括与车辆110的操作相关的动态车辆110数据，诸如速度、横摆率、转向角、发动机转速、制动压力、油压、施加到车辆110中的控制器112、113、114的功率电平、部件之间的连接性以及车辆110的电气和逻辑健康状况。
图2是车辆202的X射线视图的图，其分别示出了挡风玻璃204、后窗222、左门窗206、右门窗208、前门窗210和后门窗212以及左后三角窗214和右后三角窗216以及车辆202的内部218。挡风玻璃204、后窗222、左门窗206、右门窗208、前门窗210和后门窗212以及左后三角窗214和右后三角窗216以及包括遮光天窗和透光天窗等的车辆202的任何其他玻璃部分被统称为车辆202的“温室”220。温室220可以包括有源玻璃，所述有源玻璃基于乘员的位置和定位以及阳光的位置和强度而改变温室220的区域的色调。
车辆202包括有源遮阳板或有源玻璃以保护和遮挡车辆202的乘员免受太阳辐射(阳光和眩光)影响，同时优化车辆202的内部218的温度，具体是迎合乘员面向后方或前方所面向的其他交替方向的情况。车辆202包括当前公开的系统，所述系统对温室220进行着色以提供乘员保护免受由于太阳辐射引起的热负荷和眩光影响。该系统可以确定乘员的类型、位置和定向以及阳光的强度和方向，并确定如何指示施加到温室220的各部分的有源玻璃改变色调以提供乘员舒适性。例如，除了在本文的示例中讨论的有源玻璃技术之外，所述系统可以替代地或另外使用机械遮阳板来实施。
如本文中所使用的术语的有源玻璃意味着使用车辆202中的计算装置115来经由控制器和传感器控制色调或通过温室220的区域的透光百分比。控制色调还可以改变光谱透光，由此改变透射光的感知颜色。例如，图3是具有两个有源玻璃区域304、306的挡风玻璃302的示意图。在这种情况下，有源玻璃区域304被设定为“关闭”以对有源玻璃区域304进行着色，由此减少通过有源玻璃区域304的透光百分比。例如，有源玻璃区域306被设定为“启动”以允许光在没有衰减的情况下透过所述区域。
例如，可以通过施加到车辆202温室220的玻璃表面的光电膜或通过机械遮阳板来实现有源玻璃。本文中给出的示例假设使用如下所述的光电膜，然而，在计算装置115的控制下，机械遮阳板可以有利地用于实现有源玻璃。
本文中给出的示例中描述的系统及方法可以确定车辆202中乘员的存在和位置，其中所述位置可以通过车辆202的内部218中的哪个座椅被占用来确定。另外，可以确定乘员类型。车辆202中的计算装置115可以采用例如红外或可见光相机或指纹扫描仪，以使用已知的机器视觉技术来识别或估计乘员的年龄和相关健康状况历史。乘员类型可以根据年龄、大小等以及与车辆202控制件交互的估计能力来确定。
基于关于阳光的方向和强度以及乘员的位置和定位的信息，可以提供乘员所请求的确切色调水平。通过控制可能受到阳光影响的温室220的那些部分的色调，可以为温室220的剩余区域保持乘员的视觉。计算装置115可以对温室220的在乘员的视野之外的各部分进行着色，但是这会导致不舒适的热负荷。自主驾驶车辆202允许乘员有许多不同的位置配置，因为不需要清晰的道路视野，并且出于相同原因，温室220可以按照对于乘员驾驶车辆202不可能的方式进行着色。
计算装置115可以经由人/机界面输入乘员对温室220色调的请求，所述人/机界面包括诸如开关或旋钮的仪表板控制件、语音激活控制件、手势激活控制件或智能电话应用程序等。例如，乘员可能希望读取色调水平并请求设定色调水平以允许使用环境光进行读取。当车辆202行驶并且太阳的方向和强度改变时，计算装置115可以改变温室220色调以使车辆218内部的平均光强度保持为与乘员最初所请求的平均光强度相同。在多个乘员请求不同水平的温室220色调的情况下，计算装置可以确定每个乘员的位置和定向，并且例如根据他们的偏好对位于每个乘员附近的温室220的部分进行着色。
图4是悬浮粒子装置(SPD)有源玻璃400的示意图。有源玻璃400包括三个SPD 402、404、406。SPD 402、404、406被形成为分散在膜内的液滴中的微观吸光粒子。在“关闭”状态下，没有电压施加在膜上，由此使悬浮的吸光棒状粒子随机分布在整个膜中，由此吸收光并使膜变暗。这由SPD 402示出，其中入射光408通过处于“关闭”状态的SPD 402被大幅度阻挡412。当中等电压施加到SPD 404的表面时，所得电场导致吸光棒状粒子开始对准并允许入射光410通过处于部分“启动”状态的SPD 404部分地透射411。当满电压施加在SPD 406的表面上时，所得电场导致悬浮在SPD 406中的吸光粒子变得完全对准，并且入射光414通过处于完全“启动”状态的SPD 406最大程度地透射416。
SPD有源玻璃具有易于施加到汽车温室玻璃并且能够根据施加的电压而从暗色调调整到透明或小色调并且能够相对快速地从一种色调改变为另一种色调的优点。例如，当车辆202转弯时，阳光可能突然照射在挡风玻璃302上，从而照射车辆202的内部218。基于SPD的有源玻璃区域304可以从“启动”或“透明”切换为“关闭”或暗色调，以适度地快速(<～3秒)为车辆202的乘员提供遮挡。SPD技术可以作为有源玻璃应用于希望不透明的天窗玻璃，诸如透光天窗等。
SPD有源玻璃的缺点包括成本，以及根据联邦机动车辆安全标准205(美国宾夕法尼亚州15096沃伦代尔美国汽车工程师学会公司颁布的ANSI/SAE Z26.1-1996)大多数车辆的挡风玻璃中的任何玻璃除非它在遮蔽带(shade band)或天窗玻璃中否则在可见光谱下都不能具有低于70％透射率的事实。温室220可以分成需要近乎透明色调的“视觉带”以及一个或多个“遮蔽带”，其中例如有源玻璃技术可以提供直至并包括不透明的色调。运动型多功能车辆(SUV)、跨界多功能车辆(CUV)和卡车必须在b柱前方的视觉带中具有可见光谱中的70％或更高的透射率，但是在b柱后面，玻璃可以是不透明的。b柱是将前门窗玻璃与后窗中的玻璃分隔开的线，所述后窗包括后门窗以及后三角窗和后窗玻璃。如上面关于图1所讨论的自主模式中的车辆202的窗色调可以与乘员在将来某个时刻驾驶的方式不同的方式进行调节，这意味着温室的任何部分或全部在操作中时可以被着色为从透明到不透明的任何色调。
图5示出了聚合物分散液晶(PDLC)有源玻璃500，其包括处于“关闭”状态的PDLC502和处于“启动”状态的PDLC 504。PDLC 502、504包括：顶部和底部玻璃基板510、526、516、530，它们支撑PDLC；顶部和底部氧化铟锡(ITO)电极512、514、528、532，它们提供电接触，同时保持对可见光透明；以及聚合物506、522，其包括液晶液滴508、524。在关闭状态下，PDLC502中的液晶液滴508被随机分布，并且入射光518由此在通过关闭状态PDLC 502时被散射520。散射520光使得通过关闭状态PDLC 502观看的场景表现为“混浊”或模糊。在ITO电极528、532上施加电压534会在PDLC 504内产生电场，从而使液晶液滴524对准以允许入射光536通过启动状态PDLC 504基本上不变地透射538，由此使得PDLC 504表现为透明的。PDLC502、504可以被制造成薄膜并施加于车辆温室的玻璃表面以控制光的透射。
PDLC技术与上面关于图4讨论的SPD技术的类似之处在于这两者都包括聚合物膜中的粒子。SPD技术包括棒状粒子，而PDLC包括液晶。液晶可以在电场中定向并透射光，或者它们可以在没有场的情况下随机化，由此散射光。一个区别在于，SPD粒子吸收光能并由此通过减少透射而使色调变暗，而PDLC散射光，使得透射光混浊但不会像SPD粒子那样多地减少光能。其他区别在于，PDLC的成本不到SPD成本的一半，并且PDLC“混浊/透彻”技术可以比SPD更快地在启动状态与关闭状态之间切换。
快速切换允许PDLC用于在车辆202转弯并改变方向时通过响应于改变阳光照射车辆202的方向而从透彻变为混浊并再次变为透彻来调适有源玻璃以便延循车辆的路径。如上面所讨论的，PDLC可以施加于乘员驾驶车辆202的遮蔽带中，或者可以施加于自主车辆202的温室中的任何地方。可能需要乘员视觉，因此减少了温室玻璃窗着色，以增加乘员视觉以减少车辆202移动时的晕动病，允许应急车辆在紧急情况下以及在车辆202停止时进入。
图6示出了偏振滤光器600，其可以被制成膜并施加于车辆202玻璃以减少眩光。当偏振轴在特定方向上对准时，偏振滤光器600透射光，并且滤除具有与该方向垂直的偏振轴的光。偏振滤光器包括滤光器602、604，这两者都在相同方向上对准。重叠区域606表明来自两个偏振滤光器602、604的所得色调在偏振滤光器602、604的偏振轴方向上具有高透射率。偏振滤光器608、610彼此垂直对准，并且所得重叠区域612是不透明的，因为每个偏振滤光器608、610都由于偏振轴处于垂直方向上而阻挡光。
偏振滤光器614、616彼此垂直对准，使得重叠区域620如上面讨论的那样不透明。偏振滤光器618部分地插入偏振滤光器614、616之间。偏振滤光器618不是在特定方向上滤光，而是将偏振轴旋转90度的圆偏振器或四分之一波长滤光器。可以看出，偏振滤光器618在与偏振滤光器614、616的重叠区域622、624具有某种另外的色调效果，但是在重叠区域626中，偏振滤光器618使偏振轴从通过偏振滤光器614透射的光旋转90度以允许它通过偏振滤光器616透射。
偏振膜技术的缺点包括难以实施旋转膜，所述旋转膜利用随着膜之间的旋转而改变色调的偏振膜能力。可以将旋转运动转换为线性运动以允许偏振膜用于使用利用波延迟器(wave retarder)的线性而非旋转运动创建从透明到不透明的色调。
图7示出了施加于车辆202的前门702和后门704的前侧窗706和后侧窗708的SPD。每个侧窗706、708都具有以具有两列三行的图案施加的基于SPD的有源玻璃，其中所述图案的每个元件可以独立地控制。图8是包括前侧窗802和后侧窗804的有源玻璃元件806、808的车辆部件800的图。图8示出了处于启动或完全透射状态的前侧窗802的所有六个有源玻璃元件806，而后侧窗804的仅四个有源玻璃元件808处于启动状态，两个有源玻璃元件808处于关闭或着色状态，由此为车辆202的内部218提供遮挡。
PDLC可以作为有源玻璃施加于包括在车辆202温室220中的窗中。处于启动或透彻状态的PDLC有源玻璃将透射阳光，包括强度足以引起对车辆202的乘员进行不舒适加热的阳光。处于关闭或混浊状态的PDLC有源玻璃将散射入射阳光并减少对车辆202的乘员的不舒适加热和眩光。
图9是施加于车辆202温室220的窗902、904部分的图案化有源玻璃的图。可以按像素906、908的图案施加有源玻璃，其中可以独立地控制每个像素或矩形区域的色调。有源玻璃可以是SPD、PDLC或基于偏振的。窗904示出了像素908的图案，其中两个像素910、912已被设定为关闭或暗色调状态，而其余像素908被设定为启动或透明。窗902示出了像素906的图案，其中例如所有像素906都被设定为关闭或暗色调状态。通过这种方式着色的窗可以特定像素区域设定为关闭为目标。这对于仅希望车辆202内部218的特定区域被遮挡的情况(诸如宠物或包裹)是有利的，其中包裹可以包括例如冰淇淋或面向后方的儿童座椅。以窗上的特定像素区域为目标对于减少眩光(乘员可见度不舒适)是最有效的，因为这包括阻挡对乘员眼睛的眩光，所述特定像素区域是仅需要窗部分着色的特定区域。如上面所讨论的那样减少热不舒适性包括对较大或完整的窗区域进行着色以提供对乘客头部、颈部、面部、躯干等的完全覆盖。
图10是示出施加于车辆202温室220的有源玻璃的另一个应用的图。图10示出了通过有源玻璃区域1002观察的交通场景1000。有源玻璃区域1002包括子区域1004、1006、1008、1010、1012，每个子区域以15％增量呈现从5％透射率到65％透射率的不同色调。例如，通过控制在有源玻璃膜中产生电场的电压，计算装置115可以控制有源玻璃技术以产生所需水平的色调。控制色调水平可以允许计算装置115在车辆202被乘员驾驶时根据视觉带和遮蔽带控制温室220色调，并且在停放时或在自主模式下控制色调而不考虑视觉带。
图11是以俯视图示出的车辆1102的图，其中车辆1102顶部被移除以使得车辆1102内部1110的特征可见。车辆1102包括乘员1112并且可以包括或不包括方向盘1106(虚线)，因为车辆1102可以是自主的或乘员驾驶的，如上面关于图1所讨论的。车辆1102可以配备有传感器以检测照射在车辆1102的内部1110的太阳辐射1108的强度和方向。车辆1102还可以配备有传感器以检测乘员占用哪些座椅以及座椅面向哪个方向以确定乘员是否将受到眩光的影响。车辆1102中的计算装置115已经确定，基于太阳辐射1108的方向和强度，乘员1112将受到眩光的影响，并且侧窗1118和挡风玻璃1120上的有源玻璃1114、1116的部分可以分别设定为暗色调或关闭以减少眩光。
计算装置115可以区分坐在座椅中的乘员与放置在座椅中的包裹。如果乘员坐在座椅上，则计算装置115可以询问乘员以请求着色/自动着色，接着是预定选项，包括基于太阳辐射方向和乘员位置的全面覆盖、部分阻挡或潜在阻挡。这可以通过确定车辆1102的位置、定向和行驶方向以及太阳辐射1108方向来确定，如上面所讨论的。如果计算装置115使用如上面讨论的传感器检测到太阳负荷，则计算装置可以对配备有有源玻璃的车辆1102的任何或所有窗进行着色，以减少乘员或车辆1102的内部1110的指示区域(例如包括宠物或包裹)的眩光或热负荷。
可以使用的传感器包括红外(IR)传感器。IR传感器可以用于通过乘员发射的IR辐射来检测乘员。IR传感器也可以用于确定乘员的热状态。例如，由于与太阳负荷引起的眩光无关的原因，乘员可能正在升温。该信息可以在计算装置115处经由气候控制模块上的内部触觉开关或按钮从乘员反馈接收，或者经由车辆1102内部通信网络从如上面关于图1所讨论的IR传感器接收。
图12是以X射线视图示出车辆1202以示出内部1204的图。在车辆1202中，因为车辆1202处于自主模式，所以乘员1208、1210已将他们的座椅转向面向乘员1206、1212。乘员1206、1208、1210、1212可以重新配置车辆1202的内部1204，以便获得更好的可视性或舒适性。计算装置115可以确定乘员1208、1210已经四处转动他们的座椅并且因为计算装置115已经确定了太阳辐射1220照射车辆的方向，所以计算装置115可以指示有源玻璃使窗1214、1216、1218的色调变暗以减少太阳眩光。
计算装置115可以确定太阳辐射1220的方向和强度，部分地基于座椅在车辆1202中的方向定向来确定乘员1206、1208、1210、1212的眼睛相对于车辆1202注视的方向和位置，以及车辆1202相对于太阳辐射1220的位置和定位，由此确定哪些有源玻璃元件色调变暗以减少眩光和热负荷。用于确定车辆1202的乘员1206、1208、1210、1212的定向和位置的技术包括附接到座椅的传感器，所述传感器感测座椅何时被占用。例如，传感器可以进一步确定座椅是否被乘员还是被包裹占用。这可以通过座椅中检测重量的传感器或基于IR相机的乘员检测系统或通过基于摄像机的乘员检测系统来确定。
检测太阳辐射1220的强度和方向的传感器包括视频传感器和辐射计。视频传感器可以用于通过部署多个视频传感器来检测照射在车辆1202内部的阳光的强度和方向，所述多个视频传感器被排列以获取车辆1202的内部的360度全景视图并由此确定太阳辐射1220的方向和强度。太阳辐射的强度和方向也可以使用辐射计利用车辆1202内部的360度视图来确定。辐射计是用于测量入射光辐射强度的装置。辐射计可以在可见光谱以及附近的红外和紫外(UV)辐射中集成光能。还可以过滤辐射计以模仿人类光学系统对光能的响应。通过这种方式，来自辐射计的输出可以最接近地匹配人眼的响应，因此准确地预测来自太阳辐射1220的眩光。
对太阳辐射1220入射到车辆1202上的方向的确定可以通过来自诸如GPS的位置和定位传感器、加速度计和电子罗盘的信息(诸如磁通量闸门罗盘数据)来辅助。使用该信息，计算装置115可以使用存储在非易失性存储器中的天文数据来预测太阳在当前时间相对于车辆1202的位置。IR、视频和辐射测量数据可以确认计算装置115根据天文和传感器数据预测的太阳辐射1220方向。
图13是以X射线视图示出车辆1302以示出内部1304的图。车辆1302的内部1304包括乘员1306并且可选地包括方向盘1308(虚线)(如果车辆1302是乘员驾驶的)。车辆1302的内部1304还包括面向后方的汽车座椅1310中的婴儿。如上面关于图11和12所讨论的，车辆1302中的计算装置115可以经由传感器确定照射在内部1304的太阳辐射1312的方向和强度。计算装置115还可以经由座椅中的力传感器以及经由IR和摄像机传感器确定与被占用的汽车座椅1310中的婴儿相关联的座椅位置，并且确定座椅位置被面向后方的汽车座椅1310中的婴儿占用并且其中的婴儿以面向后方的位置进行取向。计算装置115可以组合来自这些传感器的信息以确定来自太阳辐射1312的太阳眩光和热负荷可能使得面向后方的汽车座椅1310中的婴儿不舒适。计算装置115可以指示车辆1302的后窗1316的有源玻璃区域1314的色调变暗，由此保护面向后方的汽车座椅1310中的婴儿免受不舒适太阳辐射和眩光1312影响。
在这种情况下，使计算装置115确定面向后方的汽车座椅1310中的婴儿可能不舒适是有益的，因为婴儿通常不能清楚地表达他们的不舒适并且乘员1306由于例如他们注视的方向可能没有意识到太阳辐射1312。当计算装置115检测到包裹或其他物体时也可能是这种情况。计算装置115可以被编程为检测车辆1302的内部1304的包裹或其他物体，并且确定由于太阳辐射1312引起的热负荷，并指示车辆1302的温室的有源玻璃区域使色调变暗，由此保护包裹免受太阳辐射1312影响。例如，包裹可以是一袋杂货，包括一包冰淇淋。在车辆1302停放的情况下，计算装置115可以指示温室的有源玻璃区域使色调变暗以变得不透明以保护乘员和包裹。
图14是以X射线视图示出的接驳巴士1402的图。接驳巴士1402具有六个乘员1404、1406、1408、1410、1412、1414，每个乘员坐在侧窗1416、1418的一部分旁边。侧窗1416、1418各自都配备有如上关于图9所述的有源玻璃像素。侧窗1416、1418上的有源玻璃像素由接驳巴士中的计算装置115控制，以例如根据乘员1404、1406、1408、1410、1412、1414的请求而使色调变暗。侧窗1416、1418具有暗色调的区域1420、1422和1424，它们分别在附近乘员1406、1410、1414的请求下变暗。通过这种方式，坐在窗旁边的每个接驳车乘员对于要迎合的窗色调都有其偏好。这类似于飞机客舱，其中每个窗座椅都可以具有窗帘。有源玻璃技术可以为隐私墙、透光和遮光天窗以及需要遮蔽或防眩光的任何窗的任何部分提供可控着色。有源玻璃可以在个人乘员控制下或在计算装置115的控制下，如上面关于图13和图14所讨论的。
图15是关于图1至图14描述的用于在计算装置115的控制下对施加于车辆202温室220的玻璃表面的有源玻璃区域的一个或多个部分进行着色的过程1500的流程图的图。例如，过程1500可以通过计算装置115的处理器从传感器116获得输入信息并经由控制器112、113、114执行指令和发送控制信号来实施。过程1500包括以所公开的顺序进行的多个步骤。过程1500还包括包含更少步骤的实施方式或者可以包括以不同顺序进行的步骤。
过程1500开始于步骤1502，其中车辆202中的计算装置115确定乘员类型、位置和定向。计算装置115可以根据包括在车辆202中的传感器来确定乘员类型、位置和定向。例如，车辆202中的每个座椅都可以配备有传感器以检测座椅上的物体的重量，以允许计算装置115按重量确定乘员类型。每个座椅还可以配备有传感器以感测座椅的位置和定向(包括座椅旋转和斜倚状态)，并将数据传输到计算装置115。例如，计算装置115可以从传感器接收关于座椅旋转和斜倚状态的数据。例如，计算装置115可以基于来自车辆202座椅的传感器信息来确定被占用的面向后方的婴儿汽车座椅位于车辆202的内部218。
可以使用IR和摄像机传感器来确认乘员类型、位置和定向数据，以获取被传输到计算装置115的IR和视频数据。可以使用已知的机器视觉技术处理IR和视频数据，以识别乘员、宠物、包裹和物体以与从座椅传感器接收的类型位置和定向数据进行比较。另外，IR和视频数据可以用于识别当前无法与车辆202控制件/人机界面交互的乘员，所述控制件/人机界面包括仪表板控制件、语音控制件、智能电话或平板计算机界面等。无法与车辆202交互的乘员例如包括婴儿和睡觉的成年人。
在步骤1504处，计算装置115经由传感器来确定通过温室220照射在车辆202的内部218的太阳辐射(阳光)的方向和强度，所述传感器可以检测车辆202周围的所有方向上的辐射能量，如上面关于图11、图12、图13和图14所讨论的。计算装置115可以将该信息与来自包括GPS的其他传感器的关于车辆202的位置和定向的信息以及关于阳光在当前时间、纬度和经度下的当前位置和方向的其他信息组合以确定通过温室220照射在车辆202内部218的太阳辐射的方向和强度。计算装置还可以从位于车辆202内部218的温度传感器接收温度数据。例如，来自照射在车辆202内部218的太阳辐射的热负荷可以通过计算装置115检测温度的升高来确定。
在步骤1506处，计算装置115可以使用关于图2至图10讨论的有源玻璃技术基于确定的乘员类型、位置和定向以及太阳辐射方向和强度对温室220的一个或多个区域进行着色，如关于图11至图14所讨论的。计算装置115还可以确定车辆202是否处于运动中。如果车辆202没有处于运动中，则计算装置可以将温室的任何或所有有源玻璃区域着色到任何程度的色调，如关于图10所讨论的，以减少热负荷。例如，计算装置115可以检测试图进入车辆的乘员并使得有源玻璃窗透明以允许进入的乘员在进入之前看到车辆202内部218。
如果车辆处于运动中，则计算装置可以确定车辆202是自主的还是乘员驾驶的。如果车辆202是乘员驾驶的，则考虑到由车辆202的内部218的计算装置115检测到的对于每个乘员或包裹或物体的热负荷和眩光，计算装置可以如上面关于图4、图5和图6所述的那样并根据太阳辐射的方向和强度指示有源玻璃对温室220表面进行着色，所述温室表面处于遮蔽带中。在自主模式中，计算装置115可以按透射百分比(包括不透明)的图案指示有源玻璃对温室220的区域进行着色，以最佳地控制来自太阳辐射的太阳眩光和热负荷。
计算装置115可以在车辆202处于自主模式时监测所预测的路径和外部环境，并且在检测到事件时指示有源玻璃变得透明。事件的示例包括预测到车辆202将足够突然地改变速度或方向以在温室220不透明时引起乘员的晕动病。没有相应视觉提示的突然加速或减速可能引起人们的晕动病。允许乘员看到外部车辆202并且关注外部环境可以防止晕动病。另一个事件包括停车搭乘乘员。当车辆202停止以允许离开的乘员在离开之前观察周围环境并允许进入的乘员在进入之前观察车辆202的内部218时，计算装置115可以指示有源玻璃变得透明。另一个事件包括遇到应急车辆。计算装置115可以使用传感器和V对I接口111来确定应急车辆在附近，并且指示有源玻璃变得透明以允许乘员在必要时监测应急车辆和驾驶车辆202。
总之，在过程1500中，计算装置115确定乘员类型、位置和定向，确定太阳辐射(阳光)的强度和方向，并基于乘员类型、位置和定向以及太阳辐射的强度和方向对车辆202温室220的一个或多个部分进行着色。
图16是关于图1至图14描述的用于在计算装置115的控制下对施加于车辆202温室220的玻璃表面的有源玻璃区域的一个或多个部分进行着色的过程1600的流程图的图。例如，过程1600可以通过计算装置115的处理器从传感器116获得输入信息并经由控制器112、113、114执行指令和发送控制信号来实施。过程1600包括以所公开的顺序进行的多个步骤。过程1600还包括包含更少步骤的实施方式或者可以包括以不同顺序进行的步骤。
过程1600开始于步骤1602，其中车辆202中的计算装置115如上面关于图15所讨论的那样确定乘员类型、位置和定向。乘员类型可以包括成年人、儿童、婴儿、睡觉的人、包裹或物体，并且当车辆202运动或停放时，每种类型都可能需要防止太阳辐射和眩光。在步骤1604处，计算装置115如上面关于图15所讨论的那样确定太阳辐射(阳光)和眩光的强度和方向，并且在步骤1606处，计算装置使用包括GPS和加速度计的传感器来确定车辆202的位置和移动。
在步骤1608处，计算装置115确定关于施加到车辆202温室220的有源玻璃的色调的乘员偏好。例如，乘员可以使用仪表板控制件、语音界面、智能电话应用程序、手势获取界面或其他人/机界面技术来向计算装置115输入有源玻璃偏好。有源玻璃偏好可以包括为温室220窗选择透射百分比色调，如图10中所示。计算装置115可以输入乘员偏好并指示有源玻璃以基于车辆202的预测路径预测太阳辐射接下来将发生的方向的图案变暗或变亮。通过这种方式，计算装置可以预测太阳眩光和热负荷并防止它们。计算装置115还可以如图14中所示的那样考虑关于有源玻璃着色的多个乘员偏好，其中接驳巴士的乘员可以各自控制在与其座椅相邻的窗的部分上的有源注视。计算装置115还可以确定车辆202处于没有乘员的自主模式并且正用于包裹递送的情况。在这种情况下，如果需要，车辆202可以将所有温室表面变暗以减少热负荷。
在步骤1610处，考虑到车辆202的乘员偏好和预测的运动，计算装置115可以基于乘员类型、位置和定向以及太阳辐射(阳光)的强度和方向来对车辆202温室220的有源玻璃进行着色。
总之，在过程1600中，考虑到车辆202的用户偏好和预测的运动，计算装置115基于乘员的类型、位置和定向、阳光的强度和方向来对温室220的有源玻璃的一个或多个区域进行着色。
诸如本文讨论的计算装置通常各自包括可由诸如上面识别的那些计算装置中的一个或多个计算装置执行的并且用于执行上述过程的框或步骤的指令。例如，上文论述的过程框可以被体现为计算机可执行指令。
计算机可执行指令可以由使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序来编译或解译，这些编程语言和/或技术单独地或组合地包括但不限于JavaTM、C、C++、VisualBasic、Java Script、Perl、HTML等。一般来说，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，由此执行一个或多个过程，其包括本文所述的过程中的一者或多者。此类指令和其他数据可以使用多种计算机可读介质来存储在文件中并进行传输。计算装置中的文件通常是存储在计算机可读介质(诸如存储介质、随机存取存储器等)上的数据的集合。
计算机可读介质包括参与提供可以由计算机读取的数据(例如，指令)的任何介质。此类介质可以采用许多形式，其包括但不限于非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质包括例如光盘或磁盘和其他永久性存储器。易失性介质包括通常构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。常见形式的计算机可读介质包括(例如)软磁盘、软盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他任何光学介质、穿孔卡、纸带、带有孔图案的任何其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、快闪EEPROM、任何其他存储芯片或盒式磁带或计算机可以从中读取的任何其他介质。
除非本文做出相反的明确指示，否则权利要求中使用的所有术语意图给予其如所属领域技术人员所理解的普通和通常的含义。具体地，除非权利要求叙述相反的明确限制，否则使用诸如“一个”、“该”、“所述”等单数冠词应当被解读为叙述所指示的元件中的一者或多者。
术语“示例性”在本文以表示示例的意义使用，例如，对“示例性小部件”的引用应被理解为仅指代小部件的示例。
修饰值或结果的副词“大约”表示形状、结构、测量、值、确定、计算等可能偏离精确描述的几何形状、距离、测量、值、确定、计算等，因为材料、加工、制造、传感器测量、计算、处理时间、通信时间等存在缺陷。
在附图中，相同的附图标记指示相同元件。此外，可以改变这些元件中的一些或全部。关于本文所述的介质、过程、系统、方法等，应当理解，尽管已经将此类过程等的步骤描述为根据某个有序序列发生，但是此类过程可以采用以本文所述顺序之外的顺序执行的所描述步骤来实践。还应当理解，可以同时执行某些步骤、可以添加其他步骤，或者可以省略本文所述的某些步骤。换句话说，本文对过程的描述是为了示出某些实施例而提供，而决不应当将其理解为对所要求保护的发明进行限制。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：
确定乘员类型、相对于阳光的位置和定向；
确定阳光的强度和方向；以及
基于所述乘员类型、位置和定向以及阳光的所述强度和方向而改变车窗的一个或多个部分的色调。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述乘员类型包括成年人、儿童和婴儿。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述位置包括车辆座椅的位置。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述车辆座椅的所述位置包括前排、后排和第三排。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述定向包括斜倚和反转。
6.如权利要求1所述的方法，其中阳光的所述强度包括以W/cm2为单位的太阳辐照度。
7.如权利要求1所述的方法，其中阳光的所述方向包括漫射。
8.如权利要求1所述的方法，其中改变车窗的一个或多个部分的所述色调包括改变单个窗的一个或多个部分的所述色调。
9.如权利要求1所述的方法，其中改变车窗的一个或多个部分的所述色调是基于两个或更多个乘员的乘员类型、位置和定向。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述两个或更多个乘员中的一者正在操作所述车辆。
11.一种计算机设备，其被编程为：
确定乘员类型、位置和定向；
确定阳光的强度和方向；以及
基于所述乘员类型、位置和定向以及阳光的所述强度和方向而改变车窗的一个或多个部分的所述色调。
12.如权利要求11所述的计算机，其中所述乘员类型包括成年人、儿童和婴儿。
13.如权利要求11所述的计算机，其中所述位置包括车辆座椅的位置。
14.如权利要求13所述的计算机，其中所述车辆座椅的所述位置包括左排、右排、中间排、前排、后排和第三排。
15.如权利要求11所述的计算机，其中所述定向包括斜倚和反转。
16.如权利要求11所述的计算机，其中阳光的所述强度包括以W/cm2为单位的太阳辐照度。
17.如权利要求11所述的计算机，其中阳光的所述方向包括漫射。
18.如权利要求11所述的计算机，其中改变车窗的一个或多个部分的所述色调包括改变单个窗的一个或多个部分的所述色调。
19.如权利要求11所述的计算机，其中改变车窗的一个或多个部分的所述色调是基于两个或更多个乘员的乘员类型、位置和定向。
20.如权利要求19所述的计算机，其中所述两个或更多个乘员中的一者正在操作所述车辆。
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