通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的觸覺語言的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及用于通過交通工具的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的致動(dòng)器將導(dǎo)航信息傳達(dá)到交通工 具操作者的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交通工具中的當(dāng)前電子導(dǎo)航系統(tǒng)依靠音頻和視覺信號(hào)將轉(zhuǎn)彎信息傳達(dá)給交通工 具操作者。例如，汽車中的全球定位服務(wù)（GPS)導(dǎo)航裝置可使用例如"在一百英尺后，左轉(zhuǎn) 進(jìn)入大街"的音頻提示。音頻提示可伴隨以汽車所在的街道、附近街道以及與大街的交叉路 口處的箭頭的視覺呈現(xiàn)。這些導(dǎo)航系統(tǒng)依靠由駕駛員用來安全操作交通工具、收聽廣播及 /或參與討論的感官相同的人類感官（聽覺和視覺）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)各種實(shí)施方案，一種系統(tǒng)可包括相對(duì)于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置的多個(gè)致動(dòng)器。例如，在 車輛應(yīng)用中，所述多個(gè)致動(dòng)器可圍繞方向盤布置。所述系統(tǒng)也可包括經(jīng)配置以檢測(cè)交通工 具操作者的單手或雙手在所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的位置的至少一個(gè)傳感器。隨著所述交通工具移 動(dòng)，所述系統(tǒng)可接收將需要所述交通工具操作者對(duì)所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)所做的轉(zhuǎn)向輸入的指示。 例如，所述系統(tǒng)可沿著到目的地的路線而行，且將需要所述操作者操作所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以沿 著所述路線完成轉(zhuǎn)彎。作為另一實(shí)例，所述系統(tǒng)可檢測(cè)到前方道路包括向左急轉(zhuǎn)彎，且將需 要所述操作者操作所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以沿著彎曲的道路而行。作為又一實(shí)例，所述系統(tǒng)可檢測(cè) 到所述交通工具正偏離最佳或優(yōu)選行進(jìn)路線，且將需要所述操作者操作所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以回 到所述最佳或優(yōu)選行進(jìn)路線。所述系統(tǒng)包括可致動(dòng)所述多個(gè)致動(dòng)器以將所需轉(zhuǎn)向輸入傳達(dá) 給所述操作者以適合這些情形中的每一個(gè)的控制器。
[0004] 根據(jù)各種其它實(shí)施方案，一種方法可確定交通工具正在接近將需要所述交通工具 的操作者對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)做出轉(zhuǎn)向輸入所在的點(diǎn)。例如，所述交通工具可沿著到目的地的GPS 路線而行，且將需要所述操作者操作所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以沿著所述路線完成轉(zhuǎn)彎。作為另一實(shí) 例，前方道路包括向左急轉(zhuǎn)彎，且將需要所述操作者操作所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以沿彎曲的道路而 行。作為又一實(shí)例，所述交通工具可能正偏離最佳或優(yōu)選行進(jìn)路線，且將需要所述操作者操 作所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以回到所述最佳或優(yōu)選行進(jìn)路線。所述方法檢測(cè)所述交通工具操作者的單 手或雙手在所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的位置。接著，所述方法以將所需轉(zhuǎn)向輸入傳達(dá)給所述操作者 的方式使所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)變形。
[0005] 根據(jù)各種其它實(shí)施方案，一種系統(tǒng)可包括：處理模塊；導(dǎo)航模塊；布置在交通工具 的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的多個(gè)致動(dòng)器；用以檢測(cè)交通工具操作者的單手或雙手在所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的 位置的至少一個(gè)傳感器；經(jīng)配置以致動(dòng)所述多個(gè)致動(dòng)器中的每一個(gè)的控制器；以及存儲(chǔ)器 模塊。所述存儲(chǔ)器模塊包括經(jīng)配置以在所述處理模塊上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。所述 系統(tǒng)包括經(jīng)配置以確定所述交通工具相對(duì)于將需要所述交通工具的操作者將轉(zhuǎn)向輸入施 加到所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)所在的位置的位置的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。所述系統(tǒng)還包括經(jīng)配置以使 所述控制器以將所述所需轉(zhuǎn)向輸入的至少一個(gè)方面?zhèn)鬟_(dá)給所述操作者的方式致動(dòng)所述轉(zhuǎn) 向機(jī)構(gòu)上的處于操作者手的位置處的致動(dòng)器的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
【附圖說明】
[0006] 圖1圖示交通工具方向盤中的觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中觸覺致動(dòng)器（出于 說明目的以夸大形式示出）圍繞方向盤的圓周布置；
[0007] 圖2是觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案的系統(tǒng)組件的框圖；
[0008] 圖3A到3D圖示觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中接近轉(zhuǎn)彎的漸增嚴(yán)重性是通過方 向盤上的漸增數(shù)目個(gè)觸覺致動(dòng)器被致動(dòng)來傳達(dá)；
[0009] 圖4A到4D圖示觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中接近轉(zhuǎn)彎的漸增嚴(yán)重性是通過一 個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器經(jīng)致動(dòng)到更大程度來傳達(dá)；
[0010] 圖5A到圖示觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中到接近轉(zhuǎn)彎的漸減距離是通過一 個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器以更快速率循環(huán)來傳達(dá)；
[0011] 圖5E到5G圖示用于觸覺致動(dòng)器的示例性循環(huán)模式的不同實(shí)施方案；
[0012] 圖6A是觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案可用以將轉(zhuǎn)向信息傳達(dá)給交通工具的駕駛員的 示例性方法的流程圖；
[0013] 圖6B是將更多細(xì)節(jié)提供到觸覺語言系統(tǒng)之實(shí)施方案可用以將轉(zhuǎn)彎信息傳達(dá)給交 通工具的駕駛員的第一示例性方法的圖5A的流程圖的流程圖；
[0014] 圖6C是將更多細(xì)節(jié)提供到觸覺語言系統(tǒng)之實(shí)施方案可用以將轉(zhuǎn)彎信息傳達(dá)給交 通工具的駕駛員的第二示例性方法的圖5A的流程圖的流程圖；
[0015] 圖6D是將更多細(xì)節(jié)提供到觸覺語言系統(tǒng)之實(shí)施方案可用以將轉(zhuǎn)彎信息傳達(dá)給交 通工具的駕駛員的第三示例性方法的圖5A的流程圖的流程圖；
[0016] 圖7A到7C圖示在交通工具操作者僅將單手放在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上時(shí)的情形中使用的觸 覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案；
[0017] 圖8A到8D圖示觸覺致動(dòng)器使方向盤可見地扭曲且扭曲提供與轉(zhuǎn)彎的可見指示方 位的觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案；
[0018] 圖9A和9B圖示方向盤的截面?zhèn)纫晥D，其中方向盤包括在觸覺致動(dòng)器使方向盤的 形狀扭曲時(shí)顯露的截面；
[0019] 圖9C是圖9A和9B的方向盤的部分的截面透視圖，其中截面在觸覺致動(dòng)器使方向 盤的形狀扭曲時(shí)顯露；
[0020] 圖IOA到IOD圖示觸覺致動(dòng)器順序地致動(dòng)以指示轉(zhuǎn)彎的方向及/或與轉(zhuǎn)彎的接近 度的觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案；
[0021] 圖IlA到IlC圖示并入到飛行器控制軛架中并提供儀表著陸系統(tǒng)（ILS)導(dǎo)向方法 的觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案；
[0022] 圖12A到12C圖示飛行器駕駛艙面板的示例性ILS儀表；以及
[0023] 圖13A到13E圖示并入到摩托車的把手中的觸覺語言系統(tǒng)的實(shí)施方案。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明的實(shí)施方案使用人體的本體感覺將導(dǎo)航信息傳達(dá)給交通工具操作者。身體 的本體感覺是感覺身體部分的靜態(tài)或變化的位置和姿勢(shì)的能力。例如，人體可區(qū)分手指的 位置的小變化。在各種實(shí)施方案中，通過以使操作者的手移位的方式更改轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的形狀， 系統(tǒng)可通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（例如方向盤）將路線引導(dǎo)（例如，到目的地的逐向?qū)Ш街噶睿┨峁?給交通工具操作者。系統(tǒng)也可將關(guān)于道路狀況的信息（例如，道路中的即將到來的彎路或 與意外離開車道有關(guān)的警告）提供給駕駛員。
[0025] 圖1圖示合并到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)102(例如，汽車的方向盤）中的導(dǎo)向系統(tǒng)100的實(shí)施 方案。導(dǎo)向系統(tǒng)100包括圍繞方向盤102的圓周布置的多個(gè)致動(dòng)器104。在特定實(shí)施方案 中，致動(dòng)器104布置在方向盤102的外層（例如，皮質(zhì)、乙烯或類似物的外層）下面。致動(dòng) 器104中的每一個(gè)在致動(dòng)后可使方向盤102的外層局部突出或向外變形至少足以由駕駛 員感覺為其手的位置變化（對(duì)應(yīng)于方向盤的形狀變化）的最小量。在各種實(shí)施方案中，所 述致動(dòng)器可將所述變形維持不定的時(shí)間段。換句話說，所述致動(dòng)器可以使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)變形并 保持在致動(dòng)狀態(tài)下直到被命令解除致動(dòng)的方式來致動(dòng)。如圖1所示，駕駛員的手106a以及 106b握住方向盤102。如果駕駛員的手下面的致動(dòng)器104被致動(dòng)，那么對(duì)方向盤102的截 面尺寸的所得變化可使駕駛員的手指從第一位置移到第二位置。如上所述，人體能夠察覺 身體姿勢(shì)或位置的細(xì)小變化。因此，駕駛員可察覺其手指在方向盤102上的位置的這一變 化。例如，在一些實(shí)施方案中，這一位置變化可指示即將到來的轉(zhuǎn)彎。通過致動(dòng)駕駛員的左 手106a下面的致動(dòng)器104,關(guān)于左轉(zhuǎn)彎的信息可傳達(dá)到駕駛員。類似地，致動(dòng)駕駛員的右手 106b下面的致動(dòng)器104可將關(guān)于右轉(zhuǎn)彎的信息傳達(dá)到駕駛員。
[0026] 圖2圖示可包括于導(dǎo)向系統(tǒng)100的實(shí)施方案中的各種組件。圖2中所圖示的系統(tǒng) 100的所述組件可經(jīng)由獨(dú)立或?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)來連接?；蛘?，系統(tǒng)100的所述組件可經(jīng)由交通 工具網(wǎng)絡(luò)連接以用于通信。導(dǎo)向系統(tǒng)100可包括可連接到控制器116的多個(gè)致動(dòng)器104。 控制器116將控制輸入提供到致動(dòng)器104中的每一個(gè)，其中每個(gè)致動(dòng)器104可由其各自的 控制輸入致動(dòng)。在特定實(shí)施方案中，控制器116也可從致動(dòng)器104中的每一個(gè)接收反饋，所 述反饋將每個(gè)致動(dòng)器104的致動(dòng)位置的指示提供到控制器116?？刂破?16可與計(jì)算機(jī)處 理器114通信。在各種實(shí)施方案中，控制器116與計(jì)算機(jī)處理器114可組合（且本文共同 被稱作"控制器"）。
[0027] 如圖2所示，處理器114及/或控制器116也可與交通工具中的全球定位系統(tǒng) (GPS)接收器110以及存儲(chǔ)器108通信。存儲(chǔ)器108可包括可在處理器114上執(zhí)行的程序 指令且也可包括道路網(wǎng)的地圖。道路網(wǎng)的地圖可包括道路交叉口的位置、轉(zhuǎn)彎方向和轉(zhuǎn)彎 的嚴(yán)重性（即轉(zhuǎn)彎的急劇程度）。GPS接收器110可追蹤交通工具的位置且可將信號(hào)（例 如，導(dǎo)航信號(hào)）發(fā)送到處理器114及/或控制器116。處理器114及/或控制器116可使用 所追蹤位置來識(shí)別在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器108中的道路網(wǎng)的道路上的位置。隨著交通工具移動(dòng)并 接近駕駛員應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎所在的道路中的彎路或交叉點(diǎn)（例如，當(dāng)處理器正將逐向?qū)Ш椒较?提供給駕駛員時(shí)），處理器114可將命令發(fā)送到控制器116?？刂破?16又將控制信號(hào)傳輸 到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)102上的適當(dāng)致動(dòng)器104。
[0028] 導(dǎo)向系統(tǒng)100也可包括一個(gè)或多個(gè)傳感器112。傳感器112可包括用以檢測(cè)駕駛 員的手106a以及106b在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的位置的傳感器，且可將信號(hào)（例如，手位置信號(hào)）發(fā) 送到處理器114及/或控制器116,以使得處理器114及/或控制器116知道哪些致動(dòng)器 104定位于駕駛員的手106a以及106b下面。在各種實(shí)施方案中，傳感器112可包括（例 如）壓力傳感器、電容傳感器、光學(xué)傳感器及/或熱傳感器。在各種實(shí)施方案中，致動(dòng)器104 也可充當(dāng)傳感器112,其中特定致動(dòng)器上的來自握緊轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)102的操作者的手的壓力可 導(dǎo)致特定致動(dòng)器104在無來自控制器116的控制信號(hào)的情況下移位。如上所述，在特定實(shí)施 方案中，控制器116可自致動(dòng)器接收反饋。在這些實(shí)施方案中，致動(dòng)器104可通過報(bào)告已移 位的致動(dòng)器104的位置而經(jīng)由控制器116將關(guān)于用戶的手在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（例如，方向盤102) 上的位置的信息提供到處理器114。
[0029] 在各種實(shí)施方案中，傳感器112也可包括檢測(cè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)102的定向的傳感器。例 如，參看圖1，導(dǎo)向系統(tǒng)100可包括檢測(cè)方向盤102相對(duì)于與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)102上的十二點(diǎn)鐘位 置以及六點(diǎn)鐘位置對(duì)齊的軸線105的位置的傳感器112。當(dāng)方向盤處于中性位置中時(shí)，方 向盤可被軸線105堅(jiān)直地等分成左側(cè)Illa和