JP2018531332A6 - 車両と視覚的に通信する装置および方法 - Google Patents

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Abstract

視覚通信装置が車両に装着される。視覚通信装置は、キーレス検出領域内のユーザのキーフォブを検出するスマートキーシステム(登録商標)と、車両が位置する地面に置かれる投射領域に視覚表示を投射するプロジェクタと、車両のユーザのジェスチャを光学的に捕捉するセンサと、車両のキー要素を駆動させることができる電子制御ユニットとを含む。視覚表示は、ユーザからの始動を必要としない受動視覚表示と、ユーザからの始動を必要とする能動視覚表示とを含む。これらの始動は、能動視覚表示上のユーザのジェスチャによって実行される。

Description

本開示は、車両と視覚的に通信する装置および方法に関する。より具体的には、実施形態は、車両に対するコマンドを要求し、車両に関する情報を取得する可能性を提供する。

キーフォブ上のボタンを操作することによって遠隔起動、ドアロック、またはライトの切替など様々な遠隔サービスを提供する車両が知られ、広く利用されるようになった。しかしながら、このようなシステムは少なくとも一方の手の動作を必要とし、ユーザの両手がふさがっている場合は不便である。

近年、ユーザに自分の手を使用させずにユーザの意図を検出する技術的な試みがなされている。このような技術的試みは、スマートキー(登録商標)装置を介したトランクの自動開放に焦点を当てている。たとえば、上記システムでは、ユーザが車両に設けられた動作検出器の下へ片足を移動させつつ、もう片方の足で立っておく必要がある、あるいは、車両に置かれた存在検出器の前で比較的長時間立っておく必要がある。

このようなシステムは、両手が自由でないときにバックドアを開放できることによってユーザにある程度の便利さと快適さを提供するものの、多数の欠点を備える。上記システムは、ユーザに不快な姿勢をとらせる可能性のあるバランスの問題を招く場合がある。大抵の場合、上記システムでは、ユーザと車両との間の通信が大幅に制限されて、車両からの誤解釈が生じる結果、車両の不都合な駆動や未知の症状が発生する。たとえば、バックドアがシステムによってなかなか開かない間、ユーザはトランクの後ろに立ち続けている、あるいは、バックドアは解錠されているが、ユーザから十分明瞭に見えるほどには開いていない。よって、通信の制限という上記の課題を解決する、車両と視覚的に通信する装置および方法が望まれる(特許文献1)。

特開2015−021237号公報

したがって、本開示の目的は、上記制約を克服する、車両と視覚的に通信する装置および方法を提供することである。
該装置は、地面に投射される視覚表示を通じて、ユーザと車両との間の双方向通信を提供することによって、確実に通信を向上させる。これらの視覚表示は、ユーザが車両に対するコマンド(たとえば、ドアの開放/閉鎖、ライトの点灯/消灯)を入力する方法だけでなく、車両が自らの状況に関する情報(たとえば、ドアの開放/閉鎖、点灯/消灯、燃料/バッテリレベル、車両のバックアップ)をユーザまたは車両近傍の人に対して表示する方法を提供する。

視覚表示は、ユーザがジェスチャ(たとえば、歩み出す、足を踏み鳴らす、かかとを上げる、静止する)を実行して、対応する視覚表示によって表される特定コマンドを作動させることによって、コンピュータキーボードのキーと同様に機能する。いったん対応する視覚表示が作動すると、車両はどのコマンドがユーザから要求されているか確実かつ正確に把握する。また、視覚表示は、ユーザにとって明確で理解し易い方法で車両の状況に関する情報を表示することによって、コンピュータ画面と同様に機能する。

さらに、視覚表示は、ユーザの位置を追跡/追従する能力を有し、ユーザにとって簡便な位置に常に配置される。
非限定的な一例示的実施例では、車両の視覚通信装置が提供される。車両の視覚通信装置は、キーレス検出領域内のユーザのキーフォブを検出することによってユーザを識別するスマートキーシステム(登録商標)と、地面の投射領域に視覚表示を投射するプロジェクタと、ユーザのジェスチャを視覚的に捕捉するセンサと、ジェスチャに応答して車両の重要な構成要素を駆動する制御ユニットとを含む。

非限定的な他の例示的実施例では、視覚通信装置を通じて車両と通信する方法が提供される。視覚通信装置は、地面に視覚表示を投射するプロジェクタと、ユーザのジェスチャを光学的に捕捉するセンサとを含む。視覚通信装置を通じて車両と通信する方法は、スマートキーシステム(登録商標)を通じてキーレス検出領域内のユーザのキーフォブの存在を検出することと、投射領域内のユーザの存在を検出することと、投射領域内のユーザの位置と法線方向とを算出することと、ユーザの位置からの所定距離、およびユーザの法線方向からの所定方向で視覚表示を投射することと、視覚表示に応答してユーザのジェスチャを検出することと、ジェスチャに応答して電子制御ユニットを通じて車両のキー要素を駆動することと、キー要素が実行中であることをユーザに知らせることとを含む。

本開示の特定の態様による、車両に固定される視覚通信装置の斜視図である。 本開示の特定の態様による、車両に固定される視覚通信装置の上面図である。 本開示の特定の態様による、一体型モデルの視覚通信装置のハードウェア構成の概略図である。 本開示の特定の態様による、分割モデルの視覚通信装置のハードウェア構成の概略図である。 本開示の特定の態様による、ユーザに対して能動視覚表示を投射する視覚通信装置の上面図である。 本開示の特定の態様による、ユーザおよびその他の人々に対して受動視覚表示を投射する視覚通信装置の上面図である。 本開示の特定の態様による、視覚通信装置によってユーザが車両と通信する方法のフローチャートである。

具体的な要素または行為の説明を特定しやすくするため、参照符号中の最上位数字は当該要素が最初に導入された図番を指す。
本明細書で言及するすべての出願、特許出願、特許、その他の引例は、参照することによりその全文を組み込むものとする。さらに、本明細書に記載される材料、方法、実施例は単なる例示であり、限定することを目的としていない。

図面中、類似の参照符号は、複数の図面全体を通じて同一または対応する部分を示す。さらに、本明細書で使用される際、「一」や「1つ」などの文言は、特段明記されない限り、「1以上」の意味を含む。図面は通常、特段明記されない限り、等縮尺で描かれておらず、概略的な構造またはフローチャートを示す。

図1および図2はそれぞれ、本開示の特定の態様による視覚通信装置100の斜視図と上面図である。図3Aおよび図3Bはそれぞれ、本開示の特定の態様による一体型モデルおよび分割モデルの視覚通信装置のハードウェア構成の概略図である。視覚通信装置は、投射モジュール101によって車両300とキーフォブ202を持つユーザ200との間の視覚的通信を確立する。

投射モジュール101は、電動バックドア(PBD:Power Back Door)車両(たとえば、図1および図2に示すような電動トランクドア302aを有する車両)の場合は車両300の後ろ側302に搭載することができる、あるいは、電動スライドドア(PSD:Power Slide Door)車両(たとえば、側面に電動ドアを有する車両)の場合は車両300の側面に搭載することができる。

投射モジュール101は、車両300の様々な制御要素を含む主回路400に連結される。たとえば、これらの各種制御要素は、キーレス検出領域208内のユーザ200のキーフォブ202を識別するスマートキーシステム(登録商標)306を制御するスマートECU410、あるいは、PBD/PSDアクチュエータ320を介してPBDおよびPSDの少なくとも一方を動作させるPBD/PSD ECU430を伴う本体ECU440とすることができる。

スマートキーシステム(登録商標)306は、車両3000に装着するアンテナ308aと、キーフォブ202に一体化される低周波(LF:Low Frequency)受信機210aおよび無線周波数(RF:Radio Frequency)送信機210bと、車両300に装着されるRF受信機308bとを含むことができる。アンテナ308aはキーレス検出領域208にわたって、たとえば120〜135kHzの第1群の電波を送信し、キーレス検出領域208は視覚アンテナ308aから所定距離d内に収めることができる。いったんキーフォブ202がキーレス検出領域208内に入ると、LF受信機210aがアンテナ308aによって送信される第1群の電波を受信し、RF送信機210bがたとえば300〜400MHzの第2群の電波を車両300aに戻す。次に、第2群の電波がRF受信機308bによって受信される。また、主回路400のスマートECU410は、キーレス検出領域208内における、ユーザ200のキーフォブ202の存在を特定するために、第1群の電波の送信を制御し、第2群の電波の受信を検出する。

スマートキーシステム(登録商標)306は、コントローラエリアネットワーク(CAN)バスまたはローカルインタコネクトネットワーク(LIN)バスなどのバスを介して、本体ECU440、または主回路400のその他の構成要素と通信することができる。

視覚通信装置100は、車両300のハンドル311に置かれるハンドル角度センサ310をさらに含むことができる。ハンドル角度センサ310により、操舵角を測定して、車両300が変位する方向を推定することができる。

ハンドル角度センサ310は、操舵角を検出する電磁センサまたは電位差計を利用することができる。
投射モジュール101は、投射領域108に視覚表示106(たとえば、シンボルまたはテキストメッセージ)を投射するプロジェクタ102と、ユーザ200に関する重要な情報を光学的に捕捉するセンサ104とを含む。投射モジュール101は、検出回路105を有してセンサ104を動作させる回路101aと、プロジェクタ102を動作させる投射回路103とを含む。ユーザ200に関する主情報は、投射領域108内のユーザ200の存在、投射領域108内のユーザ200の位置X、ユーザ200の法線方向N、ユーザ200のジェスチャ(たとえば、歩み出す、足を踏み鳴らす、かかとを上げる、または静止する)を含むことができる。

光学的に捕捉されたユーザ200に関する主情報は、解析されて、検出回路105と投射回路103とを含む回路101aが実行するソフトウェア命令によって車両300に対する特定コマンドに変換される。たとえば、特定コマンドは、車両300のバックドアまたはサイドドアの開放/閉鎖を含むことができる。たとえば、上記コマンドは、回路101aから主回路400のPBD/PSD ECU430まで送信される制御負荷を介して実行することができる。

上記解析は、反射光の配向を利用する光検出と、色強度差、画像分割、周縁検出、または当業者にとって既知な任意の技術などのツールを用いるデジタル画像処理とを通じて実行することができる。

投射領域108は、車両300が位置する地面に配置され、正方形、視覚通信装置100の下方に頂点を有する三角形、または視覚通信装置100の下方に中心を有する円盤の一片などの様々な形状をとることができる。また、投射領域108は、キーレス検出領域208内に含めることができる。

プロジェクタ102は、ユーザ200が車両300の周囲の光度に関係なく容易に見たり読んだりするのに十分なレベルの解像度とコントラストで、ユーザが裸眼で見られるシンボルおよびテキストメッセージを投射可能な任意の種類の発光装置とすることができる。

センサ104は、投射領域108およびユーザ200で反射される光を、回路101aが解析するのに十分な精度と速度で検出し、ユーザ200に関する主情報を提供することができる任意の種類の光捕捉装置とすることができる。

例示的1実施形態では、プロジェクタ102は、裸眼で見えるシンボルとテキストを投射する第1のレーザダイオード120を含むことができ、複数の不可視光線122aを投射領域108に投射する第2のレーザダイオード122をさらに含むことができる。投射領域108のユーザ200は、不可視光線122aの一部を中断し、反射赤外線の形状で光線をセンサ104に反射させる。センサ104は反射赤外線の画像を検出し捕捉する。次に、反射赤外線の捕捉画像はソフトウェア命令を介して解析されて、投射領域108内のユーザ200の存在、ユーザ200の位置X、ユーザ200の法線方向N、ユーザ200のジェスチャなどのユーザ200に関する主情報を取得する。

別の例示的実施形態では、プロジェクタ102は、発光ダイオード(LED)技術、デジタル光処理(DLP:Digital Light Processing)技術、液晶ディスプレイ(LCD)技術、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)、または当業者が既知なその他の任意の技術を利用することができる。

センサ104に加えて、投射モジュール101は、画像および映像の少なくとも一方の形式で、投射領域108内のユーザ200のジェスチャを検出するアナログまたはデジタルカメラ104bを含むことができる。カメラ104bは、電子画像ピックアップ装置(たとえば、光電素子)と、可変絞りおよびシャッター付きの光学レンズを有し、画像ピックアップ装置に入る光量を制御する光システムとを含むことができる。

ユーザ200のジェスチャは、カメラ104aによって捕捉されるユーザ200の画像および映像の少なくとも一方を解析することによって取得される。この解析は、色強度差、画像分割、周縁検出などの画像処理ツールを介して、回路101aによって実行することができる。

カメラ104aは、投射モジュール101に直接組み込むことができる(図3Aを参照)、あるいは、投射モジュール101から分離させて、車両300のナビゲーションECU420を介して主回路400に連結させることができる(図3Bを参照)。

カメラ104aが投射モジュール101から分離されると、カメラ104aによって捕捉される画像および映像の少なくとも一方は、低電圧差分システム(LVDS:Low Voltage Differential System)プロトコルおよび/またはNTSC(National Televeision System Committee)プロトコルなどの標準映像プロトコルを介して回路101aに送信することができる。

図4は、本開示の特定の態様による、ユーザ200に対して能動視覚表示106aを投射する視覚通信装置100の上面図である。
視覚表示106は、ユーザ200からの入力を必要とする能動視覚表示106aを含むことができる。能動視覚表示106aは、図4に示すように、ユーザ200の前方または側方など、位置Xからの所定距離Dおよびユーザ200の法線方向Nからの所定方向Uに配置されるシンボル(たとえば、V字状線、矩形、正方形、円、矢印)またはテキストとすることができる。ユーザ200からの入力は、能動視覚表示106a上のユーザ200のジェスチャによって与えられる。ユーザ200のジェスチャ(たとえば、歩み出す、踏み鳴らす、かかとを上げる、または静止する)が能動視覚表示106a上で実行されて、特定コマンド(たとえば、車両300のライトの点灯/消灯、図4に示すような車両300のドアの開放/閉鎖)を実行するように車両300に要求する。

また、能動視覚表示106aは、ジェスチャが認識されたことと、コマンドが車両300によって実行中であることをユーザ200に知らせるように変更することができる(たとえば、能動視覚表示106aの色、形状、またはテキストの変更)。

図5は、本開示の特定の態様による、ユーザ200とその他の人々に対して受動視覚表示106bを投射する視覚通信装置100の上面図である。
視覚表示106は、ユーザ200からの入力を必要としない受動視覚表示106bも含むことができる。受動視覚表示106bは、車両300に関する情報(たとえば、矢印の方向に移動する車両、低燃料、低バッテリ、低オイル圧、または低タイヤ圧)をユーザ200や他の人に提供するシンボル(たとえば、矢印、ゲージ表示、警告信号)またはテキストとすることができる。受動視覚表示106bは、図4に示すようにユーザ200が投射領域108内に存在するとき、位置Xからの所定距離Dおよび法線方向Nからの所定方向Uに配置することができる、あるいは、図5に示すようにユーザ200が投射領域108内に存在しないとき、投射領域108内の第2の所定位置Yを中心にして配置することができる。

別の例示的実施形態では、車両300が動き出す準備ができるとすぐに(たとえば、ユーザ200がバックギアを入れる、あるいはパーキングブレーキを解除する)、受動視覚表示106bを使用して、車両300の運動に関して伝えることができる。車両300に関する運動を示す受動視覚表示106bは、車両300の運動方向を指し示す少なくとも1つの矢印とすることができる。車両300の運動方向はハンドル角度センサ310によって検出し、それを利用して図5に示すように投射領域108に投射される少なくとも1つの矢印を方向付けることができる。

図6は、本開示の特定の態様による、視覚通信装置100を通じて車両300と通信する方法のフローチャートである。
ステップS400では、スマートキーシステム(登録商標)306を通じてキーフォブ202がキーレス検出領域208内に存在するか否かが判定される。たとえば、アンテナ308は第1群の電波を送信することができ、第1群の電波がLF受信機210aによって受信された後、RF受信機308bはRF送信機210bから戻ってくる第2群の電波を検出することができる。キーフォブ202がキーレス検出領域208内に存在すると判定された場合、プロセスはステップS402に進む。存在しないと判定された場合、プロセスが終了する。

ステップS402では、プロジェクタ102を通じてユーザ200が投射領域108内に存在するか否かが判定される。投射領域108内のユーザ200の存在は、センサ104を用いてユーザ200に対する赤外線の反射を検出することによって検出することができ、赤外線は最初に第2のレーザダイオード122によって生成される。また、投射領域108内のユーザ200の存在は、カメラ104aによって捕捉される投射領域108のデジタル画像を解析することによって検出することができる。投射領域108のデジタル画像は、色強度差、画像分割、周縁検出、または当業者が既知なその他の画像処理ツールなどの画像処理ツールを介して解析することができる。ユーザ200が投射領域108内に存在すると判定された場合、プロセスはステップS404に進む。存在しないと判定された場合、プロセスが終了する。

ステップS404では、投射領域108内のユーザ200の位置Xと法線方向N(図2に示す)が算出される。位置Xの計算は、投射領域108とユーザ200によって反射され、回路101aが実行するソフトウェア命令を介してセンサ104によって捕捉される光を解析することによって実行することができる。

ステップS406では、視覚表示106(すなわち、能動視覚表示106aおよび受動視覚表示106bの少なくとも一方)は、位置Xからの所定距離およびユーザ200の法線方向Nからの所定方向U(たとえば、前方または側方)でプロジェクタ102によって投射される。

受動視覚表示106bは、車両300に関する情報(たとえば、「矢印の方向に移動する車両」、「低燃料」、「低バッテリ」、「低オイル圧」、または「低タイヤ圧」)をユーザ200や他の人々に提供し、ユーザ200からの始動を不要とするシンボル(たとえば、矢印、ゲージ表示、警告信号)またはテキストとすることができる。

能動視覚表示106aは、ユーザ200に特定コマンド(たとえば、車両300のライトの点灯/消灯、車両300のドアの開放/閉鎖)を実行させる作動を必要とするシンボル(たとえば、V字状線、矩形、正方形、円形、矢印)またはテキストとすることができ、受動視覚表示106bは、ユーザ200からの始動を必要とせずに車両300に関する情報(たとえば、「矢印方向に移動する車両」、「低燃料」、「低バッテリ」、「低オイル圧」、または「低タイヤ圧」)を提供するシンボルまたはテキストとすることができる。

ステップS408では、能動視覚表示106aでユーザ200が実行するジェスチャ(たとえば、歩み出す、足を踏み鳴らす、かかとを上げる、あるいは静止する)が、回路101aの実行するソフトウェア命令を介してセンサ104によって検出および特定される。

ステップS410では、いったん能動視覚表示106a上のユーザ200のジェスチャが検出および特定されると、回路101aが主回路400に信号を送信して、車両300の構成要素(たとえば、ライトの切替またはドアロック)に、能動視覚表示106aによって表される特定コマンド(たとえば、車両300の点灯/消灯、車両300のドアの開放/閉鎖)を実行させる。たとえば、回路101は、車両300のバックドアおよびスライドドアの少なくとも一方を操作するために、主回路400のPBD/PSD ECU430に信号を送信してPBD/PSDアクチュエータ320を駆動することができる。

ステップS412では、能動表示106aは、ジェスチャが認識されたことと、コマンドが車両300によって実行中であることをユーザ200に知らせるように変更することができる。能動表示106aの色、形状、またはテキストは、コマンドが実行中であることをユーザ200に知らせるように変更することができる。たとえば、プロジェクタ102に異なる色の閃光灯を投射させ、テキスト(たとえば、注意:ドア開放)を追加することによって、ユーザ200は、車両300がコマンドを実行中であると気づくことができる。

上述の説明は、本開示の目的の単に例示的な実施形態を開示し記載している。当業者によって理解されるように、本開示の目的は、本開示の精神や必須の特徴から逸脱せずに,その多の具体的な形式で具現化することができる。したがって、本開示は、例示的であることを目的とし、本開示の目的および請求項の範囲を限定するものではない。

上記教示に鑑み、本開示の様々な変更および変形が可能である。したがって、添付の請求項の範囲内で、本発明は本明細書に明示される以外の形で実行することができると理解すべきである。

Claims (7)

  1. キーレス検出領域内のキーフォブを検出するスマートキーシステム(登録商標)と、
    地面の投射領域に視覚表示を投射するプロジェクタと、
    ジェスチャを光学的に捕捉するセンサと、
    前記ジェスチャに応答して車両のキー要素を駆動する制御ユニットと、
    を備える、車両の視覚通信装置。
  2. 前記車両が変位する方向を推定すべく操舵角を測定する操舵角センサをさらに備える、請求項1に記載の視覚通信装置。
  3. 前記ジェスチャがユーザの足の運動を含む、請求項1に記載の視覚通信装置。
  4. 前記キー要素が前記車両のドアを開閉するシステムを含む、請求項1に記載の視覚通信装置。
  5. 前記視覚表示が、前記車両の状態に関する情報を含む、請求項1に記載の視覚通信装置。
  6. 前記視覚表示が前記キー要素を駆動すべきか否かに関する問い合わせを含む、請求項1に記載の視覚通信装置。
  7. 地面に視覚表示を投射するプロジェクタと、ユーザのジェスチャを光学的に捕捉するセンサとを有する視覚通信装置を通じて車両と通信する方法であって、
    スマートキーシステム(登録商標)を通じてキーレス検出領域内の前記ユーザのキーフォブの存在を検出することと、
    投射領域内の前記ユーザの存在を検出することと、
    前記投射領域内の前記ユーザの位置及び法線方向を算出することと、
    前記ユーザの前記位置からの所定距離において、前記ユーザの法線方向からの所定方向で視覚表示を投射することと、
    前記視覚表示に応答して、前記ユーザのジェスチャを検出することと、
    前記ジェスチャに応答して、電子制御ユニットを通じて前記車両のキー要素を駆動することと、
    前記キー要素が実行されていることを前記ユーザに知らせることと、を備える方法。
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