CN113085723A - 一种用于向车外展示信息的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于向车外展示信息的装置及方法，该装置具备：接收车辆信息和操作信息并输出执行指令的控制单元；安装于主驾附近的人机交互单元；以能自由升降的形式嵌入地安装于后备舱顶部盖板的升降单元；和安装于升降单元上的成像单元。本发明能向外界展示信息，为周围车辆提供预判的可能性，提高应对潜在碰撞风险的能力。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种用于向车外展示信息的装置及方法。
背景技术
目前，自动驾驶已广泛应用于汽车领域，通常将自动驾驶分成L0至L5共六个等级，市场上存在的自动驾驶车辆基本处于L2等级，即部分自动驾驶，在限定场景下由车辆实现对转向和加减速的多项操作，人类驾驶员负责完成其他驾驶操作。这些辅助性驾驶功能在一定程度上减轻了人类驾驶员的负担，得到了广大消费者的喜爱，因而其使用率愈发频繁，这也激励了零部件供应商、造车新势力以及传统主机厂等在这一领域持续进行研发投入，以期快速达到L5等级，即完全自动驾驶。然而，一方面由于环境感知、决策规划、运动控制等技术难题的存在，另一方面由于法律法规、道路基础设施等的不完善，完全自动驾驶的到来还需要更多的时间，因此在很长一段时间内，道路上运行的车辆将会是机器驾驶与人类驾驶共存。
此外，由于传感器感知边界、识别二义性、精度时延等技术瓶颈的存在，很难保证机器驾驶与人类驾驶的车辆不会发生碰撞事故，同时也由于法规缺失、道德悖论等的存在，我们很难在这样的场景中去定职定责，因此我们需要尽可能的去规避这样的模糊场景，尽可能降低碰撞风险。
发明内容
发明要解决的问题：
本发明正是针对上述问题而做出的，目的在于提供一种用于向车外展示信息的装置及方法，能将自车当前的自动驾驶模式、行驶车速以及未来的行驶轨迹等信息向外界展示，为周围车辆提供预判的可能性，提高应对潜在碰撞风险的能力。
解决问题的技术手段：
本发明提供一种用于向车外展示信息的装置及方法，具备：
接收车辆信息和操作信息并输出执行指令的控制单元；
安装于主驾附近的人机交互单元；
以能自由升降的形式嵌入地安装于后备舱顶部盖板的升降单元；和
安装于所述升降单元上的成像单元。
根据本发明，后车可以提前感知前车的驾驶意图，增加后车的反应时间，从而提高行车安全性。此外，即使车辆未安装V2X（车路协同）设备，车车之间也可以进行信息共享，从而实现超远距离环境感知，进一步提高行车安全性与舒适性。再者，所成像内容可被定制化，实现广告投放、行车安全提示语、车主个性签名等内容均可快速被外化显示，从而实现高效低成本的车辆个性化改造。
也可以是，本发明中，还具备集成于车门把手上的灯组单元，用于区分不同的驾驶模式而进行显示。
也可以是，本发明中，所述升降单元具备：以上表面略高于所述后备舱顶部盖板的形式固定于所述后备舱顶部盖板的容纳部；和能相对于所述容纳部上升至规定高度且安装有所述成像单元的升降部。
也可以是，本发明中，所述成像单元具备：用于接收所述执行指令并输出对应的图像信息的成像源部、用于检测是否存在遮挡的传感器部和用于空中成像的三维成像部。
也可以是，本发明中，所述三维成像部安装于所述后档风玻璃上，或安装于所述成像单元的成像源部的前方。
也可以是，本发明中，所述成像源部透过所述三维成像部而在空中显示的成像区域上至少显示当前的自动驾驶模式和行驶车速以及未来的行驶轨迹。
也可以是，本发明中，所述三维成像部为等效负折射率平板透镜。
也可以是，本发明中，所述人机交互设备为中控大屏；所述传感器部为摄像头。
本发明提供一种利用上述装置向车外展示信息的方法，包括：
步骤一：所述控制单元接收驾驶信息并判断当前的驾驶模式，若为智能驾驶模式则向所述人机交互单元发送执行指令；
步骤二：所述人机交互单元接收所述执行指令并提示用户是否开启向车外展示信息的功能，若选择开启则向所述控制单元输出操作信息；
步骤三：所述控制单元接收所述操作信息则控制所述升降单元升起，从而所述成像单元从容纳部升起并突出于所述后备舱顶部盖板；
步骤四：所述成像单元执行向车外展示信息的功能。
也可以是，本发明中，在所述步骤一中，若所述控制单元判断为智能驾驶模式以外的驾驶模式，则所述人机交互单元提示用户无需开启向车外展示信息的功能。
也可以是，本发明中，在所述步骤一中，所述控制单元在判断为智能驾驶模式后，还判断是否已开启向车外展示信息的功能，若已开启则进入所述步骤三。
也可以是，本发明中，在所述步骤二中，若在规定时间内，用户没有做出表示开启向车外展示信息的功能的操作，则默认为拒绝开启。
也可以是，本发明中，所述成像单元具备：用于接收所述执行指令并输出对应的图像信息的成像源部、用于检测是否存在遮挡的传感器部和用于空中成像的三维成像部；在所述步骤四中，若所述传感器部检测到所述成像源部至所述三维成像部之间和/或所述三维成像部前方规定范围内存在遮挡物，则向用户提示无法向车外展示信息。
也可以是，本发明中，若在规定时间内，用户做出表示重启向车外展示信息的功能的操作，则进入所述步骤一。
也可以是，本发明中，所述用于向车外展示信息的装置还具备集成于车门把手上的灯组单元；
在所述步骤四中，所述控制单元还控制所述灯组单元基于所述驾驶模式而进行区分显示。
也可以是，本发明中，所述人机交互单元通过显示界面和车载语音助手向用户提示操作或状态。
发明效果：
本发明能提供一种能向外界展示信息，为周围车辆提供预判的可能性，提高应对潜在碰撞风险能力的用于向车外展示信息的装置及方法。
附图说明
图1是本发明的装置的结构示意图；
图2是升降单元的结构示意图；
图3是成像单元的结构示意图；
图4是本发明的方法的流程图；
符号说明：
D-装置；
1-控制单元；2-升降单元；3-成像单元；
21-容纳部；22-升降部；31-成像源部；32-传感器部；33-三维成像部；
6-后备舱顶部盖板；7-后挡风玻璃；9-信息展示区域。
具体实施方式
以下结合下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。通常在附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在此公开一种用于向车外展示信息的装置D，如图1所示，其具备控制单元1、未图示的人机交互单元、升降单元2和成像单元3。其中，控制单元1接收车辆信息和操作信息，进行运算和判断并输出执行指令。人机交互单元安装于主驾附近，用户通过人机交互界面或语音助手等进行操作，人机交互单元通常为中控大屏，但不限于。升降单元2以能自由升降的形式嵌入地安装于后备舱顶部盖板6，其上安装有用于向车外展示信息的成像单元3。
如图2所示，升降单元2具备容纳部21和升降部22。其中，容纳部21形成为梯形中空结构，其内容纳有能自如升降的升降部22。又，容纳部21通过焊接或栓接等方式固定于后备舱顶部盖板6，其上还设有水平移动的遮挡板（未图示）用于进一步遮挡保护成像单元3，由此容纳部21的上表面会略高于后备舱顶部盖板6的表面，高度相差可在2~3mm的范围内。换言之，升降装置2的表面会较后备舱顶部盖板6略微凸出，由此能够提醒用户此处安装有装置，不易放置重物以免压弯遮挡板，从而导致内部结构受损。
升降部22上安装有成像单元3，二者均与控制单元1电气连接。成像单元3在升降部22的作用下，能相对于容纳部21上升至规定的投射高度，且能复位（下降）至顶面与后备舱顶部盖板6的表面大致齐平的高度，即成像单元3整体容纳于升降单元2的容纳部21中。借助于此，在不开始向外展示功能时，升降单元2、成像单元3以及后备舱顶部盖板6在视觉上大致一体，从而可以简易低廉的结构隐藏升降单元2和成像单元3，不仅能维持美观，还能防止成像单元3中的精密元件受损。
又，本发明中，升降单元2的容纳部21形成为梯形体形状，但其形状不做特别规定，只要能实现容纳和固定升降部22的功能即可。又或者，本发明甚至可以不设置中空的容纳部21，升降部22直接安装于后备舱顶部盖板6上，此时本发明不具备隐藏和保护成像单元3的功能。
又，本发明中，升降单元2的升降部22形成为电力驱动的剪叉式升降结构，例如可通过电机驱动弹簧伸缩来实现剪叉支撑架的展开与折叠，从而实现支撑面的上升和下降，再例如也可通过电机驱动安装于剪叉支撑架之间的伸缩杆来实现，有关剪叉式升降的各类结构对本领域技术人员而言为现有技术，此处不再赘述。然而，本发明并不限定升降部22的类型，只要能实现升降功能，除剪叉式外，还可形成为套筒式、升缩式或折臂式等各种结构。又或者，本发明甚至可以不设置升降部22，成像单元3直接安装于后备舱顶部盖板6或安装于只具备支撑功能的杆上，此时本发明不具备隐藏和调节高度的功能。
又，本发明中，升降单元2还可具备与控制中心1电气连接的旋转部，成像单元3经由旋转部再固定于升降部22上，换言之，旋转部安装于成像单元3和升降部22之间。该旋转部可采用螺旋式或凸轮式等现有的旋转机构，由此不仅能通过升降部大幅度调节高度，还能通过旋转部调整角度。此外，该旋转部还可采用六自由度平台，从而能使安装于其上的成像单元3进一步实现包括前后、左右、上下、俯仰、滚转、偏航等六自由度姿态调整。
如图1和3所示，成像单元3安装于升降单元2上，具备成像源部31、传感器部32和三维成像部33。其中，成像源部31接收控制单元1发出的执行指令从而并向车外输出对应的图像信息，该图像信息至少应包括当前的自动驾驶模式、当前的行驶车速以及未来的行驶轨迹等信息。如图1所示，三维成像部33为用于空中成像的等效负折射率平板透镜，安装于后挡风玻璃7上。借助于此，成像源部31输出的记载有驾驶信息的图像信息通过三维成像部33折射至空中的信息展示区域（成像区域）9，形成可被裸眼观看到的显示图像。关于信息展区域，其布局可支持不同的主题，展示的内容也可由用户自定义，并可结合智能座舱实现用户个性化设置的记忆从而达到自动个性化呈现。
又，本发明中，如图3所示，三维成像部33的安装位置不限于后挡风玻璃7上，例如也可通过额外的安装支架以一定的折射角度安装于成像源部31的输出端前方（如虚线所示），此外还可一定的折射角度镶嵌在输出端的镜头上，只要能实现折射成像源部31的输出图像即可。传感器部32用于检测在成像源部31至三维成像部33之间和/或三维成像部33前方规定范围内是否存在遮挡。借助于此，成像源部31可透过三维成像部33在位于车外的成像区域上显示完整的图像信息，周围车辆用户能够基于完整的驾驶信息进行准确判断。
又，本发明中，装置D还具备集成于四个车门把手上的灯组单元，用于区分不同的驾驶模式而进行显示。例如，灯组单元通过变换不同的显示颜色以此对应不同的驾驶模式，模式一对应颜色一，模式二对应颜色二。再例如，灯组单元通过变换不同的显示方式以此对应不同的驾驶模式，模式一对应长亮显示，模式二对应慢闪显示，模式三对应快闪显示。更例如，糅合上述方案以应对更多驾驶模式。
下面进一步将结合本发明的装置D详细说明向车外展示信息的方法。同样应理解，以下只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
首先，用户车辆为行驶状态，传感器等感知元件感知车辆信息并向控制单元1发送，控制单元1接收当前车辆的驾驶信息并判断当前的驾驶模式。
若控制单元1判定车辆当前处于智能驾驶模式以外的驾驶模式，例如驾驶员操作模式，则默认无需开启向外展示功能，此时人机交互单元可提示用户无需开启向车外展示信息的功能。若控制单元1判定车辆当前处于智能驾驶模式，则进一步判断本车辆当前是否已开启了向外展示功能。
若控制单元1判定车辆未开启向外展示功能，则向人机交互单元发送指令，人机交互单元接收指令后，通过显示界面和/或车载语音助手向用户提示是否开启向车外展示信息的功能。若控制单元1判定车辆已开启向外展示功能，则控制升降单元2升起，安装于其上的成像单元3从后备舱顶部盖板6向上突出，成像源部31准备成像输出。此处，若装置D为不具备升降单元2的结构，则在控制单元1判定车辆已开启向外展示功能时，直接使成像源部31准备成像输出。
若在提示用户是否开启向车外展示功能起始的规定时间T1内，用户没有做出表示开启向车外展示信息的功能的操作，则默认为拒绝开启，结束流程。若在规定时间T1内，用户根据人机交互单元的提示做出操作，则控制单元1判断该操作是否为意思表示为开启的操作。此处，人机交互单元通过显示界面向用户提示，则用户通过人机交互界面做出表示开启的操作。人机交互单元通过车载语音助手向用户提示，则用户通过车载语音助手给出表示开启的指令。人机交互单元通过显示界面和车载语音助手同时向用户提示，则用户可择一做出意思表示，而用户既没有通过人机交互界面做出表示开启的操作，也没有通过车载语音助手给出表示开启的指令，则表示用户拒绝开启向外展示信息的功能。
若控制单元1判定用户的操作为不开启向外展示功能，则结束流程。若控制单元1判定用户的操作为开启向外展示功能，则控制升降单元2升起，从而成像单元3突出于后备舱顶部盖板6，成像源部31准备成像输出。如上同理，若装置D为不具备升降单元2的结构，则在控制单元1判定用户的操作为开启向外展示功能时，直接使成像源部31准备成像输出。
然后，传感器部32检测成像源部31至三维成像部33之间或三维成像部33前方规定范围内是否存在阻碍输出的遮挡物。
若检测到存在遮挡物，则控制单元1基于该检测结果判定为成像单元3无法成像，并向人机交互单元发送指令，人机交互单元接收指令后，通过显示界面和/或车载语音助手向用户提示无法开启向车外展示信息的功能。此处，可进一步向用户提示具体情况，例如，后挡风玻璃被遮挡，本车智能驾驶信息外告知功能开启失败，请清理后再重试。
若在提示用户无法开启向车外展示功能起始的规定时间T2内，用户做出表示重启向车外展示信息的功能的操作，则控制单元1接收当前车辆的驾驶信息并重新判断当前的驾驶模式，而后依次按照上述流程执行操作。若在规定时间T2内，用户未做出任何操作，则控制单元1控制升降单元2和成像单元2下降至略高于后备舱顶部盖板6上表面，即下降至容纳部21里，结束流程。此处，若装置D为不具备升降单元2的结构，则直接结束流程。
若传感器部32未检测到存在遮挡物，则控制单元1基于该检测结果判定为成像单元3可以成像，控制灯组单元按照识别出来的智能驾驶模式显示对应的颜色，同时使成像源部31向外输出图像信息，透过三维成像部33利用光的折射原理将包含本车当前驾驶信息的图像信息按照默认设置或者用户个性化设置呈现在位于车外的信息展示区域9中。
然后，在向外展示的过程中，控制单元1判断用户是否通过人机交互界面或车载语音助手做出关闭向外展示功能的操作。
若控制单元1判定为存在关闭功能的意思表示，则关闭成像单元3，复位升降单元2，关闭灯组单元，结束流程。
此外，当控制单元1基于感知元件的检测结果判断出用户在中途退出智能驾驶模式时，则控制人机交互单元通过界面或语音作出相关提示，例如车辆已退出智能驾驶模式，暂无法开启智能驾驶信息外告知功能，而后依次关闭成像单元3（有则关，没有则跳过），复位升降单元2（有则关，没有则跳过），关闭灯组单元（有则关，没有则跳过），结束流程。
以上的具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本发明的一种具体实施方式而已，并不限于本发明的保护范围，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本发明的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种用于向车外展示信息的装置，具备：
接收车辆信息和操作信息并输出执行指令的控制单元；
安装于主驾附近的人机交互单元；
以能自由升降的形式嵌入地安装于后备舱顶部盖板的升降单元；和
安装于所述升降单元上的成像单元。
2.根据权利要求1所述的用于向车外展示信息的装置，其特征在于，
还具备集成于车门把手上的灯组单元，用于区分不同的驾驶模式而进行显示。
3.根据权利要求1所述的用于向车外展示信息的装置，其特征在于，
所述升降单元具备：以上表面略高于所述后备舱顶部盖板的形式固定于所述后备舱顶部盖板的容纳部；和能相对于所述容纳部上升至规定高度且安装有所述成像单元的升降部。
4.根据权利要求1所述的用于向车外展示信息的装置，其特征在于，
所述成像单元具备：用于接收所述执行指令并输出对应的图像信息的成像源部、用于检测是否存在遮挡的传感器部和用于空中成像的三维成像部。
5.根据权利要求4所述的用于向车外展示信息的装置，其特征在于，
所述三维成像部安装于车辆的后档风玻璃上，或安装于所述成像单元的成像源部的前方。
6.根据权利要求4所述的用于向车外展示信息的装置，其特征在于，
所述成像源部透过所述三维成像部而在空中显示的成像区域上至少显示当前的自动驾驶模式和行驶车速以及未来的行驶轨迹。
7.根据权利要求4所述的用于向车外展示信息的装置，其特征在于，
所述三维成像部为等效负折射率平板透镜。
8.根据权利要求4所述的用于向车外展示信息的装置，其特征在于，
所述人机交互单元为中控大屏；
所述传感器部为摄像头。
9.一种利用权利要求1至8中任意一项所述的装置向车外展示信息的方法，包括：
步骤一：所述控制单元接收驾驶信息并判断当前的驾驶模式，若为智能驾驶模式则向所述人机交互单元发送执行指令；
步骤二：所述人机交互单元接收所述执行指令并提示用户是否开启向车外展示信息的功能，若选择开启则向所述控制单元输出操作信息；
步骤三：所述控制单元接收所述操作信息则控制所述升降单元升起，从而所述成像单元从容纳部升起并突出于所述后备舱顶部盖板；
步骤四：所述成像单元执行向车外展示信息的功能。
10.根据权利要求9所述的用于向车外展示信息的方法，其特征在于，
在所述步骤一中，若所述控制单元判断为智能驾驶模式以外的驾驶模式，则所述人机交互单元提示用户无需开启向车外展示信息的功能。
11.根据权利要求9所述的用于向车外展示信息的方法，其特征在于，
在所述步骤一中，所述控制单元在判断为智能驾驶模式后，还判断是否已开启向车外展示信息的功能，若已开启则进入所述步骤三。
12.根据权利要求10所述的用于向车外展示信息的方法，其特征在于，
在所述步骤二中，若在规定时间内，用户没有做出表示开启向车外展示信息的功能的操作，则默认为拒绝开启。
13.根据权利要求9所述的用于向车外展示信息的方法，其特征在于，
所述成像单元具备：用于接收所述执行指令并输出对应的图像信息的成像源部、用于检测是否存在遮挡的传感器部和用于空中成像的三维成像部；
在所述步骤四中，若所述传感器部检测到所述成像源部至所述三维成像部之间和/或所述三维成像部前方规定范围内存在遮挡物，则向用户提示无法向车外展示信息。
14.根据权利要求13所述的用于向车外展示信息的方法，其特征在于，
若在规定时间内，用户做出表示重启向车外展示信息的功能的操作，则进入所述步骤一。
15.根据权利要求9所述的用于向车外展示信息的方法，其特征在于，
所述用于向车外展示信息的装置还具备集成于车门把手上的灯组单元；
在所述步骤四中，所述控制单元还控制所述灯组单元基于所述驾驶模式而进行区分显示。
16.根据权利要求9所述的用于向车外展示信息的方法，其特征在于，
所述人机交互单元通过显示界面和车载语音助手向用户提示操作或状态。
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