主动式平视显示系统的制作方法

1.本公开涉及用于主动式平视显示（active heads up display）系统的操作的系统和方法。


背景技术：

2.现有的平视显示器投影信息，该信息集中在驾驶员前方的空间中浮动的一个点处。浮动信息允许驾驶员在查看道路的同时查看信息。取决于特定驾驶员的高度和驾驶员位于座位中的位置，浮动信息可能太高、太低、太偏左、太偏右或在仪表板上方的适当位置处。
3.因此，本领域技术人员继续在平视显示器的主动位置调整的领域中的研究和开发工作。


技术实现要素：

4.本文提供了一种主动式平视显示系统。该主动式平视显示系统包括驾驶员监测系统、网关电路和平视显示器。该驾驶员监测系统被构造成在三维坐标系中跟踪用户的注视方向，基于该注视方向响应于用户的视野计算一个或多个跟踪值，并在第一总线上传输该一个或多个跟踪值。该网关电路被构造成从第一总线接收该一个或多个跟踪值，将该一个或多个跟踪值转换为一个或多个命令值，并在第二总线上传输该一个或多个命令值。该平视显示器被构造成从第二总线接收该一个或多个命令值，生成用户可视的图形表示，将该图形表示投影在用户前方的三维坐标系中的当前位置处，并响应于该一个或多个命令值，而将三维坐标系中的当前位置调整到在用户的视野内居于中心的更新位置。
5.在所述主动式平视显示系统的一个或多个实施例中，所述平视显示器还被构造成将所述图形表示的所述当前位置经由所述第二总线传输到所述网关电路；所述网关电路还被构造成将所述图形表示的所述当前位置经由所述第一总线传送到所述驾驶员监测系统；以及所述驾驶员监测系统还被构造成从所述第一总线接收所述图形表示的所述当前位置。
6.在所述主动式平视显示系统的一个或多个实施例中，所述一个或多个跟踪值的所述计算还响应于所述图形表示的所述当前位置。
7.在所述主动式平视显示系统的一个或多个实施例中，所述一个或多个跟踪值仅调整所述图形表示的竖直位置，以考虑到所述用户的头部的俯仰和高度中的一者或多者。
8.在所述主动式平视显示系统的一个或多个实施例中，所述一个或多个跟踪值调整所述图形表示的水平位置和竖直位置两者。
9.在所述主动式平视显示系统的一个或多个实施例中，所述注视方向为眼睛注视方向。
10.在所述主动式平视显示系统的一个或多个实施例中，所述驾驶员监测系统还被构造成在所述用户的所述眼睛注视方向未知时跟踪所述用户的头部定向；以及在所述用户的所述眼睛注视方向未知时，所述一个或多个跟踪值基于所述头部定向来计算。
11.在所述主动式平视显示系统的一个或多个实施例中，所述平视显示器位于所述用户和挡风玻璃之间；以及所述平视显示器将所述图形表示投影到所述挡风玻璃上。
12.在所述主动式平视显示系统的一个或多个实施例中，所述网关电路还被构造成响应于所述跟踪值指示所述注视方向离开所述挡风玻璃，而将所述一个或多个命令值保持恒定。
13.本文提供了一种主动式平视显示系统中的操作的方法。所述方法包括：利用驾驶员监测系统在三维坐标系中跟踪用户的注视方向；基于所述注视方向响应于所述用户的视野来计算一个或多个跟踪值；在第一总线上传输所述一个或多个跟踪值；在网关电路处从所述第一总线接收所述一个或多个跟踪值；以及将所述一个或多个跟踪值转换为一个或多个命令值。
14.所述方法还包括：在第二总线上传输所述一个或多个命令值；在平视显示器处从所述第二总线接收所述一个或多个命令值；生成所述用户可视的图形表示；将所述图形表示投影在所述用户前方的所述三维坐标系中的当前位置处；以及响应于所述一个或多个命令值，利用所述平视显示器，将所述三维坐标系中的所述当前位置调整到在所述用户的所述视野内居于中心的更新位置。
15.在一个或多个实施例中，所述方法包括：经由所述第二总线将所述图形表示的所述当前位置传输到所述网关电路；经由所述第一总线将所述图形表示的所述当前位置传送到所述驾驶员监测系统；以及在所述驾驶员监测系统处从所述第一总线接收所述图形表示的所述当前位置。
16.在所述方法的一个或多个实施例中，所述一个或多个跟踪值的所述计算还响应于所述图形表示的所述当前位置。
17.在所述方法的一个或多个实施例中，所述一个或多个跟踪值仅调整所述图形表示的竖直位置，以考虑到所述用户的头部的俯仰和高度中的一者或多者。
18.在所述方法的一个或多个实施例中，所述一个或多个跟踪值调整所述图形表示的水平位置和竖直位置两者。
19.在所述方法的一个或多个实施例中，所述注视方向为眼睛注视方向。
20.在一个或多个实施例中，所述方法包括：在所述用户的所述眼睛注视方向未知时，利用所述驾驶员监测系统跟踪所述用户的头部定向。在所述用户的所述眼睛注视方向未知时，所述一个或多个跟踪值基于所述头部定向来计算。
21.在所述方法的一个或多个实施例中，所述平视显示器位于所述用户和挡风玻璃之间；以及所述平视显示器将所述图形表示投影到所述挡风玻璃上。
22.在一个或多个实施例中，所述方法包括：响应于所述跟踪值指示所述注视方向离开所述挡风玻璃，在所述网关电路中保持所述一个或多个命令值恒定。
23.本文提供了一种车辆。所述车辆包括挡风玻璃和主动式平视显示系统。所述主动式平视显示系统包括驾驶员监测系统、网关电路和平视显示器。该驾驶员监测系统被构造成在三维坐标系中跟踪用户的注视方向，基于该注视方向响应于用户的视野计算一个或多个跟踪值，并在第一总线上传输该一个或多个跟踪值。该网关电路被构造成从第一总线接收该一个或多个跟踪值，将该一个或多个跟踪值转换为一个或多个命令值，并在第二总线上传输该一个或多个命令值。所述平视显示器被构造成从所述第二总线接收所述一个或多
个命令值，生成所述用户可视的图形表示，将所述图形表示投影在所述挡风玻璃上的所述用户前方的所述三维坐标系中的当前位置处，并且响应于所述一个或多个命令值，而将所述三维坐标系中的所述当前位置调整到在所述用户的所述视野内居于中心的更新位置。
24.在所述车辆的一个或多个实施例中，所述平视显示器为双平面平视显示器。
25.本发明还包括以下技术方案。
26.方案1. 一种主动式平视显示系统，包括：驾驶员监测系统，其构造成在三维坐标系中跟踪用户的注视方向，基于所述注视方向响应于所述用户的视野来计算一个或多个跟踪值，并且在第一总线上传输所述一个或多个跟踪值；网关电路，其构造成从所述第一总线接收所述一个或多个跟踪值，将所述一个或多个跟踪值转换为一个或多个命令值，并且在第二总线上传输所述一个或多个命令值；以及平视显示器，其构造成从所述第二总线接收所述一个或多个命令值，生成所述用户可视的图形表示，将所述图形表示投影在所述用户前方的所述三维坐标系中的当前位置处，并且响应于所述一个或多个命令值，而将所述三维坐标系中的所述当前位置调整到在所述用户的所述视野内居于中心的更新位置。
27.方案2. 根据方案1所述的主动式平视显示系统，其中：所述平视显示器还被构造成将所述图形表示的所述当前位置经由所述第二总线传输到所述网关电路；所述网关电路还被构造成将所述图形表示的所述当前位置经由所述第一总线传送到所述驾驶员监测系统；以及所述驾驶员监测系统还被构造成从所述第一总线接收所述图形表示的所述当前位置。
28.方案3. 根据方案2所述的主动式平视显示系统，其中，所述一个或多个跟踪值的所述计算还响应于所述图形表示的所述当前位置。
29.方案4. 根据方案1所述的主动式平视显示系统，其中，所述一个或多个跟踪值仅调整所述图形表示的竖直位置，以考虑到所述用户的头部的俯仰和高度中的一者或多者。
30.方案5. 根据方案1所述的主动式平视显示系统，其中，所述一个或多个跟踪值调整所述图形表示的水平位置和竖直位置两者。
31.方案6. 根据方案1所述的主动式平视显示系统，其中，所述注视方向为眼睛注视方向。
32.方案7. 根据方案6所述的主动式平视显示系统，其中：所述驾驶员监测系统还被构造成在所述用户的所述眼睛注视方向未知时跟踪所述用户的头部定向；以及在所述用户的所述眼睛注视方向未知时，所述一个或多个跟踪值基于所述头部定向来计算。
33.方案8. 根据方案1所述的主动式平视显示系统，其中：所述平视显示器位于所述用户和挡风玻璃之间；以及所述平视显示器将所述图形表示投影到所述挡风玻璃上。
34.方案9. 根据方案8所述的主动式平视显示系统，其中，所述网关电路还被构造成响应于所述跟踪值指示所述注视方向离开所述挡风玻璃，而将所述一个或多个命令值保持恒定。
35.方案10. 一种在主动式平视显示系统中的操作的方法，包括：利用驾驶员监测系统在三维坐标系中跟踪用户的注视方向；基于所述注视方向响应于所述用户的视野来计算一个或多个跟踪值；在第一总线上传输所述一个或多个跟踪值；在网关电路处从所述第一总线接收所述一个或多个跟踪值；将所述一个或多个跟踪值转换为一个或多个命令值；在第二总线上传输所述一个或多个命令值；在平视显示器处从所述第二总线接收所述一个或多个命令值；生成所述用户可视的图形表示；将所述图形表示投影在所述用户前方的所述三维坐标系中的当前位置处；以及响应于所述一个或多个命令值，利用所述平视显示器，将所述三维坐标系中的所述当前位置调整到在所述用户的所述视野内居于中心的更新位置。
36.方案11. 根据方案10所述的方法，还包括：经由所述第二总线将所述图形表示的所述当前位置传输到所述网关电路；经由所述第一总线将所述图形表示的所述当前位置传送到所述驾驶员监测系统；以及在所述驾驶员监测系统处从所述第一总线接收所述图形表示的所述当前位置。
37.方案12. 根据方案11所述的方法，其中，所述一个或多个跟踪值的所述计算还响应于所述图形表示的所述当前位置。
38.方案13. 根据方案10所述的方法，其中，所述一个或多个跟踪值仅调整所述图形表示的竖直位置，以考虑到所述用户的头部的俯仰和高度中的一者或多者。
39.方案14. 根据方案10所述的方法，其中，所述一个或多个跟踪值调整所述图形表示的水平位置和竖直位置两者。
40.方案15. 根据方案10所述的方法，其中，所述注视方向为眼睛注视方向。
41.方案16. 根据方案15所述的方法，还包括：在所述用户的所述眼睛注视方向未知时，利用所述驾驶员监测系统跟踪所述用户的头部定向，其中在所述用户的所述眼睛注视方向未知时，所述一个或多个跟踪值基于所述头部定向来计算。
42.方案17. 根据方案10所述的方法，其中：所述平视显示器位于所述用户和挡风玻璃之间；以及所述平视显示器将所述图形表示投影到所述挡风玻璃上。
43.方案18. 根据方案17所述的方法，还包括：响应于所述跟踪值指示所述注视方向离开所述挡风玻璃，在所述网关电路中保持所述一个或多个命令值恒定。
44.方案19. 一种车辆，包括：
挡风玻璃；以及主动式平视显示系统，其包括：驾驶员监测系统，其构造成在三维坐标系中跟踪用户的注视方向，基于所述注视方向响应于所述用户的视野来计算一个或多个跟踪值，并且在第一总线上传输所述一个或多个跟踪值；网关电路，其构造成从所述第一总线接收所述一个或多个跟踪值，将所述一个或多个跟踪值转换为一个或多个命令值，并且在第二总线上传输所述一个或多个命令值；以及平视显示器，其构造成从所述第二总线接收所述一个或多个命令值，生成所述用户可视的图形表示，将所述图形表示投影在所述挡风玻璃上的所述用户前方的所述三维坐标系中的当前位置处，并且响应于所述一个或多个命令值，而将所述三维坐标系中的所述当前位置调整到在所述用户的所述视野内居于中心的更新位置。
45.方案20. 根据方案19所述的车辆，其中，所述平视显示器为双平面平视显示器。
46.当结合附图考虑时，根据用于实施本公开的最佳模式的以下详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
47.图1是图示了根据一个或多个实施例的车辆的示意图。
48.图2是根据一个或多个示例性实施例的用户的侧视示意图。
49.图3是根据一个或多个示例性实施例的图形表示的侧视图。
50.图4是根据一个或多个示例性实施例的主动式平视显示系统的示意性框图。
51.图5是根据一个或多个示例性实施例的驾驶员监测系统的操作的方法的流程图。
52.图6是根据一个或多个示例性实施例的网关电路（gateway circuit）中的操作的方法的流程图。
53.图7是根据一个或多个示例性实施例的用于平视显示器的操作的方法的流程图。
具体实施方式
54.本公开的实施例总体上提供了一种主动式平视显示系统，其自动调整平视显示器的位置以跟随用户的视野。该主动式平视显示系统使用来自驾驶员监测系统的眼睛注视或头部跟踪信息来确定最佳高度和/或水平位置，以将信息置于用户前方。虽然该信息不是最佳的，但驾驶员监测系统生成一个或多个跟踪信号，以指示平视显示器将信息的当前位置移向用户视野的中心。网关电路设置在驾驶员监测系统和平视显示器之间，以将跟踪信号转换成易于被平视显示器识别的命令信号。
55.参考图1，根据一个或多个实施例示出了图示车辆80的示例性实施方式的示意图。车辆80通常包括挡风玻璃82和主动式平视显示系统100。三维坐标系84可限定用户90前方的空间（例如，x、y、z）。
56.主动式平视显示系统100接收图像数据信号106。该图像数据信号106通常传送由主动式平视显示系统100使用的信息，以生成光学信号108，该光学信号108运载用户90可见的一个或多个图形表示（参见图3）。光学信号108可由主动式平视显示系统100呈现并且由
用户90观看。光学信号108投影图形表示，以向用户90提供信息。
57.车辆80实施为移动交通工具，例如汽车、卡车、摩托车、船、火车和/或飞机。车辆80被构造成运载用户90、一个或多个乘客以及各种货物。
58.挡风玻璃82实施为透明挡风玻璃。挡风玻璃82通常朝向车辆80的前端定位，并且为用户90提供车辆80前方环境的清晰视野。挡风玻璃82操作以将从主动式平视显示系统100接收的图像向用户90反映。
59.用户90是车辆80的驾驶员。用户90手动控制车辆80中的各种功能。在各种实施例中，用户90可通过将手动命令输入到各种驾驶员控制器中来控制转向、加速、制动和档位选择。当用户90通过挡风玻璃82向前看时，由主动式平视显示系统100生成的图形表示对用户90可见。
60.主动式平视显示系统100实现单平面平视显示系统或双平面平视显示系统。主动式平视显示系统100位于用户90和挡风玻璃82之间。主动式平视显示系统100被构造成基于在图像数据信号106中接收到的信息来生成图形表示。在单平面实施例中，主动式平视显示系统100可将图形表示投影为单个图像，该单个图像对用户90来说似乎漂浮在挡风玻璃82附近，并且在三维坐标系84中以当前位置102为中心。在双平面实施例中，主动式平视显示系统100可将图形表示投影为近图像和远图像。该近图像对用户90来说似乎漂浮在挡风玻璃82附近，并且沿挡风玻璃82以当前位置102为中心。该远图像对用户90来说似乎漂浮在近图像之外，越过挡风玻璃82，并且以当前位置102为中心。响应于用户90的注视方向的改变，主动式平视显示系统100可将图形表示从当前位置102移动到更新位置104。
61.参考图2，根据一个或多个示例性实施例示出了示例性用户90的侧视示意图。用户90不断地沿注视方向92看。用户90的视野94以注视方向92为中心，并且覆盖三维坐标系84内的一区域。虽然用户90的眼睛98可由主动式平视显示系统100测量，但主动式平视显示系统100确定注视方向92的空间方向（例如，矢量）。
62.在某些情况下，用户90的眼睛98是不可检测的，并且因此无法基于眼睛98来确定注视方向92。因此，主动式平视显示系统100也被构造成测量用户90的头部定向96。该头部定向96通常按照俯仰、侧倾和偏摆（例如，p、r、y）和/或高度（例如，z）来测量。主动式平视显示系统100可将俯仰、侧倾和偏摆和/或高度转换成三维坐标系84中的注视方向92。在既没有检测到用户90的眼睛98也没有检测到用户90的头部定向96的情况下，主动式平视显示系统100可将注视方向92默认为最后已知的方向或在预定高度处直向前穿过挡风玻璃82。因此，主动式平视显示系统100的当前位置102对于高于平均的用户90可能较高，对于低于平均的用户90可能较低，并且对于平均身高的用户90介于两者之间。
63.参考图3，根据一个或多个示例性实施例示出了由主动式平视显示系统100生成的图形表示110的示例性实施方式的侧视图。图形表示110（或浮动信息）可包括多个图形图标、文本和/或数字信息。该信息可包括车辆80的速度、燃料水平、发动机温度、行驶方向、环境温度等。图形表示110通常水平和竖直地以当前位置102为中心。当前位置102可在车辆首次通电时默认为固定位置。
64.参考图4，根据一个或多个示例性实施例示出了主动式平视显示系统100的示例性实施方式的示意性框图。主动式平视显示系统100通常包括驾驶员监测系统120（dms）、网关电路122（gc）、平视显示器124（hud）、光学装置126（opt）、第一总线128和第二总线130。
65.图像数据信号106可由平视显示器124接收。第一总线128提供了驾驶员监测系统120和网关电路122之间的双向通信。第二总线130提供网关电路122和平视显示器124之间的双向通信。平视显示器124生成用户90可视的光学信号108。
66.驾驶员监测系统120实现构造成确定用户90的注视方向92的监测器。驾驶员监测系统120基于注视方向92生成代表用户90的视野94的一个或多个跟踪值132。在眼睛模式中，驾驶员监测系统120基于用户90（或驾驶员）的眼睛98在x、y、z空间中指向的位置（参见图2）来确定注视方向92。在头部模式中，驾驶员监测系统120基于p、r、y头部定向96（参见图2）来确定注视方向92。在各种实施例中，驾驶员监测系统120可以是在商业上可获得的驾驶员监测系统。
67.驾驶员监测系统120还被构造成计算用户90正在看的位置与平视显示器124在挡风玻璃82上投影图形表示110的位置之间的差异。驾驶员监测系统120响应于基于注视方向92的用户90的视野94并且响应于平视显示器124的当前位置102而生成一个或多个跟踪值132。
68.在各种实施例中，一些跟踪值132可传达用户90的注视方向92与平视显示器124的当前位置102之间的竖直差。在一些实施例中，其他跟踪值132可传达用户90的注视方向92与平视显示器124的当前位置102之间的水平（或方位角）差。跟踪值132由驾驶员监测系统120在第一总线128上的跟踪信号中传输到网关电路122。驾驶员监测系统120在来自网关电路122的第一总线128上的位置信号中接收平视显示器124的当前位置102的一个或多个位置值136。
69.网关电路122实现视频控制单元。网关电路122操作以经由第一总线128提供与驾驶员监测系统120的双向通信。网关电路122还操作以经由第二总线130提供与平视显示器124的双向通信。
70.从驾驶员监测系统120接收的跟踪值132由网关电路122转换成命令值134。该命令值134在第二总线130上的命令信号中从网关电路122传输到平视显示器124。平视显示器124的位置值136由网关电路122接收作为第二总线130上的位置信号。网关电路122经由第一总线128将位置值136重新传输到驾驶员监测系统120。
71.平视显示器124实现基于挡风玻璃的单平面或双平面平视显示器。平视显示器124操作以基于在图像数据信号106中接收到的信息而在光学信号108中生成图形表示110。图形表示110可以是一定帧速率下的图像序列。在各种实施例中，平视显示器124可以是在商业上可获得的平视显示器。
72.图形表示110以当前位置102为中心向挡风玻璃82投影。平视显示器124经由第二总线130将图形表示110的当前位置102以位置值报告给网关电路122。平视显示器124还操作以响应于经由第二总线130接收的命令值而将图形表示110的当前位置102改变为更新位置104。随着图形表示110的移动，当前位置102改变为更新位置104。
73.驾驶员监测系统120、网关电路122和平视显示器124的实施例通常包括一个或多个微控制器。每个微控制器可包括一个或多个处理器，其中每一个可实施为单独的处理器、专用集成电路（asic）、现场可编程门阵列（fpga）或专用电子控制单元。
74.这些微控制器可以是各种电子处理器（在硬件中实现、在硬件上执行的软件或两者的组合）。这些微控制器还可包括有形的非暂时性存储器（例如，呈光学、磁性和/或闪存
形式的只读存储器）。例如，微控制器可包括适合应用数量的随机存取存储器、只读存储器、闪存和其他类型的电可擦除可编程只读存储器，以及呈高速时钟或定时器形式的随附硬件、模数和数模网关电路、输入/输出网关电路和装置，以及适当的信号调节和缓冲网关电路。
75.实施本公开的计算机可读和可执行的指令可存储在存储器中并且如本文所述地执行。这些可执行指令可以是用于在微控制器上运行应用（在前台或后台）的一系列指令。这些微控制器可从车辆80中的各种控制器或部件接收呈一个或多个输入信号的形式的命令和信息，并通过图像数据信号106将这些命令和信息传送到平视显示器124。
76.光学装置126可实现将光学信号108引导到挡风玻璃82上的一个或多个镜子和/或透镜。这些镜子可弯曲以调整图像的焦点。
77.第一总线128实现双向数据总线。在各种实施例中，第一总线128是控制局域网（can）总线。第一总线128操作以从驾驶员监测系统120传送跟踪值132到网关电路122，该跟踪值132使平视显示器124调整图形表示110的竖直位置和/或水平位置。第一总线128还可操作以将图形表示110的实际当前位置102的位置值136从平视显示器124通过网关电路122传送到驾驶员监测系统120。
78.第二总线130实现另一个双向通信总线。在一些实施例中，第二总线130是内部集成的网关电路（i2c）串行总线。第二总线130操作以将命令值134（跟踪值132的变换版本）从网关电路122传送到平视显示器124。第二总线130还操作以将图形表示110的位置值136从平视显示器124传送回到网关电路122，并经由第一总线128继续传送到驾驶员监测系统120。
79.参考图5，根据一个或多个示例性实施例示出了驾驶员监测系统120的操作的示例性方法150的流程图。方法150（或过程）可在驾驶员监测系统120内实施。如所示，方法150包括步骤152至168。步骤顺序作为代表性示例示出。可实施其他步骤顺序以满足特定应用的标准。
80.在步骤152中，驾驶员监测系统120（dms）确定用户90的眼睛跟踪是否可用还是不可用。如果眼睛跟踪不可用，则驾驶员监测系统120在步骤154中切换到跟踪用户的头部定向96。此后，在步骤156中，头部定向96被转换为注视方向92。如果眼睛跟踪可用，则驾驶员监测系统120在步骤158中确定眼睛注视方向92。在步骤160中，驾驶员监测系统120经由网关电路122（gc）从平视显示器124（hud）接收图形表示110的当前位置102的位置值136。
81.在步骤162中，驾驶员监测系统120确定注视方向92是改变还是不变。该确定可基于将当前注视方向92与先前测量的注视方向比较，和/或比较当前注视方向92与图形表示110的当前位置102的对准。如果注视方向92未改变，则驾驶员监测系统120在步骤164中生成跟踪值132，以保持图形表示110的当前位置102不变。如果注视方向92的视野94不与图形表示110的当前位置102对准，则在步骤166中计算跟踪值132，以将图形表示110驱动到视野94中。跟踪值132在步骤168中在第一总线128上从驾驶员监测系统120传输到网关电路122。网关电路122转换并随后将这些值中继到平视显示器124，以实现移动。
82.参考图6，根据一个或多个示例性实施例示出了网关电路122中的操作的示例性方法180的流程图。方法180（或过程）由网关电路122实现。如所示，方法180包括步骤182至194。步骤顺序作为代表性示例示出。可实施其他步骤顺序以满足特定应用的标准。
83.在步骤182中，网关电路122（gc）经由第二总线130从平视显示器124（hud）接收图形表示110的当前位置102的位置值136。网关电路122在步骤184中经由第一总线128将位置值136重新传输到驾驶员监测系统120（dms）。
84.在步骤186中，网关电路122从驾驶员监测系统120接收跟踪值132。在步骤188中，跟踪值132被转换为命令值134。网关电路122在步骤190中确定驾驶员监测系统120是否正试图将图形表示110从挡风玻璃82移开。如果是，则在步骤192中，网关电路122冻结命令值134，以将图形表示110沿挡风玻璃82的边缘保持在当前位置处。如果所请求的移动保持在挡风玻璃82上，则网关电路122在步骤194中经由第二总线130将命令值134传输到平视显示器124。平视显示器124随后按照命令移动图形表示110。
85.参考图7，根据一个或多个示例性实施例示出了平视显示器124的操作的示例性方法200的流程图。方法200（或过程）由平视显示器124实施。如所示，方法200包括步骤202至214。步骤顺序作为代表性示例示出。可实施其他步骤顺序以满足特定应用的标准。
86.在步骤202中，平视显示器124（hud）经由图像数据信号106接收图像信息。基于该图像信息，平视显示器124在步骤204中生成图形表示110。在步骤206中，该图形表示110以光学信号108朝向挡风玻璃82上的当前位置102投影。平视显示器124在步骤208中同时将位置值136经由网关电路122（gc）传输到驾驶员监测系统120（dms）。
87.在步骤210中，从网关电路122接收命令值134。在步骤212中，平视显示器124基于该命令值134将当前位置102调整到更新位置104。在步骤214中，随着图形表示110从当前位置102移动到更新位置104，位置值136被改变。一旦图形表示110到达更新位置104，更新的位置就变成当前位置102的新位置。
88.主动式平视显示系统100提供了一种自适应系统，其将图形表示110重定向到最佳位置，以处于用户90的视野94内。视野94由来自驾驶员监测系统120的眼睛跟踪信息和/或头部跟踪信息确定。
89.驾驶员监测系统120测量用户90的眼睛98的三维位置和/或头部定向96。驾驶员监测系统120基于测量的用户90的注视方向92来计算平视显示器124的最佳高度和/或水平位置。调整图形表示110的当前位置102以与注视方向92/视野94对准的跟踪值132通过第一总线128被发送到网关电路122。网关电路122充当网关以将跟踪值132转换为平视显示器124可识别的命令值134。命令值134经由第二总线130发送到平视显示器124。在一个或多个实施例中，驾驶员监测系统120可以是自动驾驶员辅助系统（adas）的计算平台（acp）部件的集成部件。
90.平视显示器124将图形表示110的实际位置值136中继回到网关电路122。网关电路122作为网关以经由第一总线128将实际位置值136传递到驾驶员监测系统120，以用于误差校正和诊断目的。
91.主动式平视显示系统100的益处在于图形表示110的信息处于用户90的视野94中的时间最大化。主动式平视显示系统100的另一个益处在于当在具有双平面平视显示器124的level 2+应用中实施时感知度（awareness）提高。在level 2+应用中，此类系统中的图形表示110的信息包括丰富的数据，例如覆盖在“现实世界”上的导航和物体/行人检测以及可能的兴趣点和/或广告。
92.包括所附权利要求的本公开中的参数（例如，数量或条件）的数值应理解为在各种
情况下由术语“大约”和“约”修饰，无论“大约”或“约”是否实际出现在该数值之前。“大约”和“约”表示所述数值允许有一些轻微的不精确性（通过某种方法接近数值的准确性；大约或合理地接近该数值；几乎）。如果“大约”和“约”所提供的精确性在本领域中没有以这种普通含义理解，则如本文所用的“大约”和“约”至少表示从测量和使用这些参数的方法中可能产生的变化。此外，范围的公开包括其中每个值的公开以及在整个范围内进一步划分的范围。范围内的每个值和范围的端点在此作为单独的实施例公开。
93.权利要求可被撰写为排除各种要素。如此，本声明旨在作为与引用权利要求要素和/或使用“否定”限制相结合使用诸如“单独”、“仅”、“至多”之类的排他性术语的先行基础。如对本领域普通技术人员将显而易见的，本文描述和图示的每个单独的实施例具有容易与其他几个实施例的特征分离或组合的分立部件和特征，而不脱离本公开的范围。此外，所记载的方法可按照所记载的事件顺序执行，或者按照逻辑上可能的其他顺序执行。
94.虽然已详细地描述了用于实施本公开的最佳模式，但是那些熟悉本公开所涉及的领域的技术人员将认识到处于所附权利要求的范围内的用于实践本公开的各种替代性设计和实施例。

技术特征：
1.一种主动式平视显示系统，包括：驾驶员监测系统，其构造成在三维坐标系中跟踪用户的注视方向，基于所述注视方向响应于所述用户的视野来计算一个或多个跟踪值，并且在第一总线上传输所述一个或多个跟踪值；网关电路，其构造成从所述第一总线接收所述一个或多个跟踪值，将所述一个或多个跟踪值转换为一个或多个命令值，并且在第二总线上传输所述一个或多个命令值；以及平视显示器，其构造成从所述第二总线接收所述一个或多个命令值，生成所述用户可视的图形表示，将所述图形表示投影在所述用户前方的所述三维坐标系中的当前位置处，并且响应于所述一个或多个命令值，而将所述三维坐标系中的所述当前位置调整到在所述用户的所述视野内居于中心的更新位置。2.根据权利要求1所述的主动式平视显示系统，其中：所述平视显示器还被构造成将所述图形表示的所述当前位置经由所述第二总线传输到所述网关电路；所述网关电路还被构造成将所述图形表示的所述当前位置经由所述第一总线传送到所述驾驶员监测系统；以及所述驾驶员监测系统还被构造成从所述第一总线接收所述图形表示的所述当前位置。3.根据权利要求2所述的主动式平视显示系统，其中，所述一个或多个跟踪值的所述计算还响应于所述图形表示的所述当前位置。4.根据权利要求1所述的主动式平视显示系统，其中，所述一个或多个跟踪值仅调整所述图形表示的竖直位置，以考虑到所述用户的头部的俯仰和高度中的一者或多者。5.根据权利要求1所述的主动式平视显示系统，其中，所述一个或多个跟踪值调整所述图形表示的水平位置和竖直位置两者。6.根据权利要求1所述的主动式平视显示系统，其中，所述注视方向为眼睛注视方向。7. 根据权利要求6所述的主动式平视显示系统，其中：所述驾驶员监测系统还被构造成在所述用户的所述眼睛注视方向未知时跟踪所述用户的头部定向；以及在所述用户的所述眼睛注视方向未知时，所述一个或多个跟踪值基于所述头部定向来计算。8. 根据权利要求1所述的主动式平视显示系统，其中：所述平视显示器位于所述用户和挡风玻璃之间；以及所述平视显示器将所述图形表示投影到所述挡风玻璃上。9.根据权利要求8所述的主动式平视显示系统，其中，所述网关电路还被构造成响应于所述跟踪值指示所述注视方向离开所述挡风玻璃，而将所述一个或多个命令值保持恒定。10.一种在主动式平视显示系统中的操作的方法，包括：利用驾驶员监测系统在三维坐标系中跟踪用户的注视方向；基于所述注视方向响应于所述用户的视野来计算一个或多个跟踪值；在第一总线上传输所述一个或多个跟踪值；在网关电路处从所述第一总线接收所述一个或多个跟踪值；将所述一个或多个跟踪值转换为一个或多个命令值；
在第二总线上传输所述一个或多个命令值；在平视显示器处从所述第二总线接收所述一个或多个命令值；生成所述用户可视的图形表示；将所述图形表示投影在所述用户前方的所述三维坐标系中的当前位置处；以及响应于所述一个或多个命令值，利用所述平视显示器，将所述三维坐标系中的所述当前位置调整到在所述用户的所述视野内居于中心的更新位置。

技术总结
本发明涉及主动式平视显示系统。一种主动式平视显示系统包括驾驶员监测系统、网关电路和平视显示器。该驾驶员监测系统跟踪用户的注视方向，基于该注视方向响应于用户的视野计算跟踪值，并在第一总线上传输跟踪值。该网关电路从第一总线接收跟踪值，将跟踪值转换为命令值，并在第二总线上传输该命令值。该平视显示器从第二总线接收该命令值，生成用户可视的图形表示，将该图形表示投影在用户前方的当前位置处，并且响应于该命令值，而将该当前位置调整到在用户的视野内居于中心的更新位置。整到在用户的视野内居于中心的更新位置。整到在用户的视野内居于中心的更新位置。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2023/9/25