專利名稱：用于自動(dòng)調(diào)整后視鏡的方法和裝置的制作方法
本申請是1995年1月10日提交的序列號為No.08/370,753申請的部分繼續(xù)，后者是1994年11月25日提交的序列號為No.08/348,092申請的部分繼續(xù)。
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整車輛后視鏡的方法和裝置。
大多數(shù)汽車(轎車或卡車)具有后視鏡。在一些國家中，規(guī)章只要有一個(gè)中央內(nèi)部鏡，但是在許多國家中，要求必須具有三個(gè)后視鏡中央內(nèi)部鏡以及在車輛兩側(cè)各有的一個(gè)外部后視鏡。
為能夠舒適地進(jìn)行駕駛和為安全起見，重要的是保證后視鏡被正確地定向，使駕駛員能夠清楚地看到他后面的道路。鏡的方位取決于在駕駛期間駕駛員的頭的位置。上身長的駕駛員傾向于使頭處于相對于后視鏡較高的位置，同樣，腿長的駕駛員則傾向于使其座位后移，以得到舒適的駕駛位置。因此，一般把后視鏡以可調(diào)的安裝方式安裝在車輛上，以便使各種身體比例的駕駛員能夠正確地對其進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)同一汽車被具有不同身體比例的若干人駕駛時(shí)，例如家庭成員、出租車用戶、車隊(duì)司機(jī)等，如果汽車先前已被具有不同身體比例的駕駛員駕駛過，則每位駕駛員必須調(diào)整后視鏡的方向。
在只有一個(gè)中央后視鏡的情況下，駕駛員調(diào)整后視鏡的方向是相當(dāng)容易的。當(dāng)汽車也有駕駛員側(cè)反射鏡時(shí)，則這種調(diào)整就較為復(fù)雜而費(fèi)時(shí)，尤其是如果需要搖下窗戶進(jìn)行調(diào)整時(shí)。在最現(xiàn)代化的汽車的情況下，能夠通過手動(dòng)操作一個(gè)杠桿或開關(guān)，從而從汽車內(nèi)部調(diào)整駕駛員側(cè)后視鏡，但這是一種駕駛員不喜歡進(jìn)行的操作。
在具有安裝在汽車的乘客側(cè)的第三個(gè)后視鏡的情況下，則駕駛員必須走向乘客座位，打開窗戶從而調(diào)整反射鏡，如果汽車沒有內(nèi)部調(diào)整機(jī)構(gòu)的話。即使在汽車具有裝在乘客門的內(nèi)部的調(diào)整裝置的情況下，駕駛員也必須靠近乘客座位來操作所述裝置。在兩種情況下，反射鏡的調(diào)整都是一種反復(fù)試驗(yàn)的過程，這非?；ㄙM(fèi)時(shí)間，因?yàn)轳{駛員必須通過端坐在其座位上來判斷其調(diào)整的結(jié)果。在第一次嘗試中便獲得正確的反射鏡是不容易的。
在汽車具有裝在汽車的駕駛員側(cè)的用于調(diào)整兩個(gè)外部反射鏡的電氣或電子控制裝置的情況下，頻繁地調(diào)整三個(gè)后視鏡的過程是一種麻煩的事情。
能夠存儲反射鏡位置的反射鏡系統(tǒng)一般只允許存儲有限個(gè)(2-3個(gè))用戶的相應(yīng)的調(diào)整，并在存儲各自的位置之前需要調(diào)整所有的反射鏡。此外，這種調(diào)整經(jīng)常需要再調(diào)整，因?yàn)槿魏我晃获{駛員的姿勢可隨時(shí)改變，這又會使得調(diào)整后視鏡的過程變得麻煩。
因而需要一種自動(dòng)調(diào)整后視鏡的方法和裝置。這些方法和裝置在汽車由不同身體比例不同駕駛姿勢和習(xí)慣的駕駛員共同使用的情況下尤其有用。
本發(fā)明直接地涉及一種用于使所選的反射鏡自動(dòng)定位的裝置。該裝置包括定位裝置，用于檢測和駕駛員的眼睛的位置有關(guān)的位置變量的當(dāng)前值，控制裝置，響應(yīng)所述定位裝置用來根據(jù)已知的汽車和已知的視線參數(shù)確定反射鏡的所需方位，以及反射鏡定位裝置，響應(yīng)所述控制裝置，用于使遠(yuǎn)(remote)反射鏡定位，從而達(dá)到所述方位。
定位裝置可以采取頭枕位置檢測裝置的形式，用于確定駕駛員座位的頭枕的位置，或采取圖象檢測裝置的形式，用于檢測個(gè)人頭的圖象。
本發(fā)明的裝置可被用于具有至少一個(gè)遠(yuǎn)反射鏡和能夠被駕駛員坐在其座位的駕駛位置上直接調(diào)整的近反射鏡的汽車上。在這種情況下，定位裝置可以采取距離傳感器的形式，用于檢測近反射鏡和駕駛員眼睛之間的距離，并包括方位傳感器，用于在近鏡已被駕駛員調(diào)整之后檢測其方位。
在具有可由駕駛員直接調(diào)節(jié)的第一近鏡和第二近鏡的情況下，定位裝置可以包括第一方位傳感器，用于檢測第一近鏡的方位，以及第二方位傳感器，用于檢測第二近鏡的方位。然而，如果假定駕駛員直接坐在已知的橫向位置的方向盤后面的駕駛員的座位中，則定位裝置可以采取用于檢測已被駕駛員調(diào)整之后的一個(gè)近鏡的方位的方位傳感器的形式。
控制裝置最好是具有處理裝置的微型計(jì)算機(jī)，其中包括(a)位置確定裝置，響應(yīng)由定位裝置產(chǎn)生的位置信號和車輛參數(shù)以及視線參數(shù)，用來確定個(gè)人眼睛的坐標(biāo)；(b)鏡方位確定裝置，響應(yīng)位置確定裝置，根據(jù)車輛參數(shù)、視線參數(shù)和人眼睛的坐標(biāo)確定反射鏡的所需方位；以及(c)鏡伺服控制裝置，響應(yīng)鏡方位確定裝置，用來確定遠(yuǎn)鏡所需的方位的調(diào)節(jié)量，從而達(dá)到所需的遠(yuǎn)鏡的方位。
本發(fā)明還提供一種用于自動(dòng)地調(diào)節(jié)選擇的反射鏡的方位的方法，所述反射鏡具有已知坐標(biāo)的中心點(diǎn)并可繞著選擇的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得使用該反射鏡的個(gè)人獲得由在所述中心點(diǎn)和反射鏡相交的反射視線矢量確定的鏡中的預(yù)選反射視線，所述方法包括下述步驟(a)確定個(gè)人眼睛的坐標(biāo)；(b)根據(jù)個(gè)人眼睛和反射鏡的中心點(diǎn)的坐標(biāo)以及反射視線矢量確定所需的反射鏡的方位；以及(c)使所述反射鏡定位，從而使得和所需方位一致。
本發(fā)明還提供一種在數(shù)據(jù)處理裝置中實(shí)現(xiàn)的一種方法，用來確定具有已知坐標(biāo)的中心點(diǎn)的并可繞一個(gè)選擇的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的選擇的反射鏡的所需的方位，使得使用該反射鏡的人獲得由在所述中心點(diǎn)和反射鏡相交的反射視線矢量確定的鏡的預(yù)選反射視線，所述方法包括下列步驟(a)確定從人眼睛的坐標(biāo)向鏡的中心點(diǎn)延伸的直射視線矢量；(b)確定由在鏡中心點(diǎn)相交的所述直射視線矢量和反射視線矢量形成的視線平面；以及(c)通過確定平分由在反射鏡的中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和反射視線矢量在視線平面上形成的角的平分矢量，確定所需的反射鏡方位。
現(xiàn)在參照


本發(fā)明，其中圖1是具有按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例制成的反射鏡調(diào)節(jié)裝置的汽車示意頂視平面圖；圖2是最佳實(shí)施例的部件圖；圖3是用于圖2所示的控制裝置的程序流程圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的頂視平面圖；圖5是本發(fā)明第二個(gè)另外實(shí)施例的示意的頂視平面圖；圖6是本發(fā)明的第三個(gè)另外實(shí)施例的示意頂視平面圖；圖7是本發(fā)明的第四個(gè)另外實(shí)施例的示意頂視平面圖；圖8是可用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的裝置的示意圖；以及圖9是說明本發(fā)明的方法的矢量圖。
圖1所示用于說明包括本發(fā)明最佳實(shí)施例的汽車10。具有手13的駕駛員12處在方向盤14后方的駕駛位置。中央內(nèi)鏡16用中央鏡安裝支架18安裝在汽車10上。左外部后視鏡20安裝在位于駕駛員側(cè)窗口的下前端下方的左鏡殼體22內(nèi)。右外部后視鏡24被安裝在位于乘客側(cè)窗口的下前端外部的右外部鏡殼體26內(nèi)。
駕駛員的眼睛27的位置被模擬為一個(gè)鑲嵌狀的眼睛的位置，它位于當(dāng)駕駛員12觀察三個(gè)鏡子16、20和24之一中的圖象時(shí)，駕駛員的頭28繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的一點(diǎn)上。
在圖1所示的坐標(biāo)系統(tǒng)中，坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)位于中央鏡16的中心點(diǎn)30上。X軸沿汽車10的縱軸指向前方，Y軸垂直地指向上方，Z軸沿橫向指向左方。矢量32是中央鏡16的中心點(diǎn)30和駕駛員眼睛之間的矢量。矢量34是左鏡20的中心點(diǎn)36和駕駛員眼睛之間的矢量。矢量38是右鏡34的中心點(diǎn)40和駕駛員眼睛27之間的矢量。
在最佳實(shí)施例中，本裝置包括定位裝置，控制裝置和鏡定位裝置。位置檢測裝置(定位裝置)包括距離傳感器42，方位傳感器44和開關(guān)46?？刂蒲b置包括微型計(jì)算機(jī)62，鏡定位裝置包括伺服機(jī)構(gòu)21和25。
距離傳感器42一般是紅外線傳感器或超聲傳感器，位于中央鏡16的鏡安裝架18上。距離傳感器42確定中央鏡16和駕駛員眼睛27之間的距離。中央鏡方位傳感器44位于鏡安裝架18上，用于在中央鏡16被駕駛員手動(dòng)地調(diào)整后檢測它的方位。方位傳感器44可以包括兩個(gè)自由度的機(jī)電式的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測裝置，它能夠檢測中央鏡16沿Y軸和沿垂直于Y軸的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。開關(guān)46位于鏡安裝架18上，用于啟動(dòng)距離傳感器42和方位傳感器44。另外，開關(guān)46可以啟動(dòng)微型計(jì)算機(jī)62，從而接收來自距離傳感器42和方位傳感器44的信號。
用于定位鏡20和24的伺服機(jī)構(gòu)21、25位于各自的鏡殼體22、26內(nèi)。每個(gè)伺服機(jī)構(gòu)21、25可以包括一對互相耦連的并可以繞垂直的軸線旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)，利用聯(lián)動(dòng)裝置31、33以機(jī)械方式和鏡20、26連接。每個(gè)伺服電機(jī)可以包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)和位置傳感器，例如和電動(dòng)機(jī)的軸耦連的電位計(jì)。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使鏡20、24轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)光線50碰到鏡16的中心點(diǎn)之后沿駕駛員的眼睛27的方向反射時(shí)，則認(rèn)為中央鏡16已被正確地定位。這一正確定位由單位矢量56確定，矢量56是垂直于鏡16的平面的方向矢量。同樣，鏡20、24的調(diào)整正確分別由單位矢量58和60確定，矢量58和60是垂直于鏡20、24的平面的方向矢量，當(dāng)光線52、54碰到鏡20、24的中心點(diǎn)36、40后沿駕駛員的眼睛27的方向反射時(shí)則認(rèn)為調(diào)整正確。光線50、52和54代表所需的反射視線(Sightline)。一般地說，它們是平行于汽車10的縱軸線的水平光線，以單位矢量的形式表示。不過，這些光線可以是來自其它所需方向的光線，以便達(dá)到后視目的所要求的視野。光線50、52和54的方向一般由汽車制造者對于每種特定的汽車確定。
現(xiàn)在參看圖2，本裝置包括由微機(jī)62構(gòu)成的控制裝置，微機(jī)62位于汽車10中的方便位置上，通過電纜和其它的電連接裝置和本裝置的其它部件電氣相連。微機(jī)62包括具有RAM存儲器65和ROM存儲器67的微處理器，ROM存儲器中存儲著汽車參數(shù)，例如由汽車的大小和鏡的位置確定的所有反射鏡16、20和24的中心點(diǎn)30、36和40的坐標(biāo)。類似地，已知的視線參數(shù)例如光線52，50和54被存儲在ROM存儲器67中。微機(jī)62一旦被開關(guān)46啟動(dòng)，便接收來自距離傳感器42的距離信號70和來自中心鏡方位傳感器44的方位信號72。微處理器以下面要說明的方式處理這些信號，并根據(jù)反饋信號76、77分別向鏡伺服機(jī)構(gòu)21、25輸出控制信號78、79。
現(xiàn)在參見圖3，包括微機(jī)62的控制裝置用在ROM存儲器67中存儲的計(jì)算機(jī)軟件編程，其操作過程如下。當(dāng)開關(guān)46被觸發(fā)時(shí)(塊80)，包括微機(jī)62的控制裝置被啟動(dòng)，并接收來自由距離傳感器42和方位傳感器44構(gòu)成的定位裝置的信號70和72。然后，控制裝置確定中央鏡16和駕駛員眼睛27之間的距離(塊82)、中央鏡的方位(塊84)、垂直于中央鏡的單位矢量56(塊86)和確定駕駛員眼睛27的位置的矢量32(塊88)。接著，控制裝置確定垂直于處在所需方位下的左鏡20和右鏡24的單位矢量58和60(塊90)，這些單位矢量分別確定這些鏡的所需方位，從而確定左鏡20和右鏡24的新的伺服位置(塊92)，并產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)新伺服電機(jī)的位置的位置控制信號78和79(塊94)。
通過執(zhí)行下列算法，微機(jī)62確定外部鏡的所需方位。已知(1)中心點(diǎn)36(左鏡)、30(中央鏡)和40(右鏡)的坐標(biāo)，(2)由距離傳感器42提供的從點(diǎn)30到駕駛員眼睛27的距離，(3)由中央鏡方位傳感器44提供的中央鏡的方位，和(4)光線52、50和54的單位方向矢量，垂直于處于所需方位的鏡20的表面的單位矢量58和垂直于處于所需方位的鏡24的表面的單位矢量60被確定如下(a)通過把用其坐標(biāo)系統(tǒng)(例如旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng))表示的鏡方位傳感器44提供的位置變換為X-Y-Z坐標(biāo)系統(tǒng)，根據(jù)中央鏡方位傳感器44提供的中央鏡16的方位來直接地計(jì)算垂直于中央鏡16表面的單位矢量56。
(b)已知單位矢量56和單位矢量50，根據(jù)物理學(xué)(光的反射)這樣確定矢量32的方向已知單位矢量56平分由在點(diǎn)30相交的矢量32和矢量50在它們形成的平面上形成的角A。
(c)確定矢量32的方向并且已知從中央鏡中心點(diǎn)30到駕駛員眼睛27的距離之后，則矢量32被確定，從而得到駕駛員眼睛27的坐標(biāo)。
(d)已知左鏡中心點(diǎn)36的坐標(biāo)和駕駛員眼睛27的坐標(biāo)，便可直接確定連接這兩點(diǎn)的矢量34。
(e)類似地，已知右鏡中心點(diǎn)40的坐標(biāo)和駕駛員眼睛27的坐標(biāo)，便可直接確定連接這兩點(diǎn)的矢量38。
(f)已知單位矢量34和單位矢量52，便可根據(jù)物理學(xué)(光的反射)這樣確定垂直于左鏡20的表面的單位矢量58單位矢量58平分在點(diǎn)36相交的由矢量34和矢量52在其形成的平面上所形成的角B。
(g)類似地，已知單位38和單位矢量54，便可根據(jù)物理學(xué)(光的反射)這樣確定垂直于右鏡24的平面的單位矢量60單位矢量60平分由在點(diǎn)40相交的單位矢量38和單位矢量54在其形成的平面上所形成的角C。
對于需要確定相應(yīng)的垂直于鏡表面的單位矢量的任何其它的鏡，可以重復(fù)上述步驟。
在使用時(shí)，駕駛員12手動(dòng)地調(diào)節(jié)中央鏡16，從而啟動(dòng)開關(guān)46，從而又使控制裝置啟動(dòng)?？刂蒲b置接收由距離傳感器42和中央鏡方位傳感器44構(gòu)成的定位裝置的信號70和72。距離傳感器42測量中央鏡16和駕駛員眼睛27之間的距離，中央鏡方位傳感器44測量中央鏡16的方位。來自距離傳感器42和中央鏡方位傳感器44的信號被控制裝置進(jìn)行處理，從而確定用于確定駕駛員眼睛坐標(biāo)的正交單位矢量56和矢量32。鏡方位確定裝置接著確定用于確定外部鏡20，24的坐標(biāo)的正交單位矢量58、60。鏡伺服控制裝置接著根據(jù)反饋信號76、77產(chǎn)生位置控制信號78、79，從而分別啟動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)21、25，使外部鏡20、24重新定位，使得它們的表面分別和矢量58、60成為正交的。
現(xiàn)在參看圖4，在第一個(gè)另外的實(shí)施例中，用標(biāo)號100表示的本裝置可以使駕駛員手動(dòng)地調(diào)整第一近鏡(一般在中央鏡內(nèi)部)和第二近鏡(一般在駕駛員側(cè)，駕駛員側(cè)鏡)。一旦這些調(diào)整完成，裝置100便自動(dòng)地調(diào)整一個(gè)或幾個(gè)遠(yuǎn)方鏡，例如乘客側(cè)鏡124。
裝置100包括定位裝置，控制裝置和鏡定位裝置。定位裝置包括中央鏡方位傳感器144和駕駛員側(cè)鏡方位傳感器145?？刂蒲b置包括微機(jī)162。鏡定位裝置包括伺服機(jī)構(gòu)125。汽車參數(shù)包括鏡116，120和124的中心點(diǎn)130，136和140的位置。視線參數(shù)包括光線50、52和54。一旦鏡116，120被手動(dòng)調(diào)整好之后，方位傳感器144，145便檢測鏡116，120的方位并啟動(dòng)開關(guān)146。微機(jī)162被編程，以實(shí)現(xiàn)三角測量算法，從而提供控制信號，使乘客側(cè)鏡124正確定位，并使在大型汽車?yán)缈ㄜ嚿涎b的另外的后視鏡190正確定位。
在使用時(shí)，駕駛員調(diào)整中央鏡116和駕駛員側(cè)鏡120，從而啟動(dòng)開關(guān)146，使裝置100自動(dòng)地調(diào)整遠(yuǎn)鏡124和190。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，裝置100不需要用于檢測中央鏡和駕駛員眼睛27之間的距離的距離傳感器或用于駕駛員側(cè)鏡的伺服機(jī)構(gòu)，當(dāng)然方位傳感器總是需要的，用來確定駕駛員側(cè)鏡的方位。
微機(jī)162通過執(zhí)行下述算法確定乘客側(cè)鏡124的方位。已知(1)中心點(diǎn)140(遠(yuǎn)鏡)、130(第一近鏡)和136(第二近鏡)的坐標(biāo)，(2)由中央鏡方位傳感器44提供的第一近鏡的方位，(3)由第二鏡方位傳感器145提供的第二近鏡的方位，以及(4)光線52，50和54的單位方向矢量，和乘客側(cè)鏡124(或其它遠(yuǎn)鏡)的表面垂直的單位矢量60的確定方法如下(a)用由方位傳感器144提供的第一近鏡116的方位，通過把在其坐標(biāo)系統(tǒng)中(例如旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng))表示的方位傳感器144的位置轉(zhuǎn)換為X-Y-Z坐標(biāo)系統(tǒng)便可直接計(jì)算和鏡116的表面垂直的單位矢量56。
(b)用由第二鏡方位傳感器145提供的第二近鏡120的方位，通過把在其坐標(biāo)系統(tǒng)中(例如旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng))表示的鏡方位傳感器145的位置轉(zhuǎn)換為X-Y-Z坐標(biāo)系統(tǒng)便可直接計(jì)算和鏡120的表面垂直的單位矢量58。
(c)已知單位矢量56和單位矢量50，根據(jù)物理學(xué)(光的反射)便可確定矢量32的方向單位矢量56平分由在點(diǎn)130相交的矢量32和50在其形成的平面上所形成的角A。
(d)已知單位矢量58和單位矢量52，根據(jù)物理學(xué)(光的反射)便可確定矢量34的方向單位矢量58平分在點(diǎn)136相交的單位矢量34和52在其形成的平面上所形成的角B。
(e)算出矢量32和34的方向之后，通過求出具有原始中心點(diǎn)136和方向矢量34的線和具有原始中心點(diǎn)130和方向矢量32的線的交點(diǎn)，確定駕駛員眼睛27的坐標(biāo)。如果第一近鏡116和第二近鏡120的調(diào)整稍微不準(zhǔn)確，則具有原始中心點(diǎn)136和方向矢量34的線與具有原始中心點(diǎn)130和方向矢量32的線便不會準(zhǔn)確地相交，這時(shí)則用連接兩條線的最短線段的中點(diǎn)(標(biāo)準(zhǔn)的幾何計(jì)算)近似作為駕駛員眼睛的坐標(biāo)。
(f)已知另一個(gè)鏡中心點(diǎn)140的坐標(biāo)和駕駛員眼睛27的坐標(biāo)，便可直接確定連接這兩點(diǎn)的矢量58。
(g)已知矢量38和單位矢量54，根據(jù)物理學(xué)(光的反射)便可確定垂直于右鏡124表面的單位矢量60單位矢量60平分由在點(diǎn)140相交的矢量38和54在其形成的平面上所形成的角C。
現(xiàn)在參見圖5，在第二個(gè)另外的實(shí)施例中，用標(biāo)號200表示的本裝置包括由中央鏡方位傳感器244構(gòu)成的定位裝置，由微機(jī)262構(gòu)成的控制裝置和由伺服機(jī)構(gòu)221、225構(gòu)成的鏡定位裝置。
在這個(gè)第二另外的實(shí)施例中，假定駕駛員坐在已知的橫向位置(一般對稱地處在方向盤后面)。因此，駕駛員座位的Z坐標(biāo)被認(rèn)為是平面51和和Z軸的交點(diǎn)。平面51是垂直的，且平行于XY平面，并通過駕駛員座位的中心把駕駛員對稱地分為兩半，并包含駕駛員的眼睛27。汽車參數(shù)包括鏡216、220和224的中心點(diǎn)230、236和240的位置，以及駕駛員座位的Z坐標(biāo)。后視參數(shù)包括光線50、52和54。只簡單地需要駕駛員手動(dòng)調(diào)整一個(gè)近鏡(一般為內(nèi)部中央鏡)。一旦完成這一調(diào)整，便確定了駕駛員眼睛27的位置。
方位傳感器244檢測鏡216的方位，一旦鏡216被手動(dòng)地調(diào)整，開關(guān)246便被啟動(dòng)。微機(jī)262被編程以執(zhí)行三角測量算法，從而提供使鏡220和224以及任何其它附加的后視鏡290正確定位的控制信號。
在使用時(shí)，駕駛員調(diào)整中央鏡216并且啟動(dòng)開關(guān)246，從而使裝置200自動(dòng)地調(diào)整遠(yuǎn)鏡220，224和290。本發(fā)明的這另一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，裝置200不需要用于檢測中央鏡和駕駛員眼睛27之間的距離的距離傳感器。此外，只有一個(gè)近鏡需要手動(dòng)地調(diào)整。不過必須已知按上述確定的駕駛員座位的Z坐標(biāo)，并作為一個(gè)汽車參數(shù)輸入到微機(jī)262的存儲器中。
微機(jī)262通過執(zhí)行以下算法確定遠(yuǎn)方鏡所需的方位。已知(1)中心點(diǎn)236(左鏡)、230(中央鏡)和240(右鏡)的坐標(biāo)，(2)由垂直平面51和Z軸的交點(diǎn)給出的駕駛員座位和眼睛的Z坐標(biāo)，(3)由中央鏡方位傳感器244提供的中央鏡的方位，以及
(4)對于光線52，50和54的單位方向矢量。
和鏡220的表面垂直的單位矢量58以及和鏡224的表面垂直的單位矢量60被確定如下(a)用由中央鏡方位傳感器244提供的中央鏡216的方位，通過把在其坐標(biāo)系統(tǒng)(例如旋轉(zhuǎn)坐標(biāo))中表示的鏡方位傳感器244的位置轉(zhuǎn)換為X-Y-Z坐標(biāo)系統(tǒng)來直接計(jì)算和中央鏡216的表面垂直的單位矢量56。
(b)已知單位矢量56和單位矢量50，根據(jù)物理學(xué)(光的反射)確定矢量32的方向單位矢量56平分由在點(diǎn)230相交的矢量32和50在其形成的平面上所形成的角A。
(c)已知矢量32的方向，便可以確定駕駛員眼睛27的坐標(biāo)，因?yàn)轳{駛員眼睛27構(gòu)成通過中心點(diǎn)230的方向矢量32的線和垂直平面51的交點(diǎn)。
(d)已知左鏡中心點(diǎn)236的坐標(biāo)和駕駛員眼睛27的坐標(biāo)，連接這兩點(diǎn)的矢量34便可直接被確定。
(e)類似地，已知右鏡中心點(diǎn)240的坐標(biāo)和駕駛員眼睛27的坐標(biāo)，連接這兩點(diǎn)的矢量38便被直接地確定。
(f)已知單位矢量34和單位矢量52，根據(jù)物理學(xué)(光的反射)確定垂直于左鏡220的表面的單位矢量58單位矢量58平分由在點(diǎn)236相交的矢量34和52在其形成的平面上所形成的角B。
(g)類似地，已知單位矢量38和單位矢量54，根據(jù)物理學(xué)(光的反射)確定垂直于右鏡224的表面的單位矢量60單位矢量60平分由在點(diǎn)240相交的單位矢量38和54在其形成的平面上所形成的角C。
對于任何其它需要確定相應(yīng)的垂直于鏡表面的單位矢量的鏡，可以類似地重復(fù)上述步驟。
現(xiàn)在參見圖6，在本裝置的第三另外的實(shí)施例中，本裝置用標(biāo)號300表示，假定駕駛員眼睛27將位于由矢量354相對于頭枕356的位置355確定的已知位置。只簡單地要求駕駛員啟動(dòng)開關(guān)346便可確定其眼睛的位置。
裝置300包括定位裝置，控制裝置和位置檢測裝置。定位裝置采取用于檢測駕駛員座位357的頭枕356的位置355的位置檢測裝置的形式。例如，頭位置檢測裝置355可以包括在能夠記憶其部件(座位，靠背，頭枕等)的相互位置的動(dòng)力調(diào)整的座位機(jī)構(gòu)中使用的位置傳感器?？刂蒲b置包括和最佳實(shí)施例的微機(jī)62相同的微機(jī)362。鏡定位裝置包括分別用于鏡320，316和324的伺服機(jī)構(gòu)321，323和325。汽車參數(shù)不僅包括鏡316，320和324的中心點(diǎn)330，336和340的位置，而且包括和頭枕位置355相關(guān)的估算的駕駛員眼睛位置矢量354。后視參數(shù)包括光線50，52和54。微機(jī)362被編程用于執(zhí)行三角測量算法，通過執(zhí)行如下的位置確定算法，確定駕駛員眼睛位置27。已知(1)以矢量352的形式表示的頭枕356的位置355的坐標(biāo)，以及(2)駕駛員眼睛的位置和頭枕356的位置355有關(guān)，由矢量354限定，通過對矢量352和354進(jìn)行矢量相加確定限定駕駛員眼睛27的位置的矢量32。然后，微機(jī)362通過執(zhí)行和上述實(shí)施例中相類似的鏡方位確定算法確定所有三個(gè)鏡的所需方位。
參見圖7，在第四個(gè)另外的實(shí)施例中，用標(biāo)號400表示的本發(fā)明的裝置包括呈圖象檢測裝置458形式的定位裝置，呈微機(jī)462形式的控制裝置和分別呈用于鏡420、416和424的伺服機(jī)構(gòu)421，423和425形式的鏡定位裝置。汽車參數(shù)包括鏡416，420和424的中心點(diǎn)430，436和440的位置。后視參數(shù)包括光線50，52和54。
只簡單地需要駕駛員啟動(dòng)開關(guān)446，從而啟動(dòng)記錄駕駛員頭的圖象的圖象檢測裝置458，并產(chǎn)生和駕駛員的頭相關(guān)的輸出信號。然后把這一輸出信號送到微機(jī)462，對此信號進(jìn)行處理，并確定駕駛員眼睛的位置。一旦求得這一位置，微機(jī)462便可以通過執(zhí)行和上述相同的算法確定鏡416，420和424的所需方位。圖象檢測裝置458可以包括視覺系統(tǒng)例如攝象機(jī)，或其它的利用聲、超聲、紅外線或其它輻射場的成象裝置或波束發(fā)射與檢測裝置，以便產(chǎn)生并記錄駕駛員頭的圖象。
第三和第四另外實(shí)施例300、400的優(yōu)點(diǎn)在于，它們不需要駕駛員手動(dòng)地調(diào)整任何反射鏡使其定位。當(dāng)然，對于所有需要調(diào)整的反射鏡，伺服機(jī)構(gòu)是需要的，以便使控制裝置和定位裝置檢測反射鏡的當(dāng)前位置并相應(yīng)地使其重新定向。
參見圖8，從以上對最佳實(shí)施例和各個(gè)另外的實(shí)施例的說明可以看出，本發(fā)明的定位裝置500可以采取以下的幾種形式(1)在最佳實(shí)施例的情況下，定位裝置500包括方位檢測裝置，用于檢測被駕駛員調(diào)整之后的近鏡的方位，以及檢測裝置，用來確定近鏡和駕駛員眼睛之間的距離，它最好是被安裝在中央鏡支架或其它合適位置上的紅外線傳感器或超聲波傳感器；(2)在第一另外的實(shí)施例100的情況下，定位裝置500包括方位檢測裝置，用來檢測近鏡的方位(當(dāng)它被駕駛員調(diào)整好之后)，以及第二方位檢測裝置，用于檢測第二近鏡的方位(當(dāng)它也被駕駛員調(diào)整好之后)；(3)在第二另外的實(shí)施例200的情況下，定位裝置500包括只用于檢測近鏡(在它被駕駛員調(diào)整好之后)的方位的方位檢測裝置，因?yàn)榇藭r(shí)假定駕駛員會坐在方向盤后面的駕駛員座位中的已知的橫向的駕駛位置上；(4)在第三另外的實(shí)施例300的情況下，定位裝置500包括用來在駕駛員正確地調(diào)整好其駕駛時(shí)所坐位置之后檢測駕駛員的座位和頭枕的位置的位置檢測裝置，然后通過加上代表和頭枕有關(guān)的駕駛員眼睛的估算的位置的矢量，提供駕駛員眼睛的位置；或(5)在第四另外的實(shí)施例400的情況下，定位裝置500包括圖象檢測裝置，用來在駕駛員處于其駕駛位置之后，通過視頻、超聲、紅外線或其它成象裝置記錄駕駛員頭的圖象。
在上述每一實(shí)施例中，定位裝置檢測和駕駛員眼睛的位置有關(guān)的位置變量的當(dāng)前值(例如在一個(gè)反射鏡被駕駛員調(diào)整達(dá)到所需的后視視線之后該反射鏡的方位)，并產(chǎn)生和其相關(guān)的位置信號。
還可以看出，本發(fā)明的控制裝置502包括用于執(zhí)行三種不同的功能的程序模塊(1)位置確定模塊504，根據(jù)由定位裝置500提供的位置，已知的汽車參數(shù)514和視線參數(shù)516確定駕駛員眼睛的位置；(2)鏡方位確定模塊506，根據(jù)駕駛員眼睛的位置、已知的汽車參數(shù)514和視線參數(shù)516確定為后視目的要被調(diào)整的鏡的所需方位；以及(3)鏡伺服控制模塊508，根據(jù)檢測的鏡方位和所需的鏡方位，提供具有合適的定位信號的鏡定位裝置510，以便使鏡512達(dá)到所需的鏡方位。
本發(fā)明還提供一種自動(dòng)調(diào)節(jié)具有已知坐標(biāo)的中心點(diǎn)并可以繞選擇的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的所選的反射鏡的方位的方法，使得使用該反射鏡的人能夠?qū)崿F(xiàn)由在所述中心點(diǎn)和鏡表面相交的反射視線矢量確定的鏡中的預(yù)選反射視線。
在最佳實(shí)施例中，本方法包括下列步驟1.確定使用所述鏡的人的眼睛的坐標(biāo)；2.根據(jù)人的眼睛的坐標(biāo)和鏡的中心點(diǎn)以及反射視線矢量按下述步驟確定鏡的所需方位(a)確定從人眼睛的坐標(biāo)向鏡的中心點(diǎn)延伸的直射視線矢量；(b)確定由在鏡中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和反射視線矢量形成的視線平面；(c)通過確定一個(gè)平分矢量確定所需的鏡方位，所述平分矢量平分由在鏡的中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和反射視線矢量在視線平面上所形成的角；以及(d)以通過使所述平分矢量標(biāo)準(zhǔn)化而獲得的單位矢量的形式確定所需的鏡的方位；以及3.使鏡定位，從而按所需的精度與所需方位一致。
本方法可以通過使用上述幾個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)定位裝置500、控制裝置502和定位裝置510來實(shí)現(xiàn)。例如，在圖5說明的第二另外實(shí)施例的情況下，其中汽車包括具有中心點(diǎn)的近鏡和具有位于離開汽車縱軸一個(gè)已知橫向距離處的中心的駕駛員座位，本方法的步驟1可用以下步驟實(shí)現(xiàn)(a)確定在近鏡中心點(diǎn)和近鏡表面正交的近鏡法線矢量；(b)確定由在近鏡中心點(diǎn)相交的反射視線矢量和近鏡法線矢量構(gòu)成的近鏡視線平面；
(c)確定在近鏡視線平面內(nèi)的近鏡直射視線矢量，它和反射視線矢量在近鏡中心點(diǎn)相交，并和該矢量形成被近鏡法線矢量平分的角；(d)確定由近鏡直射視線矢量的方向和近鏡中心點(diǎn)限定的近鏡直射視線；以及(e)根據(jù)近鏡直射視線和平行于汽車縱軸通過駕駛員座位的中心的垂直平面的交點(diǎn)確定駕駛員眼睛的位置。
此外，應(yīng)該注意，在上述的步2中，鏡的所需方位可以用在鏡的中心點(diǎn)和鏡表面正交的矢量的形式確定，或者用相應(yīng)的轉(zhuǎn)角的形式確定。
參見圖9，在最佳實(shí)施例中，鏡方位確定模塊執(zhí)行以下的步驟，其中O表示坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)；E表示駕駛員眼睛的位置；C表示遠(yuǎn)鏡中心點(diǎn)的位置；n表示和遠(yuǎn)鏡平面正交的單位矢量；d代表單位直射視線矢量；以及r代表單位反射視線矢量。
已知坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)O，駕駛員眼睛的位置E，遠(yuǎn)鏡中心點(diǎn)的位置C，和單位反射視線矢量r，則模塊執(zhí)行下列步驟1.計(jì)算CECE＝OE-OC2.計(jì)算CE的模|CE|3.計(jì)算dd=CE|CE|]]>4.計(jì)算r-d，5.計(jì)算r-d的模|r-d|6.計(jì)算nn=r-d|r-d|]]>
7.根據(jù)n對于所討論的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)計(jì)算遠(yuǎn)鏡方位角。
對于任何選擇的鏡例如當(dāng)不用于定位時(shí)的中央后視鏡可以類似地重復(fù)上述步驟，從而確定和鏡的表面正交的相應(yīng)的單位矢量。
雖然本發(fā)明的方法和裝置已通過最佳實(shí)施例和各個(gè)另外的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解(a)雖然在最佳實(shí)施例中，控制裝置包括位置確定模塊，用來根據(jù)用于檢測中央內(nèi)鏡和駕駛員眼睛之間的距離的位置傳感器確定駕駛員眼睛的位置，但位置確定模塊也可以根據(jù)和一些其它位于汽車內(nèi)或汽車外距駕駛員近的能方便地調(diào)整的鏡相關(guān)的檢測裝置確定駕駛員眼睛的位置；(b)位置確定模塊可以根據(jù)包括各種傳感器的其它的檢測裝置確定駕駛員眼睛的位置；(c)雖然說明的近鏡由駕駛員手動(dòng)地調(diào)整，但這些鏡可以由駕駛員操作一合適的接口進(jìn)行調(diào)整，如鍵盤、機(jī)械式游戲棒或啟動(dòng)相應(yīng)的伺服機(jī)構(gòu)的開關(guān)裝置；(d)后視參數(shù)可由駕駛員通過合適的接口例如鍵盤、機(jī)械式游戲棒或開關(guān)裝置直接地進(jìn)行調(diào)整；(e)駕駛員可以手動(dòng)地或通過合適的接口例如鍵盤、機(jī)械式游戲棒或啟動(dòng)相應(yīng)伺服機(jī)構(gòu)的開關(guān)裝置超控(override)任何鏡的定位；(f)雖然各個(gè)實(shí)施例利用一種形式的定位裝置，但本裝置可以使用多種形式的定位裝置的組合，以便確定駕駛員眼睛的位置；以及(g)控制裝置可以包括誤差檢測模塊，其目的是用來檢測可能存在的不一致性，這些不一致性表現(xiàn)為按照位置確定模塊的計(jì)算未必能或不可能確定駕駛員眼睛的位置或在物理上不能由定位裝置實(shí)現(xiàn)的所需鏡的方位。
因此，應(yīng)當(dāng)理解，不脫離其范圍由所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的構(gòu)思，可以對上述的最佳實(shí)施例作出許多改型。
權(quán)利要求
1.一種用于自動(dòng)調(diào)整裝在汽車上的至少一個(gè)遠(yuǎn)鏡的方位的裝置，所述汽車具有可由坐在駕駛員座位中的駕駛位置上的駕駛員手動(dòng)地調(diào)整的近鏡，所述裝置包括(a)定位裝置，用于檢測當(dāng)駕駛員正在使用近鏡時(shí)和駕駛員眼睛的位置相關(guān)的位置變量的當(dāng)前值，并產(chǎn)生和其相關(guān)的位置信號；(b)控制裝置，響應(yīng)所述位置信號用來根據(jù)已知的汽車參數(shù)和視線參數(shù)確定遠(yuǎn)鏡的所需的方位并產(chǎn)生和其相關(guān)的控制信號；以及(c)鏡定位裝置，響應(yīng)控制信號用來使遠(yuǎn)鏡定位于所需的方位。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中定位裝置包括距離檢測裝置，用來檢測近鏡和駕駛員眼睛之間的距離，以及方位檢測裝置，用來檢測當(dāng)近鏡被駕駛員調(diào)整之后的方位。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中距離檢測裝置包括安裝在近鏡附近的紅外線傳感器。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中距離檢測裝置包括超聲波傳感器。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中方位檢測裝置包括和近鏡相連的位置傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置還包括由駕駛員觸發(fā)的啟動(dòng)裝置，用來啟動(dòng)定位裝置和控制裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中近鏡包括位于汽車內(nèi)部的中央鏡，遠(yuǎn)鏡包括位于汽車外部的乘客側(cè)鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中控制裝置包括微型計(jì)算機(jī)，它包括存儲裝置，用來存儲所述參數(shù)，輸入裝置，用來接收由定位裝置和鏡定位裝置產(chǎn)生的輸入信號，處理裝置，用來根據(jù)輸入信號和參數(shù)產(chǎn)生控制信號，以及輸出裝置，用來向鏡定位裝置輸出控制信號。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中處理裝置包括(a)位置確定裝置，響應(yīng)由定位裝置產(chǎn)生的位置信號和汽車參數(shù)以及視線參數(shù)，用來確定駕駛員眼睛的座標(biāo)。(b)鏡方位確定裝置，響應(yīng)位置確定裝置，用來根據(jù)汽車參數(shù)、視線參數(shù)和駕駛員眼睛的座標(biāo)對于遠(yuǎn)鏡確定其所需的方位；以及(c)鏡伺服控制裝置，響應(yīng)鏡方位確定裝置，用于確定遠(yuǎn)鏡方位所需的調(diào)整量，從而達(dá)到所需遠(yuǎn)鏡的方位。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中鏡定位裝置包括和遠(yuǎn)鏡相連的伺服機(jī)構(gòu)，它具有至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)和用來向控制裝置提供和遠(yuǎn)鏡的當(dāng)前方位相關(guān)的反饋信號的反饋裝置。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中鏡方位確定裝置包括(a)用于確定從駕駛員眼睛的座標(biāo)向鏡的中心點(diǎn)延伸的直射視線矢量的裝置；(b)用于確定由在鏡中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和所需的反射視線矢量形成的視線平面的裝置；以及(c)用于通過確定一個(gè)平分由在鏡的中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和反射視線矢量在視線平面上所形成的角的平分矢量來確定所需的鏡的方位的裝置。
12.一種汽車后視調(diào)節(jié)裝置，包括(a)位于汽車上的并可由坐在駕駛員座位中的駕駛位置上的駕駛員手動(dòng)地調(diào)整的近鏡；(b)位于汽車上的遠(yuǎn)鏡；(c)定位裝置，用來檢測當(dāng)駕駛員正在使用近鏡時(shí)和駕駛員眼睛的位置相關(guān)的位置變量的當(dāng)前值，并產(chǎn)生和其相關(guān)的位置信號；(d)控制裝置，響應(yīng)所述位置信號用來根據(jù)已知的汽車參數(shù)和視線參數(shù)確定遠(yuǎn)鏡的所需方位并產(chǎn)生和其相關(guān)的控制信號；以及(e)鏡定位裝置，響應(yīng)控制信號用來使遠(yuǎn)鏡定位于所需的方位。
13.一種汽車后視調(diào)整裝置，包括(a)當(dāng)駕駛員坐在汽車的駕駛員座位中的駕駛位置時(shí)可以手動(dòng)地調(diào)整的第一近鏡和第二近鏡；(b)裝在汽車外部遠(yuǎn)離駕駛員座位處的至少一個(gè)遠(yuǎn)鏡；(c)定位裝置，用于檢測和駕駛員的眼睛的位置相關(guān)的位置變量的當(dāng)前值，并產(chǎn)生和其相關(guān)的位置信號，其中定位裝置包括第一方位檢測裝置，用于檢測第一近鏡的方位，和第二方位檢測裝置，用于檢測第二近鏡的方位；(d)控制裝置，響應(yīng)所述位置信號，用來根據(jù)已知的汽車參數(shù)和視線參數(shù)確定遠(yuǎn)鏡的所需的方位并產(chǎn)生和其相關(guān)的控制信號；以及(e)鏡定位裝置，響應(yīng)控制信號，用于把遠(yuǎn)鏡定位于所需的方位。
14.一種用于汽車的后視調(diào)整裝置，所述汽車具有縱軸、與縱軸垂直的豎軸以及和縱軸與豎軸垂直的橫軸，并具有其中心處在離開縱軸一個(gè)已知橫向距離處的駕駛員座位，所述裝置包括(a)當(dāng)駕駛員坐在駕駛員座位中時(shí)可由駕駛員手動(dòng)調(diào)節(jié)的近鏡；(b)位于汽車外面的至少一個(gè)遠(yuǎn)鏡；(c)定位裝置，當(dāng)駕駛員正在使用近鏡時(shí)，用來檢測和駕駛員眼睛的位置相關(guān)的位置變量的當(dāng)前值，并產(chǎn)生和其相關(guān)的位置信號，其中定位裝置包括方位檢測裝置，當(dāng)近鏡被駕駛員調(diào)整過之后，用來檢測近鏡的方位；(d)控制裝置，響應(yīng)位置信號，用來根據(jù)汽車參數(shù)和視線參數(shù)確定遠(yuǎn)鏡的所需方位，并產(chǎn)生和其相關(guān)的控制信號，其中已知的汽車參數(shù)包括駕駛員座位的中心和汽車縱軸之間的橫向距離；以及(e)鏡定位裝置，響應(yīng)控制信號，用于把遠(yuǎn)鏡定位于所需的方位。
15.一種用于自動(dòng)調(diào)整裝在汽車上的至少一個(gè)動(dòng)力調(diào)整的遠(yuǎn)鏡的方法，所述汽車具有可由該汽車的駕駛員手動(dòng)地調(diào)整的近鏡，所述遠(yuǎn)鏡具有已知座標(biāo)的中心點(diǎn)，并可以圍繞所選的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述方法能夠使駕駛員獲得由在中心點(diǎn)和遠(yuǎn)鏡相交的反射視線矢量確定的遠(yuǎn)鏡中的預(yù)選反射視線，包括下列步驟(a)確定駕駛員眼睛的座標(biāo)；(b)根據(jù)駕駛員眼睛和遠(yuǎn)鏡中心點(diǎn)的座標(biāo)以及反射視線矢量確定遠(yuǎn)鏡的所需方位；以及(e)使遠(yuǎn)鏡定位，使其和所需方位一致。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(a)包括以下步驟檢測近鏡和駕駛員眼睛之間的距離，以及在駕駛員調(diào)整近鏡以便看到近鏡的預(yù)選后視視線之后，檢測近鏡的方位。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(b)包括下列步驟(a)確定從駕駛員眼睛的座標(biāo)向遠(yuǎn)鏡中心點(diǎn)延伸的直射視線矢量；(b)確定由在遠(yuǎn)鏡中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和反射視線矢量形成的視線平面；以及(c)通過確定平分由在遠(yuǎn)鏡中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和反射視線矢量在視線平面上所形成的角的平分矢量確定所需的鏡的方位。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括以通過使平分矢量標(biāo)準(zhǔn)化而獲得的單位矢量的形式確定所需鏡的方位的步驟。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中的汽車包括第一近鏡和第二近鏡，并且步(a)包括在駕駛員調(diào)整第一近鏡和第二近鏡從而使得達(dá)到所需的后視視線之后，檢測第一近鏡和第二近鏡的方位的步驟。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中汽車具有縱軸、與其垂直的豎軸和與縱軸和豎軸垂直的橫軸，其中近鏡具有已知的中心，駕駛員座位具有位于離開縱軸一個(gè)已知的橫向距離的中心線，并且其中步(a)包括在駕駛員調(diào)整近鏡的方位從而使得達(dá)到預(yù)選的后視視線之后檢測近鏡方位的步驟。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(c)包括比較遠(yuǎn)鏡的當(dāng)前測量的方位和遠(yuǎn)鏡的所需方位，從而使以所選的精度與所選的方位相符的步驟。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中步驟(c)還包括通過使用反饋控制使鏡定位的步驟。
23.一種在數(shù)據(jù)處理裝置中實(shí)現(xiàn)的方法，用于確定位于汽車上的所選的后視鏡的所需方位，所述后視鏡具有已知座標(biāo)的中心點(diǎn)并可以圍繞所選的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠使使用該鏡的駕駛員獲得由在中心點(diǎn)和鏡相交的反射視線矢量確定的鏡中的預(yù)選反射視線，所述方法包括下述步驟(a)確定從駕駛員眼睛的座標(biāo)向鏡的中心點(diǎn)延伸的直射視線矢量；(b)確定由在鏡中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和反射視線矢量形成的視線平面；以及(c)通過確定平分由在鏡的中心點(diǎn)相交的直射視線矢量和反射視線矢量在視線平面上所形成的角的平分矢量確定所需的鏡的方位。
24.如權(quán)利要求15所述的方法，其中汽車具有縱軸、和縱軸垂直的豎軸以及和縱軸與豎軸垂直的橫軸，其中汽車包括具有位于離開縱軸一個(gè)已知橫向距離處的中心的駕駛員座位，其中近鏡具有已知的中心點(diǎn)，其中步(a)包括以下步驟(a)確定在近鏡中心點(diǎn)垂直于近鏡表面的近鏡正交矢量；(b)確定由在近鏡中心點(diǎn)相交的反射視線矢量和近鏡正交矢量形成的近鏡視線平面；(c)確定近鏡視線平面內(nèi)的近鏡直射視線矢量，該矢量和反射視線矢量在近鏡中心點(diǎn)相交，并和反射視線矢量形成由近鏡正交矢量所平分的角；(d)確定由近鏡直射視線矢量的方向和近鏡中心點(diǎn)限定的近鏡直射視線；以及(e)確定駕駛員眼睛的位置，所述位置是近鏡直射視線和平行于汽車縱軸的通過駕駛員座位中心的垂直平面的交點(diǎn)。
25.一種用于汽車的鏡系統(tǒng)，包括中央鏡，其結(jié)構(gòu)和位置使得它可以由坐在汽車駕駛員座位上的人手動(dòng)地調(diào)整其方位，以達(dá)到最佳的中央后視能力；方位傳感器，和所述可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡相連，其結(jié)構(gòu)和設(shè)置使得能夠檢測手動(dòng)調(diào)整的所述中央鏡的方位，并產(chǎn)生代表所述可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡的檢測的方位的信號；電子控制器，用來接收由所述和可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡相連的方位傳感器產(chǎn)生的所述信號，并根據(jù)由所述方位傳感器產(chǎn)生的所述信號產(chǎn)生控制器輸出信號；至少一個(gè)位于汽車外面的側(cè)視鏡，它可以被調(diào)整，以達(dá)到所需的沿汽車一側(cè)的后視能力；以及和所述側(cè)視鏡相連的電氣操作的電機(jī)機(jī)構(gòu)，所述電機(jī)機(jī)構(gòu)可以響應(yīng)所述控制器輸出信號進(jìn)行操作，并且其結(jié)構(gòu)和設(shè)置使得能夠使坐在駕駛員座位上的人根據(jù)所述控制器輸出信號自動(dòng)地調(diào)整所述側(cè)視鏡的方位，以達(dá)到所需后視能力。
26.如權(quán)利要求25所述的鏡系統(tǒng)，還包括距離傳感器，其結(jié)構(gòu)和設(shè)置使得可以檢測所述中央鏡和駕駛員眼睛之間的距離，并根據(jù)檢測的距離產(chǎn)生信號，所述電子控制器接收由所述距離傳感器產(chǎn)生的所述信號，并根據(jù)由所述距離傳感器和所述方位傳感器產(chǎn)生的所述信號產(chǎn)生所述的控制器輸出信號。
27.如權(quán)利要求26所述的鏡系統(tǒng)，其中所述的距離傳感器包括紅外線傳感器。
28.如權(quán)利要求26所述的鏡系統(tǒng)，其中所述的距離傳感器包括超聲波傳感器。
29.如權(quán)利要求25所述的鏡系統(tǒng)，還包括啟動(dòng)開關(guān)，用來選擇地啟動(dòng)和禁止所述電子控制器。
30.如權(quán)利要求26所述的鏡系統(tǒng)，還包括啟動(dòng)開關(guān)，用來選擇地啟動(dòng)和禁止所述電子控制器。
31.如權(quán)利要求25所述的鏡系統(tǒng)，其中所述電子控制器包括具有微處理器、RAM存儲器和ROM存儲器的微型計(jì)算機(jī)。
32.一種用于汽車的鏡系統(tǒng)，包括中央鏡，其結(jié)構(gòu)和設(shè)置使得能夠便汽車駕駛員手動(dòng)地調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的中央后視能力；和所述可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡相連的中央鏡方位傳感器，其結(jié)構(gòu)和設(shè)置使得能檢測所述中央鏡的手動(dòng)定向的方位，并產(chǎn)生代表所述可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡的檢測方位的信號；裝在汽車的外部的駕駛員側(cè)的駕駛員側(cè)視鏡，其結(jié)構(gòu)和設(shè)置使得能夠使坐在座位上的汽車駕駛員進(jìn)行調(diào)整從而實(shí)現(xiàn)汽車駕駛員側(cè)的最佳后視能力；和所述駕駛員側(cè)鏡相連的駕駛員側(cè)視鏡方位傳感器，其結(jié)構(gòu)和設(shè)置使得能夠檢測所述駕駛員側(cè)鏡的方位，并產(chǎn)生代表所述駕駛員側(cè)鏡的檢測方位的信號；電子控制器，用來接收由和所述可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡相連的中央鏡方位傳感器產(chǎn)生的所述信號和由所述駕駛員側(cè)鏡產(chǎn)生的所述信號，并用來根據(jù)由所述中央鏡方位傳感器和所述駕駛員側(cè)鏡方位傳感器產(chǎn)生的所述信號產(chǎn)生控制器輸出信號；位于汽車外部乘客側(cè)的乘客側(cè)視鏡，它可以被調(diào)整，以便達(dá)到在汽車乘客側(cè)所需的后視能力；以及和所述乘客側(cè)視鏡相連的電氣操作的電機(jī)機(jī)構(gòu)，它可以響應(yīng)所述控制器輸出信號進(jìn)行操作，并且其結(jié)構(gòu)和設(shè)置使得坐在駕駛座位上的駕駛員能夠根據(jù)所述控制器輸出信號自動(dòng)地調(diào)整所述乘客側(cè)視鏡，以達(dá)到所需的后視能力。
33.如權(quán)利要求32所述的鏡系統(tǒng)，還包括啟動(dòng)開關(guān)，用來選擇地啟動(dòng)和禁止所述電子控制器。
34.如權(quán)利要求33所述的鏡系統(tǒng)，其中所述電子控制器包括具有微處理器、RAM存儲器和ROM存儲器的微型計(jì)算機(jī)。
35.如權(quán)利要求32所述的鏡系統(tǒng)，還包括和所述駕駛員側(cè)視鏡相連的電氣操作的電機(jī)機(jī)構(gòu)，以及遙控裝置，用于遙控所述和駕駛員側(cè)視鏡相連的電氣操作的電機(jī)機(jī)構(gòu)，以便調(diào)整所述駕駛員側(cè)視鏡達(dá)到汽車的駕駛員側(cè)的最佳后視能力。
36.一種用于操作汽車鏡系統(tǒng)的方法，包括由坐在汽車駕駛員座位上的人手動(dòng)地調(diào)整中央鏡，以達(dá)到最佳中央后視能力；檢測所述中央鏡的手動(dòng)調(diào)整的方位；產(chǎn)生代表所述手動(dòng)調(diào)整的中央鏡的檢測方位的方位信號；利用所述方位信號得到控制信號；根據(jù)所述控制信號由坐在汽車相對一側(cè)的駕駛座位上的駕駛員自動(dòng)地調(diào)整至少一個(gè)側(cè)視鏡，以便達(dá)到汽車相對側(cè)的所需后視能力。
37.如權(quán)利要求36所述的用于操作汽車的鏡系統(tǒng)的方法，還包括下列步驟檢測所述中心鏡和駕駛員眼睛之間的近似距離；根據(jù)檢測的所述中心鏡和駕駛員眼睛之間的近似距離產(chǎn)生信號；利用所述根據(jù)檢測的所述中心鏡和駕駛員眼睛之間的近似距離而產(chǎn)生的信號得到所述控制信號。
38.如權(quán)利要求37所述的用于操作汽車的鏡系統(tǒng)的方法，還包括下列步驟利用所述代表所述可手動(dòng)調(diào)整的中心鏡的檢測方位的方位信號確定和所述中心鏡的表面垂直的矢量的方向；利用(i)從中央鏡的中心點(diǎn)沿著預(yù)選的光路延伸的用來由駕駛員控制后視能力的預(yù)定反射視線矢量，和(ii)與所述中央鏡的表面垂直的所述矢量，以及(iii)檢測的所述中央鏡和駕駛員眼睛之間的近似距離，從而導(dǎo)出在駕駛員眼睛和所述中央鏡的中心點(diǎn)之間延伸的矢量的近似長度和方向，以便確定駕駛員坐在駕駛座位中時(shí)的眼睛的近似位置；利用所確定的所述駕駛員眼睛的近似距離完成由在汽車的相對側(cè)的駕駛員自動(dòng)調(diào)整所述側(cè)視鏡的步驟，從而達(dá)到所需的后視能力。
39.如權(quán)利要求38所述的用于操作汽車鏡系統(tǒng)的方法，其中在完成自動(dòng)調(diào)整所述側(cè)視鏡的步驟中的利用被確定的駕駛員眼睛的近似位置的步驟包括確定在駕駛員眼睛和每個(gè)所述側(cè)視鏡的中心點(diǎn)之間延伸的矢量的近似方向；以及利用i)在駕駛員眼睛和每個(gè)所述側(cè)視鏡的中心點(diǎn)之間延伸的所述近似的矢量ii)用于由駕駛員調(diào)整側(cè)向后視能力的從一個(gè)所述側(cè)視鏡的中心點(diǎn)沿預(yù)選的光路延伸的每個(gè)預(yù)定的反射視線矢量，從而導(dǎo)出和所述的每個(gè)側(cè)視鏡各自的表面正交的各個(gè)矢量的方向；以及利用和每個(gè)所述的側(cè)視鏡的各自的表面正交的所述矢量方向，導(dǎo)出用于由駕駛員調(diào)整汽車相對側(cè)的后視能力的側(cè)視鏡的所述方位。
40.如權(quán)利要求36所述的用于操作汽車鏡系統(tǒng)的方法，還包括下列步驟利用代表所述可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡的檢測方位的所述方位信號，確定和所述中央鏡的表面正交的矢量的方向；利用i)用于由駕駛員調(diào)整中央后視能力的沿一預(yù)選的光路從中央鏡的中心點(diǎn)延伸的預(yù)定的反射視線矢量，和ii)和所述中央鏡的表面垂直的所述矢量，以及iii)駕駛員眼睛的估算的橫向位置，從而導(dǎo)出在駕駛員眼睛和中央鏡的所述中心點(diǎn)之間延伸的矢量的近似長度和方向，以便確定所述駕駛員眼睛的近似位置；在完成由駕駛員調(diào)整汽車相對側(cè)的后視能力而自動(dòng)調(diào)整所述側(cè)視鏡的步驟中利用所述被確定駕駛員眼睛的近似位置。
41.如權(quán)利要求40所述的用于操作汽車鏡系統(tǒng)的方法，其中在完成自動(dòng)調(diào)整所述側(cè)視鏡的步驟中利用所述確定的駕駛員眼睛的近似位置的步驟包括檢測在駕駛員眼睛和每個(gè)所述側(cè)視鏡的中心點(diǎn)之間延伸的矢量的近似方向；以及利用i)所述近似地在駕駛員眼睛和每個(gè)所述側(cè)視鏡的中心點(diǎn)之間延伸的矢量，和ii)用于由駕駛員調(diào)整側(cè)向后視能力的沿預(yù)選的光路分別從每個(gè)所述側(cè)視鏡的中心點(diǎn)延伸的各個(gè)預(yù)定的反射視線矢量，從而導(dǎo)出和所述每個(gè)側(cè)視鏡的各自的表面正交的各個(gè)矢量的方向；以及利用和所述每個(gè)側(cè)視鏡的各自的表面正交的所述矢量方向?qū)С鲇神{駛員調(diào)整汽車相對側(cè)的后視能力所需的側(cè)視鏡的所述方位。
42.一種用來操作汽車鏡系統(tǒng)的方法，包括由駕駛員手動(dòng)地調(diào)整中央鏡的方位，以便得到最佳中央后視能力；檢測所述中央鏡的手動(dòng)調(diào)整的方位；產(chǎn)生代表所述可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡的檢測方位的信號；由駕駛員調(diào)整設(shè)置在汽車外部駕駛員側(cè)的駕駛員側(cè)視鏡，以便得到汽車的駕駛員側(cè)的最佳后視能力；檢測所述駕駛員側(cè)視鏡的方位；產(chǎn)生代表所述駕駛員側(cè)視鏡的檢測方位的信號；根據(jù)所述代表所述可手動(dòng)調(diào)整的中央鏡的檢測方位的所述信號和所述代表所述駕駛員側(cè)視鏡的檢測方位的信號產(chǎn)生控制信號；以及根據(jù)所述控制信號自動(dòng)地調(diào)整所述乘客側(cè)的側(cè)視鏡，從而達(dá)到駕駛員在汽車的所述乘客側(cè)的所需后視能力。
全文摘要
一種用于自動(dòng)地調(diào)整裝在汽車上的選擇的反射鏡的方位的方法和裝置,所述裝置包括:用來檢測駕駛員眼睛的位置的定位裝置、計(jì)算機(jī)控制器和鏡定位機(jī)構(gòu)。所述定位裝置可以包括各種類型的距離傳感器和方位傳感器?？刂破鞲鶕?jù)駕駛員眼睛的位置、已知的汽車參數(shù)和視線參數(shù)確定所述鏡的所需方位,并產(chǎn)生控制信號。鏡定位機(jī)構(gòu)接收控制信號并響應(yīng)控制信號對鏡進(jìn)行定位。本發(fā)明的方法包括以下步驟:確定使用反射鏡的人的眼睛的坐標(biāo),根據(jù)這些坐標(biāo)和鏡的中心點(diǎn)以及反射視線矢量確定鏡的所需的方位,然后調(diào)整一個(gè)或幾個(gè)所選鏡的方位,使得駕駛員能夠看見預(yù)選的反射視線。
文檔編號B60R1/06GK1171085SQ95197059
公開日1998年1月21日 申請日期1995年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月25日
發(fā)明者伯迪爾·A·布蘭丁 申請人:伯迪爾·A·布蘭丁