CN112445333A - 与平视显示器集成的眼睛定位跟踪装置 - Google Patents
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Abstract
在各个实施例中,提供了包括平视显示器和******的方法、***和车辆。在示例性实施例中,平视显示器***包括壳体;设置在壳体内的光源;以及设置在壳体内的一个或多个镜子。同样在某些实施例中,******包括:设置在壳体外部并靠近壳体的电镜;在电镜上形成的激光器;以及在电镜上形成的接收器。
Description
技术领域
技术领域总体涉及车辆(例如陆基车辆、水基车辆和飞机)的领域,更具体地,涉及用于识别车辆中个人的眼睛位置的方法和***。
背景技术
某些车辆包括用于向车辆驾驶员提供信息的平视显示器。这样的平视显示器可能需要驾驶员的眼睛的检测位置,例如以便以可见的方式显示信息以供驾驶员看到。
因此,期望提供一种用于定位车辆驾驶员的眼睛的***。此外,结合附图和本发明的该背景技术,根据本发明的后续详细描述和所附权利要求,本发明的其他期望特征和特性将变得显而易见。
发明内容
在一示例性实施例中,提供了一种***,其包括平视显示器和******。平视显示器***包括:壳体;设置在壳体内的光源;以及设置在壳体内的一个或多个镜子。******包括:设置在壳体外部并靠近壳体的电镜;形成在电镜上的激光器;以及形成在电镜上的接收器。
同样在一实施例中,电镜紧靠壳体的外表面设置。
同样在一实施例中,壳体设置在车辆的前仪表板内。
同样在一实施例中,电镜包括由单个整体件制成的单个镜。
同样在一实施例中,激光器和接收器均与电镜一体形成。
同样在一实施例中,激光器配置为向车辆乘员的面部发射红外线;并且接收器配置为在红外线已从乘员的面部反射后接收红外线的反射。
同样在一实施例中,接收器包括配置为一次接收单个像素的单个传感器。
同样在一实施例中,***还包括形成在接收器内的透镜。
同样在一实施例中,***还包括耦合到******的计算机***,该计算机***包括:存储器,其配置为存储关于接收器接收到的反射的信息;和处理器,其耦合到存储器并配置为至少有助于基于所存储的关于反射的信息来映射乘员的面部。
同样在一实施例中,处理器还配置为至少有助于旋转电镜。
在另一示例性实施例中,提供了一种车辆,该车辆包括:(i)车身;(ii)配置为推动车身的驱动***;(iii)形成在车身中的前仪表板;(iv)平视显示器***,其包括:(a)形成在前仪表板中的壳体;(b)设置在壳体内的光源;以及(c)设置在壳体内的一个或多个镜子;和(v)******,其包括:(a)设置在壳体外部并靠近壳体的电镜;(b)形成在电镜上的激光器;(c)形成在电镜上的接收器。
同样在一实施例中,电镜紧靠壳体的外表面设置。
同样在一实施例中,电镜包括由单个整体件制成的单个镜。
同样在一实施例中,激光器和接收器均与电镜一体形成。
同样在一实施例中,激光器配置为向车辆乘员的面部发射红外线;并且接收器配置为在红外线已从乘员的面部反射后接收红外线的反射。
同样在一实施例中,接收器包括配置为一次接收单个像素的单个传感器。
同样在一实施例中,******还包括形成在接收器内的透镜。
同样在一实施例中,车辆还包括耦合到******的计算机***,该计算机***包括:(a)存储器,其配置为存储关于接收器接收到的反射的信息;和(b)处理器,其耦合到存储器并配置为至少有助于:(i)基于所存储的关于反射的信息来映射乘员的面部;并且旋转电镜。
在另一实施例中,提供了一种方法,该方法包括:经由形成在车辆的平视显示器***外部的电镜上的激光器,向车辆乘员的面部发射红外线;经由形成在电镜上的接收器,在红外线已从乘员的面部反射后接收红外线的反射;以及将有关反射的信息存储在计算机存储器中。
同样在一实施例中,该方法还包括:通过由处理器提供的指令,多次旋转激光器;在激光器每次旋转后,通过激光器向车辆乘员的面部发射附加红外线;在附加红外线已从乘员的面部反射后,通过接收器接收附加红外线的附加反射;将附加反射存储在计算机存储器中;以及通过使用反射和附加反射,经由处理器来映射包括乘员眼睛位置的乘员面部。
附图说明
在下文中,将结合以下附图描述本公开,其中,相同的标号表示相同的元件,并且其中:
图1是根据示例性实施例的示意图,包括用于车辆的******和平视显示器***的一部分,并且可以与图2的车辆结合使用;
图2是根据示例性实施例的车辆的功能框图,包括用于识别车辆乘员的眼睛位置的******(例如如图1所示),其描绘为与用于车辆的平视显示器***和计算机***集成在一起;以及
图3是根据示例性实施例的用于识别车辆乘员的眼睛位置的过程的流程图,并且其可以结合图1和2的******和图2的车辆及计算机***来实现。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅是示例性的,并且无意于限制本公开或其应用和使用。此外,无意受到在先前背景技术或以下详细描述中提出的任何理论的约束。
如图1所示,在各个实施例中,提供了用于车辆的平视显示器***120以及用于定位车辆乘员的眼睛的******102。
在各个实施例中,平视显示器***120和******102可以结合一个或多个车辆比如图2所示并在下面描述的车辆100来实现。在某些实施例中,平视显示器120和******102在陆基车辆中实现,比如汽车、卡车或其他陆基车辆(例如,如图2所示并且进一步在下面结合与此更详细地描述)。在某些其他实施例中,平视显示器120和******102在水基车辆中实现,比如船、潜艇或其他水基车辆。在其他实施例中,平视显示器120在飞行器(例如飞机、直升机、航天器和/或其他飞行器)中实现。
继续参照图1,在各个实施例中,平视显示器***120包括壳体(或包装)122、光源124和一个或多个内部镜126。同样在各个实施例中,平视显示器120利用光线进行操作,光线从光源124射出,从内部镜126反射,然后产生从车辆的挡风玻璃201(例如在如图1所示的反射点206处)并朝向车辆的乘员(例如到达在如图1所示的点210处的乘员)反射的光线202。
同样如图1所示,在某些实施例中,******102紧靠平视显示器***120的壳体(或包装)122的外表面设置。在各个实施例中,******102配置成例如用于定位和/或识别车辆乘员(例如驾驶员)的眼睛的位置,如下面结合图2更详细地描述。
在某些实施例中,如图1所示,******102被直接放置在平视显示器***120的壳体(或包装)122的外表面上并与之接触。在某些实施例中,如图1所示,******102放置在平视显示器***120的壳体(或包装)122的外表面外部并靠近其。
如图1所示,******102利用红外线204进行操作,红外线204从激光器134发出,从车辆的挡风玻璃201(例如在如图1所示的反射点208处)并且朝向乘员(例如到达在如图1所示的点212处的乘员)反射,然后通过******102的接收器136接收反射。
图2示出了根据示例性实施例的其中实施了图1的平视显示器***120和******102的车辆100。如下面更详细地描述,******102配置成用于定位和/或识别车辆100的乘员104的眼睛的位置。在各个实施例中,******102配置成确定坐在车辆100的前座106中的驾驶员104的眼睛的位置。同样在各个实施例中,******102与平视显示器***120和用于车辆100的计算机***130集成在一起,如图2所示并且在下面进一步详细描述。在某些实施例中,******102、平视显示器***120和计算机***130(和/或其部件)可以统称为控制***140,如图2所示。
在各个实施例中,车辆100可以包括任何数量的不同类型的车辆或移动平台。在某些实施例中,车辆100包括陆基车辆,比如许多不同类型的汽车中的任何一种,例如轿车、货车、卡车或运动型多用途车(SUV)、摩托车和/或其他陆基车辆。在某些其他实施例中,车辆100包括水基车辆,比如船、潜艇或其他水基车辆。在其他实施例中,车辆100包括飞行器(例如飞机、直升机、航天器和/或其他飞行器)。
在所描绘的示例性实施例中,车辆100包括布置在底盘109上的上述车身110。车身110基本包围车辆100的其他部件。车身110和底盘109可以共同形成框架。车辆100还包括多个轴112和车轮114。每个车轮114在车身110的相应角部附近可旋转地联接至一个或多个轴112,以促进车辆100的运动。在一实施例中,车辆100包括四个车轮114,尽管这在其他实施例中可以变化(例如对于卡车和某些其他车辆而言)。
同样在所描绘的示例性实施例中,驱动***116安装在底盘109上,并驱动车轮114。驱动***116优选地包括推进***。在某些示例性实施例中,驱动***116包括与其传动装置联接的内燃发动机和/或电动机/发电机。在某些实施例中,驱动***116可以改变,和/或可以使用两个或更多个驱动***116。例如,车辆100还可结合多种不同类型的推进***中的任何一种或组合,例如汽油或柴油燃料的内燃机、“柔性燃料车辆”(FFV)发动机(即使用汽油和酒精的混合物)、气态化合物(例如氢气和/或天然气)燃料的发动机、燃烧/电动机混合动力发动机以及电动机。
如图2所示(并且如上所述),在各个实施例中,******102包括电镜132、激光器134和接收器136。在各个实施例中,电镜132包括由单个整体件制成的单个镜。同样在各个实施例中,激光器134和接收器136形成在电镜上并与之集成。在某些实施例中,如下所述,******102附接到和/或形成在平视显示器***120的壳体122外部。
在各个实施例中,激光器134包括红外(IR)激光器,其配置为一次一个点地朝向车辆100的乘员104(例如驾驶员)的面部发送红外线。同样在各个实施例中,接收器136配置为在红外线接触乘员104的面部之后接收红外线的反射。在一实施例中,接收器136包括配置为一次接收单个像素的单个传感器。另外,在某些实施例中,在接收器136上包括透镜138,其可以例如改善信噪比。
在某些实施例中,接收器136配置为当红外线从乘员104的面部反射时一次一个地接收红外线的不同反射。在各个实施例中,电镜在各个时间点旋转激光器134和接收器136,使得每条红外线(及其反射)对应于乘员104的面部上的不同点位置。因此,以这种方式,乘员104的面部可被一次有效地扫描一个像素,对应于乘员面部上的一次一个点位置。
在各个实施例中,根据图3所示的控制过程300的步骤且下面将结合其进一步描述,******102可以与以下所述的计算机***130结合使用,以执行用于识别车辆100的乘员104的眼睛位置的方法。
在各个实施例中,平视显示器***120包括上述壳体(或包装)122、光源124和一个或多个内部镜126。在某些实施例中,平视显示器***120(包括其壳体122)内置在车辆100的前仪表板中于前座106的前方。在各个实施例中,******102与平视显示器***120集成在一起。
在各个实施例中,计算机***130耦合到******102,并且在某些实施例中,还耦合到平视显示器***120和一个或多个其他车辆***160。在各个实施例中,计算机***130接收关于接收器136接收到的像素反射的信息,存储该信息,并处理该信息以映射乘员104的面部(包括眼睛)。在某些实施例中,计算机***130还控制******102的旋转以映射乘员104的面部。另外,在某些实施例中,计算机***130使用面部的映射来识别车辆100的驾驶员104的眼睛的位置,并采取与其有关的适当动作(例如,根据眼睛的位置以及乘员是否注视道路,适当地调整******102和/或平视显示器120,和/或适当地控制一个或多个其他车辆***160,比如制动或转向等)。同样如图2所示,在各个实施例中,计算机***104经由一个或多个通信链路111耦合到******102和/或平视显示器***120(例如以从接收器136接收像素信息等)。在某些实施例中,通信链路111包括一个或多个有线连接,比如一个或多个电缆(例如同轴电缆和/或一个或多个其他类型的电缆),和/或一个或多个无线连接(例如使用无线总线技术)。在各个实施例中,计算机***130根据下面结合图3进一步描述的过程300来执行这些功能。
在所描绘的实施例中,计算机***130包括处理器142、存储器144、接口146、存储设备148和总线150。处理器142执行计算机***130的计算和控制功能,并且可以包括任何类型的处理器或多个处理器、单个集成电路比如微处理器或者共同协作以完成处理单元的功能的任何适当数量的集成电路设备和/或电路板。在操作期间,处理器142执行存储器144内包含的一个或多个程序152,并因此通常在执行本文所述的过程(例如如下面结合图3进一步描述的过程300)中控制计算机***130和计算机***130的计算机***的一般操作。
存储器144可以是任何类型的合适存储器。例如,存储器144可以包括各种类型的动态随机存取存储器(DRAM)比如SDRAM、各种类型的静态RAM(SRAM)以及各种类型的非易失性存储器(PROM、EPROM和闪存)。在某些示例中,存储器144位于和/或共同位于与处理器142相同的计算机芯片上。在所描绘的实施例中,存储器144存储上述程序152以及一个或多个存储值154(例如包括从接收器136接收的像素信息)。
总线150用于在计算机***130的计算机***的各个部件之间传输程序、数据、状态和其他信息或信号。接口146允许例如从***驱动器和/或另一计算机***到计算机***130的计算机***的通信,并且可以使用任何合适的方法和装置来实施。在一实施例中,接口146从接收器136获得像素数据。接口146可包括一个或多个网络接口以与其他***或部件通信。接口146还可包括与技术人员通信的一个或多个网络接口,和/或连接到存储装置比如存储设备148的一个或多个存储接口。
存储设备148可以是任何合适类型的存储装置,包括直接访问存储设备,比如硬盘驱动器、闪存***、软盘驱动器和光盘驱动器。在一示例性实施例中,存储设备148包括程序产品,存储器144可以从该程序产品接收程序152,程序152执行本公开的一个或多个过程的一个或多个实施例,比如下面结合图3进一步描述的过程200的步骤(及其任何子步骤)。在另一示例性实施例中,程序产品可以直接存储在比如下面所引用的存储器144和/或磁盘(例如磁盘156)中和/或以其他方式由其访问。
总线150可以是连接计算机***和部件的任何合适的物理或逻辑装置。这包括但不限于直接硬连线连接、光纤、红外和无线总线技术。在操作期间,程序152存储在存储器144中并由处理器142执行。
应当理解,尽管在功能全面的计算机***的情况下描述了该示例性实施例,但本领域技术人员将认识到,本公开的机制能够作为程序产品来分发,具有用于存储程序及其指令并执行其分发的一种或多种类型的非暂时性计算机可读信号承载介质,比如承载程序并包含存储在其中的计算机指令用于使计算机处理器(比如处理器142)履行和执行该程序的非暂时性计算机可读介质。这样的程序产品可以采取多种形式,并且本公开同样适用,而与用于执行分发的计算机可读信号承载介质的特定类型无关。信号承载介质的示例包括:可记录介质比如软盘、硬盘驱动器、存储卡和光盘,以及传输介质比如数字和模拟通信链路。应当理解,在某些实施例中还可以利用基于云的存储和/或其他技术。类似地,将意识到,计算机***130的计算机***也可以与图2所示的实施例不同,例如计算机***130的计算机***可以联接到或可以利用一个或多个远程计算机***和/或其他******。
图3是根据示例性实施例的用于映射车辆乘员的面部的过程300的流程图。图3的过程300可以结合车辆100来实施,车辆100包括根据示例性实施例的图1和2的******102、平视显示器***120及其计算机***130。
如图3所示,过程开始于步骤302。在一实施例中,过程300在车辆驾驶或点火循环开始时开始,例如当驾驶员启动车辆和/或对其点火时(例如通过转动钥匙、接合钥匙扣或开始按钮等)。在另一实施例中,过程300在******102被激活时开始。在一实施例中,过程300的步骤在车辆的操作期间被连续地执行。
在步骤304,发射红外信号。在各个实施例中,激光器134在车辆100的挡风玻璃201上并朝向车辆100的乘员104(例如驾驶员)发射红外线(或信号),例如如图1所示并在上面结合其描述。在各个实施例中,激光器134在步骤304的每个单次迭代期间朝向乘员104的面部的单点发射单条红外线。
在步骤306接收红外信号。在各个实施例中,红外信号(或红外线)在从乘员104的面部的单个点反射之后被接收器136接收,例如如图1所示并在上面结合其描述。在各个实施例中,接收器136在步骤306的每个单次迭代期间以单个像素接收单个反射的红外信号。
在308,关于接收到的信号的信息存储在存储器中。在各个实施例中,关于单个接收到的像素的信息在步骤308的每个单次迭代期间存储在存储器144中(作为其存储值154)。
在各个实施例中,在步骤310确定是否要检查用户104的面部上的任何附加点以进行面部映射。在各个实施例中,关于乘员104的面部的映射是否不完整(例如关于面部上的足够数量的点位置是否尚未被检查),该确定是由图2的处理器142做出的。
如果确定要检查面部上的附加点,则在步骤312旋转******102。具体地,在各个实施例中,处理器142提供用于旋转图1的电镜132的指令,从而使激光器134和接收器136旋转,从而使激光器134对准尚未被检查的乘员104的面部的不同点位置。此后,步骤304-312在各个新的迭代中重复(每个对应于乘员104的面部的不同点位置),直到在步骤310的迭代中确定在乘员104的面部上没有要检查的任何附加点位置。
一旦在步骤310的迭代中确定在乘员104的面部上没有要检查的任何附加点位置,则该过程进行到步骤314。在步骤314期间,对乘员的面部(或面部的一部分,比如一只或多只眼睛)进行映射。在各个实施例中,图2的处理器142可以通过在步骤308的各个迭代期间编译存储在存储器144中的不同像素来映射面部(或其一只或多只眼睛)。同样在各个实施例中,映射包括一只或多只眼睛的位置。
另外,在某些实施例中,在步骤316基于乘员的脸部(例如眼睛的位置)的映射采取车辆控制动作。例如,在某些实施例中,处理器142可以基于映射(例如眼睛位置)来控制平视显示器单元120,包括其角度。另外,在某些实施例中,处理器142可以基于映射(例如眼睛位置)来调节******102的旋转。最后,在某些实施例中,处理器142还可以基于映射(例如眼睛位置)根据需要提供用于警告或警报或者用于对更多其他***160(比如制动、转向等)进行自动控制的指令,例如如果驾驶员104似乎正在闭上眼睛和/或不注意道路。
在各个实施例中,该过程在318结束(例如在某些实施例中,在当前车辆驱动或点火循环的末尾)。
因此,所公开的方法、***和车辆提供了用于映射车辆乘员的面部(包括乘员的眼睛位置)的***和方法。在各个实施例中,******包括激光器和与用于映射面部的电镜集成的接收器,******设置在用于车辆的平视显示器***的壳体外部(在某些实施例中,直接靠在其外表面上)。
应当理解,***、车辆和方法可以与图中所示和本文所述的那些不同。例如,在各个实施例中,车辆100、******102、平视显示器***120、计算机***130和/或其各种部件可以与图1和2所示并结合其描述的不同。类似地将意识到,在各个实施例中,过程300的步骤和/或实施可以与图3所示的那些不同,和/或过程300的各个步骤可以同时发生和/或以与图3所示不同的顺序发生。
尽管在前面的详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例,但应当理解,存在大量的变型。还应当理解,一个或多个示例性实施例仅是示例,并且无意以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反,前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的便利路线图。应该理解的是,在不脱离由所附权利要求及其合法等同物所阐述的本公开的范围的情况下可以对元件的功能和布置进行各种改变。
Claims (10)
1.一种***,包括:
平视显示器***,包括:
壳体;
设置在壳体内的光源;以及
设置在壳体内的一个或多个镜子;和
******,包括:
设置在壳体外部并靠近壳体的电镜;
形成在电镜上的激光器;以及
形成在电镜上的接收器。
2.根据权利要求1所述的***,其中,所述电镜紧靠壳体的外表面设置。
3.根据权利要求1所述的***,其中,所述电镜包括由单个整体件制成的单个镜。
4.根据权利要求1所述的***,其中,所述激光器和接收器均与电镜一体形成。
5.一种车辆,包括:
车身;
配置为推动车身的驱动***;
形成在车身中的前仪表板;
平视显示器***,包括:
形成在前仪表板中的壳体;
设置在壳体内的光源;以及
设置在壳体内的一个或多个镜子;和
******,包括:
设置在壳体外部并靠近壳体的电镜;
形成在电镜上的激光器;以及
形成在电镜上的接收器。
6.根据权利要求5所述的车辆,其中:
所述激光器配置为向车辆乘员的面部发射红外线;并且
所述接收器配置为在红外线已从乘员的面部反射后接收红外线的反射。
7.根据权利要求5所述的车辆,其中,所述接收器包括配置为一次接收单个像素的单个传感器。
8.根据权利要求5所述的车辆,还包括耦合到所述******的计算机***,所述计算机***包括:
存储器,其配置为存储关于接收器接收到的反射的信息;和
处理器,其耦合到存储器并配置为至少有助于:
基于所存储的关于反射的信息来映射乘员的面部;并且
旋转电镜。
9.一种方法,包括:
经由形成在车辆的平视显示器***外部的电镜上的激光器,向车辆乘员的面部发射红外线;
经由形成在电镜上的接收器,在红外线已从乘员的面部反射后接收红外线的反射;以及
将有关反射的信息存储在计算机存储器中。
10.根据权利要求9所述的方法,还包括:
通过由处理器提供的指令,多次旋转激光器;
在激光器每次旋转后,通过激光器向车辆乘员的面部发射附加红外线;
在附加红外线已从乘员的面部反射后,通过接收器接收附加红外线的附加反射;
将附加反射存储在计算机存储器中;以及
通过使用反射和附加反射,经由处理器来映射包括乘员眼睛位置的乘员面部。
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