全挡风玻璃平视显示器上道路场景目标选择的虚拟光标
阅读：1020发布：2020-07-18
专利汇可以提供全挡风玻璃平视显示器上道路场景目标选择的虚拟光标专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及全挡 风 玻璃 平视显示器 上道路场景目标选择的虚拟 光标 。一种选择车辆前方景象内的特征的方法，该方法包括：监测通过图形投影显示器可见的所述车辆前方的所述景象；监测输入到所述图形投影显示器的使用者输入；基于监测的景象和监测的使用者输入来确定 选定 特征；确定用于在所述图形投影显示器上显示的代表所述选定特征的被标示图形；以及在所述图形投影显示器上显示所述被标示图形。，下面是全挡风玻璃平视显示器上道路场景目标选择的虚拟光标专利的具体信息内容。
1.选择车辆前方景象内的特征的方法，该方法包括：
监测通过图形投影显示器可见的所述车辆前方的所述景象；
监测输入到所述图形投影显示器的使用者输入；
基于监测的景象和监测的使用者输入来确定选定特征；
确定用于在所述图形投影显示器上显示的代表所述选定特征的被标示图形；以及在所述图形投影显示器上显示所述被标示图形；
其特征在于，所述图形投影显示器所投影的图形叠置于或对应于所述景象，并且所述使用者输入被指示到所述图形投影显示器的一部分，其对应于包括所述车辆前方景象内的特征的所述车辆前方的所述景象的一部分。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
获取对应所述选定特征的信息；以及
显示所获取的信息。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括识别所述选定特征。
4.根据权利要求3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为道路特征。
5.根据权利要求3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为另一车辆。
6.根据权利要求3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为建筑物。
7.根据权利要求3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为停车场。
8.根据权利要求3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为广告标志。
9.根据权利要求3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为指示潜在导航目的地的标志。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述图形投影显示器是透明挡风屏平视显示器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中监测输入到所述图形投影显示器的所述使用者输入包括监测指示到所述图形投影显示器的手姿态；
其中确定代表所述选定特征的所述被标示图形包括：
监测所述使用者的眼睛位置；以及
基于监测的手姿态、所述车辆前方的所述景象以及所述使用者的所述眼睛位置来确定所述被标示图形。
12.根据权利要求11所述的方法，其中监测所述手姿态包括利用成像装置来生成所述手姿态的三维映射。
13.根据权利要求12所述的方法，其中利用所述成像装置来生成所述手姿态的所述三维映射包括使用利用红外光、紫外光及红外和紫外光的结合中的一种的装置来捕获图像。
14.根据权利要求12所述的方法，其中利用所述成像装置来生成所述手姿态的所述三维映射包括利用激光斑纹图案。
15.根据权利要求12所述的方法，其中利用所述成像装置来生成所述手姿态的所述三维映射包括利用脉冲调制。
16.根据权利要求12所述的方法，其中利用所述成像装置来生成所述手姿态的所述三维映射包括使用辐照束来照射所述手姿态并且根据基于强度的映射来生成所述三维映射。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述图形投影显示器包括显示所述车辆前方的所述景象的触摸屏装置。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述图形投影显示器包括包含发光材料的非透明表面。
19.根据权利要求1所述的方法，其中在所述图形投影显示器上显示所述被标示图形包括在像素化视场受限架构上投影所述被标示图形。
20.选择车辆前方景象中的特征的设备，所述设备包括：
图形投影显示器，通过所述图形投影显示器可见所述景象；以及
视觉增强系统系统管理器：
监测所述车辆前方的所述景象；
监测输入到所述图形投影显示器的使用者输入；
基于监测的景象和监测的使用者输入来确定选定特征；以及
确定用于在所述图形投影显示器上显示的代表所述选定特征的被标示图形；
其特征在于，所述图形投影显示器所投影的图形叠置于或对应于所述景象，并且所述使用者输入被指示到所述图形投影显示器的一部分，其对应于包括所述车辆前方景象中的特征的所述车辆前方的所述景象的一部分。
全挡风玻璃平视显示器上道路场景目标选择的虚拟光标
技术领域
[0001] 本公开涉及与图形显示装置协调的使用者输入。
背景技术
[0002] 这部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可能不构成现有技术。
[0003] 需要以有效的方式向车辆的操作者呈现信息并且这会减少操作者的疲劳。平视显示器将光投射在屏上并且光被转换成屏上的可视图示。已知平视显示器通过减少操作者的疲劳且同时允许操作者保持关注于驾驶从而以有效方式向车辆的操作者呈现信息。
[0004] 利用驾驶辅助手段的车辆系统监测并处理与车辆周围的操作环境有关的信息，其中所述驾驶辅助手段如自适应巡航控制（ACC）、自动横向控制、碰撞避免或预警系统以及保持车道的辅助手段。信息可以来自于各种来源从而相对于3D地图数据库来定位车辆、计划车辆到达目的地的行驶路线并且使得这个行驶路线关联于与路线有关的可用信息。车载车辆系统提供了能够被用于改进车辆控制的广泛信息。已知车辆-车辆通信利用一个车辆中收集的数据且该车辆与道路上其他位置处的车辆通信。已知红外传感器基于红外光发射的不同来检测景象中的特征。
[0006] 选择车辆前方景象中的特征的方法包括：监测通过图形投影显示器可见的车辆前方的景象；监测输入到图形投影显示器的使用者输入；基于监测的景象和监测的使用者输入来确定选定特征；确定用于在图形投影显示器上显示的代表所述选定特征的被标示图形；以及在图形投影显示器上显示被标示图形。
[0007] 本发明还提供了以下技术方案。
[0008] 方案1. 选择车辆前方景象内的特征的方法，该方法包括：
[0009] 监测通过图形投影显示器可见的所述车辆前方的所述景象；
[0010] 监测输入到所述图形投影显示器的使用者输入；
[0011] 基于监测的景象和监测的使用者输入来确定选定特征；
[0012] 确定用于在所述图形投影显示器上显示的代表所述选定特征的被标示图形；以及[0013] 在所述图形投影显示器上显示所述被标示图形。
[0014] 方案2. 根据方案1所述的方法，还包括：
[0015] 获取对应所述选定特征的信息；以及
[0016] 显示所获取的信息。
[0017] 方案3. 根据方案1所述的方法，还包括识别所述选定特征。
[0018] 方案4. 根据方案3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为道路特征。
[0019] 方案5. 根据方案3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为另一车辆。
[0020] 方案6. 根据方案3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为建筑物。
[0021] 方案7. 根据方案3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为停车场。
[0022] 方案8. 根据方案3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为广告标志。
[0023] 方案9. 根据方案3所述的方法，其中识别所述选定特征包括将所述选定特征识别为指示潜在导航目的地的标志。
[0024] 方案10. 根据方案1所述的方法，其中所述图形投影显示器是透明挡风屏平视显示器。
[0025] 方案11. 根据方案10所述的方法，其中监测输入到所述图形投影显示器的所述使用者输入包括监测指示到所述图形投影显示器的手姿态；
[0026] 其中确定代表所述选定特征的所述被标示图形包括：
[0027] 监测所述使用者的眼睛位置；以及
[0028] 基于监测的手姿态、所述车辆前方的所述景象以及所述使用者的所述眼睛位置来确定所述被标示图形。
[0029] 方案12. 根据方案11所述的方法，其中监测所述手姿态包括利用成像装置来生成所述手姿态的三维映射。
[0030] 方案13. 根据方案12所述的方法，其中利用所述成像装置来生成所述手姿态的所述三维映射包括使用利用红外光、紫外光及红外和紫外光的结合中的一种的装置来捕获图像。
[0031] 方案14. 根据方案12所述的方法，其中利用所述成像装置来生成所述手姿态的所述三维映射包括利用激光斑纹图案。
[0032] 方案15. 根据方案12所述的方法，其中利用所述成像装置来生成所述手姿态的所述三维映射包括利用脉冲调制。
[0033] 方案16. 根据方案12所述的方法，其中利用所述成像装置来生成所述手姿态的所述三维映射包括使用辐照束来照射所述手姿态并且根据基于强度的映射来生成所述三维映射。
[0034] 方案17. 根据方案1所述的方法，其中所述图形投影显示器包括显示所述车辆前方的所述景象的触摸屏装置。
[0035] 方案18. 根据方案1所述的方法，其中所述图形投影显示器包括包含发光材料的非透明表面。
[0037] 方案20. 选择车辆前方景象中的特征的设备，所述设备包括：
[0038] 图形投影显示器，通过所述图形投影显示器可见所述景象；以及
[0039] 视觉增强系统系统管理器：
[0040] 监测所述车辆前方的所述景象；
[0041] 监测输入到所述图形投影显示器的使用者输入；
[0042] 基于监测的景象和监测的使用者输入来确定选定特征；以及
[0044] 现在将参考附图通过示例方式描述一种或更多种实施例，附图中：
[0045] 图1示出了根据本公开的装备有视觉增强系统的示例性车辆；
[0046] 图2示出了根据本公开的图形投影显示器的示例性实施例；
[0047] 图3是根据本公开的基本透明显示器的示例图；
[0048] 图4示出了根据本公开的用于接收被指示到图形投影显示器的一部分的使用者输入的示例性使用者输入模块；
[0049] 图5示出了根据本公开的用于利用图形投影显示器在驾驶场景上动态地标示图形的示例性信息流，包括EVS系统管理器监测输入来产生显示需求；
[0050] 图6示出了根据本公开的用于基于输入到EVS系统管理器的输入来确定图形的示例性信息流；
[0051] 图7示出了根据本公开的能够向受限视场发射光的示例性发射体；
[0052] 图8示出了根据本公开的产生对齐于聚合物基体以便能够观察受限视场的发射体必要结构的示例性过程；
[0053] 图9示出了根据本公开的用于实行这里公开的方法的示例性过程；以及[0054] 图10示出了根据本公开的通过透明挡风屏图形投影显示器的示例性景象以及向显示器的使用者输入。
具体实施方式
[0055] 现在参考附图，其中这些图示仅为了示出某些示例性实施例的目的且不是为了限制性目的，图1示出了装备有视觉增强系统的示例性车辆。示例性EVS系统被公开于共同未决的美国申请号12/417,077，其并入本文以供参考。示例性车辆100包括：EVS系统管理器110；使用者输入模块（UIM）515；车辆传感器系统，其包括摄像机系统120和雷达系统125；车辆操作传感器，其包括车辆速度传感器130；信息系统，其包括GPS装置140和无线通信系统145；平视显示器（HUD）150；EVS图形系统155；图形投影系统158；以及占用者眼睛位置感测系统（occupant eye location sensing system）160。EVS系统管理器110能够直接与各种系统和部件通信，或者EVS系统管理器能够可替代地或附加地在LAN/CAN系统115上通信。EVS系统管理器110与EVS图形系统155通信以便将图形投影在HUD 150上。不过，EVS系统管理器110能够与EVS图形系统155通信从而替代性地或额外地将图形投影在车辆内的其他表面上以便实现这里公开的方法。参考图4将更详细讨论，UIM 515能够接收被指示到显示装置的一部分的使用者输入，其中所述使用者输入被EVS系统管理器
110监测。摄像机系统120包括获取代表车辆视野的周期性或次序性图像的摄像机或图像捕获装置。雷达系统125包括本领域已知的利用电磁辐射来检测位于车辆附近的其他车辆或物体的装置。本领域中的大量已知车载传感器被广泛用于车辆中以便监测车辆速度、发动机速度、车轮滑移和描述车辆操作的其他参数。车辆速度传感器130代表了一种这样的车载传感器，不过本公开的范围包括供EVS使用的任意这样的传感器。GPS装置140和无线通信系统145与车辆外部的资源通信，所述资源例如卫星系统180和蜂窝通信塔190。GPS装置140可以与3D地图数据库结合使用，该3D地图数据库包括与GPS装置140接收的全局坐标相关的关于车辆的当前位置的详细信息。来自车辆传感器系统和车辆操作传感器的信息能够被EVS系统管理器110用来监测车辆的当前取向。HUD 150包括挡风屏，该挡风屏装备有能够显示投影在其上的图像且同时保持透明或基本透明以使得车辆的占用者能够通过挡风屏清楚地观察车辆外部的特征。HUD 150能够包括挡风屏的一部分，例如包括驾驶者侧的一半挡风屏的一部分，或者HUD 150能够包括基本整个挡风屏。应该意识到虽然HUD
150包括在车辆前部的挡风屏，不过车辆内的其他表面也可以用于投影，包括侧窗和后窗。
此外，在前挡风屏上的景象可以在车辆前“A-柱”上连续并且连续到侧窗上以作为连续图像。EVS图形引擎155包括显示软件或程序以便翻译请求从而以信息的图形图示的方式来显示来自EVS系统管理器110的信息。EVS图形引擎155包括程序以便补偿挡风屏的弯曲和倾斜的表面以及图形将在其上投影的任意其他表面（例如图2所示的非透明部件280）。
EVS图形引擎155控制图形投影系统158，该图形投影系统158包括产生激发光以便投射图形图示的激光器或投影机装置。示例性占用者眼睛位置感测系统160包括本领域已知的估测占用者的头部位置且进一步估测占用者的眼睛的取向或凝视位置的传感器。基于占用者眼睛位置感测系统160的输出、车辆100的当前位置和取向以及使用者输入位置，EVS系统管理器110能够准确地将图形图示动态地标示（register）到HUD 150，使得占用者通过挡风屏看到叠覆有可视图像的图像。将参考图5更详细地讨论图形的动态标示。
110监测。摄像机系统120包括获取代表车辆视野的周期性或次序性图像的摄像机或图像捕获装置。雷达系统125包括本领域已知的利用电磁辐射来检测位于车辆附近的其他车辆或物体的装置。本领域中的大量已知车载传感器被广泛用于车辆中以便监测车辆速度、发动机速度、车轮滑移和描述车辆操作的其他参数。车辆速度传感器130代表了一种这样的车载传感器，不过本公开的范围包括供EVS使用的任意这样的传感器。GPS装置140和无线通信系统145与车辆外部的资源通信，所述资源例如卫星系统180和蜂窝通信塔190。GPS装置140可以与3D地图数据库结合使用，该3D地图数据库包括与GPS装置140接收的全局坐标相关的关于车辆的当前位置的详细信息。来自车辆传感器系统和车辆操作传感器的信息能够被EVS系统管理器110用来监测车辆的当前取向。HUD 150包括挡风屏，该挡风屏装备有能够显示投影在其上的图像且同时保持透明或基本透明以使得车辆的占用者能够通过挡风屏清楚地观察车辆外部的特征。HUD 150能够包括挡风屏的一部分，例如包括驾驶者侧的一半挡风屏的一部分，或者HUD 150能够包括基本整个挡风屏。应该意识到虽然HUD
150包括在车辆前部的挡风屏，不过车辆内的其他表面也可以用于投影，包括侧窗和后窗。
此外，在前挡风屏上的景象可以在车辆前“A-柱”上连续并且连续到侧窗上以作为连续图像。EVS图形引擎155包括显示软件或程序以便翻译请求从而以信息的图形图示的方式来显示来自EVS系统管理器110的信息。EVS图形引擎155包括程序以便补偿挡风屏的弯曲和倾斜的表面以及图形将在其上投影的任意其他表面（例如图2所示的非透明部件280）。
EVS图形引擎155控制图形投影系统158，该图形投影系统158包括产生激发光以便投射图形图示的激光器或投影机装置。示例性占用者眼睛位置感测系统160包括本领域已知的估测占用者的头部位置且进一步估测占用者的眼睛的取向或凝视位置的传感器。基于占用者眼睛位置感测系统160的输出、车辆100的当前位置和取向以及使用者输入位置，EVS系统管理器110能够准确地将图形图示动态地标示（register）到HUD 150，使得占用者通过挡风屏看到叠覆有可视图像的图像。将参考图5更详细地讨论图形的动态标示。
[0056] 根据许多示例性实施例，信息能够被呈现给车辆的使用者。许多视频装置能够被用于向使用者呈现信息。不过在车辆操作环境的景象的背景中向使用者呈现信息会减少控制车辆的视觉复杂性。图形投影显示器能够被用于在车辆前方景象的背景中显示图形。根据许多示例性实施例，能够利用图形投影显示器250和相关联的图形。图2示出了图形投影显示器的示例性实施例，包括被安装在车辆内部的基本透明挡风屏HUD 150、触摸屏显示器260、包括显示器的人机接口（HMI）151、非透明部件280和显示监视器270。将理解，包括有图形投影显示器250的任意所示实施例均能够在显示器上投影对应于且被标示到车辆驾驶场景景象的图形。
[0057] 根据一种实施例，图形投影显示器250能够包括HUD 150，在通过HUD的景象的背景中向使用者呈现信息。HUD是具有嵌入挡风屏内的小的发光颗粒或结构的透明挡风屏。因此，使用者仍能够透过挡风屏观看，例如观察使用者车辆前方交通中的另一车辆。当激光器激发光被投射到挡风屏上时，发光颗粒或结构向使用者发出可见光。不过，这种被发出的光不会干扰使用者透过挡风屏观看。例如，使用者仍能够看到使用者车辆前方的车辆，并且EVS系统管理器能够引导包括框的图形，该框被绘制在挡风屏的一位置上并具有正确尺寸，以便使用者看到围绕使用者车辆前方的车辆绘制的被动态标示的框。因此，HUD 150能够用作图形投影显示器250，其将图形投影成叠置于或对应于车辆的驾驶场景的景象。
[0058] 图3示出了基本透明显示器。观察者10能够通过基体14看到任意物体（例如立方体12）。基体14可以是透明的或基本透明的。虽然观察者10通过基体14看到任意物体12，不过观察者也能够看到产生于基体14的图像（例如圆15和三角16）。基体14可以是车辆挡风玻璃、玻璃基体、塑料基体、聚合物基体或者本领域技术人员能意识到的其他透明（或基本透明）介质的一部分。其他基体可以补充基体14来提供着色、基体保护、滤光（例如过滤外部紫外光）以及其他功能。
[0059] 图3示出了对基体14的照射，该基体14被来自由装置20表示的光源（例如投影机或激光器）的激发光（例如紫外光或红外光）照射。接收到的激发光可以被基体14处的发光材料吸收。当发光材料接收到激发光时，发光材料可以发出可见光。因此，可以通过使用激发光选择性地照射基体14在基体14处产生图像（例如圆15和三角16）。
[0060] 在一种实施例中，激发光由包括投影机的装置20输出。投影机可以是数字投影机。投影机可以是微镜阵列（MMA）投影机（例如数字光处理（DLP）投影机）。输出紫外光的MMA投影机可类似于输出可见光的MMA投影机，只是色轮具有适合于紫外光谱的滤光器。投影机可以是液晶显示（LCD）投影机。投影机可以是硅基液晶显示（LCOS）投影机。投影机可以是模拟投影机（例如幻灯胶片投影机或电影胶片投影机）。本领域的技术人员将意识到可以用于将紫外光投射在基体14上的其他类型投影机。
[0061] 在另一实施例中，激发光由装置20输出，该装置20包括激光器。从装置20输出的激光束的强度和/或运动可以被调制成在基体14中产生图像。在降频转换实施例中，来自激光器的输出可以是紫外光。在升频转换实施例中，来自激光器的输出可以是红外光。
[0062] 图3示出了分布在基本透明基体内的发光材料（例如发光颗粒22）。当激发光被发光颗粒22吸收时，发光颗粒发出可见光。因此，在降频转换实施例中，当紫外光被发光颗粒22吸收时，可见光从发光颗粒发出。类似地，在升频转换实施例中，当红外光被发光颗粒22吸收时，可见光从发光颗粒发出。
[0063] 图3示出了包括被分布在基本透明基体内的发光颗粒22的发光材料。这些发光颗粒22能够自始至终是基本类似的颗粒，或者如图3所示，颗粒的成分能够变化。当激发光被发光颗粒22吸收时，颗粒发出可见光。因此，在降频转换实施例中，当紫外光被发光颗粒吸收时，从发光颗粒发出可见光。类似地，在升频转换实施例中，当红外光被发光材料吸收时，从发光颗粒发出可见光。每个发光颗粒均可以是不同类型的发光材料，其响应不同波长范围的激发光（例如紫外或红外光）而发出不同波长范围的可见光。
[0064] 发光颗粒22可以遍布于基体14。在替代方案中，如图3所示，颗粒可以被置于基体14的表面上。发光颗粒22可以通过被涂覆在基体14上而被整合到基体14中。发光材料可以是荧光材料，其响应于对电磁辐射（例如可见光、紫外光或红外光）的吸收而发出可见光，该电磁辐射具有与发出的可见光不同的波长。颗粒的尺寸可以小于可见光的波长，这可以减少或消除由颗粒散射的可见光。比可见光的波长小的颗粒的示例是纳米颗粒或分子。
每种发光颗粒可以具有小于大约400纳米的直径。根据实施例，每种发光颗粒可具有小于大约300纳米、小于大约200纳米、小于大约100纳米或者小于大约50纳米的直径。发光颗粒可以是单个分子。
每种发光颗粒可以具有小于大约400纳米的直径。根据实施例，每种发光颗粒可具有小于大约300纳米、小于大约200纳米、小于大约100纳米或者小于大约50纳米的直径。发光颗粒可以是单个分子。
[0065] 根据图形投影显示器250的另一实施例，显示屏能够被用于在景象的背景中向使用者呈现信息。示例性HMI装置151包括与其关联的显示器以用于接收对应于车辆驾驶场景景象的景象的投影图像并且向使用者表现与该景象叠加或协调的信息。HMI 151包括计算装置，其中车辆的操作者能够输入命令来控制与HMI 151信号通信的各种车辆系统并且接收所需信息。例如，利用HMI 151，使用者能够基于通过显示器可视或在显示器上的场景来提供输入。在HMI显示器上的投影方法是本领域已知的并且本公开不意味着受限于任何一种投影方法。HMI 151能够用作图形投影显示器250，从而投影叠加在或对应于车辆驾驶场景景象的图形。
[0066] 根据图形投影显示器250的另一实施例，能够利用触摸屏装置260。触摸屏装置是本领域熟知的并且不在此具体讨论。触摸屏装置260能够用作图形投影显示器250，从而投影叠加在或对应于车辆驾驶场景景象的图形。
[0067] 根据图形投影显示器250的另一实施例，图形投影显示器能够包括非透明部件280，其用于接收对应于车辆驾驶场景的景象的投影图像并且呈现叠加在或对应于该景象的图形。非透明部件250能够包括仪表板、座椅、头靠、结构柱、车顶、遮阳板和方向盘。非透明部件250能够包括响应于激励投影机而起反应来显示图形的透明磷光膜（phosphor film）。参考基本透明挡风屏HUD 150在上文讨论了投影方法并且在此参考非透明部件280将不再讨论。共同未决的美国申请号12/563,407通过引用并入本文并且公开了在非透明部件上投影图像和图形。在可替代实施例中，当讨论在HUD 150上且可替代地在非透明部件280上投影被动态标示的图形时，非透明部件250能够包括参考图7和图8在下文中讨论的像素化视场受限架构（pixelated field of view limited architecture）。
[0068] EVS系统管理器110包括可编程处理器，其包括程序以监测指示到图形投影显示器250的一部分的使用者输入并基于使用者输入来确定要被显示的图形。显而易见的是，在显示器上显示的图形能够被利用来基于使用者输入向使用者提供信息。例如，使用者能够提供输入，该输入指示出希望接收与通过图形投影显示器250可见的景象的特征有关的信息。这种特征的非限制性示例能够包括：道路的可导航特征，例如高速公路的驶出匝道；另一车辆；建筑物；停车场；广告标志；以及指示出可能的导航目的地（例如城镇或兴趣点）的标志。
[0069] 基于使用者输入，能够查询与车辆前方景象中某物相关的信息。如在上文中作为参考被并入的美国申请号12/417,077所述并且根据本领域已知的方法所知的，已知许多方法来确定车辆位置。基于车辆的位置，能够例如通过无线通信网络和/或3D地图数据库来查明与车辆周围环境有关的信息。此外，能够通过本领域已知的方法来处理通过摄像机装置捕获的图像从而识别出图像中的特征。例如，图像中的线或角能够被识别作为建筑物。利用车辆的确定位置和取向以及图像中代表建筑物的被识别部分，EVS系统管理器能够获取与目标相关的信息并且规划图形来代表该目标。与目标有关的信息能够采用许多形式。
在上面指出的能够被查询的示例性特征中，能够想到信息的许多示例性形式。代表可行驶道路的可导航特征的图形能够包括代表名称、路面描述或其它可构造出的信息（例如距道路上最近的加油站的距离）的信息。代表被实现为另一车辆的特征的图形能够包括距该另一车辆的距离、该另一车辆的被投影轨迹以及/或者当选定车辆的行为方式表明威胁到使用者的车辆时的颜色或文本警报。代表被实现为建筑物的特征的图形能够包括代表建筑物或位于其内的商业设施的名称、地址或商业设施营业时间的信息。代表被实现为停车场的特征的图形能够包括诸如停车场内停车费用、有多少车位/是否有车位以及停车场附近的商业设施的信息。代表被实现为广告标志的特征的图形能够包括如下信息，例如对所提供的商品或服务的简要描述、在公路上代表到达被广告的商业设施的路线的被标示图形；以及价格。代表被实现为指示出可能的导航目的地（例如城镇或兴趣点）的标志的特征的图形能够包括诸如目的地名称或目的地处的服务或地标的简述的信息。例如，指示出球场的标志能够指示出那里将要进行的下场比赛的时间以及票价。
在上面指出的能够被查询的示例性特征中，能够想到信息的许多示例性形式。代表可行驶道路的可导航特征的图形能够包括代表名称、路面描述或其它可构造出的信息（例如距道路上最近的加油站的距离）的信息。代表被实现为另一车辆的特征的图形能够包括距该另一车辆的距离、该另一车辆的被投影轨迹以及/或者当选定车辆的行为方式表明威胁到使用者的车辆时的颜色或文本警报。代表被实现为建筑物的特征的图形能够包括代表建筑物或位于其内的商业设施的名称、地址或商业设施营业时间的信息。代表被实现为停车场的特征的图形能够包括诸如停车场内停车费用、有多少车位/是否有车位以及停车场附近的商业设施的信息。代表被实现为广告标志的特征的图形能够包括如下信息，例如对所提供的商品或服务的简要描述、在公路上代表到达被广告的商业设施的路线的被标示图形；以及价格。代表被实现为指示出可能的导航目的地（例如城镇或兴趣点）的标志的特征的图形能够包括诸如目的地名称或目的地处的服务或地标的简述的信息。例如，指示出球场的标志能够指示出那里将要进行的下场比赛的时间以及票价。
[0070] 图形能够被用于确认对景象中特征的选择。根据一种示例，选择框能够被置于围绕景象中的被识别特征。根据另一实施例，使用者能够拖拽围绕选定特征的显示的光标或识别框。一旦特征被选择，则使用者的眼睛位置能够被用于跟踪选定特征以使得所述框或识别光标保持在该特征上或保持被标示到该特征。
[0071] 使用者输入能够被识别为选择车辆前方景象中的特征。在图形投影系统250是视频屏幕、触摸屏显示器或非透明表面上的投影的示例性实施例中，使用者能够直接指示到图像上显示特征的部分。在图形投影系统是HUD装置且输入装置是跟踪球或键盘型输入装置的示例性实施例中，允许在HUD上进行特征选择的光标显示或图形指示符能够被输入装置控制并且运动到HUD的一个位置。基于使用者的眼睛位置和光标的位置，能够基于光标的位置和使用者的选择来确定景象中的对应特征。类似地，如果图形装置是HUD并且使用者的手姿态（hand gesture）被监测作为输入，则使用者的眼睛的位置、手姿态期间手的位置以及特征在车辆前方景象中的位置能够被利用来允许进行特征选择。
[0072] 可以想到监测和解释手姿态来作为输入的许多方法。例如，指向姿态（point gesture）（其中伸出的手指运动并停止在一位置）能够在手指的末端处产生数据点以及基于数据点选择的使用者的暗示需求。根据另一示例性实施例，伸出的手指能够被用于与选择指示相配合，该选择指示例如位于方向盘上的按钮或者语音选择，例如监测使用者发出的词汇“选择”。根据另一示例性实施例，确定的姿态能够被用于指示出选择，该确定的姿态例如使用者将食指和拇指放在一起。根据另一示例性实施例，能够利用学习模式来允许使用者定制手姿态和基于姿态选择的景象的对应点或区域。
[0073] 根据上述任意公开的方法来选择特征能够包括解释向景象中的特征的输入的许多方法。例如，能够明确地得到向显示器的一部分的使用者输入，且基于使用者的输入具有对特征的精确的定点识别。在这样的示例中，能够对应于使用者输入确定景象中的像素或假想点，并且在该像素或点处能够识别出特征。在另一示例中，向景象或显示器的一部分的使用者输入能够被解释，并且能够基于距使用者输入的指示的观察距离来识别要被选择的特征或候选特征的列表。此外，景象中的特征能够被识别出并被优先化。例如，如果建筑物和树是景象中的被识别特征并且使用者输入被指示到建筑物和树之间，则能够使用如下的优先化方法，即相比于树而言使用者可能更感兴趣于建筑物。在景象中的多个潜在兴趣特征接近使用者输入的情况下，特征能够均被显示以便使用者进行后续选择，或者第一特征能够被显示且具有额外图形，该额外图形指示出指向相同位置的后续使用者输入能够将显示轮换到另一特征。可以想到解释使用者输入的许多方法，并且本公开不试图受限于这里包括的具体示例性实施例。
[0074] 参考图4，示出了示例性使用者输入模块（UIM）515，其接收被指示到图形投影显示器250的一部分的使用者输入。使用者输入被EVS系统管理器110监测并且可以被用于代表在对应驾驶场景的图形投影显示器250上的图形。UIM 515包括使用者输入装置和模块的实施例，并且示例性车辆可以仅包括被包括在UIM 515内的用于接收和监测指示到图形投影显示器250的一部分的使用者输入的输入装置和模块中的一种。然而，可想到各种实施例，在这些实施例中，车辆能够包括被包括在UIM 515内的使用者输入装置和模块的变型，并且选定的变型能够基于车辆使用者的偏好来启用。示例性UIM 515包括成像装置161、触摸屏输入模块（TSIM）149、控制器装置153以及键盘装置161。
[0075] TSIM 149能够被设置成接收使用者的手或手指在该模块上的且被指示到对应于驾驶场景的图形投影显示器的一部分的触摸姿态（touch gesture）。TSIM 149能够另外地包括对应于车辆驾驶场景并且被设置成动态地在其上标示图形的显示器（参见被实现为本领域公知的且在图4中被呈现的触摸屏显示器260的TSIM 149）。显而易见，所接收的使用者的手的触摸姿态提供了用于通过显示器确定对选项的选择的基于触摸的使用者接口（touch-based user interface）。
[0076] 本领域中已知能够接收使用者的手或手指的触摸姿态的各种装置。TSIM 149能够是包括显示屏的触摸屏装置，该显示屏能够识别在显示区域内部的触摸的发生、位置和定位。根据一种实施例，显示器能够包括车辆驾驶场景的景象。根据另一实施例，例如当为选择提供可替代选项时，图示能够包括针对选择的选定图像。例如通过提供导航选择，显示器可以用一半屏幕显示文本消息，例如从而提供保持当前选定路线的选项，并且另一半屏幕显示一段驾驶场景的景象，其包括示出街名或出口标号的标志从而向使用者提供选项来选择显示的街道标志以改变计划导航路线。TSIM 149能够被集成在HMI装置151内（见图2）。TSIM 149能够被实现为手持装置，例如个人数字助理（PDA）或移动电话，所有这些装置都具有包括车辆驾驶场景的显示器。TSIM 149有助于使用者与显示在显示器（即驾驶场景）上的内容相互作用，而不是间接与鼠标或触垫相互作用，并且其允许使用者在不必使用这种中间装置的情况下完成触摸姿态。针对选择显示选项的这些方法能够包括图形提示（例如围绕被显示条目的图标或闪烁框指示符）、声音提示或者本领域已知的大量其他特征，从而向使用者快速传达信息以便有助于对所呈现选项的选择。
[0077] 此外，本领域中已知用于监测和接收使用者的手或手指的触摸姿态的各种方法。在非限制性实施例中，TSIM 149能够是由标准玻璃板构成的电阻触摸屏显示器，该标准玻璃板涂覆有薄的导电且电阻性金属板，其中电流在两个层之间行进并且监测两个层在相同位置彼此接触并且由此中断电流时的触摸姿态。在另一非限制性实施例中，TSIM 149能够是利用超声波来处理来自屏的使用者输入的表面波（surface wave）触摸屏显示器。在这种实施例中，表面波触摸屏显示器利用识别信号是否已经被任何运动时的触摸所改变的变换器，其中，当使用者在特定位置触摸显示器时，超声波流过整个屏。在又一非限制性实施例中，TSIM 149能够是由铟锡氧化物板构成的电容触摸屏显示器，该铟锡氧化物板存储电荷并且被定位在显示器的玻璃层上。当使用者的手或手指输入接触显示器时，少量电荷被传递到使用者的手或手指，并且电容板上的电荷量降低。与之相关联的处理器计算相比较的变化（comparative variation）并且确定触摸姿态出现的精确位置，该位置对应于车辆驾驶场景上的位置。在又一非限制性实施例中，TSIM 149能够包括红外触摸屏显示器。红外触摸屏显示器能够对红外波或热波（即热）产生反应。红外触摸屏显示器还能够利用围绕周边的竖直和水平红外传感器来创建格栅，从而精确定位显示屏已被使用者的手或手指触摸的准确位置。
[0078] 应该意识到，TSIM 149不限于上文讨论的装置和方法中的任一种，并且不限于TSIM 149仅能够接收使用者的手或手指在模块149上且被指示到对应于驾驶场景的图形投影显示器250的一部分的触摸姿态。控制器装置153能够包括一种机构，例如操纵杆、鼠标、杠杆、触针、触垫或用于接收指示到图形投影显示器250的一部分的使用者操控（user manipulation）的其他附件。
[0079] 成像装置161能够包括捕获使用者的手的图像并且利用与其相关联的软件来监测使用者的手的位置和取向，从而提供光学图像。能够利用红外和/或紫外技术来捕获图像。光学图像能够被处理以产生使用者手运动的三维（3D）映射（mapping）。显而易见，手运动的光学图像提供了基于姿态的使用者接口。因此，由成像装置161检测的使用者手运动（即姿态）能够代替诸如鼠标、杠杆、操纵杆、旋钮或其他附件的触觉接口元件来使用。根据一种示例性实施例，成像装置161需要捕获一连串图像，其中针对每个图像监测使用者的手的位置和取向，从而提供使用者手运动的光学图像。与成像装置161相关联的软件能够通过合适的专用电路被集成在成像装置161内并且与EVS系统管理器110信号通信。另外，与成像装置161相关联的软件能够被集成在EVS系统管理器110内。
[0080] 本领域中已知使用成像装置来基于所监测的目标（即手）的位置和取向处理光学图像以产生目标的3D映射的各种方法。通过引用并入本文的PCT国际公布WO 2007/043036公开了基于将激光斑纹图案（laser speckle pattern）投影到目标上且然后分析该图案在目标上的图像的方法和系统。通过引用并入本文的美国专利号6,100,517公开了使用脉冲调制以便测量光从目标到检测器的行进时间的方法，其中摄像机创建指示出到达场景中的物体上的点的距离的图像。通过引用并入本文的美国公开号2010/0020078 A1公开了用辐射束照射目标并且产生目标的基于强度的3D映射的方法。本公开不限于上文讨论的方法中的任一种，并且能够包括能够监测手运动以提供基于姿态的输入的任意装置。
[0081] 作为输入的替代性或额外来源，键盘装置169能够接收使用者对键盘装置的按键输入，其指示到图形投影显示器250的一部分。键盘装置169能够与其他装置结合使用，其他装置例如具有操纵杆的控制器装置或HMI。键盘装置能够包括阿拉伯数字输入，例如包括用于计算机或移动电话装置的微型键盘。在另一实施例中，键盘能够包括选定数量的键，例如具有由字母A至E或由不同颜色键标记的五个按钮。针对选择所提供的显示可以包括匹配键盘装置169上的按键标记的图标。显而易见的，接收到的使用者对键盘装置169的按键输入提供基于按键的接口。
[0082] HMI装置151能够被利用来接收使用者输入。已知的方法是感测对HMI装置151的区域的触摸。可替代地，按钮能够与HMI装置151关联使用并且以图形方式被提示于HMI装置上所呈现的选择。
[0083] 图5示出了利用图形投影显示器250在驾驶场景上动态地标示图形的示例性信息流，包括EVS系统管理器110监测来自占用者眼睛位置感测系统160的输入360、来自车辆位置和取向模块370的输入371以及来自UIM 515的输入312，从而产生显示需求330。通过监测和结合来自于各种来源的信息，例如输入371、360和312，EVS系统管理器110能够实行一种或多种方法来在显示装置或挡风屏HUD装置上产生与车辆的操作及其操作环境有关的被动态标示的信息，其包括向图形显示器的操作者输入。
[0084] 参考图1和图5，占用者眼睛位置感测系统160包括本领域已知的用于估测占用者头部位置且进一步估测占用者眼睛取向或凝视位置的传感器。占用者能够是车辆的操作者或使用者或者是车辆内的乘客。头部和眼睛感测装置是本领域已知的并且在此不作更详细的讨论。为了本公开的目的，基于摄像机的装置与图像识别软件结合使用以便基于图像识别程序来估计能够与车辆坐标系相协调的车辆内的三维头部位置和占用者凝视方向。眼睛位置输入360被输入到EVS系统管理器110。
[0085] UIM 515能够被设置成监测指示到对应于驾驶场景的图形投影显示器的一部分的使用者输入位置。能够计算通过HUD装置的目标景象的位置。基于目标位置和操作者/使用者的眼睛位置在HUD装置上确定目标景象位置的这种方法被公开在共同未决美国申请号12/726,444中，其并入本文以供参考。使用者输入位置指的是在显示器或HUD装置上使用者姿态所指向的位置。在一些实施例中，显示器上对应于使用者输入位置的位置能够包括指示出所能做出的选择的文本或图形。在一些实施例中，通过HUD装置可见的目标限定了HUD装置对应能够被指向的使用者输入位置以便指示出对目标的选择的位置或部分。例如，如果潜在目的地通过HUD装置的中心左边部分可见，则基于使用者相对于HUD装置的眼睛位置以及潜在目的地的景象在HUD装置上的确定位置，指向HUD装置的中心左边部分的使用者手姿态能够被解释作为对应于潜在目的地的使用者输入位置。在另一示例性实施例中，能够通过凝视位置，例如利用在方向盘上的示例性选择按钮，能够确定使用者输入位置，其中当选择按钮被按下时允许使用者基于使用者的凝视位置指示出对显示器一部分的选择。通过基于使用者位置来确定手姿态被指示到HUD装置上何处，被输入到EVS系统管理器110的使用者输入位置312能够被生成并且用作控制输入。
[0086] 参考图5，根据一种示例性实施例，EVS系统管理器110监测眼睛位置输入360、车辆位置和取向输入371以及使用者输入位置312，从而产生用于在图形投影显示器上动态地标示图形的显示需求330。如果图形包括车辆操作环境中的物体或景象的一部分，则EVS系统管理器110将额外需要代表该物体或景象的传感器数据。应意识到，如果图形包括代表例如凝视位置、姿态或选择控制反馈的反馈图形，则可能仅需要监测眼睛位置输入360和使用者输入位置371来产生用于在图形投影显示器250上动态地标示反馈图形的显示需求330。监测输入360、371和312的类似构造能够被用于基于使用者输入来确定选定特征。
[0087] 图6示出了基于向EVS系统管理器110的输入来确定图形的示例性信息流。所示过程包括：EVS系统管理器110监测来自各种来源的信息并且产生显示需求430；图形模块455监测来自EVS系统管理器的显示需求430并且产生图形命令440；以及，图形投影显示器250例如包括这里公开的示例性显示器实施例。图6示出了包括成像装置161、TSIM 149、控制器装置153和键盘装置161并且输出到或提供到使用者输入512的示例性UIM 515。
EVS系统管理器110包括命令选择模块405，从而使得使用者输入512与EVS系统管理器可获得的其他信息相结合从而通过显示需求430提供包括选择提示和反馈的命令选择所需的任意图形。此外，如果需要与特征选择相关的任意车辆命令或非图形输出，例如提示对与选定特征相关的无线网络的质询，则信号420能够被生成并被相关联的系统利用。使用者输入512能够包括使用者输入位置312或能够传输对车辆前方景象中特征的选择的任意其他输入。
EVS系统管理器110包括命令选择模块405，从而使得使用者输入512与EVS系统管理器可获得的其他信息相结合从而通过显示需求430提供包括选择提示和反馈的命令选择所需的任意图形。此外，如果需要与特征选择相关的任意车辆命令或非图形输出，例如提示对与选定特征相关的无线网络的质询，则信号420能够被生成并被相关联的系统利用。使用者输入512能够包括使用者输入位置312或能够传输对车辆前方景象中特征的选择的任意其他输入。
[0088] 像素化视场受限架构使得能够向车辆的一个占用者显示图形而不向另一个占用者显示所述图形。使得能够从有限方向观察图像的像素化视场受限架构的示例性实施例包括使用接受激发光且沿有限方向发出光的微结构或颗粒设置。并入本文以供参考的共同未决美国申请号12/564,899公开了像素化视场受限架构。图7和图8示出了像素化视场受限架构的示例性用法。图7示出了能够向受限的视场发出光的示例性发射体。示例性发射体包括填充有LIF材料704的UV透明封罩702（例如由SiO2制成），且其具有抛物线形窄带多层反射结构706，其中该LIF材料704在被紫外线辐射照射时发出可见光波长。在这种示例性实施例中，这些发射体构成的薄膜被沉积在聚合物上。为了制备这种膜，类似于发射体中形成的形状的抛物线形印痕被刻在聚合物材料中。通过化学气相沉积将发射体沉积在聚合物基体上，且使用发射体填充抛物线印痕（parabola impression）。图8示出了产生被对齐到聚合物基体以便能够观察受限视场的发射体的必要结构的示例性过程。通过例如蚀刻的示例性过程，通过从基体释放它们而产生了填充有发射材料的自立式抛物线体（free standing parabola）。还能够通过使用适当溶剂溶解塑料基体来实现从聚合物基体的这种去除。之后，自立式抛物线体被嵌入凹洞（divot）中，其中已通过光刻方法或模压方法在玻璃基体中产生所述凹洞。能够通过例如流控自装配（fluidic self assembly）的过程来实现抛物线体与凹洞的匹配，该流控自装配例如Alien Technology所使用的，其中抛物线体流经基体并且以统计学方式发生抛物线体-凹洞匹配。
[0089] 基于包括图5所述的动态标示图形的方法的上述方法，被动态标示的图形能够被投影在被实现在基本透明挡风屏平视显示器150中的图形投影显示器250上，该显示器包括像素化视场受限架构，且图形对应于车辆的驾驶场景。像素化视场使得能够从有限方向（例如第一有限方向和/或第二有限方向）观察图形。被动态标示的图形能够包括基于第一观察者位置的第一动态标示图形以及基于第二观察者位置的第二动态标示图形。应理解，第一和第二动态标示图形二者均能够被投影在基本透明挡风屏HUD上。此外，基于第一观察者位置的第一动态标示图形进一步基于利用使得能够从指向第一观察者位置的第一有限方向观察图形景象的像素化视场。应理解，第一观察者位置能够对应于车辆的驾驶者。类似地，基于第二观察者位置的第二动态标示图形进一步基于利用使得能够从指向第二观察者位置的第二有限方向观察图形景象的像素化视场。应理解，第二观察者位置能够对应于车辆中的一个乘客座位。类似地，图5讨论的动态标示方法还能够包括监测与第二观察者眼睛位置相关的数据，其中第二观察者眼睛位置对应于处于第二观察者位置的一个乘客。应理解，监测占用者眼睛位置能够包括监测与第一观察者眼睛位置和/或与第二观察者眼睛位置相关的数据。
[0090] 上述讨论的像素化视场受限架构的方法被应用到基本透明挡风屏HUD 150。不过，这种方法还能够应用到非透明部件280。例如，仪表盘或支撑支柱的一段可以包括像素化视场受限架构以便图形能够被呈现给车辆的使用者/操作者并且不呈现给车辆的其他前部座椅上的乘客。
[0091] 上述方法能够被结合在如上所述的EVS系统管理器中。这样的EVS系统管理器能够存在于单个控制模块或物理装置中或者能够可替代地跨越多个模块或物理装置。EVS系统管理器能够采用大量不同实施例，并且本公开不试图受限于这里公开的EVS系统管理器的具体示例性实施例。控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和类似术语意味着以下条目中的任意适当一种或者一种或更多种的各种组合：一个（多个）专用集成电路（ASIC）、一个（多个）电子电路、执行一个或更多个软件或固件程序的一个（多个）中央处理单元（优选地是一个（多个）微处理器）及相关联的存储器和存储装置（只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等）、一个（多个）组合逻辑电路、一个（多个）输入/输出电路和装置、适当的信号调节和缓冲电路以及提供所需功能的其他适当元件。控制模块具有一组控制算法，包括存储在存储器中并被执行来提供所需功能的驻留软件程序指令和校准。优选地在预设定循环期间执行算法。算法例如被中央处理单元执行，并且可操作地监测来自感测装置和其他网络化控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程来控制致动器的操作。循环可以在正在进行的发动机和车辆操作期间以规则间隔被执行，例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒被执行。可替代地，算法可以响应事件的发生被执行。
[0092] 图9示出了操作这里公开的方法的示例性过程800。过程800的示例性步骤被呈现在下表中。
[0093] 表1
[0094] 。
[0095] 过程800通过监测车辆前方的景象从而在步骤802开始。这样的监测包括使用摄像机装置、雷达装置和/或能够产生与景象和在景象中可见的特征有关的信息的其他装置。步骤804根据上面公开的方法来监测向景象的使用者输入，例如提供被选择的景象的点或区域或部分。步骤806应用方法，例如特征识别方法，来确定对应于使用者输入的选定特征。在步骤808，分析并识别选定特征（例如识别为能够在其上行驶的道路特征或道路的一部分、另一车辆、建筑物、停车场、广告标志或指示出可能导航目的地的标志，其具有可识别文本）。在步骤810，通过无线连接，例如通过基于互联网的服务，查询或获取关于被识别特征的信息。在步骤812，确定能够被标示到该特征的图形，例如代表对特征的选择的光标或框。在步骤814，确定图形来向使用者传输关于被识别特征所获取的信息。在步骤816，被确定的图形被显示在图形投影显示器250上。过程800是应用这里公开的方法的示例性非限制性实施例。
[0096] 图10是通过透明挡风屏图形投影显示器的示例性景象以及向显示器的使用者输入。显示器900包括路面902、可见地平线904、出口坡道906、路标908和指向显示器的示例性使用者指向910。在不同实施例中，经由显示器900可见的景象能够是通过基本透明显示器可见的实际景象或者能够被投影作为被显示图形的部分。图10示出了位于靠近指向显示器的使用者指向910的、被标示到路标908的被标示图形920。如上所述，能够基于向显示器的使用者输入的位置来选择并且识别特征。图形920指示出选择路标908作为景象的选定特征。随附于图形920的文本922能够被额外地显示以代表关于选定特征所查询的信息，例如关于路标908上所包括的选项的信息。图10示出了指示到出口坡道906的被标示图形930及随附文本932。如果多于一个特征接近或靠近使用者输入，则这里公开了或本领域公知了各种方法在待显示的候选特征之间进行选择。在图10中，具有围绕标志的框形式的被标示图形920的路标908以及具有被实现为被标示到公路的箭头的被标示图形930的出口坡道906二者均由于使用者输入而被示出。指向显示器的使用者指向910根据这里公开的方法被监测，并且基于所述输入的位置来选择用于显示的一个或更多个特征。
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