[发明专利]位置检测设备及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分的位置检测设备、用于位置检测设备的光学单元和用于位置检测设备的操作方法。

背景技术

确定车辆内驾驶员头部位置在现有技术中是已知的。关于驾驶员头部位置的信息必须用于例如包括用于为驾驶员提供光学信息的平视显示器的系统。在现有技术中已知使用摄像机来定位驾驶员眼睛的位置。根据此信息，例如风挡玻璃上的平视显示器内的用于显示信息的适当区域能够调整到眼睛的位置。

在US 6,915,231B1中公开了一种设备，其中从左右侧外部后视镜的倾斜角度获取驾驶员头部位置的粗略信息。

发明内容

本发明的任务是提供一种易于使用且可靠的带有光学单元的用于驾驶员头部位置的位置检测设备，以及提供一种用于这种设备的合适的光学单元和一种用于这种设备的操作方法。

该任务通过独立权利要求的特征实现。其他权利要求和描述公开了本发明的有利的实施例。

提出了一种用于驾驶员头部位置的位置检测设备，所述位置检测设备包括：光学单元，所述光学单元包括提供指向驾驶员的背光的至少一个光源和遮挡装置，该遮挡装置用于当布置在至少一个光源和驾驶员头部位置之间的光路内时阻挡至少一个光源的光；操纵器装置，所述操纵器装置用于完成至少一个光源和遮挡装置的阻挡构件之间的相对移动；和计算单元，所述计算单元联接到光学单元，用于获得(a)两个或多个专用(dedicated)光源位置以及(b)两个或多个专用阻挡构件位置中至少一个之间的距离。计算单元也能够用于基于所述位置和驾驶员头部位置之间的角度计算驾驶员头部的位置。有利地，能够从光学单元以及阻挡构件在阻挡光源时的位置获取至少一个光源的位置。在此情况中，光路和光轴能够限定为光源通过阻挡构件到驾驶员的眼睛，从而产生从光源到驾驶员头部位置的很好地限定的方向。优选地，光源能够是具有高亮度的发光二极管(LED)。如果光源和遮挡装置的相对位置的调整必须在明亮的日间进行，这是有利的。

阻挡构件可以是机械屏障或电子构件例如LCD屏区域，所述屏区域能够提供光学不可穿透的或至少光衰减的点，该点当移动到至少一个光源上方时阻挡了至少一个光源的光。

设备是紧凑的且能够优选地整合在已存在的车辆的设备、例如仪表板内。可使用车辆内现有的部件。附加的安装空间可被最小化。

如果光学单元能够整合在车辆的仪表板内，则当系统确定驾驶员头部的位置时驾驶员的头部处于相对于正常驾驶情况的正常位置。驾驶员能够容易地接近此安装空间，因为此安装空间在驾驶员的视野内。然而，优选驾驶员的头部处于希望的位置、即处于驾驶员在驾驶中所处的位置，此时可以将设备安装在驾驶员能接近的其他安装空间内。

操纵器能够联接到遮挡装置，用于移动遮挡装置的阻挡构件。这意味着至少一个光源被固定，且阻挡构件被移动直至与光源重叠。操纵器能够是任何合适的类型的操纵器，例如摇臂开关或电子开关或旋钮，以用于将阻挡构件在遮挡装置内移动到与遮挡装置下方的光源重叠的位置。

补充或替代地，操纵器能够联接到光源用于移动光源。这意味着阻挡构件能够被固定且光源被移动，直至阻挡构件与光源重叠。移动光源可以是光源的机械移动或激活在合适地密集光源阵列中的光源。

遮挡装置能够优选地包括LCD屏，所述LCD屏提供了光学不可穿透的点，用于阻挡至少一个光源的光。将点移动到希望的位置处，即在驾驶员的视野内与光源重叠，这能够通过本领域中已知的电气装置容易地实现。通过向LCD屏的像素提供合适的电压能够提供“黑点”，所述黑点能够阻挡LCD屏后方的光源的光。

有利地，至少一个光源能够整合在光源阵列内，所述光源阵列优选地为光源的二维阵列。这允许选择至少一个光源的合适的位置以开启用于标定头部位置，以及相继地选择两个或多个光源以改进位置检测的精度。当阻挡构件定位时仅一个光源相应地被激活(或反之)。当单眼定位光源和阻挡构件时，可以进行两个或多个相继测量，且记录测量的平均值。对于单独的测量，一个光源或一个光源位置分别为一只眼睛选择，即一个光源/位置用于左眼，而另一个光源/位置用于右眼。如果光学单元具有两个光源阵列，则此情况能够是用于右眼的右阵列和用于左眼的左阵列。如果至少一个光源和/或至少一个光源的位置能够在光学单元的左侧区域内为驾驶员右眼选择且在光学单元的右侧区域内为驾驶员左眼选择，则能够获得高精度。如果光学单元包括两个光源阵列，则这能够通过为驾驶员右眼选择做光源阵列且为驾驶员左眼选择右光源阵列来完成。