CN114630761A - 用于控制车辆的安全关键功能的用户界面 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制车辆的功能的用户界面(100)。所述用户界面包括：手动输入设备(105、107a‑c、109a‑c)，用于在用户手动致动时生成用户输入信号；和布置在所述手动输入设备(105、107a‑c、109a‑c)附近的一个或多个接近传感器(103a‑f)，其中，每个接近传感器(103a‑f)用于在所述接近传感器(103a‑f)附近存在手时生成接近传感器信号。此外，所述用户界面(100)包括处理电路(101)，所述处理电路(101)用于根据所述用户输入信号和一个或多个接近传感器信号控制所述车辆的所述功能。

Description

用于控制车辆的安全关键功能的用户界面
技术领域
本发明大体上涉及汽车安全。更具体地，本发明涉及一种用于控制车辆的安全关键功能的用户界面以及包括这种用户界面的车辆。
背景技术
当车辆在道路上行驶时，特别是高速行驶时，如果驾驶员在车载信息娱乐系统(in-vehicle infotainment，IVI)和驾驶舱的中控台上进行复杂操作并分散监控路况的注意力，可能会导致安全风险较高。为了限制在高车速下的某些类型的车载信息娱乐系统和驾驶舱操作，传统的方案通常只是禁止这些操作并阻止执行这些操作。
例如，禁止在超过车速阈值时对某些车辆设置进行更改，以迫使驾驶员全神贯注地监控路况而不会分散注意力。另一个示例是禁止在汽车行驶时执行某些应用程序，如通讯工具或视频播放器。所禁止的操作可以包括直接在车载信息娱乐系统(in-vehicleinfotainment，IVI)、仪表组(instrument cluster，IC)或带有手动控制元件(如触摸屏、按钮或旋钮等)的驾驶舱的控制台设备上进行的操作，以及在方向盘按钮上进行的操作。
但是，上述传统方案有一个缺点，即不区分由车辆的驾驶员或另一乘客执行的操作。例如，副驾驶员的操作不会导致安全威胁，为了更多的娱乐和便利目的应允许操作。例如，在高车速下输入新的目的地地址以进行导航会因为分散驾驶员的注意力而危及生命。但是，如果副驾驶员可以为驾驶员代劳，将会十分有助于立即更新导航目的地，并为驾驶员快速指导新路径。
鉴于上述情况，需要用于控制车辆的安全关键功能的改进的用户界面。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于控制车辆的安全关键功能的改进的用户界面。
上述和其它目的通过独立权利要求请求保护的主题来实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中显而易见。
通常，本文公开的实施例通过防止驾驶员在车辆移动期间操作车辆的控制台用户界面以免注意力分散来实现驾驶安全。另一方面，操作动作仍然可以由车辆的其他乘客，特别是副驾驶员执行。在这方面，本文公开的实施例区分了车辆的车载信息娱乐系统(in-vehicle infotainment，IVI)和驾驶舱上的操作是由车辆的驾驶员还是副驾驶员执行的。副驾驶员可以执行这些操作并且可以生效，而驾驶员的操作可能会被拒绝，并向驾驶员生成安全警报消息。这样可以保持副驾驶员操作的便利性，而又避免驾驶员危及生命的操作。
因此，提供了改进的用户界面，可以控制功能，例如以安全的方式应用车辆的电子系统。这通过防止驾驶员在车辆运动期间操作车辆的控制台界面，但支持副驾驶员操作控制台界面，实现了驾驶安全。
更具体地，根据第一方面，提供了一种用于控制车辆的功能的用户界面。车辆的功能可以包括车辆的安全关键功能和安全非关键功能。
所述用户界面包括手动输入设备，用于在用户手动致动时生成用户输入信号。此外，所述用户界面包括布置在所述手动输入设备附近的一个或多个接近传感器，每个接近传感器用于在所述接近传感器附近存在用户的手时生成接近传感器信号。此外，所述用户界面包括处理电路，所述处理电路用于根据所述用户输入信号和一个或多个接近传感器信号控制所述车辆的所述功能。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述处理电路用于通过以下方式控制所述车辆的所述功能：
根据所述一个或多个接近传感器信号生成用户识别信号(例如，用户识别标志)，其中，所述用户识别信号指示所述用户是否可能为所述车辆的驾驶员；
根据所述用户识别信号控制所述车辆的所述功能。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，生成所述用户识别信号包括：
在所述一个或多个接近传感器信号指示所述手位于所述车辆的驾驶员侧时，启动时间帧；
在所述时间帧期间，生成所述用户识别信号，以指示所述用户是所述车辆的所述驾驶员。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述处理电路用于在所述用户识别信号指示所述用户是所述车辆的所述驾驶员时，终止或阻断所述车辆的所述功能，所述功能是安全关键功能，即手动操作可能导致安全风险的功能。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述处理电路还用于在所述用户识别信号指示所述用户是所述车辆的所述驾驶员时，为所述用户生成警报，所述功能是安全关键功能，即手动操作可能导致安全风险的功能。警报可以包括声音信号或可见信号或两者。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述手动输入设备位于所述车辆的中控台或前控台中。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述一个或多个接近传感器中的至少一个布置在所述车辆的驾驶员侧。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述一个或多个接近传感器中的至少一个布置在所述车辆的副驾驶员侧。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述处理电路集成在所述手动输入设备中。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述手动输入设备包括以下输入元件中的一个或多个：触摸屏、旋转旋钮、按钮、滑块、轨迹球和棒。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述处理电路用于根据所述用户输入信号、所述一个或多个接近传感器信号和所述车辆的驾驶状态控制所述车辆的所述功能。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述用户界面用于控制所述车辆的多个功能中的选定功能，其中，每个功能具有功能类型，例如安全关键功能和安全非关键功能，并且所述处理电路用于根据所述用户输入信号、所述一个或多个接近传感器信号和所述选定功能的所述功能类型控制所述车辆的所述选定功能。
根据第二方面，提供了一种车辆，特别是汽车，包括根据第一方面所述的用户界面。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，根据第一方面所述的用户界面的所述手动输入设备置于根据第二方面所述的车辆的中控台或前控台中。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，根据第一方面所述的用户界面的所述一个或多个接近传感器中的至少一个布置在根据第二方面所述的车辆的驾驶员侧。
在第二方面的另一种可能的实现方式中，根据第一方面所述的用户界面的所述一个或多个接近传感器中的至少一个布置在根据第二方面所述的车辆的副驾驶员侧。
以下附图和说明书详细阐述了一个或多个实施例。其它特征、目的和优点在说明书、附图和权利要求中是显而易见的。
附图说明
下面将参照所附附图和示意图更加详细地描述本发明实施例，其中：
图1是一个实施例提供的用于控制车辆的功能的用户界面的示意图；
图2是另一实施例提供的用于控制车辆的功能的用户界面的示意图；
图3是一个实施例提供的控制由用户界面实现的车辆的功能的过程的流程图。
在下文中，相同的附图标记是指相同或至少功能上等效的特征。
具体实施方式
以下描述中，参考形成本发明一部分并以说明的方式示出本发明实施例的具体方面或可以使用本发明实施例的具体方面的附图。应当理解，本发明实施例可以在其它方面中使用，并且可以包括附图中未描述的结构变化或逻辑变化。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，本发明的范围由所附权利要求书界定。
例如，应当理解，与描述方法有关的公开内容可以对用于执行所述方法的对应设备或系统也同样适用，反之亦然。例如，如果描述一个或多个具体方法步骤，则对应的设备可以包括一个或多个单元(例如功能单元)来执行所描述的一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行一个或多个步骤，或多个单元分别执行多个步骤中的一个或多个)，即使附图中未明确描述或说明该一个或多个单元。另一方面，例如，如果根据一个或多个单元(例如，功能单元)来描述具体装置，则对应的方法可以包括一个步骤来实现一个或多个单元的功能(例如，一个步骤实现一个或多个单元的功能，或多个步骤分别实现多个单元中一个或多个单元的功能)，即使附图中未明确描述或说明该一个或多个步骤。此外，应当理解，除非另外明确说明，本文中描述的各种示例性实施例和/或方面的特征可以相互组合。
图1是用于控制(即操作)车辆(特别是汽车)的功能的用户界面100的示意图。图2示出了用于控制(即操作)车辆(特别是汽车)的功能的用户界面100的另一实施例。
在图1和图2所示的实施例中，用户界面100包括多个手动输入设备，所述手动输入设备包括触摸屏105、可旋转控制旋钮107a-c和可按压控制按钮109a-c。每个手动输入设备用于在用户手动致动时生成用户输入信号。例如，当用户的手指按压或滑动触摸屏105时，触摸屏105可以生成用户输入信号。在一个实施例中，包括触摸屏105、可旋转控制旋钮107a-c和可按压控制按钮109a-c的多个手动输入设备可以布置在车辆的中控台或前控台中。
如图1和图2所示，用户界面100还包括布置在多个手动输入设备(即触摸屏105、可旋转控制旋钮107a、b和可按压控制按钮109a-c)附近的接近传感器103a-f。每个接近传感器103a-f用于在接近传感器103a-f附近存在用户的手时生成相应的接近传感器信号。作为示例，在图1所示的实施例中，用户界面100包括布置在多个手动输入设备附近的两个接近传感器103a、103b，而在图2所示的实施例中，用户界面100包括布置在多个手动输入设备附近的六个接近传感器103a-f。可以理解，用户界面100包括的接近传感器103a-f越多，用户界面100将能够更好地检测对象是否存在，例如操作用户界面100的手动输入设备的用户的手是否存在。
在一个实施例中，用户界面100可以布置在汽车的中控台中，其中，方向盘和驾驶员座椅位于中控台的左侧。在一个实施例中，用户界面100可以布置在汽车的中控台中，其中，方向盘和驾驶员座椅位于中控台的右侧。如图1和图2所示，接近传感器103a-f中的一个或多个可以布置在汽车的驾驶员侧，而其它接近传感器103a-f可以布置在车辆的副驾驶员侧。
如图1和图2所示，用户界面100还包括处理电路101，处理电路101用于根据由一个或多个手动输入设备105、170a-c、109a-c提供的一个或多个用户输入信号和由接近传感器103a-f提供的接近传感器信号控制车辆的功能。处理电路101可以包括硬件和软件。硬件可以包括模拟电路或数字电路，或模拟电路和数字电路两者。数字电路可以包括专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程阵列(field-programmable array，FPGA)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)或通用处理器等组件。特别地，本文提到的滤波器可以以硬件或软件或硬件和软件的组合实现。在一个实施例中，处理电路101包括一个或多个处理器和连接到一个或多个处理器的非瞬时性存储器。非瞬时性存储器可携带可执行程序代码，当所述可执行程序代码由一个或多个处理器执行时，使设备用户界面100执行本文描述的操作或方法。
在一个实施例中，用户界面100的处理电路101根据由一个或多个手动输入设备105、170a-c、109a-c提供的一个或多个用户输入信号和由接近传感器103a-f提供的接近传感器信号控制的车辆的功能可以是软件应用程序，即由用户设备100的处理电路101或由车辆的另一电子系统执行的APP。
在一个实施例中，用户界面100的处理电路101用于通过根据由多个接近传感器103a-f提供的接近传感器信号生成用户识别信号来控制车辆的功能，其中，用户识别信号指示操作用户界面101的一个或多个手动输入设备105、107a-c、109a-c的用户是否为车辆的驾驶员。在一个实施例中，用户识别信号可以是由处理电路101设置的标志或位。此外，处理电路101用于根据用户识别信号控制车辆的功能。在一个实施例中，处理电路101用于在用户识别信号指示用户是车辆的驾驶员时，如果车辆的功能是车辆的安全关键功能，则终止或阻断该功能。本文所使用的车辆的安全关键功能是其操作可能会分散车辆驾驶员的注意力的功能。此外，用户界面100的处理电路101可以用于在用户识别信号指示用户是车辆的驾驶员时，如果该功能是车辆的安全关键功能，则为用户生成警报。
在一个实施例中，为了生成用户识别信号，用户界面100的处理电路101用于在一个或多个接近传感器信号指示操作手动输入设备105、107a-c、109a-c的手位于车辆的驾驶员侧时，启动时间帧。在时间帧期间，用户界面100的处理电路101用于生成用户识别信号，以便指示用户是车辆的驾驶员。
在一个实施例中，用户界面的处理电路101可以与用于生成一个或多个用户输入信号的一个或多个手动输入设备105、107a-c、109a-c的处理电路集成。
上述实施例通过防止驾驶员在驾驶车辆(例如汽车)时操作汽车的用户界面100，改进了驾驶安全性。另一方面，操作动作仍然可以由副驾驶员使用汽车的用户界面100执行，以控制汽车的功能。
在车辆移动期间，特别是在高速移动期间，某些类型的复杂功能和/或操作(即车辆的安全关键功能)被认为会分散驾驶员的注意力，对道路安全有风险。这类分散注意力的复杂操作的一些示例包括：在导航应用程序中键入目的地地址；试图了解车辆设置项和更改车辆的人机界面(human-machine interface，HMI)中的设置或首选项；出于特定目的使用某些类型的软件应用程序(也称为“APP”)，例如用通讯工具以文本形式聊天、在视频播放器中观看视频或玩电脑游戏；以及阅读相对较长的文本，如用户协议并确认同意。
另一方面，简单的功能和操作通常需要非常短的操作时间或用户几乎不需要分散注意力，此类功能和操作不会被认为会分散注意力和有风险(本文称为安全非关键功能)。因此，驾驶员在车辆移动期间可以执行这些操作。例如，根据一个实施例，所允许的功能和操作，即车辆的安全非关键功能可以包括：打开或关闭车窗；打开/关闭空调以调整车辆的内部温度；播放音频文件，或类似的操作，如暂停、跳过或选择曲目；接听或拨打蓝牙免提呼叫。
复杂的功能和操作(即安全关键功能和操作)与简单的功能和操作(即安全非关键功能和操作)之间的主要区别是，简单的功能通常只需要有限的人机操作和对物理按钮或旋钮进行快速操作。驾驶员在操作过程中几乎不会分散注意力。但是，复杂的功能和操作需要阅读/理解相对复杂的内容或向用户界面100中输入大量文本。驾驶员的注意力很容易在相对较长的时间内从路况转移到人机交互，因此分散了注意力。本文公开的实施例可以通过禁止复杂的功能和操作，即安全关键功能，并通过可听到的或可见的安全警报警告驾驶员来避免驾驶员分散注意力。
用户界面100的实施例可以实现两阶段方法。在一个实施例中，用户界面100可以用于首先根据由一个或多个接近传感器103a-e提供的一个或多个接近传感器信号区分手动输入操作是由车辆的驾驶员还是副驾驶员执行的。此外，用户界面100的处理电路101可以用于将该评估与其它交通/车辆信息组合起来，以识别手动输入设备的操作是否用于操作安全关键功能，并向驾驶员发出安全警报。因此，在一个实施例中，用户界面100用于控制车辆的多个功能中的选定功能，每个功能是车辆的安全关键功能或安全非关键功能，其中，用户界面100的处理电路101用于根据用户输入信号、一个或多个接近传感器信号和选定功能的功能类型，即选定功能是安全关键功能还是安全非关键功能，控制车辆的选定功能。在另一实施例中，用户界面的处理电路101用于根据用户输入信号、一个或多个接近传感器信号和车辆的驾驶状态(例如，车辆是否以大于或小于速度阈值的速度移动)控制车辆的功能。
如上所述，根据实施例，用户界面100用于区分用户界面100(例如车载信息娱乐(in-vehicle infotainment，IVI)系统100)的操作是由车辆的驾驶员还是副驾驶员执行。例如，在图1所示的实施例中，假设为左转向车辆，当驾驶员伸出右臂并用右手在用户界面100的控制区域操作时，左接近传感器103a将检测到手臂/手的接近，而右接近传感器103b不会检测到这一结果。另一方面，当副驾驶员试图在用户界面100的控制区域操作时，将会触发右接近传感器103b，即生成接近传感器信号，而不会触发左接近传感器103a。通过左边缘和右边缘的接近传感器103a-f的触发模式，可以识别操作来自左侧或右侧，即来自驾驶员侧或副驾驶员侧。常见的操作模式是只有一只手/手臂同时在操作区域内操作，即只有左侧或右侧的一个或多个接近传感器103a-d被触发。
在用户界面100两侧的接近传感器103a-f都被触发的情况下，可能存在各种可能性。例如，根据一个实施例，手臂在伸展时，手掉落到操作区域，没有对手动输入设备105、107a-c、109a-c采取任何动作。在另一实施例中，驾驶座和副驾驶座的两人的右手或左手分别伸入操作区域，同时在该区域操作。在这种情况下，无论威胁安全的操作是否真的由驾驶员执行，这些操作都可能会被视为由驾驶员执行，并因此出于安全原因而禁止这些操作。
在另一实施例中，用户设备100的处理电路101可以用于基于其它数据(除了由接近传感器103a-f提供的一个或多个接近传感器信号和由手动输入设备105、107a-c、109a-c提供的一个或多个用户输入信号之外)，例如由在车辆中实现的手势识别机制提供的数据，控制车辆的功能。
图3是一个实施例提供的控制由用户界面100实现的车辆的功能的过程300的流程图。过程300包括以下步骤。
首先，过程300以车辆的安全关键操作/功能开始，例如，试图在车辆高速移动时，在触摸屏105上显示的聊天窗口中键入消息或将目的地地址键入车辆的导航系统中(图3的方框301)。
下一步骤是检查车辆或路况对于此类安全关键功能/操作是否足够安全，假设操作由应最大限度地专注于驾驶的驾驶员执行(图3的方框303)：在一个实施例中，用户设备100的处理电路101可以使用车速是否超过速度阈值作为度量，该速度阈值可以根据相应的应用需求而变化。当车速很低或静止时，可以将操作视为无风险，可以立即执行这些操作。否则，如果车速高于阈值，则操作可能被认为安全风险过高，需要确定谁是操作人员。还可以收集影响车辆行驶状态的其它道路信息，以识别分散驾驶员注意力的操作风险，所述道路信息例如导航地图中特别标注的危险和事故多发路段，或下一条快车道上超车车辆过于拥挤、过近等等。此步骤的目的是在假设驾驶员正在执行操作并在驾驶中分散注意力的情况下，识别安全风险。
在识别安全风险之后，下一步骤是确认功能/操作是由驾驶员执行还是由启动操作的副驾驶员执行(图3的方框305)。如果功能/操作由副驾驶员执行，则它是安全的，并且操作可以随时自由执行(图3的方框307)。否则，确定驾驶员的操作是不安全的，应该禁止，同时发出可见或可听到的警报消息(图3的方框309)。最后，过程完成(图3的方框311)。
本领域技术人员将理解，各种附图(方法和装置)的“框”(“单元”)表示或描述本发明实施例的功能(而不一定是在硬件或软件中的单独“单元”)，因此同等地描述装置实施例以及方法实施例的功能或特征(单元等同步骤)。
在本申请中提供的几个实施例中，应当理解，所公开的系统、装置和方法可以通过其它方式实现。例如，所描述的装置实施例仅仅是示例性的。例如，单元划分仅仅是一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如，可以将多个单元或组件合并或集成到另一系统中，或者可以忽略或不执行一些特征。另外，所显示或描述的相互耦合或直接耦合或通信连接可以通过一些接口来实现。装置或单元之间的直接耦合或通信连接可以通过电子、机械或其它形式实现。
作为分离部件描述的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，可以位于一个位置上，或者可以分布在多个网络单元上。可以根据实际需要选择一些或全部单元来实现实施例方案的目的。
另外，本发明实施例中的功能单元可集成到一个处理单元中，或每个单元可物理上单独存在，或两个或更多单元可集成到一个单元中。

Claims (13)

1.一种用于控制车辆的功能的用户界面(100)，其特征在于，所述用户界面(100)包括：
手动输入设备(105、107a-c、109a-c)，用于在用户手动致动时生成用户输入信号；
布置在所述手动输入设备(105、107a-c、109a-c)附近的一个或多个接近传感器(103a-f)，每个接近传感器(103a-f)用于在所述接近传感器(103a-f)附近存在手时生成接近传感器信号；
处理电路(101)，用于根据所述用户输入信号和一个或多个接近传感器信号控制所述车辆的所述功能。
2.根据权利要求1所述的用户界面(100)，其特征在于，所述处理电路(101)用于通过以下方式控制所述车辆的所述功能：
根据所述一个或多个接近传感器信号生成用户识别信号，其中，所述用户识别信号指示所述用户是否为所述车辆的驾驶员；
根据所述用户识别信号控制所述车辆的所述功能。
3.根据权利要求2所述的用户界面(100)，其特征在于，生成所述用户识别信号包括：
在所述一个或多个接近传感器信号指示所述手位于所述车辆的驾驶员侧时，启动时间帧；
在所述时间帧期间，生成所述用户识别信号，以指示所述用户是所述车辆的所述驾驶员。
4.根据权利要求2或3所述的用户界面(100)，其特征在于，所述处理电路(101)用于在所述用户识别信号指示所述用户是所述车辆的所述驾驶员时，终止或阻断所述车辆的所述功能。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的用户界面(100)，其特征在于，所述处理电路(101)还用于在所述用户识别信号指示所述用户是所述车辆的所述驾驶员时，为所述用户生成警报。
6.根据上述权利要求中任一项所述的用户界面(100)，其特征在于，所述手动输入设备(105、107a-c、109a-c)位于所述车辆的中控台或前控台中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的用户界面(100)，其特征在于，所述一个或多个接近传感器(103a-f)中的至少一个布置在所述车辆的驾驶员侧。
8.根据权利要求7所述的用户界面(100)，其特征在于，所述一个或多个接近传感器(103a-f)中的至少一个布置在所述车辆的副驾驶员侧。
9.根据上述权利要求中任一项所述的用户界面(100)，其特征在于，所述处理电路(101)集成在所述手动输入设备(105、107a-c、109a-c)中。
10.根据上述权利要求中任一项所述的用户界面(100)，其特征在于，所述手动输入设备(105、107a-c、109a-c)包括以下输入元件中的一个或多个：触摸屏(105)、旋转旋钮(107a-c)、按钮(109a-c)、滑块、轨迹球和棒。
11.根据上述权利要求中任一项所述的用户界面(100)，其特征在于，所述处理电路(101)用于根据所述用户输入信号、所述一个或多个接近传感器信号和所述车辆的驾驶状态控制所述车辆的所述功能。
12.根据上述权利要求中任一项所述的用户界面(100)，其特征在于，所述用户界面(100)用于控制所述车辆的多个功能中的选定功能，其中，每个功能具有功能类型，并且所述处理电路(101)用于根据所述用户输入信号、所述一个或多个接近传感器信号和所述选定功能的所述功能类型控制所述车辆的所述选定功能。
13.一种车辆，其特征在于，包括根据上述权利要求中任一项所述的用户界面(100)。
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