CN104024022B - 控制面板 - Google Patents

Abstract

一种具有用于控制对应于每个控制装置的部件的输入元件的控制面板。输入元件可通过检测与输入元件相关联的光反射来进一步被启动。

Description

控制面板

技术领域

本发明通常涉及控制面板的方法、系统和装置。

背景技术

例如汽车的车辆驾驶员可能希望为了安全、舒适或实用的目的而控制车辆的几个部件。作为结果，车辆一般具有几个控制装置来控制车辆的一个或多个部件。车辆中的一些公共控制装置可包括例如用于设置调谐或音量的无线电控制装置、用于设置空调和热水平的气候控制装置、以及用于设置车窗的除霜水平的除霜器控制装置。

经常地，车辆上的常规控制装置可被组织在群集中。例如，客车可具有在驾驶员侧和在汽车的驾驶室的前方的乘客侧之间的中央控制台，几个控制表面和接口位于所述控制台上。无线电、导航系统、加热器、空调器和其它部件的控制装置常常设置在中央控制台上。由于在现代车辆中存在需要被控制或需要用户互动的大量部件，所以在很多情况下中央控制台可能相对挤满了控制装置。经常地，中央控制台可从在其顶部处的车辆的仪表板延伸到在其底部处的传动轴通道，以适应在车辆上所需的所有控制装置。

车辆上的一般控制群集和控制表面包括开关或经由配线电耦合到电子设备(例如控制器)的其它用户输入接口。控制器一般确定被启动的开关或接口元件，并将其转换成可控制的功能。因此，车辆的每个控制接口可具有专用配线或专用控制器硬件。控制装置和相关联的硬件将材料和复杂性添加到控制装置基础设施。这可能将不希望的重量添加到车辆。此外，由于因此提供的相当大的专用电气基础设施，控制装置可能实现起来相对昂贵。此外，对车辆控制装置的修理可能相对困难，因为修理可能需要检修与每个控制装置相关联的电气基础设施。

附图说明

现在将参考附图，其不一定按比例绘制，且其中：

图1是示出具有可根据本公开的实施例操作的车辆控制装置的示例性车辆驾驶室的简化俯视示意图。

图2是示出图1的车辆驾驶室的示例性控制面板的简化示意性前视图，所述控制面板包括设置在其上的输入元件并根据本公开的实施例而操作。

图3是示出根据本公开的实施例的设置在输入元件上的反射元件的图2的示例性控制面板的简化示意性后视图。

图4是示出根据本公开的实施例的与图2和图3的控制面板相关联的示例性输入元件的简化立体图。

图5A是示出根据本公开的某些实施例的与图2和图3的控制面板相关联的示例性输入元件的示例性操作的简化侧视图。

图5B是示出根据本公开的某些实施例的与图2和图3的控制面板相关联的示例性输入元件的示例性操作的简化侧视图。

图6A是示出根据本公开的某些实施例的与图2和图3的控制面板相关联的示例性输入元件的另一示例性操作的简化侧视图。

图6B是示出根据本公开的某些实施例的与图2和图3的控制面板相关的示例性输入元件的示例性操作的简化侧视图。

图7是示出根据本公开的某些实施例的用于从图2和图3的控制面板接收传感器输入并提供部件控制信号的示例性系统的简化方框图。

图8是示出根据本公开的某些实施例的提供控制信号以控制部件的示例性方法的流程图。

具体实施方式

在下文中参考附图更充分描述本公开的实施例，本公开的实施例在附图中示出。然而本发明可体现在很多不同的形式中且不应被解释为限于在本文阐述的实施例；更确切地，这些实施例被提供以使得本公开将是彻底和完整的，并将本发明的范围完全传达给本领域中的技术人员。相似的数字始终指相似的元件。

本公开的实施例可提供用于解释控制面板上的用户输入并基于用户输入产生部件控制信号的装置、系统和方法。在一个方面中，与车辆的部件相关联的用户互动控制装置可设置在车辆的控制表面上，并可由用户启动，且该启动可由光感测机构检测到。控制接口可包括可选择性地安装在控制群集或控制面板(例如车辆的中央控制台或其它表面)上的任何数量的输入元件。输入元件可具有布置在其上用于识别各种输入元件的任何数量的标记。用户可触摸一个或多个输入元件以激活或控制与选定的一个或多个输入元件相关联的部件。在某些方面中，所安装的输入元件可以没有电连接。在其它方面中，每个输入元件可具有设置在其上的一个或多个各自相应的反射元件。在某些实施例中，反射元件可提供可使用传感器(例如光电探测器或图像传感器)所检测的在输入元件的非启动状态中的光反射。在同一输入元件的启动状态中，或当用户与输入元件互动以实现与其相关联的控制功能时，来自与输入元件相关联的反射元件的光反射可变化，且该变化可使用传感器来检测。来自传感器的信号可被提供到解释信号以确定控制面板的用户想要的控制功能的系统。在一个方面中，来自特定输入元件的检测到的反射可能相对于来自其它输入元件的检测到的反射是唯一的。

在某些其它实施例中，在非启动状态中反射元件可以不提供光反射。在同一输入元件的启动状态中，或当用户与输入元件互动以实现与其相关联的功能时，与输入元件相关联的反射元件可提供光反射，且可使用传感器来检测该光反射。每个输入元件还可提供相对于其它输入元件的唯一的光反射。

使用如在本文中公开的控制面板或群集，车辆的控制表面可以是完全被动的。可通过检测光反射或通过计算机视觉来解释所有的控制装置。因此，可能不需要与感测机械开关或拨号盘等的启动相关联的电子件。作为结果，如本文公开的控制面板可减小控制基础设施复杂度、重量以及增强可维修性。因此，控制面板可降低控制群集、控制基础设施、仪表板或车辆中的任一个或多个的成本。

现在将参考附图描述本公开的示例性实施例。

现在参考图1，车辆驾驶室100可包括仪表板102、方向盘104、座椅106和中央臂扶手108。从仪表板延伸或合并到仪表板中的可以是控制面板，例如可包括正面124的中央控制台120。当车辆的用户(例如车辆的驾驶员)希望控制车辆的部件(例如音频系统或气候控制装置)时，用户可与中央控制台120互动以实现这样的控制装置。

为了这个讨论的目的，车辆可包括但不限于汽车、卡车、轻型卡车、重型卡车、轻便小货车、小型货车、跨界型汽车、大篷货车、商用车辆、私人车辆、运动型多功能车辆、牵引车-拖车、航空器、飞机、喷气式飞机、直升机、宇宙飞船、船舶或具有相对封闭的驾驶室的任何其它适当的车辆。然而，将认识到，本公开的实施例也可在可以实现部件的控制的其它环境中使用。还应注意，虽然车辆的控制元件被示为中央控制台，但根据本公开的实施例，控制面板或甚至单个控制装置可设置在车辆内部的任何表面上。例如，控制表面可设置在仪表板102、方向盘104、座椅106、中央臂扶手108、门(未示出)等中的任一个上。

现在参考图2，例证性中央控制台120可包括正面124的前表面130以及安装在其上的多个输入元件140、150、160、170、180和190。每个输入元件140、150、160、170、180和190可分别具有前表面142、152、162、172、182和192，其上分别设置标记146、156、166、176、186和196。标记146、156、166、176、186和196可指示与每个输入元件140、150、160、170、180和190相关联的各自相应的功能。例如，输入元件140的温度计标记146可指示车辆的加热器。因此，输入元件140当设置在中央控制台120上时可与控制车辆的加热器相关联。同样，输入元件150可与车辆的声音系统相关联，输入元件160可与用户的蜂窝电话相关联，输入元件170可与除霜器系统相关联，输入元件180可与控制器相关联，且输入元件190可与空调系统相关联。中央控制台120、输入元件140、150、160、170、180和190以及相关联的标记146、156、166、176、186和196可采取任何适当的形状，并可与被提供给车辆的乘员的任何数量的不同控制装置相关联。

在每个输入元件140、150、160、170、180和190上的前表面142、152、162、172、182和192可实质上与中央控制台120的前表面130齐平。可选地，如所希望的，前表面142、152、162、172、182和192可从中央控制台120的前表面140向外突出或相对于中央控制台120的前表面140凹进。

虽然以相对扁平的正方形部件的形式示出，但可以认识到，输入元件可以以任何适当的形式，包括但不限于旋钮、拨号盘、滑块、摇臂或隆起表面。输入元件的某些形式可提供相对吸引人的触觉体验。在某些实施例中，一个或多个输入元件可包括圆形形状。在其它实施例中，输入元件可包括可由用户旋转以实现相应的控制功能的拨号盘。在又一些其它实施例中，输入元件可包括具有由用户可操纵来实现相应的控制功能的滑动元件的滑块。在一个方面中，这样的输入元件可模仿用户可能熟悉的主动拨号盘，但在性质上可以是被动的。此外，各种形式的输入元件可在某些实施例中提供触觉反馈，例如振动或隆隆声。还应认识到，可使用用于安装的任何适当的元件，包括但不限于磁性托台、钩和环紧固件例如机械紧固件、螺钉、六角固定螺钉、钉子、四角螺丝套、粘合剂或其组合，将输入元件安装到控制面板120。

可使用任何适当的材料，例如轻质热塑性材料，诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA或丙烯酸玻璃)、聚乙烯(PE)等，来构造输入元件140、150、160、170、180和190。在某些实施例中，可通过任何数量的适当模制工艺(例如注塑成型)来形成输入元件140、150、160、170、180和190。可选地，可使用挤压工艺来形成输入元件140、150、160、170、180和190。各种聚合材料(包括热塑性和热固性塑料)的使用可提供相对吸引人的触觉和美学外观。此外，由塑料材料构造的输入元件140、150、160、170、180和190可相对廉价地被形成，并可提供相对高水平的耐用性，特别是在车辆内部内，其中输入元件140、150、160、170、180和190在某些地理和气候中可能经历极端温度。

可以可选地使用其它非塑料材料，包括但不限于金属、玻璃、陶瓷、天然纤维、木材、纸、纸板、复合物或其组合，来形成输入元件140、150、160、170、180和190。作为例子，输入元件可使用冲压工艺由金属形成。在某些实施例中，特定的外观或终饰可能是期望的，其中特定结构的输入元件可能是期望的。例如，如果车辆内部具有刷过的镍终饰，则使用金属构造输入元件140、150、160、170、180和190可能是合乎需要的，因为其它材料例如木材或塑料可能与车辆内部的总体风格或美学不协调。

虽然示出六个输入元件140、150、160、170、180和190被安装到中央控制台120的前表面124，但可以有任何数量的输入元件。此外，根据本公开的实施例，在垂直、水平或对角方向上在输入元件之间可以有任何量的间隔。作为非限制性的例子，在某些实施例中，可以有布置为三个输入元件乘三个输入元件布置中的九个输入元件。此外，输入元件140、150、160、170、180和190可具有任何适当的形状。

现在参考图3，示例性中央控制台120的后侧可包括后表面132、照明源200和例如图像传感器220的光传感器。照明源200和图像传感器220可设置在中央控制台120的后表面132的顶端附近。在其它实施例中，照明源200和图像传感器220可设置在中央控制台120的任何适当的位置处。例如，照明源200和图像传感器220可位于中央控制台120的后表面132的底部或侧边缘附近。作为另外的可选方案，照明源200和图像传感器220可放置在中央控制台120的后表面132的不同侧处。照明源200可包括光源204和光学元件206以产生照明平面，例如由边界224划界的激光平面。

在某些实施例中，光源204可以是相干辐射的发射器，例如通过发射在一个或多个波长处的激光束的辐射(激光)设备的激励发射进行的光放大。波长可以例如在光谱的红外区中，且因此对中央控制台120的用户是不可见的。可选地，波长可以在近紫外(UV)范围附近。作为另一可选方案，光源204的波长可设置在大约380nm到大约750nm的可见光范围内。光源204可以是任何已知的相干辐射源，包括但不限于二极管激光器、量子井激光器、固态激光器、气体激光器或其组合。在其它实施例中，光源204可以不是相干辐射源。例如，光源204可以是发射在任何种类的波长处的辐射的发光二极管(LED)。

光学元件206可以是任何类型的透镜、反射器或波导或其组合。在某些方面中，光学元件206可能能够从点或近点光源204提供辐射平面。在某些实施例中，光学元件206可以是从相对点状的光源204提供相对平面的光输出的圆柱形透镜。在某些其它实施例中，光学元件206可以是从相对窄的光输入提供光输出的相对宽的分散的菲涅尔透镜。在某些另外的实施例中，光学元件206可以是对来自光源204的输出进行光栅或扫描以提供激光平面的机械元件。

图像传感器220可以是将光学图像或光输入转换成电子信号的任何已知的设备。图像传感器220可以具有任何适当的类型，包括电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器等。图像传感器220还可具有任何像素计数和高宽比。此外，图像传感器220可能对辐射的任何频率是敏感的，包括红外光、可见光或近UV。在一个方面中，图像传感器220具有敏感度的频率范围，其包括照明源200的频率。

应认识到，虽然在图3中描绘了图像传感器220，但根据本公开的实施例，可以可选地利用任何适当的光学检测设备。例如，根据本公开的某些实施例，可使用光电检测器、光电检测器的一维阵列、或光电检测器的二维阵列。

还应注意，虽然单个照明源200和单个图像传感器220被示为中央控制台120的部分，但可以有任何数量的照明源200和图像传感器220。例如，可以有两个照明源，其中每个照明源提供相同波长或不同波长的辐射。可以有由两个照明源产生的两个激光平面，其中每个激光平面可包括彼此不同的波长的照明。此外，可以有可检测这两个波长的单个图像传感器。可选地，可提供两个单独的图像传感器，每个传感器配置成仅检测相应于由这两个照明源之一产生的激光平面之一的波长之一。

继续参考图3且另外参考在立体图中描绘示例性输入元件160的图4，进一步公开了输入元件的特征。每个输入元件140、150、160、170、180和190可具有一个或多个反射元件148、158、168、178、188和198，其分别从输入元件140、150、160、170、180和190的后表面144、154、164、174、184和194延伸。对与中央控制台120相关联的硬件和系统，反射元件148、158、168、178、188和198可与每个输入元件140、150、160、170、180和190的各自相应功能相关联，如将参考图7描述的。

在一个方面中，反射元件148、158、168、178、188和198可与和控制面板120的各自输入反射元件140、150、160、170、180和190相关联的功能和控制装置相关联。每个反射元件148、158、168、178、188和198可以是唯一的，且因此可使用其相应的输入元件140、150、160、170、180和190以及与其相关联的功能和部件被唯一地识别。反射元件148、158、168、178、188和198可具有唯一的尺寸、长度、形状、曲率、从各自的后表面144、154、164、174、184和194突出、或其组合。此外，在某些实施例中，反射元件148、158、168、178、188和198可以不是连续的。

如所描绘的，每个反射元件148、158、168、178、188和198可具有唯一的物体特征，且因此在某些实施例中可按照它们的唯一物理特征来识别。例如，如所描绘的，反射元件148和198可以是不连续的，而其它反射元件则不是。此外，一个或多个反射元件(例如反射元件158)可以在长度上比其它反射元件(例如反射元件188)相对更短。此外，一个或多个反射元件(例如反射元件168)可以在与其它反射元件(例如反射元件188)不同的方向上被定向。仍然进一步地，一个或多个反射元件(例如反射元件168)可以具有与其它反射元件(例如反射元件188)不同的曲率或凹度。因此，反射元件148、158、168、178、188和198中的一些可与反射元件148、158、168、178、188和198中的其它具有不同的焦距。

作为另一可选方案，某些反射元件148、158、168、178、188和198可以是部分透射的，且因此是部分反射的。某些反射元件148、158、168、178、188和198可具有与其它反射元件148、158、168、178、188和198不同的透射与反射比。作为另一可选方案，某些反射元件148、158、168、178、188和198可具有与反射元件148、158、168、178、188和198中的其它反射元件不同的形状。例如，某些反射元件148、158、168、178、188和198可具有相对扁平的形状，而其它反射元件可具有相对抛物线的形状，且又一些其它反射元件可以是相对球形的形状。此外，不同的反射元件148、158、168、178、188和198可展示不同水平的镜面反射。换句话说，某些反射元件148、158、168、178、188和198可具有不同的表面终饰，且因此具有与反射元件148、158、168、178、188和198中的其它反射元件不同的反射率。例如，某些反射元件148、158、168、178、188和198可具有光滑的黑色终饰，而其它反射元件可具有无光泽的黑色终饰，且又一些其它反射元件可具有发光的银色终饰。

每个反射元件148、158、168、178、188和198的唯一特征可因此指示各自的相应输入元件140、150、160、170、180和190。例如，反射元件148可指示输入元件140可与控制车辆的加热器相关联。同样，反射元件158可指示输入元件150可与车辆的声音系统相关联，反射元件168可指示输入元件160可与用户的蜂窝电话相关联，反射元件178可指示输入元件170可与除霜器系统相关联，反射元件188可指示输入元件180可与控制器相关联，且反射元件198可指示输入元件190可与空调系统相关联。

反射元件148、158、168、178、188和198可由相对可压缩的材料制造，例如泡沫或橡胶。在一个方面中，可压缩材料还可涂覆有一种材料以从其提供特定的光反射率。在其它实施例中，反射元件148、158、168、178、188和198可由相对不可压缩的材料制造，例如热塑性或热固性聚合物或金属。

在某些实施例中，如由边界224划界的激光平面可以靠近输入元件140、150、160、170、180和190的后表面144、154、164、174、184和194。此外，在某些实施例中，如由边界210划界的图像传感器220的视场也可能能够观看所有的输入元件140、150、160、170、180和190以及由其是在其上的反射元件148、158、168、178、188和198。作为结果，激光平面可从在每个输入元件140、150、160、170、180和190上的反射元件148、158、168、178、188和198反射，且图像传感器220的视场可使得图像传感器220可检测反射光。

当各自的输入元件140、150、160、170、180和190未被启动时，如照明源200所发射的激光平面可从反射元件148、158、168、178、188和198反射。当用户与输入元件140、150、160、170、180和190之一互动时，各自的反射元件148、158、168、178、188和198的反射可变化。在一个方面中，反射元件148、158、168、178、188和198的反射的变化可由图像传感器220检测，并由处理元件解释为相应的各自输入元件140、150、160、170、180和190的启动的指示。在一个方面中，在未启动状态，每个反射元件148、158、168、178、188和198的反射模式相对于其它反射元件148、158、168、178、188和198的反射模式可以是唯一的。在某些实施例中，当输入元件未被启动时，可能没有反射光。在其它实施例中，当输入元件未被启动时，可以有反射光。

现在参考图5A和5B，讨论了检测输入元件的启动的示例性机构。如以特别聚焦于输入元件160而示出的，由照明源200发射的激光平面230可在输入元件160未被启动时从反射元件168反射而作为反射光234。在这个实施例中，输入元件160以及正面124的后表面132可安装到支架托台250。在某些实施例中，反射元件168可特别是通过前面提到的任何机构(例如粘合剂)安装到支架托台250。激光平面230可设置在支架托台250和正面124的后表面132之间。

在如图5A所描述的未启动状态中，图像传感器220可检测反射光234。反射元件168的反射光234相对于可由图像传感器220检测的来自其它反射元件148、158、168、178、188和198的任何反射光可以是唯一的。如图像传感器220所检测的反射光234的唯一性可以在其强度、垂直扩散、水平扩散、强度空间滑离等方面。在一个方面中，反射光234相对于来自其它反射元件148、158、168、178、188和198的反射光的唯一性可用于识别与相应于输入元件160的唯一反射光234相关联的感兴趣区域。

在图5B中，描绘了通过用手指240按压来启动示例性输入元件160。作为施加到输入元件162的表面162的力的结果，反射元件168可压缩。作为结果，在某些实施例中，来自输入元件160的反射光238可不再从反射元件168反射。在一些情况下，反射光238可从输入元件160的其它部分反射，如所描绘的。在某些其它实施例中，反射光238可仍然从反射元件168反射，反射光238的反射剖面(profile)在输入元件160被启动或用手指240按压时可不同于当输入元件160未被启动时的反射光234。因此，在任一情况下，由图像传感器220检测到的反射光238在输入元件160被用手指240按压时可不同于当输入元件160在未启动状态中时的反射光234。图像传感器220可产生指示反射光234到反射光238的变化的信号，并将该信号提供到处理单元用于进一步的解释。在一个方面中，由图像传感器220以特定的帧率进行重复采样可能能够检测反射光234到反射光238的变化。

在某些其它示例性实施例中，如在图6A和6B中描绘的且再次以特别聚焦于输入元件160而示出，当输入元件160未被启动时，由照明源200发射的激光平面230可以不从发射元件168反射。在这个实施例中，输入元件160以及正面124的后表面132可安装到支架表面252。在某些实施例中，可以使用一端附接到输入元件160的后表面164而另一端附接到支架表面252的座弹簧244，来将输入元件160安装到支架表面252。可选地，可使用在输入元件160的后表面164和支架表面252之间的任何适当的可压缩材料，来将输入元件160安装到支架表面252。

虽然在截面侧视图中描绘了两个座弹簧244，但可以有任何适当数量的座弹簧244，或设置在输入元件160和支架表面252之间的其它相对可压缩的材料。此外，虽然示出座弹簧244布置在输入元件160的后表面164和支架表面252之间，但座弹簧244或其它相对可压缩的材料可设置在输入元件160上(例如输入元件160的侧壁上)的任何适当的位置和支架表面252之间。

在未启动状态中，输入元件160可以在支架表面252之上，且激光平面230可以在支架表面252之下，如在图6A中描绘的。在这个未启动状态中，激光平面可实质上未被反射表面168扰动。换句话说，在未启动状态中可能没有激光平面230从反射表面168的反射。

支架表面252可包括开口258，且开口258可被定位和定尺寸为使得当输入元件160被启动或由手指250按压时反射表面168可穿过或部分地穿过开口258，如图6B所描绘的。换句话说，当输入元件160被按压时，且因此当力施加在输入元件160的前表面162上时，座弹簧244可被压缩，且因此反射表面168可穿过或部分地穿过开口258。当输入元件160在启动状态中时，由于反射表面168至少部分地穿过开口258，所以反射表面68可能扰动激光平面230。作为结果，反射光254可从反射元件168反射。在一个方面中，反射元件168的反射光可由图像传感器220检测。反射元件168的反射光254相对于可以由图像传感器220检测的来自其它反射元件148、158、168、178、188和198的任何反射光可以是唯一的。如图像传感器220所检测的反射光234的唯一性可以在其强度、垂直扩散、水平扩散、强度空间滑离等方面。在一个方面中，反射光254相对于来自其它反射元件148、158、168、178、188和198的反射光的唯一性可用于识别与相应于输入元件160并与唯一的反射光254相关联的感兴趣区域。在考虑以与在控制面板120上的输入元件160相同的方式设置的所有输入元件140、150、160、170、180和190时，可根据相应的各自反射元件148、158、168、178、188和198中的每个的唯一特征，基于图像传感器220所检测的唯一反射光来确定输入元件140、150、160、170、180和190中的被启动的输入元件。图像传感器220可产生指示反射光254的信号，并将该信号提供到处理单元用于进一步的解释和分析。在一个方面中，由图像传感器220以特定的帧率进行重复采样能够检测从与输入元件160相关联的实质上无反射光到与其相关的反射光254的变化。

虽然参考图5A-6B讨论的前述实施例提供了具有两个致动(actuation)状态(例如非启动的和启动的)的两个示例性实施例，但可以认识到，特定的输入元件可具有与其相关联的任何数量的致动状态。例如，输入元件可配置成在其上的多于一个位置处被按压。换句话说，输入元件在其上的不同位置处被启动时可指示单独的致动状态，例如第一致动状态、第二致动状态、第三致动状态或第四致动状态。这样的实施例的例子可包括正方形输入元件，其中输入元件的每个边可由用户按压以实现与其相关联的单独控制功能。这样的应用可以是例如无线电控制，其中按压输入元件的顶部可与增加音量相关联，按压输入元件的底部可与降低音量相关联，按压输入元件的左边可与调谐到具有较低的无线电载波频率的台相关联，以及按压输入元件的顶部可与调谐到具有较大的无线电载波频率的台相关联。使用这样的输入元件，按压输入元件的每个边可导致从与输入元件相关联的相应反射元件产生的反射模式的变化。在一个方面中，由图像传感器为输入元件的四个状态中的每个检测到的反射模式可以是唯一的和彼此可区分开的。因此，图像传感器信号可指示这四个状态中的一个或多个，且处理元件可解释这些状态以确定与其相关联的用户想要的功能。在一个方面中，输入元件可具有设置在后表面上的输入元件的角上的四个不同的反射元件。来自各种反射元件的组合的反射可被解释以确定输入元件的用户想要的致动状态。

某些其它实施例可包括设置在控制面板上的拨号盘输入元件。这种类型的拨号盘输入元件可用于连续滚动输入。这样的一个应用可以是在车辆内部中的温度的控制，其中顺时针运动可与增加温度相关联，而逆时针运动可与降低温度相关联。在这样的实现中，一个或多个反射元件可布置在拨号盘输入元件的后表面上。当拨号盘输入元件由用户旋转时，一个或多个反射元件可旋转。一个或多个反射元件还可扰动激光平面，使得当一个或多个反射元件旋转时，来自其的反射变化。来自其的变化反射可由图像传感器检测，且图像传感器还可提供指示该变化的图像传感器信号。图像传感器信号可由处理元件处理以解释拨号盘输入接口的运动和与所确定的运动相关联的控制功能。

某些其它实施例可包括设置在控制面板上的滑块输入元件。这种类型的滑块输入元件可例如用于在上界和下界内的伪连续范围。这样的一个应用可以是在车辆内部中的强制通风或风扇的控制，其中滑块的向上或右运动可与增加空气速度相关联，而滑块的向下或左运动可与降低空气速度相关联。在这样的实现中，一个或多个反射元件可布置在滑块输入元件的后表面上。当滑块输入元件由用户滑动时，一个或多个反射元件可以用相应的方式移动。一个或多个反射元件可进一步扰动激光平面，使得当一个或多个反射元件移动时，来自其的反射变化。来自其的变化反射可由图像传感器检测，且图像传感器还可提供指示该变化的图像传感器信号。在一个方面中，反射中的变化可包括反射所起源于的点的空间运动。图像传感器信号可由处理元件处理以解释拨号盘输入接口的运动和与所确定的运动相关联的控制功能。

可认识到，中央控制台可具有与其相关联的任何类型的输入元件。这些输入元件在两个或多个启动状态之间被启动时可导致与扰动激光平面相关联的反射中的变化，其可由图像传感器检测并随后由处理器元件处理以解释相应的控制功能。

现在参考图7，示出了根据本公开的实施例的用于基于与控制面板(例如中央控制台120)的用户互动来提供部件控制信号的示例性系统280。系统280可包括经由通信链路290通信地耦合到电子存储器的一个或多个处理器284。一个或多个处理器284还可通信地耦合到图像传感器220并接收由图像传感器220产生的图像传感器信号。

一个或多个处理器284可没有限制地包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)、复杂指令集计算机(CISC)、微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)或其任何组合。系统280还可包括用于控制在一个或多个处理器284和系统280的一个或多个其它部件之间的通信的芯片组(未示出)。在某些实施例中，系统280可基于体系结构系统，且一个或多个处理器284和芯片组可来自处理器和芯片组的系列，例如处理器系列。一个或多个处理器284还可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)或用于处理特定的数据处理功能或任务的专用标准产品(ASSP)。

存储器286可包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器设备，包括但不限于磁性存储设备、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、双数据速率(DDR)SDRAM(DDR-SDRAM)、RAM-BUS DRAM(RERAM)、闪存设备、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、非易失性RAM(NVRAM)、通用串行总线(USB)可移动存储器或其组合。

在某些实施例中，一个或多个处理器284可以是车辆内信息娱乐(IVI)系统的部分。在其它实施例中，一个或多个处理器284可专用于用于提供部件控制信号的系统280。因此，在这样的实施例中，系统280与IVI系统分离。然而，系统280可以可选地与车辆的IVI系统通信。还应注意，系统280可以是车辆的主计算机的部分或与车辆的主计算机相关联。与系统280相关联的软件还可存储在服务器或云服务器上，并可经由有线连接、无线连接、智能钥匙、通用串行总线(USB)驱动器等中的一个或多个传输到车辆的系统280。

在系统280的操作期间，一个或多个处理器284可从图像传感器220接收图像传感器信号。如参考图5A-6B讨论的，图像传感器信号可提供关于与一个或多个输入元件140、150、160、170、180和190的致动状态相关联的光反射的信息。因此，一个或多个处理器284可分析图像传感器信号，以确定用户是否已启动输入元件140、150、160、170、180和190中的一个或多个。该确定可通过分析扰动激光平面230且来自反射元件148、158、168、178、188和198的光反射234和154的特征来做出。例如，如果光反射指示反射元件188，则一个或多个处理器可确定用户想要触摸控制器输入元件180。在一个方面中，电子存储器286可存储软件程序或其它指令集，其当在一个或多个处理器284上运行时能够基于图像传感器220所提供的图像传感器信号来确定由手指240和250触摸的输入元件。此外，电子存储器还可例如在数据库中存储与每个输入元件140、150、160、170、180和190的每个致动状态相关联的光反射的唯一特征的映射。这样的映射可由一个或多个处理器184使用来比较特定检测到的光反射与预期的反射模式，以确定输入元件和与特定检测到的光反射或特定检测到的光反射的缺乏相关联的致动状态。

在某些实施例中，如存储在电子存储器286上的软件和程序可合并额外逻辑以用于确定用户的手指244的触摸是否是故意的。在某些情况下，特别是在车辆设置中，人可能无意地触摸输入元件140、150、160、170、180和190中的一个或多个。例如，如果用户的手指244接近中央控制台120且车辆在隆起物上行进，则手指可能意外地触摸中央控制台120的输入元件140、150、160、170、180和190中的一个或多个。因此，除了确定与光反射的位置相关联的感兴趣区域，并根据来自各自的反射元件148、158、168、178、188和198的光反射来识别输入元件140、150、160、170、180和190以外，一个或多个处理器还可确定触摸事件或致动是否是故意的。例如，如果一个或多个处理器284基于图像传感器信号检测到特定的输入元件140、150、160、170、180和190的相对快致动或双致动，则一个或多个处理器可认为初始触摸事件是无意的并忽略该触摸事件。在其它方面中，一个或多个处理器284可检测到可能是由于车辆的运动而意外地触摸中央控制台120的征兆的其它指示器。

一旦一个或多个处理器284确定一个或多个输入元件140、150、160、170、180和190的致动和一个或多个部件的相关联的用户意图行动，那么一个或多个处理器284就可产生对此的控制信号。一个或多个处理器可随后直接向部件或向车辆计算机提供控制信号，车辆计算机可随后基于由一个或多个处理器284产生的部件控制信号来控制部件。作为非限制性的例子，如果一个或多个处理器284确定用户想要空调器的温度设置降低，则一个或多个处理器284可为空调器产生控制空调器以降低温度设置的控制信号。与每个部件链接的控制信号可存储在电子存储器286上用于由一个或多个处理器284访问。在一个方面中，控制信号可存储在被组织为查找表的电子存储器286上。例如，如果一个或多个处理器284基于图像传感器信号译解用户的意图控制行动，则一个或多个处理器284可访问电子存储器286以访问与控制行动相关联的部件控制信号。在某些实施例中，意图控制行动可被确定为多输入机制。例如，控制行动可被解释为在启动一个或多个输入元件140、150、160、170、180和190之后的语音命令。

应注意，与常规的有线控制方案比较，本文所示的用于控制车辆的部件的控制系统利用较少的电气配线和连接器。输入元件140、150、160、170、180和190不直接或间接地电耦合到它们所相应的部件。这与控制面板相当不同，在控制面板中一个或多个开关可使用导电元件(例如连接器、电线、电路板等)直接或间接地电耦合到相应的部件。因此，如本文公开的控制面板可具有更少的可能在使用期间出故障的电气和机械元件，并可提供对控制车辆的部件的相对有成本效益和合理化的解决方案。在一个方面中，与有线控制面板比较，中央控制台120的制造可具有材料的相对减少的账单。在另一方面中，中央控制台120可具有相对更少的可能出故障的元件，并因此可以比有线控制面板更容易检修和修理。在又一方面中，中央控制台120可以比有线控制面板相对更轻，且因此可导致在车辆的运行期间的燃料节约。在某些方面中，如本文公开的中央控制台可被定制。

现在参考图8，示出了根据本公开的实施例的用于提供部件控制信号的方法300。在块302，激光平面可被投射。可以以下方式投射激光平面：平面可在某些条件下被输入元件140、150、160、170、180和190中的一个或多个扰动。如结合图3-6B讨论的监控控制面板。

在块304，在激光平面中的反射可被观察到。如结合图3-6B所示的，控制面板120和相关联的输入元件140、150、160、170、180和190可由图像传感器220监测。与图像传感器220相关的图像传感器信号可被提供到一个或多个处理器184。

在块306，确定反射中的变化是否被检测到。该确定可由一个或多个处理器184基于图像传感器220所提供的图像传感器信号的逐帧分析来做出。如果确定反射中的变化还没有被检测到，则方法300可返回到块304以继续监控激光平面的反射。

然而，如果在块306确定在来自激光平面的反射中存在观察到的变化，则操作可在块308继续，且可确定在反射中观察到的变化是否相应于意图的行动。为此，一个或多个处理器284可对照映射到相应的输入元件140、150、160、170、180和190的反射剖面的数据库和与其相关联的致动状态或控制行动来比较一个或多个反射剖面。如关于图7讨论的，反射剖面的数据库可存储在电子存储器286上。为了这个讨论的目的，反射剖面可包括关于检测到的光反射的强度、空间位置、垂直扩散、水平扩散、强度空间滑离等的信息。如果确定反射中观察到的变化不相应于意图的行动，则方法300可返回到块304以继续监控激光平面的反射。在某些实施例中，可此外确定反射中的变化是否是用户意图的致动。这可通过使用定时器设定致动时间并确定致动的时间是否相应于意图的致动来完成。

然而，如果在块308确定反射中观察到的变化确实相应于意图的行动，则在块310，可基于反射变化来确定意图的行动。在块312，可产生相应于意图的行动的控制信号。控制信号可以是这样的格式或标准：其可被提供到车辆的各种部件或被提供到车辆主计算机，以用于随后路由到控制部件。

应注意，方法300可根据本公开的某些实施例以各种方式修改。例如，在本公开的其它实施例中，方法300的一个或多个操作可被消除或不按顺序地执行。此外，根据本公开的其它实施例，其它操作可添加到方法300。

本文描述的实施例可使用硬件、软件和/或固件来实现以执行本文描述的方法和/或操作。本文描述的某些实施例可被提供为存储机器可执行指令的有形机器可读介质，所述指令如果被机器执行则使机器执行本文描述的方法。有形机器可读介质可包括但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、可重写光盘(CD-RW)和磁光盘、半导体器件例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)例如动态和静态RAM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、磁卡或光卡或适合于存储电子指令的任何类型的有形介质。机器可包括任何适当的处理或计算平台、设备或系统，并可使用硬件和/或软件的任何适当的组合来实现。指令可包括任何适当类型的代码，并可使用任何适当的编程语言来实现。在其它实施例中，用于执行本文描述的方法和/或操作的机器可执行指令可体现在固件中。此外，在某些实施例中，专用计算机或特定的机器可形成，以便识别启动的输入元件并处理识别。

在本文描述了各种特征、方面和实施例。特征、方面和实施例容许彼此组合以及变化和修改，如本领域中的技术人员将理解的。本公开因此应被考虑为包括这样的组合、变化和修改。

本文使用的术语和措辞用作描述而不是限制的术语。在这样的术语和措辞的使用中没有执行所示和所述的特征的任何等效形式(或其部分)的意图，且应认识到，在权利要求的范围内的各种修改是可能的。其它修改、变化和变更也是可能的。因此，权利要求旨在涵盖所有这样的等效形式。

虽然关于目前被考虑为最实际的和各种实施例描述了本发明的某些实施例，应理解，本发明不限于所公开的实施例。相反，本发明旨在涵盖包括在权利要求的范围内的各种修改和等效布置。虽然在本文使用特定的术语，但它们只在一般和描述性的意义上而不是为了限制的目的而被使用。

这个书面说明书使用例子来公开本发明的某些实施例，包括最佳模式，并且还使本领域中的任何技术人员能够实施本发明的某些实施例，包括制造并使用任何设备或系统以及执行任何合并的方法。本发明的某些实施例的可享专利的范围在权利要求中被规定，并可包括本领域中的技术人员想到的其它例子。这样的其它例子被规定为在权利要求的范围内，如果它们具有并不与权利要求的文字语言不同的结构元件，或如果它们包括具有与权利要求的文字语言的无实质差异的等效结构元件。

Claims (30)

1.一种控制方法，包括由一个或多个处理器执行计算机可执行指令，用于：

接收包括对应于与一个或多个输入元件相关联的位置的一个或多个预定义的感兴趣区域的一个或多个反射光模式；

相对于至少一个阈值，确定对应于所述一个或多个预定义的感兴趣区域的各自强度水平；

至少部分地通过所确定的强度水平来解释与所述一个或多个输入元件相关联的一个或多个致动状态；以及

输出与所解释的致动状态相关联的信息。

2.如权利要求1所述的方法，还包括从所述一个或多个反射光模式移除至少一个伪像。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个致动状态包括下列项中的一个或多个：正常、按压正常水平1、按压正常水平2、按压第一边缘倾斜、按压第二边缘倾斜、按压第三边缘倾斜、或按压第四边缘倾斜。

4.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述一个或多个预定义的感兴趣区域的强度水平包括：确定光是否从所述一个或多个输入元件的至少一部分反射。

5.如权利要求1所述的方法，其中，解释所述一个或多个致动状态包括比较所确定的强度水平与多个预定模式。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述多个预定模式对应于与所解释的致动状态相关联的信息。

7.如权利要求1所述的方法，其中，输出信息包括输出以下项中的一个或多个：

车辆控制命令，包括气候控制命令、音频系统命令、窗口控制命令、座椅控制命令、显示控制命令；或

通信控制命令，包括网络命令。

8.一种车辆，包括：

一个或多个输入元件；

至少一个光传感器阵列；

一个或多个光源，其被配置用于提供从所述一个或多个输入元件的至少一部分反射到所述至少一个光传感器阵列的光；

一个或多个处理器，其被配置用于：

从所述至少一个光传感器阵列接收一个或多个检测到的模式，其中所述一个或多个检测到的模式包括对应于与所述一个或多个输入元件相关联的位置的一个或多个预定义的感兴趣区域；

相对于至少一个阈值，确定对应于所述一个或多个预定义的感兴趣区域的各自强度水平；

至少部分地通过所确定的强度水平来解释与所述一个或多个输入元件相关联的一个或多个致动状态；以及

输出对应于所解释的致动状态的一个或多个命令。

9.如权利要求8所述的车辆，其中，所述一个或多个输入元件单独地由所述车辆的乘员按压，且其中所述输入元件中的每个包括至少一个表面，用于至少部分地基于所述致动状态将来自所述一个或多个光源的光选择性地反射到与所述至少一个光传感器阵列相关联的视场。

10.如权利要求9所述的车辆，其中，所述一个或多个输入元件包括用于聚集反射光的弯曲表面。

11.如权利要求8所述的车辆，其中，所述一个或多个处理器还被配置用于从所述一个或多个检测到的模式移除至少一个伪像。

12.如权利要求8所述的车辆，其中，所述一个或多个致动状态包括下列项中的一个或多个：正常、按压正常水平1、按压正常水平2、按压第一边缘倾斜、按压第二边缘倾斜、按压第三边缘倾斜、或按压第四边缘倾斜。

13.如权利要求8所述的车辆，其中，所述一个或多个处理器被配置用于通过确定光是否从所述一个或多个输入元件的至少一部分反射来确定所述一个或多个预定义的感兴趣区域的强度水平。

14.如权利要求8所述的车辆，其中，所述一个或多个处理器被配置用于至少部分地基于所确定的强度水平与多个预定模式的比较来解释所述一个或多个致动状态。

15.如权利要求14所述的车辆，其中，所述多个预定模式对应于所述一个或多个命令。

16.如权利要求8所述的车辆，其中，所述一个或多个命令包括以下项中的一个或多个：

车辆控制命令，包括气候控制命令、音频系统命令、窗口控制命令、座椅控制命令、显示控制命令；或

通信控制命令，包括网络命令。

17.一种控制装置，包括：

至少一个存储器，其用于存储计算机可执行指令；以及

一个或多个处理器，其被配置用于访问所述至少一个存储器并执行所述计算机可执行指令用于：

从至少一个光敏阵列接收一个或多个检测到的模式，其中所述一个或多个检测到的模式包括对应于与一个或多个输入元件相关联的位置的一个或多个预定义的感兴趣区域；

相对于至少一个阈值，确定对应于所述一个或多个预定义的感兴趣区域的相对强度水平；

至少部分地通过所确定的强度水平来解释与所述一个或多个输入元件相关联的一个或多个致动状态；以及

输出对应于所解释的致动状态的一个或多个命令。

18.如权利要求17所述的装置，还包括：

附接到车辆的所述一个或多个输入元件、附接到所述车辆的至少一个摄像机、以及被配置用于提供从所述一个或多个输入元件的至少一部分反射到所述至少一个摄像机的光的一个或多个光源。

19.如权利要求18所述的装置，其中，所述一个或多个输入元件单独地由所述车辆的乘员按压，且其中所述输入元件中的每个包括至少一个表面，用于至少部分地基于所述致动状态将来自所述一个或多个光源的光选择性地反射到与所述至少一个摄像机相关联的视场。

20.如权利要求19所述的装置，其中，所述一个或多个输入元件包括用于聚集反射光的弯曲表面。

21.如权利要求17所述的装置，其中，所述一个或多个处理器还被配置用于从所述一个或多个检测到的模式移除至少一个伪像。

22.如权利要求17所述的装置，其中，所述一个或多个致动状态包括下列项中的一个或多个：正常、按压正常水平1、按压正常水平2、按压第一边缘倾斜、按压第二边缘倾斜、按压第三边缘倾斜、或按压第四边缘倾斜。

23.如权利要求17所述的装置，其中，所述一个或多个处理器被配置用于通过确定光是否从所述一个或多个输入元件的至少一部分反射来确定所述一个或多个预定义的感兴趣区域的强度水平。

24.如权利要求17所述的装置，其中，所述一个或多个处理器被配置用于至少部分地基于所确定的强度水平与多个预定模式的比较来解释所述一个或多个致动状态。

25.如权利要求17所述的装置，其中，多个预定模式对应于所述一个或多个命令。

26.如权利要求17所述的装置，其中，输出所述一个或多个命令包括输出以下项中的一个或多个：

车辆控制命令，包括气候控制命令、音频系统命令、窗口控制命令、座椅控制命令、显示控制命令；或

通信控制命令，包括网络命令。

27.一种控制装置，包括：

用于从至少一个光敏阵列接收一个或多个检测到的模式的单元，其中所述一个或多个检测到的模式包括对应于与一个或多个输入元件相关联的位置的一个或多个预定义的感兴趣区域；

用于相对于至少一个阈值，确定对应于所述一个或多个预定义的感兴趣区域的相对强度水平的单元；

用于至少部分地通过所确定的强度水平来解释与所述一个或多个输入元件相关联的一个或多个致动状态的单元；以及

用于输出对应于所解释的致动状态的一个或多个命令的单元。

28.如权利要求27所述的装置，还包括用于通过确定光是否从所述一个或多个输入元件的至少一部分反射来确定所述一个或多个预定义的感兴趣区域的强度水平的单元。

29.如权利要求27所述的装置，其中，至少部分地通过所确定的相对强度水平与多个预定模式的比较来解释所述一个或多个致动状态。

30.如权利要求27所述的装置，其中，所述一个或多个命令包括以下项中的一个或多个：

车辆控制命令，包括气候控制命令、音频系统命令、窗口控制命令、座椅控制命令、显示控制命令；或

通信控制命令，包括网络命令。