CN114655141A - 用于车辆的动态显示方法和装置 - Google Patents

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雷金亮
章伟明
薛永会
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Abstract

本申请涉及汽车显示技术，特别涉及用于车辆的动态显示方法、实施上述方法的车辆控制器和计算机可读存储介质以及包含该车辆控制器的车辆。按照本申请的用于在车辆上实现动态显示的方法包含下列步骤：实时获取车辆的运动状态；根据获取的运动状态确定车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度；以及基于车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度调整车辆显示屏所显示的元素的视觉属性，其中，以视觉信息与其它感官信息的匹配性为目标来调整所述元素的视觉属性。

Description

用于车辆的动态显示方法和装置
技术领域
本申请涉及汽车显示技术，特别涉及用于车辆的动态显示方法、实施上述方法的车辆控制器和计算机可读存储介质以及包含该车辆控制器的车辆。
背景技术
晕动症(motion sickness)是晕车病、晕船病、晕机病和由于各种原因引起的摇摆、颠簸、旋转、加速运动等所致疾病的统称。许多用户在车辆行驶中(尤其是比较颠簸的情况下)如果连续注视屏幕，会产生晕动症反应。随着车辆智能化发展的进程，车载屏幕的使用频度和持续时间都将不断增加，因此如何防止或缓解因观看屏幕而导致的晕动症反应是亟待解决的课题。
发明内容
本申请的实施例提供了用于在车辆上实现动态显示的方法、实施上述方法的车辆控制器和计算机可读存储介质以及包含该车辆控制器的汽车电子系统，其能够以简单的方式防止或缓解车辆行驶过程中因观看屏幕而导致的晕动症反应。
根据本申请的一个方面，提供一种用于在车辆上实现动态显示的方法，包含下列步骤：
实时获取车辆的运动状态；
根据获取的运动状态确定车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度；以及
基于车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度调整车辆显示屏所显示的元素的视觉属性，
其中，以视觉信息与其它感官信息的匹配性为目标来调整所述元素的视觉属性。
可选地，在上述方法中，所述运动状态包括车辆相对于地面参考坐标系的加速度。
可选地，在上述方法中，所述颠簸程度以下列参数来表征：车身坐标系的其中一个坐标轴与地面参考坐标系的对应坐标轴的夹角，所述对应坐标轴平行于重力加速度的方向。
可选地，在上述方法中，所述其它感官信息包括耳蜗感知的平衡信号。
除了上述的一个或多个特征以外，在上述方法中，所述元素包括内容显示区域的边界或区域分界线。
可选地，在上述方法中，所述元素的视觉属性包括下列项中的一种或多种：元素在车辆显示屏上的取向、位置、大小和形状。
可选地，在上述方法中，按照下列方式调整所述元素的视觉属性：
基于所述颠簸程度调整区域分界线的取向，使区域分界线与地平线的相对关系保持不变。
可选地，在上述方法中，按照下列方式调整所述元素的视觉属性：
基于所述颠簸程度调整内容显示区域的取向，使得内容显示区域相对于地平线的取向始终保持不变。
按照本申请的另一个方面，提供一种车辆控制器，包括：
存储器；
处理器；以及
存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序的运行导致下列操作：
实时获取车辆的运动状态；
根据获取的运动状态确定车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度；以及
基于车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度调整车辆显示屏所显示的元素的视觉属性，
其中，以视觉信息与其它感官信息的匹配性为目标来调整所述元素的视觉属性。
可选地，所述车辆控制器为座舱域控制器。
按照本申请的另一个方面，提供一种汽车电子系统，包括具有如上所述各种特征的车辆控制器。
按照本申请的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现具有如上所述各种特征的用于在车辆上实现动态显示的方法。
在本申请的一些实施例中，上述其他感官信息包括耳蜗感知的平衡信号。相较于耳蜗感知的平衡信号，视觉信息由于其显性化的特征而较易改变，因此通过调整元素的视觉属性使视觉信息匹配于其它感官信息的方式具有低实施难度和低成本等优点。在本申请的另外一些实施例中，可以将地平线作为水平线以将用户能够观察到的环境信息加入视觉信息中，从而提高用户对调整后视觉信息的可信度。
附图说明
本申请的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：
图1为一种汽车电子系统架构的示意图。
图2为按照本申请一个实施例的智能座舱域的示意性框图。
图3为按照本申请的另一个实施例的用于在车辆上实现动态显示的方法的流程图。
图4A和4B示出了视觉属性调整方式的一个示例。
图5A和5B示出了视觉属性调整方式的另一个示例。
具体实施方式
下面参照其中图示了本申请示意性实施例的附图更为全面地说明本申请。但本申请可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本申请的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本申请的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。
除非特别说明，诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
在本说明书中，“耦合”应当理解为包括在两个单元之间直接传送电能量或电信号的情形，或者经过一个或多个第三单元间接传送电能量或电信号的情形。
为了满足自动驾驶的功能需求，汽车软件系统将包含越来越多的代码和软件包，运行和存储这些代码需要更大的存储空间和更强的运算能力。为了简化车载网络架构，将现有的分散小型控制器整合为域控制器并配以开放式的整体架构，正在成为当今车辆电子电气系统发展的趋势。为此，承担相应功能域的运算和控制任务的高性能控制器被引入车载控制系统。
在本说明书中，汽车电子系统根据功能划分为若干个功能块(以下又称为“域”或“功能域”)，每个功能块内部的系统架构由域控制器为主导构建。示例性地，各个域内部单元的互联可通过诸如CAN和FlexRay之类的通信总线，不同域之间的通信则可通过诸如以太网之类的高传输性能网络。
汽车电子系统可以依照各种方式来划分功能域，图1为一种汽车电子系统架构的示意图，其示出了一种示例性的功能块划分方式。如图1所示，汽车电子系统10包括自动驾驶域110、智能座舱域120、车身域130、动力总成域140和底盘域150，示例性地，这些功能域相互之间以总线方式通信(例如以太网)。
需要指出的是，上述功能域的划分方式仅仅是示例性的，其它方式也是可行的，例如可以将车身域集成到智能座舱域中。
自动驾驶域110提供自动驾驶所需要的数据处理运算及判断能力，包括对毫米波雷达、摄像头、激光雷达、GPS、惯性导航等设备的数据处理工作。同时，自动驾驶域还提供车辆在自动驾驶状态下底层核心数据、联网数据的安全保障工作。
智能座舱域120用于执行汽车座舱电子系统功能，例如可集成液晶仪表、中控多媒体及副驾驶信息娱乐的一体化系统。
车身域130用于执行车身功能的整体控制，其例如可以是传统车身控制器(BCM)或在此基础上进一步集成无钥匙启动系统(PEPS)、纹波防夹、空调控制系统等功能。
动力域140用于实现汽车动力总成的优化与控制。底盘域150用于执行汽车行驶控制，其例如包括助力转向系统(EPS)、车身稳定系统(ESC)、电动刹车助力器、安全气囊控制系统以及空气悬架、车速传感器等。
图2为按照本申请一个实施例的智能座舱域的示意性框图。图2所示的智能座舱域220包括控制单元或控制器221、通信电路222、显示器或显示屏223和人机交互接口224(例如麦克风)。继续参见图2，控制器221包括存储器221A、处理器221B(例如微控制器)和存储在存储器221A内并可在处理器221B上运行的计算机程序221C。通过在处理器221B上运行计算机程序221C来实现汽车座舱电子系统的各项功能。
需要指出的是，人机交互接口224的至少一部分功能可集成到显示屏223内。例如当人机交互方式包括声音输入和触摸输入并且显示屏223为触摸屏时，触摸输入的功能将由显示屏223实现。因此在本说明书中，应将人机交互接口224理解为既可以是独立的硬件，也可以是由不同硬件实现交互功能的硬件组合。
图3为按照本申请的另一个实施例的用于在车辆上实现动态显示的方法的流程图。以下以图2所示的智能座舱域为例来描述方法中的各个步骤，但是在阅读了下面描述的内容将会理解，图3所示实施例并不局限于具有图2所示特定结构的功能域。
示例性地，可以通过在处理器221B上运行相应的计算机程序221C来实施图3所示方法中包含的各个步骤。具体而言，图3所示的方法包括下列步骤：
步骤S310：在控制单元221的控制下，经通信电路221从车辆传感器实时接收关于车辆运动状态的数据。示例性地，这些数据连同时间戳记被缓存在存储器221A内。
可选地，上面所述的运动状态包括车辆相对于地面参考坐标系的加速度，其可以由设置在车辆上的加速度计测量得到。另外可选地，上述运动状态还可包括车辆相对于地面参考坐标系的坐标轴的角速度，其可以由设置在车辆上的陀螺仪测量得到。
步骤S320：控制单元221访问存储器上221A以提取当前时刻的关于车辆运动状态的数据。
步骤S330：控制单元221根据当前时刻的关于车辆运动状态的数据确定当前时刻车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度。
可选地，在车身上设置相对于车辆固定不变的直角坐标系S，该直角坐标系S的X轴、Y轴和Z轴平行于地面参考坐标系S'的对应坐标轴X'轴、Y'轴和Z'轴(示例性地，这里假设Z'轴平行于重力加速度的方向)，或者与各自的对应坐标轴X'轴、Y'轴和Z'轴呈一定的夹角。在车辆行驶过程中，这些夹角中的至少一个将会因为车辆的颠簸而发生变化。
本申请的发明人经过研究后发现，车身坐标系的Z轴相对于地面参考坐标系的Z'轴的夹角θZ的变化(或者说是车身的左右摇摆)是出现晕动症反映的重要诱因。出于简化控制逻辑的目的，可以用车身坐标系的Z轴相对于地面参考坐标系的Z'轴的夹角θZ来表征颠簸程度。
步骤S340：控制单元221基于步骤S330中确定的车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度来调整车辆显示屏所显示的元素的视觉属性。具体而言，通过调整元素的视觉属性使得用户感知的视觉信息匹配于其它感官信息，从而消除或缓解晕动症反应。即，在上述调整中，以视觉信息与其它感官信息的匹配性作为调整所要达到的目标。
可选地，上述其他感官信息包括耳蜗感知的平衡信号。相较于耳蜗感知的平衡信号，视觉信息由于其显性化的特征而较易改变，因此通过调整元素的视觉属性使视觉信息匹配于其它感官信息的方式具有低实施难度和低成本等优点。
可选地，被调整属性的元素可包括下列项中的一种或多种：包含文字的内容显示区域的边界(例如文本框、菜单栏等)、包含图像的内容显示区域的边界(例如图形框)、包含文字和图像的内容显示区域的边界和将区域划分为多个区域的分界线等。
可选地，元素的视觉属性包括下列项中的一种或多种：元素在车辆显示屏上的取向、位置、大小和形状等。
需要指出的是，上述元素及其视觉属性的例子仅仅是示例性的。本领域技术人员在阅读本说明书后不难理解的是，各种有助于使视觉信息匹配于其它感官信息的元素及其视觉属性都是可用的。
上述步骤S310-S340所表示的调整过程可以被周期性地执行以实现信息的动态显示。可以借助于下列步骤S350来实现这种周期性的调整过程。
步骤S350：控制单元221判断完成步骤S340之后是否经历预设的时间间隔，如果是，则图3所示的方法流程返回步骤S310，否则继续执行判断。
图4A和4B示出了视觉属性调整方式的一个示例。示例性地，在步骤S340中，可以按照图4A和4B所示的方式来调整车辆显示屏所显示的元素的视觉属性。
在图4A中，左边所示为处于水平状态(即，车身坐标系的Z轴相对于地面参考坐标系的Z'轴的夹角θZ为零)下的车辆，右边所示为水平状态下车辆显示屏的外观。参见图4A，显示屏P包括位于中央的内容显示区域C和位于内容显示区域两侧的背景区域B，并且背景区域B包含一条沿图中水平方向延伸或与水平线(例如可以取基本上垂直于地面参考坐标系的Z'轴和车辆前进方向的直线作为水平线)平行的分界线L，该分界线将背景区域B划分为上半部分和下半部分。为了使分界线L更为明显，可选地但非必须地，背景区域B的上半部分和下半部分以不同的颜色值或灰度值填充。
在图4B中，左边所示为处于倾斜状态(即，车身坐标系的Z轴相对于地面参考坐标系的Z'轴的夹角θZ不为零)的车辆，右边所示为倾斜状态下车辆显示屏的外观。假设在t时刻车身如图4B所示向右倾斜，则由于车辆显示屏与车身的相对位置固定不变，因此其也将随之向右倾斜。此时，控制单元221将根据关于车辆运动状态的数据确定车身坐标系的Z轴相对于地面参考坐标系的Z'轴的夹角为θ，并且使分界线L相对于显示屏偏折一个角度θ，从而使得分界线L仍然平行于水平线。由于其它感官信息(例如耳蜗信号)的滞后性，在t时刻用户由其它感官信息感知到的是仍然是身体正向面对前方的状态(车身未倾斜的状态)，因此通过使分界线L保持与水平线的平行，可以使得用户获得的视觉信息与其它感官信息匹配，从而消除或抑制晕动症反应。
在上述示例中，可选地，可以将地平线作为水平线。由于地平线包含了用户能够观察到的环境信息，因此使分界线L与地平线保持平行能够提高用户对调整后视觉信息的可信度。
图5A和5B示出了视觉属性调整方式的另一个示例。示例性地，在步骤S340中，可以按照图5A和5B所示的方式来调整车辆显示屏所显示的元素的视觉属性。
在图5A中，左边所示为处于水平状态下的车辆，右边所示为水平状态下车辆显示屏的外观。参见图5A，显示屏P包括位于中央的内容显示区域C和围绕内容显示区域周边的背景区域B。
在图5B中，左边所示为处于倾斜状态的车辆，右边所示为倾斜状态下车辆显示屏的外观。假设在t时刻车身如图5B所示向右倾斜，则由于车辆显示屏与车身的相对位置固定不变，因此其也将随之向右倾斜。此时，控制单元221将由关于车辆运动状态的数据确定车身坐标系的Z轴相对于地面参考坐标系的Z'轴的夹角为θ，并且使内容显示区域C相对于水平线(同样地，可以取基本上垂直于地面参考坐标系的Z'轴和车辆前进方向的直线作为水平线)的取向始终保持不变，也就是说，使内容显示区域C的边界(例如图5B中的矩形框)相对于水平线的取向保持不变。如上所述，其它感官信息(例如耳蜗信号)的感知存在滞后性，在t时刻用户由其它感官信息感知到的是仍然是身体正向面对前方的状态或车身未倾斜的状态。在本示例中，通过使内容显示区域的边界与水平线的相对取向保持不变使用户获得与其它感官信息相匹配的视觉信息，从而达到消除或抑制晕动症反应的效果。
类似地，在本示例中，可以将地平线作为水平线以将用户能够观察到的环境信息加入视觉信息中，从而提高用户对调整后视觉信息的可信度。
按照本申请的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时可实现上面借助图3、4A、4B、5A和5B所述的方法中包含的步骤。
本申请中所称的计算机可读存储介质包括各种类型的计算机存储介质，可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。举例而言，计算机可读存储介质可以包括RAM、ROM、EPROM、E2PROM、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用或特定用途计算机、或者通用或特定用途处理器进行存取的任何其他临时性或者非临时性介质。如本文所使用的盘通常磁性地复制数据，而碟则用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读存储介质的保护范围之内。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
本领域的技术人员将会理解，本文中所描述的各种示意性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。
为了表明硬件和软件间的可互换性，各种示意性部件、块、模块、电路和步骤在上文根据其功能性总体地进行了描述。这样的功能性以硬件形式或软件形式实施取决于特定应用以及对总体系统所施加的设计限制。本领域技术人员可以针对具体的特定应用、按照变化的方式来实现所描述的功能性，但是，这样的实现方式决策不应当被理解为导致与本申请范围的背离。
尽管只对其中一些本申请的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。
提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本申请。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本申请的各个方面或者将本申请局限于所公开的精确形式。

Claims (12)

1.一种用于在车辆上实现动态显示的方法，包含下列步骤：
实时获取车辆的运动状态；
根据获取的运动状态确定车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度；以及
基于车体相对于地面参考坐标系的颠簸程度调整车辆显示屏所显示的元素的视觉属性，
其中，以视觉信息与其它感官信息的匹配性为目标来调整所述元素的视觉属性。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述运动状态包括车辆相对于地面参考坐标系的加速度。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述颠簸程度以下列参数来表征：车身坐标系的其中一个坐标轴与地面参考坐标系的对应坐标轴的夹角，所述对应坐标轴平行于重力加速度的方向。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述其它感官信息包括耳蜗感知的平衡信号。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述元素包括内容显示区域的边界或区域分界线。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述元素的视觉属性包括下列项中的一种或多种：元素在车辆显示屏上的取向、位置、大小和形状。
7.如权利要求6所述的方法，其中，按照下列方式调整所述元素的视觉属性：
基于所述颠簸程度调整区域分界线的取向，使区域分界线与地平线的相对关系保持不变。
8.如权利要求6所述的方法，其中，按照下列方式调整所述元素的视觉属性：
基于所述颠簸程度调整内容显示区域的取向，使得内容显示区域相对于地平线的取向始终保持不变。
9.一种车辆控制器，包括：
存储器；
处理器；以及
存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序的运行以实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.如权利要求9所述的车辆控制器，其中，所述车辆控制器为座舱域控制器。
11.一种汽车电子系统，包括如权利要求9或10所述的车辆控制器。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
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