[實用新型]基于Soli和Tobii的汽車HUD眼動輔助手勢交互裝置

有效

• 申請號: 201620998129.0
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN206322113U
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 周博;孫效華
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;B60W50/08
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙)31290
• 代理人: 葉鳳

技術領域

本實用新型涉及汽車人機交互領域。

背景技術

傳統車載人機交互方案的用戶體驗不良。隨著汽車智能化和車聯網服務的發展，車內的設備和信息都較以往大幅增加，車載系統越來越復雜化，同時人車交互的需求也隨之增加，因此駕駛員的認知負荷較高，傳統的人機交互界面(實體按鍵、旋鈕、觸控屏)無法解決新形勢下的問題，導致車載人機交互用戶體驗不良。

新興的車載人機交互方案存在不足：

“新興的車載人機交互方案”指與本發明相關的兩項技術：手勢交互和汽車平視現實(HUD)。

1、手勢交互：目前市場上有部分廠商(如寶馬7系)推出支持手勢交互的車載系統，但其方案有三方面的缺點：

(1)一種手勢只能支持單一的操作指令，為了不使交互方式過于復雜，手勢交互只能進行非常有限的操作；

(2)現有手勢識別的技術采用了計算機視覺的方案，通過攝像頭捕捉手部動作容易受到遮擋，因此對手勢發生的位置有較嚴格的要求(例如在中控面板正前方)，操作時手部不得不離開方向盤。這樣使的駕駛員的認知負荷提升，造成駕駛分心；

(3)計算機視覺的識別方案可靠性較差，容易帶來誤操作、識別錯誤、操作延遲等問題，而這些問題十分影響駕駛來安全。

2、汽車HUD：汽車HUD是一種將車載系統信息投影在擋風玻璃上的裝置，傳統的HUD一般僅具有呈現速度等信息的很有限的功能，少數新出現的HUD產品具備手勢或語音操作的功能(如Navdy)，但沒有考慮HUD的應用特點，依然沿用了屏幕顯示的交互邏輯，容易造成駕駛員的分心，導致交通事故。

實用新型內容

本實用新型首次公開一種盒式結構的車內交互裝置，安裝于車內，實現輔助駕駛員在駕駛時對車載電子設備的顯示和輸入的交互。

本實用新型給出的技術方案：

一種基于Soli和Tobii的汽車HUD眼動輔助手勢交互裝置，其特征在于，整個裝置設計成一體式的盒殼體結構，安裝于放置于儀表盤上方區域，包括底殼、外殼頂部6、采集和發射面、投影反射面、主板；所述采集和發射面位于盒體外，面向駕駛員；所述投影發射面面向擋風玻璃；所述主板安裝于盒體內部，盒內部件以及與主板相連接的外圍功能模塊有Tobii眼動追蹤器1、雷達天線4、Soli微型雷達芯片8、鏡面反光板7、圖像處理和微型投影單元5、處理器12，

所述Tobii眼動追蹤器1位于采集和發射面上，對準駕駛員的眼睛，捕捉駕駛員眼球的運動；

所述雷達天線4位于采集和發射面上，用于發射和接收雷達信號；

所述Soli微型雷達芯片8與雷達天線4連接，用于識別駕駛員手部動作；

所述鏡面反光板7安裝于盒體的投影反射面上，將HUD圖形折射到擋風玻璃上；

所述圖像處理和微型投影單元5安裝于主板上，生成和渲染HUD界面圖像，并經鏡面反光板7投影到汽車擋風玻璃上，通過鏡面反光板7的折射增加虛像成象距離；

所述處理器12通過主板分別與Tobii眼動追蹤器1、Soli微型雷達芯片8、圖像處理和微型投影單元5連接集成交互數據，產生交互指令。

本實用新型的有益效果：

實現輔助駕駛員在駕駛時對車載電子設備的顯示和輸入的交互。通過眼動和手勢交互的配合，模仿了人類自然手勢交流的方式，使汽車人機交互更直覺化，駕駛員的認知負荷因此降低，用戶體驗更良好。

附圖說明

圖1.本實用新型裝置的透視圖和爆炸圖(A)

圖2.本實用新型裝置的透視圖和爆炸圖(B)

圖3.本實用新型裝置的透視圖和爆炸圖(C)

圖4.本實用新型使用場景圖

具體實施方式

(一)本實用新型技術方案由以下技術支持產生：

1.Tobii是一款可以嵌入到產品內部的視覺運動追蹤器(eye tracker)，可以獲取人眼注視位置的數據，并轉化為數字信號，供眼動交互系統使用。

2.Soli是一款利用微芯片雷達識別出細微的手指活動的產品，由谷歌公司研發。相比利用計算機視覺技術識別手勢的方法，識別動作更準確、及時，對手部動作的位置、幅度具有更大包容性。

3.汽車HUD(heads-up display)是指將車載系統界面通過投影設備，經過鏡面折射投影到擋風玻璃或外設的玻璃板上形成虛像的設備。能使駕駛員操作車載系統無需將視線移動到行駛道路視野之外。