在方向盘和仪表板上的光基触摸控制件制造技术

一种用在交通工具中的系统，包括：与交通工具中的驾驶员座椅相对地设置的转向元件，所述转向元件包括包封在转向元件的周边中的多个接近传感器，所述传感器可操作以检测沿着转向元件的外周边的手势；容纳在交通工具中的交互式平台，用于在交通工具中提供无线电广播、视频播放、音频娱乐、视频娱乐和导航辅助的至少一种；以及容纳在交通工具中的处理器，其与接近传感器及所述平台结合，并且可操作以便识别由所述接近传感器检测的手势，并且响应于如此识别的手势控制所述平台。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在方向盘和仪表板上的光基触摸控制件相关申请的交叉参考本申请是美国临时申请No.61/730,139的非临时申请，该临时申请的名称为“LIGHT-BASEDTOUCHCONTROLSONASTEERINGWHEELANDDASHBOARD”(在方向盘和仪表板上的光基触摸控制件)，申请日为2012年11月27日，专利技术人为GunnarMartinThomasEriksson、JohnKarlsson、MariaHedin和RichardBerglind，其内容整体结合在本文中。
本专利技术的领域是用于交通工具的光基用户接口。
技术介绍
参照图1，它是现有技术的方向盘的简化视图。图1所示的现有技术的方向盘400包括圆形握持元件401、将握持元件401连接至操纵柱407的一个或多个连接件402-404、以及位于连接件402和403上的用于控制交通工具上的各种装置的按钮405和406。将握持元件401连接至操纵柱407的连接件402-404也称为辐条。在图1中，使用按钮405来应答交通工具的扬声器上进来的电话，并且使用按钮406来挂下电话。BLUETOOTH是由美国华盛顿州柯克兰的BluetoothSIG公司拥有的商标。安装在方向盘上的控制件能被舒适且安全地操作，因为驾驶员能够无需将手从方向盘上离开或者眼睛离开道路就能控制和操作这些控制件。原来，添加到方向盘上的第一按钮是触发汽车电动喇叭的开关。当巡航控制系统被引进时，一些汽车厂商也为方向盘上的该特征定位操作开关。如今，通常在方向盘上设置附加的按钮控制件，用于音响系统、电话和声音控制系统、导航系统、立体声系统以及车载计算机功能。名称为“PressureSensitiveSteeringWheelControls(压力敏感式方向盘控制件)”的美国专利公开号No.2012/0232751A1教导了将压力敏感式控制件添加到方向盘的圆形握持元件上。压力传感器沿着握持元件的周边位于不同位置上，并且不同的位置与不同的控制件相对应。响应于传感器位置处压力的施加而致动控制件，例如通过用户加紧他的握持。许多如今的交通工具仪表盘控制台远远超出仅仅将信息显示给驾驶员看。在很多情况下需要驾驶员操纵一系列触摸屏菜单和图标以便操作仪表盘控制台。
技术实现思路
本专利技术涉及安装在转向元件和关联的仪表盘用户接口中的按钮和控制件。更宽泛地，本专利技术涉及用于车载系统和关联的用户接口的远程控制件。本文中的术语“转向元件”包括用来操纵交通工具的任何物理元件，诸如方向盘、飞机操纵杆、侧杆和中心杆、轮船的驾驶盘、自行车或摩托车的手杆。本专利技术的实施例提供了一种传感器系统，它分别地或者组合地检测位置、接近和压力，以便允许在转向元件上或者其周围输入复杂的手势。在一些实施例中，与平视显示器(HUD)或者带有内置图片显示的可戴护目镜相结合，使用本专利技术的传感器系统。在这个情况下，HUD或者护目镜使得在用户的视野中具有图标或者栅格。用户伸出他的手以便与提供的图像元件相互作用。传感器检测在三维空间中的用户手势，并且这些坐标然后被映射到提供的图像上以解释用户的输入。本专利技术的实施例也提供了与传感器系统结合的仪表板，所述传感器系统利用仪表板显示器以用于相关的信息，而无需在仪表板上杂乱地布满按钮。传感器系统检测位置、接近以及方向，用于在仪表板上输入复杂的手势。在一些实施例中，通过HUD或者具有内置图片显示的可戴护目镜将仪表板呈现给驾驶员。在这个情况下，通过检测驾驶员手势以及将它们映射到投射的HUD或者护目镜图像上，传感器系统允许驾驶员与由HUD或者护目镜提供的图像相互作用。通过消除来自显示器的不相关的信息，本专利技术的实施例促进了交通工具仪表板系统的操作。而且，根据本专利技术的用户接口提供与背景关联的选择，即，与交通工具的状态和环境相关的选项。例如，当用户停车时，用户接口呈现停车选项，以及当关掉发动机时，呈现打开各种门的选项，诸如打开后备箱和油箱。本专利技术涉及机动车辆，其包括位于机动车辆的驾驶员座位的相对侧的方向盘，方向盘包括：多个包封在方向盘的周界中的接近传感器，用于检测沿着方向盘的外周边的手滑动手势；容纳在车辆的仪表盘中的娱乐和导航系统；以及处理器，其容纳在车辆中并且连接至传感器及连接至娱乐和导航系统，用于响应于所检测的手滑动手势而控制娱乐和导航系统。在一些实施例中，响应于所检测到的向上滑动手势，处理器增加用于娱乐和导航系统的可调节设置，并且响应于所检测到的向下滑动手势，处理器减少可调节设置。在一些实施例中，娱乐和导航系统包括多个可调节特征，其中响应于手滑动手势调节用于所选择特征的设置，并且响应于位于方向盘的外周边上的至少一个轻敲，处理器改变所选择的特征。当处理器改变所选择的特征时，在与娱乐和导航系统连接的显示器上(诸如安装在仪表板上的显示器或者HUD)提供表示最新选择的特征的图形。在一些实施例中，该显示器位于由驾驶员戴着的护目镜的里面。可调节设置的例子包括升高或降低音量、选择收音机频道以及选择乐库中的轨道、低音部、高音部、GPS系统中的图像-例如，二维图、三维图、卫星图以及图像的缩放。在一些实施例中，包封在面对驾驶员的方向盘中的第二多个接近传感器检测方向盘与驾驶员之间的手摆动手势，其中处理器响应于所述手摆动手势改变娱乐和导航系统的模式。所述第二多个接近传感器也操作以便检测进入机动车辆的驾驶员。在一些实施例中，方向盘进一步包括空腔(即，气隙)、连接至穿过所述空腔投射光束的处理器的光发射器阵列、以及连接至检测所投射光束的处理器的光检测器阵列。这允许检测到中断光束的空腔内部的摆动手势，从而允许使用者通过这些所检测到的空腔内的手势控制所述娱乐和导航系统。这些摆动手势通过一个或多个手指或者通过手的手掌而执行。在具有方向盘空腔的一些实施例中，具有多个光发射器阵列以及多个光检测器阵列，所述光发射器连接至穿过空腔以不同几何平面投射光束的处理器，所述光检测器连接至检测所述所投射光束的处理器，用于检测穿过所述空腔内的多个几何平面并中断光束的摆动手势。这允许对于一个宽范围的摆动手势检测穿过空腔深度的摆动手势。例如，这些传感器检测手指或手穿透空腔的角度。它们还通过测量手指或手越过每个几何平面的不同时间而检测接近的速度。在空腔的一些实施例中，光束均被穿过所述空腔竖直地投射。在其它实施例中，穿过所述腔室投射光束的双向栅格。为了防止在驾驶期间无意地调节娱乐系统控制件，在特定实施例中，只有在方向盘基本上不转动时(也就是说，在它处于“12点”位置时或者从“12点”位置没有偏离超过阙值时)，手滑动手势才控制娱乐和导航系统。在一些实施例中，娱乐和导航系统包括显示器，并且处理器响应于检测到由两个或多个手指在空腔中执行的展开手势而放大显示器上的图像，并且响应于由一个或多个手指在空腔中执行的平移手势而平移所述图像。在本专利技术的一些实施例中，通过在空腔内部展开或分离一只手的所有手指的指尖而执行手指展开手势。在本专利技术的其它实施例中，通过在空腔内部伸出一只手的所有手指而执行手指展开手势。尤其是，所述图像是与导航系统相关的地图、后视相机图像、或者是与娱乐系统相关的图片、在一些实施例中，所述交通工具包括无线电话接口，尤其是接口，它通过在方向盘外周边上应用轻敲手势或者手滑动手势而被控制。例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于交通工具中的系统，包括：与交通工具中的驾驶员座椅相对地设置的转向元件，所述转向元件包括包封在所述转向元件的周边中的多个接近传感器，所述接近传感器可操作以检测沿着所述转向元件的外周边的手势；容纳在所述交通工具中的交互式平台，用于在交通工具中提供无线电广播、视频播放、音频娱乐、视频娱乐和导航辅助中的至少一种；以及容纳在所述交通工具中的处理器，其与所述接近传感器和所述平台结合，并且可操作以便识别由所述接近传感器检测的手势，以及响应于如此识别的手势控制所述平台。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.27 US 61/730，1391.一种用于交通工具中的系统，包括：与交通工具中的驾驶员座椅相对地设置的转向元件，所述转向元件包括安装在所述转向元件中的多个光基接近传感器，所述光基接近传感器可操作以检测由沿着所述转向元件的外周边的手势所反射的光；容纳在所述交通工具中的交互式平台，用于在交通工具中提供无线电广播、视频播放、音频娱乐、视频娱乐和导航辅助中的至少一种；以及容纳在所述交通工具中的处理器，其与所述接近传感器和所述平台结合，并且可操作以便(i)识别由所述接近传感器检测的向上的手势，以及响应于如此识别的向上的手势增加用于所述平台的可调节设置，以及(ii)识别由所述接近传感器检测的向下的手势，以及响应于如此识别的向下的手势减少所述可调节设置。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述平台根据具有可调节设置的多个特征操作，其中所述处理器可操作以便响应于识别手滑动手势而调节所述特征的当前选定的一个特征的设置，并且所述处理器可操作以便响应于识别所述转向元件的外周边上的至少一个轻敲手势而改变所述当前选定的特征。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述平台包括显示器，并且当所述处理器改变所述选定的特征时，所述处理器还在所述显示器上提供表示所述最新选择的特征的图形。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可调节设置是由音量、无线电频道、乐库中的轨道、网页、地图和图片构成的组中的元素。5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括包封在所述转向元件中并且面对所述驾驶员座椅的多个第二接近传感器，检测在所述转向元件和驾驶员之间的手摆动手势，并且所述处理器可操作以便识别由所述第二接近传感器检测的手摆动手势，并且响应于如此识别的手摆动手势而改变所述平台的模式。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述交通工具包括具有可调节充气设置的气囊，其中基于来自所述第二接近传感器的输出，所述处理器确定所述驾驶员与所述转向元件之间的距离，其中所述处理器基于如此确定的距离调节用于气囊的充气设置。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器将由所述接近传感器检测的一系列物体识别为同时地触摸所述转向元件，并且为一只手上的相应手指，其中当所述接近传感器检测到从所述转向元件提升其中一个所述物体时，基于被提升物体在所述一系列物体中的相对位置，所述处理器确定哪一个手指被提升，并且响应于识别通过如此确定的不同的其中一个手指执行的手势，所述处理器执行不同的功能。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述转向元件进一步包括：空腔；不可见光发射器阵列，其连接至所述处理器并且可操作以便穿过所述空腔投射不可见光光束；以及光检测器阵列，其连接至所述处理器并且可操作以便检测由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，并且检测所述空腔内部的手势，所述手势中断由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，并且其中所述处理器可操作以便识别由所述光检测器检测的所述空腔内部的手势，以及响应于所述空腔内部的如此识别的手势而控制所述平台。9.根据权利要求8所述的系统，进一步包括：多个不可见光发射器阵列，其连接至所述处理器并且可操作以便穿过所述空腔内部的不同几何平面而投射不可见光光束；以及多个光检测器阵列，其连接至所述处理器并且可操作以便检测由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，以及检测穿过所述空腔内部的多个几何平面的摆动手势，所述摆动手势中断由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，以及所述处理器可操作以便识别由所述光检测器阵列检测的所述空腔内部的摆动手势，以及响应于如此识别的摆动手势而控制所述平台。10.根据权利要求8所述的系统，进一步包括容纳在所述转向元件中并且连接至所述处理器的可见光发射器，其中所述处理器可操作以便响应于所述光检测器检测到由所述不可见光发射器所投射的不可见光光束被中断而触发所述可见光发射器的至少一个。11.根据权利要求8所述的系统，其中所述平台包括显示器，并且所述处理器可操作以便响应于识别所述空腔内部的多个手指扩展手势而扩大所述显示器上的图像。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理器可操作以便响应于识别所述空腔内的单手指平移手势而平移所述显示器上的图像。13.根据权利要求1所述的系统，其中仅仅当所述转向元件不是大幅度旋转时，所述处理器才响应于所述被识别的手势而控制所述平台。14.根据权利要求1所述的系统，进一步包括接收进来的电话的无线电话接口，所述处理器可操作以便响应于识别所述转向元件的外周边上的单次轻敲手势而拒绝进来的电话，以及响应于识别所述转向元件的外周边上的双次轻敲手势而接受进来的电话。15.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器可操作以便响应于识别沿着所述转向元件的外周边的突然且快速的手滑动手势而使所述平台无声。16.根据权利要求1所述的系统，其中所述转向元件的周边被分离成虚拟的输入区域，其中所述处理器可操作以便响应于识别在不同输入区域中的手势而在所述平台上执行不同的控制指令，以及响应于识别在所述转向元件的外周边上的至少一个轻敲手势而在安装在所述交通工具中的显示器上提供所述转向元件的图像，所述图像指示哪个控制指令与每个输入区域关联。17.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步可操作以便响应于识别相应的手势而打开交通工具中的油箱，打开交通工具中的后备箱，锁上交通工具的门，以及关上交通工具中的窗户。18.根据权利要求1所述的系统，其中所述转向元件包括嵌入在其中的至少一个交互式显示器，其中所述交通工具包括交通工具显示器，所述交通工具显示器包括下视显示器或者平视显示器，并且在所述至少一个交互式显示器上显示的信息在所述交通工具显示器上被复制。19.根据权利要求1所述的系统，其中所述交互式平台包括：显示器；以及包围所述显示器的框架，其包括连接至所述处理器的多个第二接近传感器，所述第二接近传感器可操作以检测所述框架上面的手势，并且所述处理器可操作以便在所述显示器的拐角呈现代表一组相关功能的图形，并且识别由所述第二接近传感器检测的位于所述框架上方并且在所述显示器的拐角上方开始的对角摆动手势，以及响应于如此识别的对角摆动手势而穿过所述显示器平移所述图形，从而展现用于相关功能的图标。20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述处理器可操作以便在所述显示器的相应拐角中呈现多个图形。21.一种用于交通工具中的系统，包括：与交通工具中的驾驶员座椅相对地设置的转向元件，所述转向元件包括：安装在所述转向元件中的多个光基接近传感器，所述光基接近传感器可操作以检测由沿着所述转向元件的外周边的手势所反射的光；以及包封在所述转向元件中并且面对所述驾驶员座椅的多个第二接近传感器，检测所述转向元件和驾驶员之间的摆动手势；容纳在所述交通工具中的交互式平台，在交通工具中提供无线电广播、视频播放、音频娱乐、视频娱乐和导航辅助中的至少一种；具有可调节充气设置的气囊；以及容纳在所述交通工具中的处理器，其与所述光基接近传感器、所述第二接近传感器和所述平台结合，并且可操作以便(i)识别由所述光基接近传感器检测的手势，以及响应于如此识别的手势控制所述平台，(ii)识别由所述第二接近传感器检测的摆动手势，以及响应于如此识别的摆动手势改变所述平台的模式，以及(iii)基于来自所述第二接近传感器的输出确定所述驾驶员与所述转向元件之间的距离，并且基于如此确定的距离调节用于所述气囊的充气设置。22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述平台根据具有可调节设置的多个特征操作，其中所述处理器可操作以便响应于手滑动手势而调节所述特征的当前选定的一个特征的设置，并且所述处理器可操作以便响应于识别所述转向元件的外周边上的至少一个轻敲手势而改变所述当前选定的特征。23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述平台包括显示器，并且当所述处理器改变所述选定的特征时，所述处理器还在所述显示器上提供表示所述最新选择的特征的图形。24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述可调节设置是由音量、无线电频道、乐库中的轨道、网页、地图和图片构成的组中的元素。25.根据权利要求21所述的系统，其中所述处理器将由所述光基接近传感器检测的一系列物体识别为同时地触摸所述转向元件，并且为一只手上的相应手指，其中当所述光基接近传感器检测到从所述转向元件提升其中一个所述物体时，基于被提升物体在所述一系列物体中的相对位置，所述处理器确定哪一个手指被提升，并且响应于识别通过如此确定的不同的其中一个手指执行的手势，所述处理器执行不同的功能。26.根据权利要求21所述的系统，其中所述转向元件进一步包括：空腔；不可见光发射器阵列，其连接至所述处理器并且可操作以便穿过所述空腔投射不可见光光束；以及光检测器阵列，其连接至所述处理器并且可操作以便检测由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，并且检测所述空腔内部的手势，所述手势中断由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，并且其中所述处理器可操作以便识别由所述光检测器检测的所述空腔内部的手势，以及响应于所述空腔内部的如此识别的手势而控制所述平台。27.根据权利要求26所述的系统，进一步包括：多个不可见光发射器阵列，其连接至所述处理器并且可操作以便穿过所述空腔内部的不同几何平面而投射不可见光光束；以及多个光检测器阵列，其连接至所述处理器并且可操作以便检测由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，以及检测穿过所述空腔内部的多个几何平面的摆动手势，所述摆动手势中断由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，以及所述处理器可操作以便识别由所述光检测器阵列检测的所述空腔内部的摆动手势，以及响应于如此识别的摆动手势而控制所述平台。28.根据权利要求26所述的系统，进一步包括容纳在所述转向元件中并且连接至所述处理器的可见光发射器，其中所述处理器可操作以便响应于所述光检测器检测到由所述不可见光发射器所投射的不可见光光束被中断而触发所述可见光发射器的至少一个。29.根据权利要求26所述的系统，其中所述平台包括显示器，并且所述处理器可操作以便响应于识别所述空腔内部的多个手指扩展手势而扩大所述显示器上的图像。30.根据权利要求29所述的系统，其中所述处理器可操作以便响应于识别所述空腔内的单手指平移手势而平移所述显示器上的图像。31.根据权利要求21所述的系统，其中仅仅当所述转向元件不是大幅度旋转时，所述处理器才响应于所述被识别的手势而控制所述平台。32.根据权利要求21所述的系统，进一步包括接收进来的电话的无线电话接口，所述处理器可操作以便响应于识别所述转向元件的外周边上的单次轻敲手势而拒绝进来的电话，以及响应于识别所述转向元件的外周边上的双次轻敲手势而接受进来的电话。33.根据权利要求21所述的系统，其中所述处理器可操作以便响应于识别沿着所述转向元件的外周边的突然且快速的手滑动手势而使所述平台无声。34.根据权利要求21所述的系统，其中所述转向元件的周边被分离成虚拟的输入区域，其中所述处理器可操作以便响应于识别在不同输入区域中的手势而在所述平台上执行不同的控制指令，以及响应于识别在所述转向元件的外周边上的至少一个轻敲手势而在安装在所述交通工具中的显示器上提供所述转向元件的图像，所述图像指示哪个控制指令与每个输入区域关联。35.根据权利要求21所述的系统，其中所述处理器进一步可操作以便响应于识别相应的手势而打开交通工具中的油箱，打开交通工具中的后备箱，锁上交通工具的门，以及关上交通工具中的窗户。36.根据权利要求21所述的系统，其中所述转向元件包括嵌入在其中的至少一个交互式显示器，其中所述交通工具包括交通工具显示器，所述交通工具显示器包括下视显示器或者平视显示器，并且在所述至少一个交互式显示器上显示的信息在所述交通工具显示器上被复制。37.根据权利要求21所述的系统，其中所述交互式平台包括：显示器；以及包围所述显示器的框架，其包括连接至所述处理器的多个第三接近传感器，所述第三接近传感器可操作以检测所述框架上面的手势，并且所述处理器可操作以便在所述显示器的拐角呈现代表一组相关功能的图形，并且识别由所述第三接近传感器检测的位于所述框架上方并且在所述显示器的拐角上方开始的对角摆动手势，以及响应于如此识别的对角摆动手势而穿过所述显示器平移所述图形，从而展现用于相关功能的图标。38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述处理器可操作以便在所述显示器的相应拐角中呈现多个图形。39.一种用于交通工具中的系统，包括：与交通工具中的驾驶员座椅相对地设置的转向元件，所述转向元件包括：安装在所述转向元件中的多个光基接近传感器，所述光基接近传感器可操作以检测由沿着所述转向元件的外周边的手势所反射的光；空腔；不可见光发射器阵列，其可操作以便穿过所述空腔投射不可见光光束；以及光检测器阵列，其可操作以便检测由所述不可见光发射器投射的不可见光光束，并且检测所述空腔内部的手势，所述手势中断由所述不可见光发射器投射的不可见光光束；容纳在所述交通工具中的交互式平台，在交通工具中提供无线电广播、视频播放、音频娱乐、视频娱...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡纳·马丁·弗勒伊德，西蒙·费林，托马斯·埃里克松，约翰·卡尔松，玛丽亚·赫丁，理查德·贝里林德，
申请(专利权)人：内奥诺德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US