CN114555423A - 用于车辆的显示器系统和用于调整车辆中显示器单元的定向的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(1)的显示器系统(10)，其特征在于，显示器系统(10)包括：至少两个显示器单元(11‑13)，安装在车辆(1)内以位于驾驶员座椅(3)两侧，所述显示器单元(11‑13)适于显示通过安装在车辆(1)外部的视频摄像头(6‑8)捕获的图像，其中每个显示器单元(11‑13)相对于驾驶员座椅(3)的定向是可调整的；显示器定向设备(14)，适于控制车辆(1)内每个显示器单元(11‑13)的定向；座椅位置传感器设备(15)，适于实时感测驾驶员座椅(3)在车辆(1)内的位置并输出对应的座椅位置数据；控制器(16)，联接到显示器定向设备(14)和座椅位置传感器设备(15)并适于基于从座椅位置传感器设备接收的座椅位置数据来自动控制显示器定向设备(14)，使得至少两个显示器单元(11‑13)相对于驾驶员座椅(3)的定向被调整以允许坐在驾驶员座椅(3)上的乘员在驾驶员座椅(3)的任意位置都以相同的视角看到两个显示器单元(11‑13)。

Description

用于车辆的显示器系统和用于调整车辆中显示器单元的定向 的方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的显示器系统和一种用于调整车辆中显示器单元的定向的方法。
本发明可应用于重型车辆，如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管本发明将针对卡车进行描述，但本发明不限于该特定车辆，还可以用于其它车辆，例如公共汽车、建筑设备和乘用轿车。本发明也可用于其它交通工具，例如轮船、轮船和飞机。
背景技术
自主或半自主车辆是能够在不使用人类输入的情况下感测其环境并导航的车辆。这种车辆通常能够从自主驾驶模式和手动驾驶模式转换，其中在该自主驾驶模式中，车辆具有自主驾驶功能，在该手动驾驶模式中车辆具有驾驶员手动操作车辆的手动驾驶功能。设想仅允许在预先批准或认证的道路或区域中进行自主驾驶。当将车辆驾驶到这样的自主驾驶认证道路时，驾驶员必须控制车辆，当进入认证道路时，车辆可以进入自主驾驶模式。在自主驾驶模式下，车辆的驾驶员可以从事与车辆驾驶无关的活动，例如休息、工作或使用多媒体应用程序。因此，自主车辆中驾驶员座椅的位置可以沿着由车辆限定的纵向和/或横向方向以及沿着和/或围绕竖直轴线进行调整。
自主车辆通常配备摄像头监视系统(CMS)，其中用视频摄像头代替后视镜。由所述视频摄像头捕获的图像通常显示在安装在车辆内的在驾驶员座椅两侧处的至少两个显示器单元上。这些显示器单元必须专门定位和定向，以便在驾驶员座椅的任意位置给予驾驶员相同的视野。特别是在欧洲，在机动车辆中使用此类显示器单元必须遵守规定UN ECE n°46的具体要求。
在现有技术中，特别是从文献WO 18/234403和EP 2 923 884中已知自动调整车辆内显示器位置的显示器系统。
文献WO 18/234403公开了一种显示器系统，所述显示器系统被配置成通过多个显示面板向车辆的乘员显示图像。显示图像的位置可能取决于车内驾驶员座椅位置而变化。特别地，当驾驶员座椅处于正常驾驶位置时，图像显示在仪表板上，而当驾驶员座椅处于休息位置时，图像显示在顶篷上。因此，如果驾驶员希望同时看到两个显示面板，所述系统会限制驾驶员移动他的头部。因此，所述系统并不是在驾驶员座椅的任意位置都给予驾驶员相同的视野。
文献EP 2 923 884公开了一种显示器系统，所述显示器系统被配置成通过独特的显示器向坐在车辆座椅上的乘员显示信息或图像。显示器的位置和/或定向可以取决于座椅中的当前乘员位置而变化。然而，所述系统专门配置成调整连接到车顶的、在坐在后座上的乘员头顶上方的显示器的位置。因此，该系统没有被配置成调整设置在驾驶员座椅两侧处的两个显示器的位置以便允许驾驶员座椅的乘员在驾驶员座椅的任意位置都看到这两个显示器。
因此，在自主或半自主车辆中需要提供一种改进的显示器系统，所述显示器系统适用于调整设置在车辆中驾驶员座椅两侧处的至少两个显示器单元的定向。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于车辆的显示器系统，其中避免了前述问题。
根据本发明的第一方面，所述目的通过根据独立权利要求1的显示器系统来实现。从属权利要求2至10包含显示器系统的进一步改进。所述显示器系统包括：
-至少两个显示器单元，所述至少两个显示器单元安装在车辆内以便位于驾驶员座椅的两侧处，所述显示器单元适于显示由安装在车辆外部的视频摄像头捕获的图像，其中，每个显示器单元相对于驾驶员座椅的定向是可调整的；
-显示器定向设备，所述显示器定向设备适于控制车辆内每个显示器单元的定向；
-座椅位置传感器设备，所述座椅位置传感器设备适于实时感测车辆内驾驶员座椅的位置并且输出对应的座椅位置数据；
-控制器，所述控制器联接到显示器定向设备和座椅位置传感器设备，并且适于基于从所述座椅位置传感器设备接收的座椅位置数据来自动控制所述显示器定向设备，使得所述至少两个显示器单元相对于所述驾驶员座椅的定向被调整至允许坐在驾驶员座椅上的乘员在所述驾驶员座椅的任意位置都以相同的视角看到两个显示器单元，并且优选地，向所述乘员提供符合规定UN ECE n°46的视野。
经过如此配置，本发明的系统允许调整显示器单元的定向，使得坐在所述驾驶员座椅上的乘员可以在所述驾驶员座椅的任意位置都以相同的视角看到两个显示器单元。这种自动调整是在实时监视驾驶员座椅位置后非常短时间内执行的，因此这种自动调整几乎与所述驾驶员座椅的移动同时进行。
根据本发明的第二方面，所述目的通过根据权利要求12所述的车辆来实现。
根据本发明的第三方面，所述目的通过根据独立权利要求13的方法来实现。从属权利要求14和15包含进一步的改进。
本发明的其它优点和有利特征在以下描述和从属权利要求中公开。
附图说明
参考附图，下面对作为示例引用的本发明的实施例进行更详细的描述。
在附图中：
图1、图2和图3是配备有根据本发明的显示器系统的车辆的驾驶室的示意性顶视图，分别处于第一驾驶员座椅位置、第二驾驶员座椅位置和第三驾驶员座椅位置。
具体实施方式
图1示出了车辆1，更具体地是卡车。尽管本发明将针对卡车进行描述，但本发明不限于该特定车辆，而是可以用于其它车辆。
车辆1包括驾驶室2和三个视频摄像头，分别为左摄像头6、中央摄像头7和右摄像头8，例如嵌入安装在驾驶室2外部的遮阳板中。左、中和右摄像头6-8分别位于遮阳板的左、中、右部分处。这些摄像头被正确定位以捕获周围区域中的图像，其中左右摄像头6、8捕获在驾驶室2后方的区域中的图像，中央摄像头7捕获在驾驶室2前方的区域中的图像。由摄像头6-8捕获的图像以电子信号的形式传送到控制器16。控制器16被配置成将所述电子信号转换为图像数据，该图像数据可以显示在对应的显示器单元上，分别为左显示器单元11、中央显示器单元12和右显示器单元13，这些显示器单元安装在驾驶室2内，其中左显示器单元11位于驾驶员座椅3的左侧处，中央显示器单元12和右显示器单元13位于驾驶员座椅3的右侧处。每个显示器单元11-13经由枢轴点枢转地连接到驾驶室2，使得其相对于驾驶员座椅3的定向是可调整的。例如，可以通过每个显示器单元11-13连接到驾驶员座椅3的重心的轴线与由车辆1限定的纵向方向D之间的角度来限定该定向。当驾驶员座椅3在驾驶室2中移动时，所述角度也可能改变。特别地，驾驶员座椅3能够沿着轨道4可滑动地移动，使得驾驶员座椅3沿着纵向方向D的位置是可调整的。驾驶员座椅3和方向盘5之间的距离因此可以缩短或增加。此外，驾驶员座椅3可以围绕竖直轴线枢转，使得驾驶员座椅3相对于纵向方向D的角位置是可调整的。这些调整不限制本发明。可以进一步调整车辆1内的驾驶员座椅3的位置和/定向。特别地，在车辆1的另外的实施例(未示出)中，驾驶员座椅3能够沿着垂直于纵向方向D的横向方向或沿着竖直方向移动。
控制器16和显示器单元11-13形成根据本发明的显示器系统10的主要部件。
显示器系统10还包括座椅位置传感器设备15，该座椅位置传感器设备适于实时感测驾驶员座椅3的当前位置并且将对应的座椅位置数据输出到控制器16。具体地，座椅位置传感器设备15适于确定例如以下一项或多项特征：
-驾驶员座椅3的重心与车辆1内的固定点之间的距离；
-驾驶员座椅3的重心与车辆1内的水平和/或竖直平面之间的距离；
-驾驶员座椅3相对于车辆1内的水平和/或竖直平面的定位；
-驾驶员座椅3沿着轨道4的位置；
-驾驶员座椅3的重心与由轨道4限定的平面之间的距离；
-驾驶员座椅3相对于与由轨道4限定的平面垂直的平面的角位置。
座椅位置传感器设备15可以选自视频摄像头、压力传感器、电磁传感器和超声波传感器。
显示器系统10还包括显示器定向设备14，该显示器定向设备14适于控制驾驶室2中每个显示器单元11-13的定向。显示器定向设备14联接到控制器16并且由所述控制器16基于由座椅位置传感器设备15提供的座椅位置数据来控制。因此，显示器定向设备14可以调整每个显示器单元11-13相对于驾驶员座椅3的定向，以允许坐在驾驶员座椅3上的乘员在驾驶员座椅3的任何位置都以相同的视角看到三个显示器单元11-13。特别地，这些显示器单元11-13可以优选地被定向以便向所述乘员提供符合规定UN ECE n°46的视野。
用于调整每个显示器单元11-13的定向的方法将在以下段落中参考图1至图3进行详细说明。
参考图1，示出了当驾驶员座椅3处于其正常使用位置时显示器系统10的显示器单元11-13的定向。在该正常使用位置，驾驶员座椅3平行于纵向方向D并与方向盘5相距一定距离，以允许坐在驾驶员座椅3上的乘员在其手臂稍微弯曲的情况下将方向盘5握在手中。
在第一步骤中，由座椅位置传感器设备15感测驾驶员座椅3的当前位置。因此，座椅位置传感器设备10可以确定对应于驾驶员座椅3的所述当前位置的座椅位置数据。
在第二步骤中，确定的座椅位置数据被传输到与座椅位置传感器设备10联接的控制器16。
在第三步骤中，控制器16基于所述确定的座椅位置数据来确定显示器单元11-13的定向。所确定的定向可以由复杂的计算产生，其中显示器单元11-13和驾驶员座椅3之间的相对位置和定向是主要参数。这种复杂的计算特别适于找到显示器单元11-13的最佳定向，该最佳定向允许坐在驾驶员座椅3上的乘员在驾驶员座椅3的任意位置都以相同的视角看到每个显示器单元11-13。该第三步骤由控制器16自动执行。在所示实施例中，所确定的定向可以例如由将左显示器单元11、中央显示器单元12和右显示器单元13连接到驾驶员座椅3的重心的轴线和纵向方向D之间的相应角度α1、α2和α3来表示。
在第四步骤中，控制器16控制显示器定向设备14，以使显示器定向设备14将显示器单元11-13的定向调整到确定的定向。
参考图2，示出了当驾驶员座椅3已经从图1的正常使用位置围绕竖直轴线枢转地移动时，显示器系统10的显示器单元11-13的定向。在该第二使用位置，驾驶员座椅3相对于纵向方向D倾斜定向。
在执行前述四个步骤之后，显示器系统10确定显示器单元11-13的新定向，由图2中的角度α1'、α2'和α3'表示，并且显示器单元11-13的定向由显示器系统10调整到所述新定向。
参考图3，示出了当驾驶员座椅3已经从图1的正常使用位置沿着轨道4移动到更靠近方向盘5时，显示器系统10的显示器单元11-13的定向。
在执行前述四个步骤之后，显示器系统10确定显示器单元11-13的新定向，由图3中的角度α1”、α2”和α3”表示，并且显示器单元11-13的定向由显示器系统10调整到所述新定向。
显示器系统10还可以包括存储器，该存储器存储相对于图1至图3中所示的特定使用位置或相对于驾驶员座椅3的多个另外的基准位置的基准数据。因此，在前述第三步骤期间，控制器16适于将从座椅位置传感器设备15接收的座椅位置数据与所述基准数据进行比较，并且确定驾驶员座椅3的当前位置是否对应于存储在存储器中的特定基准位置。因此，当驾驶员座椅3的当前位置对应于存储在存储器中的特定基准位置时，可以有利地避免用于确定显示器单元11-13的最佳定向的复杂计算，这些最佳定向已经针对驾驶员座椅3的每个基准位置被存储的存储器中。这导致第四步骤的执行时间减少，因此，本发明的方法的执行时间减少。
应当理解，本发明不限于上述和附图所示的实施例；相反，本领域技术人员将认识到可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和修改。
特别地，在本发明的进一步实施例中，显示器系统10可以仅包括两个显示器单元，或者三个以上的显示器单元。

Claims (15)

1.一种用于车辆(1)的显示器系统(10)，其特征在于，所述显示器系统(10)包括：
-至少两个显示器单元(11-13)，所述至少两个显示器单元(11-13)安装在所述车辆(1)内以便位于驾驶员座椅(3)的两侧处，所述显示器单元(11-13)适于显示由安装在所述车辆(1)外部的视频摄像头(6-8)捕获的图像，其中每个显示器单元(11-13)相对于所述驾驶员座椅(3)的定向是可调整的；
-显示器定向设备(14)，所述显示器定向设备(14)适于控制所述车辆(1)内每个显示器单元(11-13)的定向；
-座椅位置传感器设备(15)，所述座椅位置传感器设备(15)适于实时感测所述驾驶员座椅(3)在所述车辆(1)内的位置并输出对应的座椅位置数据；
-控制器(16)，所述控制器(16)联接到所述显示器定向设备(14)和所述座椅位置传感器设备(15)，并且所述控制器(16)适于基于从所述座椅位置传感器设备(15)接收的所述座椅位置数据来自动控制所述显示器定向设备(14)，使得所述至少两个显示器单元(11-13)相对于所述驾驶员座椅(3)的定向被调整以允许坐在所述驾驶员座椅(3)上的乘员在所述驾驶员座椅(3)的任意位置都以相同的视角看到两个显示器单元(11-13)。
2.根据权利要求1所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述座椅位置传感器设备(15)适于确定所述驾驶员座椅(3)的重心与所述车辆(1)内的固定点之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述座椅位置传感器设备(15)适于确定所述驾驶员座椅(3)的重心与所述车辆(1)内的水平和/或竖直平面之间的距离。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述座椅位置传感器设备(15)适于确定所述驾驶员座椅(3)相对于所述车辆(1)内的水平和/或竖直平面的定向。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述座椅位置传感器设备(15)适于确定所述驾驶员座椅(3)沿着安装在所述车辆(1)内的轨道(4)的位置，并且所述驾驶员座椅(3)沿着所述轨道(4)可滑动地连接。
6.根据权利要求5所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述座椅位置传感器设备(15)适于确定所述驾驶员座椅(3)的重心与由所述轨道(4)限定的平面之间的距离。
7.根据权利要求5或6所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述座椅位置传感器设备(15)适于确定所述驾驶员座椅(3)相对于与由所述轨道(4)所限定的平面垂直的平面的角位置。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述座椅位置传感器设备(15)选自视频摄像头、压力传感器、电磁传感器和超声波传感器。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述系统(10)还包括存储器，所述存储器存储相对于所述驾驶员座椅(3)的多个基准位置的基准数据，并且所述控制器(16)适于将从所述座椅位置传感器设备(15)接收的所述座椅位置数据与所述基准数据进行比较，并且确定所述驾驶员座椅(3)的当前位置是否对应于特定基准位置。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述显示器定向设备(14)适于围绕所述车辆(1)内的固定轴来枢转每个显示器单元(11-13)。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的显示器系统(10)，其特征在于，所述至少两个显示器单元(11-13)相对于所述驾驶员座椅(3)的定向由所述控制器(16)调整以向乘员提供符合规定UN ECE n°46的视野。
12.一种车辆(1)，包括：
-视频摄像头(6-8)，所述视频摄像头(6-8)安装在所述车辆(1)外部并且适于捕获所述车辆(1)周围的图像；
-驾驶员座椅(3)，所述驾驶员座椅(3)安装在所述车辆(1)内，所述驾驶员座椅(3)在所述车辆(1)内的位置是可变的；
-根据前述权利要求中的任一项所述的显示器系统(10)。
13.一种用于调整车辆(1)内的根据权利要求1至11中的任一项所述的显示器系统(10)的至少两个显示器单元(11-13)的定向的方法，所述方法包括以下步骤：
i)确定所述驾驶员座椅(3)在所述车辆(1)内的当前位置；
ii)将所述当前位置提供给控制器(16)；
iii)基于所述当前位置来确定所述至少两个显示器单元(11-13)的定向，所确定的定向允许坐在所述驾驶员座椅(3)上的乘员在所述驾驶员座椅(3)的任意位置以相同的视角看到所述两个显示器单元(11-13)，所述步骤iii)由所述控制器(16)自动执行；
iv)将所述至少两个显示器单元(11-13)的定向调整到所确定的定向。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤i)由联接到所述控制器(16)的座椅位置传感器设备(15)执行。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述步骤iv)由联接到所述控制器(16)的显示器定向设备(14)执行。
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