一種通過操作虛擬按鈕對車輛進行控制的裝置及方法與流程
2023-05-29 00:58:56
本發明涉及人車交互技術，特別涉及通過操作虛擬按鈕對車輛進行控制的裝置。
背景技術：
DLP投影儀，即數字光處理(Digital Light Procession)投影儀，是一種基於DMD 晶片作為成像器件，通過大功率的光源照射於該成像器件上，以反射光實現投射圖像的投影技術。DMD晶片，即數字微鏡晶片(Digital Micromirror Device)，是一個由微鏡片陣列構成的CMOS矽基片。每一個微鏡片表示一個像素，通過電信號驅動微鏡片轉動，控制每一個像素的灰度值，微鏡片在電信號的驅動下成像，之後通過光源的反射後通過鏡頭投射出畫面。
今天，隨著車聯網、無人駕駛技術以及智能車載系統在汽車領域越來越火熱，人們的駕駛體驗和跟汽車之間的交互方式都在不斷的發生變化。但目前，人車交互的方式還是僅限於物理接觸，比如想要調整車內的溫度，還是需要駕駛員調整空調開關。而這樣的人車交互方式越來越難以滿足用戶的需要。
技術實現要素：
本發明的目的在於：針對現有技術無法較好地實現人車交互，用戶體驗不佳的技術問題，本發明公開了一種通過操作虛擬按鈕對車輛進行控制的裝置及方法。
本發明採用的技術方案是這樣的：
本發明公開了一種通過操作虛擬按鈕對車輛進行控制的裝置，其具體包括投影儀、汽車表面的投影面、攝像頭、控制器以及執行機構；所述投影儀設置在汽車內部，用於將需交互虛擬按鈕投影到汽車玻璃表面的投影面上；所述攝像頭用於獲取操作者的操作動作，並將該結果圖片發送給控制器；所述控制器用於從圖片中將操作者的操作動作轉化為虛擬按鈕的控制指令；所述執行機構用於在控制器的控制下執行相應的指令，完成操作者的操作動作。通過投影儀將虛擬按鈕投影到汽車玻璃表面的投影面上，用戶只須要在汽車玻璃表面的投影面上點擊相應的虛擬按鈕，攝像頭就能夠捕捉到該動作，從而自動完成後續的控制。
更進一步地，上述投影儀為DLP投影儀。
更進一步地，上述DLP投影儀和攝像頭均集成在汽車前頂燈處。
更進一步地，上述攝像頭為內鑲攝像頭。
更進一步地，上述汽車玻璃表面的投影面通過在車窗玻璃上貼背投高清透明膜來實現。
更進一步地，上述背投高清透明膜貼在司機側的車窗玻璃上。
更進一步地，上述裝置還包括投影儀校正裝置，所述投影儀校正裝置用於獲取投影面與垂直面的夾角，根據該夾角來校正投影儀，使得投影出來的圖片為矩形。
本發明還公開了一種通過操作虛擬按鈕對車輛進行控制的方法，其具體包括以下的步驟：步驟一、投影儀將帶有虛擬按鈕的圖片投影到汽車玻璃表面的投影面上；步驟二、用戶點擊投影面上的虛擬按鈕，攝像頭獲取到用戶的點擊動作後，將用戶的點擊動作轉化為對應虛擬按鈕的控制指令；步驟三、執行機構根據控制指令完成汽車的控制。通過投影儀將汽車的控制虛擬按鈕轉化到汽車玻璃表面的投影面上，用戶只須要在汽車玻璃表面的投影面上點擊相應的按鈕，攝像頭就能夠捕捉到該動作，從而自動完成後續的控制。如此，當操作者在車外的時候也可以很方便的操作車內的按鈕，實現汽車的控制，提高交互的體驗。
更進一步地，上述方法還包括投影儀的校正過程，根據投影面與垂直面的斜率校正投影儀，使得投影出來的畫面為矩形。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是：駕駛員在車外就可以對汽車進行控制，提高了駕駛員的操作體驗，方便了駕駛員操作。
附圖說明
圖1為投影儀Z向視圖的投影過程示意圖。
圖2為投影儀Y向視圖的投影過程示意圖。
圖3為投影儀投影在駕駛員側玻璃上的投影結果示意圖。
圖4為經過校正之後的投影在在駕駛員側玻璃上的投影結果示意圖。
圖5為駕駛員在車外看到的投影界面。
圖6為攝像頭捕捉到的圖像信息。
具體實施方式
下面結合具體實施例，對本發明作詳細的說明。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明公開了一種通過操作虛擬按鈕對車輛進行控制的方法，其具體包括投影儀、汽車表面的投影面、攝像頭、控制器以及執行機構；所述投影儀設置在汽車內部，用於將需交互虛擬按鈕投影到汽車玻璃表面的投影面上；所述攝像頭用於獲取操作者的操作動作，並將該結果圖片發送給控制器；所述控制器用於從圖片中將操作者的操作動作轉化為虛擬按鈕的控制指令；所述執行機構用於在控制器的控制下執行相應的指令，完成操作者的操作動作。通過投影儀將汽車的控制虛擬按鈕轉化到汽車玻璃表面的投影面上，用戶只須要在汽車玻璃表面的投影面上點擊相應的按鈕，攝像頭就能夠捕捉到該動作，從而自動完成後續的控制。如此，當操作者在車外的時候也可以很方便的操作車內的按鈕，實現汽車的控制，提高交互的體驗。
本實施例中的投影儀可以採用現有技術中較為常見的投影儀，也可以採用DLP投影儀。
DLP投影儀和內鑲攝像頭均集成在汽車前頂燈處。如此，汽車內部的結構沒有太大的變化，使得車內仍然較為整潔，不調整其他配件，降低了改進的成本。
汽車玻璃表面的投影面一般通過在車窗玻璃上貼背投高清透明膜來實現，這樣，一方面使得成本較低，同時整車的外觀不需要太大的改變，降低了改進的成本。相比於其他的方式，比如加投影布的方式，顯然更為美觀。
為了便於操作以及避免誤操作，背投高清透明膜一般會貼在司機側的車窗玻璃上。方便用戶使用且又儘量避免被其他人誤操作。
在投影儀打開後，攝像頭可以一直記錄圖片，也可以定時拍攝，比如採用定時器，每隔1秒或者其他設定的時間閾值內紀錄一張圖片進行分析。還可以設置比較電路，若前後兩張圖片的差別小於一定的值時，不進行後續控制器的分析處理，這樣就可以減少控制器的運算量，提高控制器的運算效率。
當控制器的運算結果是存在用戶對圖片進行操作時，控制器會識別出用戶操作的虛擬按鈕，並轉換成虛擬按鈕的控制指令，並轉發給控制器，執行機構在控制器的控制下執行相應的指令，完成操作者的操作動作。
以用戶需要調整車內的溫度為例，當然可以根據不同的需要調整投影出來的圖片，從而最大化滿足用戶的需要。
投影出來的圖片上可以設置兩個按鈕，一個是降低溫度，一個是升高溫度，當用戶希望降低溫度的時候，就可以減低降低溫度的虛擬按鈕，攝像頭拍攝到用戶點擊這個按鈕之後，就會轉化為降低溫度的控制指令，並將該控制指令發送給執行機構。該執行機構可以物理上連接汽車空調的按鈕，比如通過齒輪等常規方式連接到按鈕上，實現降低溫度的控制。還可以採用CAN總線直接連接到汽車空調的控制器上，從而減少控制過程，快速實現空調溫度的降低。
本發明的另外一個實施例
車窗為斜面，因此如果依照現有的投影儀校準之後投影出來的畫面都為梯形結構，不方便用戶使用。
在上述實施例的基礎上，本發明還附加了投影儀校正裝置，所述投影儀校正裝置用於獲取投影面與垂直面的夾角，根據該夾角校正投影儀，使得投影出來的圖片為矩形。從而方便用戶的使用。
本發明還公開了一種通過操作虛擬按鈕對車輛進行控制的方法，其具體包括以下的步驟：步驟一、投影儀將帶有虛擬按鈕的圖片投影到汽車玻璃表面的投影面上；步驟二、用戶點擊投影面上的虛擬按鈕，攝像頭獲取到用戶的點擊動作後，將用戶的點擊動作轉化為對應虛擬按鈕的控制指令；步驟三、執行機構根據控制指令完成汽車的控制。通過投影儀將汽車的虛擬控制按鈕轉化到汽車玻璃表面的投影面上，用戶只須要在汽車玻璃表面的投影面上點擊相應的虛擬按鈕，攝像頭就能夠捕捉到該動作，從而自動完成後續的控制。如此，當操作者在車外的時候也可以很方便的操作相應的控制命令，實現汽車的控制，提高交互的體驗。
本發明的另外一個實施例
上述方法還包括投影儀的校正過程，根據投影面與垂直面的斜率校正投影儀，使得投影出來的畫面為矩形。
本發明是一種人車交互的車內集成技術,前頂燈處集成的DLP投影儀與玻璃上的高清透明膜形成背投，駕駛員在車外通過玻璃上的成像就可以進行操作，操作動作通過攝像頭反饋給車輛實現人和車輛的信息交互。其中投影儀像素可以為600*400，成像採用背投，投影儀採購DLP技術，投影亮度800流明(含)-1000流明，內鑲攝像頭，車窗玻璃貼背投高清透明膜。
投影儀及內鑲攝像頭集成於前頂燈處，駕駛員側車窗（當然，為了滿足不同用戶的需要，背投高清透明膜也可以貼在其他位置的玻璃上）貼背投高清透明膜。
下面以駕駛員側車窗貼背投高清透明膜為例具體說明
DLP投影儀把圖像投影於駕駛員側玻璃的背投高清透明膜上，具體成像過程如圖1、圖2、圖3所示。圖1為投影儀Z向視圖的投影過程示意圖。圖2為投影儀Y向視圖的投影過程示意圖。圖3為投影儀投影在駕駛員側玻璃上的投影結果示意圖。
由圖3所示投影圖形為梯形，為了給駕駛者呈現一個規則的長方形圖像，需要實車標定投影儀，對梯形圖像進行矯正。經過矯正的圖像如圖4所示。圖4為經過校正之後的投影在在駕駛員側玻璃上的投影結果示意圖。
通過內鑲攝像頭對投影進行圖像識別，並把識別信息反饋給車輛，舉例如下：假設駕駛員在車外看到的投影界面如圖5所示，共有6個圓形的按鍵圖形。
駕駛員用手按下1號按鍵，此時，集成到前頂燈的內鑲嵌攝像頭捕捉到的圖像信息為圖6所示的圖像（手指遮擋了圓形按鍵1形成了陰影），並把該信息反饋給車輛，車輛就會執行相應的命令。
透過以上的步驟，實現了人與車輛的信息交互，給人一種全新的用車體驗。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。