CN104571998A - 一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统及其显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统及其显示方法，包括空间定位标定模块，人眼视线跟踪仪模块，数据采集模块，显示模块和控制器模块；所述人眼视线跟踪仪模块通过空间自由光路与空间定位标定模块连接，所述人眼视线跟踪仪模块、数据采集模块、及显示模块均与控制器模块信号连接。本发明通过采用基于驾驶员视线感知的自适应人机交互方式，对驾驶员视线区域内的仪表盘内容进行突出显示，提高了驾驶员有效读取车辆相关信息的效率和速度，有助于驾驶员集中驾驶精力，提供驾驶安全系数。同时通过驾驶员视线感知动态显示和调整仪表盘显示内容，有助于在有限的汽车仪表盘空间内显示多项车辆信息，满足车辆相关需显示信息日益增长的需求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车仪表盘技术领域，特别涉及一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统及其显示方法。
背景技术
汽车不断向信息化、智能化发展，在车辆使用过程中，需要显示的各种信息越来越多。除了传统的油耗、转速、车速等信息外，诸如GPS导航信息、媒体信息、车辆状态检测信息等也需要在车辆使用过程中加以显示。传统的汽车仪表盘显示内容固定，难以满足日益丰富的信息显示需求。新的汽车仪表盘显示技术，如采用液晶屏幕的虚拟仪表盘，其显示内容可以定制，但同样存在着有限的显示区域与丰富的显示内容之间的矛盾。特别是，对于驾驶员而言，当仪表盘显示内容过多，驾驶员在驾驶过程中有效读取信息所需的时间就会加长，这将会造成驾驶注意力分散，引起安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统及其显示方法及其调节方法，减小最小分接的负载损耗，解决了连续跟踪负载调压的问题。
本发明采用以下技术方案：
一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统，包括用于发射红外定标信息的空间定位标定模块，用于跟踪和识别驾驶员视线落入仪表盘具体区域位置的人眼视线跟踪仪模块，用于完成对车辆各种状态信息的读取和数据转换的数据采集模块，用于显示当前车辆相关信息的显示模块，以及通过数据采集模块和人眼视线跟踪仪模块所提供的数据信息以控制显示模块显示内容、并对该内容进行突出显示的控制器模块；所述人眼视线跟踪仪模块通过空间自由光路与空间定位标定模块连接，所述人眼视线跟踪仪模块、数据采集模块、及显示模块均与控制器模块信号连接。
所述数据采集模块包括通过信号相互连接的CAN总线采集单元和输入信号采集单元。
所述空间定位标定模块包括至少一个红外光发射单元，该发射单元安装于汽车驾驶室固定位置。
一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统的显示方法，包括如下步骤：
（1）空间定位标定模块发射的红外定标信息通过自由空间光路传送给人眼视线跟踪仪；
（2）人眼视线跟踪仪模块接收红外定标信息，确定驾驶员视线方向以及视线中心落在仪表盘的具体区域位置，并将该区域位置信息送入控制器模块中进行处理；
（3）数据采集模块通过CAN 总线采集单元和输入信号采集单元，完成对车辆各种状态信息的读取以及数据转换，并送入控制器模块进行处理；
（4）控制器模块接收数据采集模块所读取的车辆状态信息，并根据人眼视线跟踪仪模块提供的驾驶员目前所观测的仪表盘具体区域，判断确定突出显示的信息内容；
（5）根据显示的信息内容的类型、形式和信息量，确定突出显示样式，并将需显示内容送入显示模块中显示。
所述步骤（2）中确定驾驶员视线方向以及视线中心落在仪表盘的具体区域位置包括如下步骤：
（A）人眼视线跟踪仪模块接收空间定位标定模块的红外定标信息，确定自身相对于仪表盘显示模块的空间位置，并通过感知驾驶员人体红外辐射或可见光辐射信息，感知驾驶员的空间位置信息；
（B）人眼视线跟踪仪模块发射红外光并接收人眼瞳孔对红外光的反射，通过图像处理方法结合空间定标信息，确定驾驶员视线方向以及视线中心落在仪表盘的具体区域位置。
所述步骤（5）中突出显示式样包括放大显示、增强对比度显示、以及通过调整显示内容或形式方式的显示。
本发明的有益效果是：本发明通过采用基于驾驶员视线感知的自适应人机交互方式，对驾驶员视线区域内的仪表盘内容进行突出显示，提高了驾驶员有效读取车辆相关信息的效率和速度，有助于驾驶员集中驾驶精力，提供驾驶安全系数。并通过驾驶员视线感知动态显示和调整仪表盘显示内容，有助于在有限的汽车仪表盘空间内显示多项车辆信息，满足车辆相关需显示信息日益增长的需求。
附图说明
图1为本发明的系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本实施例的一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统，由人眼视线跟踪仪模块1、空间定位标定模块2、数据采集模块4、控制器模块3、显示模块5组成。人眼视线跟踪仪模块1通过空间自由光路与空间定位标定模块2连接，人眼视线跟踪仪模块1、数据采集模块4、及显示模块5均与控制器模块3信号连接。在该系统中，空间定位标定模块2包含一个或多个红外光发射单元，安装于汽车驾驶室固定位置，该固定位置是通过在安装完成后，测量各个红外发射单元与显示模块屏幕中心的空间偏移量，通过偏移量确定了红外发射单元与显示单元的空间相对位置。偏移量在安装完成时通过显示模块5触屏界面输入到控制器模块3，并由控制器模块3传给到人眼视线跟踪仪模块1中。 空间定位标定模块2发射的红外定标信息通过自由空间光路被人眼视线跟踪仪模块1接收；数据采集模块4通过CAN 总线采集单元和输入信号采集单元，完成对车辆各种状态信息的读取以及数据转换，并送入控制器模块3进行处理。显示模块5实现仪表盘显示功能，显示车辆相关信息，如转速、车速、油耗等，所显示的具体内容由控制器模块决定。
一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统的显示方法，包括如下步骤：
S1: 空间定位标定模块2发射的红外定标信息通过自由空间光路传送给人眼视线跟踪仪1；
S2：人眼视线跟踪仪模块1接收空间定位标定模块2的红外定标信息，确定自身相对于仪表盘显示模块5的空间位置，并通过感知驾驶员人体红外辐射或可见光辐射信息，感知驾驶员的空间位置信息。然后人眼视线跟踪仪模块1通过发射红外光并接收人眼瞳孔对红外光的反射，并通过图像处理等方法，结合空间定标信息，确定驾驶员视线方向以及视线中心落在仪表盘的具体区域位置；
S3：数据采集模块4通过CAN 总线采集单元和输入信号采集单元，完成对车辆各种状态信息的读取以及数据转换，并送入控制器模块3中进行处理；
S4：控制器模块3接收数据采集模块4所读取的车辆状态信息，并根据人眼视线跟踪仪模块1提供的驾驶员目前所观测的仪表盘具体区域，决定显示模块当前突出显示的信息内容和形式。
S5：控制器3根据显示的信息内容的类型、形式和信息量，确定突出显示样式，采用放大显示、增强对比度、显示更多信息细节等方式对信息显示内容和形式进行调整，并将需突出显示内容送入显示模块5中，由显示模块5将相关信息显示出来。
在本实施例中显示模块5可以在仪表盘显示界面上显示多项内容，并在驾驶员视线落在相关内容时，由控制器模块3对相关内容进行放大显示，并显示更多信息细节。本发明通过采用基于驾驶员视线感知的自适应人机交互方式，对驾驶员视线区域内的仪表盘内容进行突出显示，提高了驾驶员有效读取车辆相关信息的效率和速度，有助于驾驶员集中驾驶精力，提供驾驶安全系数。并通过驾驶员视线感知动态显示和调整仪表盘显示内容，有助于在有限的汽车仪表盘空间内显示多项车辆信息，满足车辆相关需显示信息日益增长的需求。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统，其特征在于：包括用于发射红外定标信息的空间定位标定模块，用于跟踪和识别驾驶员视线落入仪表盘具体区域位置的人眼视线跟踪仪模块，用于完成对车辆各种状态信息的读取和数据转换的数据采集模块，用于显示当前车辆相关信息的显示模块，以及通过数据采集模块和人眼视线跟踪仪模块所提供的数据信息以控制显示模块显示内容、并对该内容进行突出显示的控制器模块；所述人眼视线跟踪仪模块通过空间自由光路与空间定位标定模块连接，所述人眼视线跟踪仪模块、数据采集模块、及显示模块均与控制器模块信号连接。
2.一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统，其特征在于：所述数据采集模块包括通过信号相互连接的CAN总线采集单元和输入信号采集单元。
3.一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统，其特征在于：所述空间定位标定模块包括至少一个红外光发射单元，该发射单元安装于汽车驾驶室固定位置。
4.根据权利要求1所述的一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统的显示方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）空间定位标定模块发射的红外定标信息通过自由空间光路传送给人眼视线跟踪仪；
（2）人眼视线跟踪仪模块接收红外定标信息，确定驾驶员视线方向以及视线中心落在仪表盘的具体区域位置，并将该区域位置信息送入控制器模块中进行处理；
（3）数据采集模块通过CAN 总线采集单元和输入信号采集单元，完成对车辆各种状态信息的读取以及数据转换，并送入控制器模块进行处理；
（4）控制器模块接收数据采集模块所读取的车辆状态信息，并根据人眼视线跟踪仪模块提供的驾驶员目前所观测的仪表盘具体区域，判断确定突出显示的信息内容；
（5）根据显示的信息内容的类型、形式和信息量，确定突出显示样式，并将需显示内容送入显示模块中显示。
5.根据权利要求4所述的一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统的显示方法，其特征在于：所述步骤（2）中确定驾驶员视线方向以及视线中心落在仪表盘的具体区域位置包括如下步骤：
（A）人眼视线跟踪仪模块接收空间定位标定模块的红外定标信息，确定自身相对于仪表盘显示模块的空间位置，并通过感知驾驶员人体红外辐射或可见光辐射信息，感知驾驶员的空间位置信息；
（B）人眼视线跟踪仪模块发射红外光并接收人眼瞳孔对红外光的反射，通过图像处理方法结合空间定标信息，确定驾驶员视线方向以及视线中心落在仪表盘的具体区域位置。
6.根据权利要求4所述的一种自适应人机交互车辆仪表盘显示系统的显示方法，其特征在于：所述步骤（5）中突出显示式样包括放大显示、增强对比度显示、以及通过调整显示内容或形式方式的显示。
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