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本专利提出一种集成无线通信与传感技术的车辆通信系统，通过方向盘内置显示器、无线收发器及传感器，实时接收导航信息、车辆状态数据并反馈至驾驶者，解决传统方向盘信息交互滞后、功能单一的问题。系统利用蓝牙/WiFi协议实现与手机等设备的数据交换，结合多传感器数据（如方向角、加速度）动态调整显示内容，提升驾驶安全性和操作便捷性。
本申请案大体上涉及一种用于向车辆驾驶者提供消息的系统和方法。更具体来 说，本申请案涉及一种用于促进通信且向车辆驾驶者提供信息的系统和方法。
常规的车辆导航系统采用各种显示器来向驾驶者通知下一导航事件(例如，操纵 或转向)以及距事件的距离。基于简单图标信息的驾驶者导航常被称为“逐向”导航。逐 向图标常规上呈现于驾驶者仪表面板(IP)上或方向盘轮缘中的小显示器中。通常仅当驾 驶者完成所需的转向时或当新的操纵事件处于指定范围内时才更新所述图标。车辆导航系统的质量、可靠性和流行度以及地图分辨率和道路属性不断快速改 善。国家公路交通安全管理局(NHTSA)已起始新的规章，其要求到2013年在所有的美国车 辆上使用电子稳定控制(ESC)系统。常规的ESC系统使用转向角传感器来跟踪驾驶者转向 输入的实时状态。车辆惯性和轮速传感器可提供关于车辆动力学的实时信息。例如雷达、 光检测和测距(LIDAR)和视觉传感器等预测性传感器可提供关于车辆路径中的情况的预 期信息。基于地图和GPS的导航系统可提供关于当前和待决的道路几何形状、特征和属性 的信息。例如车辆到车辆和车辆到基础结构的通信等智能运输系统可提供关于道路和交通 情形的额外信息。这些传感器和数据源中的每一者可提供可有用于增强安全性或驾驶者辅 助的广范围信息。已部署通信方向盘装置，其中可主要通过图标向驾驶者显示多种信息消息。这些 消息包含多种警告消息、关于即将到来的地标的信息消息和导航命令。所述通信方向盘可 经配置以在驾驶者正观看接近的道路时在其周围视觉内向其呈现驾驶者警告、辅助和诊断 信息。当前经由方向盘与车辆有线网络(CAN总线、其它任何其它车辆总线)之间的有线连 接)来发送此信息。现有的连接一般不是冗余的，因为可存在于转向柱与方向盘之间的物 理连接数目有限。因此，需要一种系统，其可促进经由通信方向盘与未连接到有线的车辆网 络的其它车辆系统的通信，以向车辆的用户提供有用的信息和服务。
根据一个实施例，一种通信方向盘包含显示器；无线收发器，其经配置以可操作 地连接到无线装置；传感器，其经配置以获得方向转向信息；以及控制器，其经配置以从所 述无线收发器和所述传感器接收输入，且基于所述接收到的输入而将信号输出到所述显示o根据另一实施例，一种用于车辆的车辆通信系统包含方向盘，所述方向盘包括无 线收发器，其经配置以可操作地连接到无线装置；转向传感器，其经配置以获得方向转向信 息；以及控制器，其经配置以从所述无线收发器和所述传感器接收输入，且基于所述接收到 的输入而将信号输出到所述显示器。根据又一实施例，一种用于提供驾驶者引导的方法包含以下步骤从无线装置接 收导航信息；从一个或一个以上传感器接收数据；基于所述接收到的导航信息和接收到的 数据而确定当前航向是否准确；以及基于所述当前航向的准确性向所述驾驶者显示消息。将理解，上述一般描述和以下详细描述仅为示范性的和阐释性的，且不限制所主 张的标的物。
通过以下描述、所附权利要求书和下文简要描述的图式中所展示的随附示范性实 施例，将明白本发明的特征、方面和优点。图1是根据示范性实施例的车辆驾驶舱的透视图。图2是根据示范性实施例的车辆通信系统的框图。图3是根据示范性实施例的包含显示器的方向盘的示意图。图4是根据示范性实施例的用于提供驾驶者引导的方法的过程流程图。
具体实施例方式下文将参考附图描述本发明的实施例。应理解，以下描述意在描述示范性实施例， 而非限制所主张的标的物。参看图1，车辆驾驶者可从驾驶舱1操作车辆。驾驶舱1包含通信方向盘10。所述 驾驶者可旋转所述通信方向盘10以转动车辆车轮且在所要方向上将所述车辆转向。通信 方向盘10还可经配置以向驾驶者提供与当前车辆状态、道路几何形状或条件、所预测的车 辆状态或其任何组合相关的消息(例如，视觉消息、可听消息等)。可由控制器(未图示)基 于与车辆和道路相关的数据来产生所述消息。举例来说，所述消息可为关于过高或不够的 速度、加速度或者刹车或转向不足或转向过度的警告消息。所述消息还可包含关于将进行 的动作的指令，例如如何通过或操纵拐角、障碍物或道路条件。根据各种示范性实施例，通 信方向盘10可为可由驾驶者使用以将车辆转向且能够向驾驶者提供消息的任何方向盘。图2是根据一个实施例的车辆通信系统的框图。所述通信方向盘10包含显示器 20、无线。优选的是，通信方向盘10还包含导航装置 60(例如，电子罗盘、GPS等)。或者或除此之外，外部导航装置70操作地连接到通信方向 盘10。另外，无线也操作地连接到通信方向盘10。通信方向盘10经配置以输出并接收信号(无线地和经由电线)。根据一个实施例， 通信方向盘10经配置以经由无线将信号输出到无线接 收信号。所述信号可传达任何类型的信息，包含但不限于电话命令、呼叫者ID信息、音频、 文本、视频、图像、导航信息、逐一转弯指示、关注点信息、车辆信息或金融信息。除了显示器20 (下文进一步详细地描述)之外，通信方向盘10可包含允许用户与通信方向盘交互的其它输入和输出装置。根据一个实施例，通信方向盘10可包含扬声器、 麦克风、灯、按钮或开关中的任一者。显示器20经配置以向驾驶者输出信息。显示器20并入到图3中所示的通信方向 盘中。根据一个实施例，显示器可为无机LED、有机LED、LCD显示器、TFT显示器、白炽灯、等 离子体显示器和CRT显示器中的任一者。另外，显示器可为允许用户通过触摸显示器而输 入信息的触摸屏。根据一个实施例，通信方向盘10包含经配置以可操作地连接到无线的无 线。无线可PA视讯平台使用短距、低功率通信协议与无线通信。优选的是， 无线使用众所周知的Bluetooth 协议与无线通信。常规上在汽车应用中 支持蓝牙以用于“免提”电话。在替代方案中，无线可使用无线通信。根据一个实施例，通信方向盘10包含导航装置60。优选的是，导航装置60收容 在通信方向盘模块内。在替代方案中，或除此之外，导航装置70可为外部装置且可操作地 (优选经由无线连接)连接到通信方向盘10。导航装置可为电子罗盘、GPS或众所周知的 导航系统中的任一者。导航装置60可用于定位用户的所要目的地。根据一个实施例，可使 用无线将所要目的地的地址和/或位置传输到导航装置60、70。导航系统60用于 经由显示器向用户提供逐一转弯指示。根据另一实施例，导航装置60、70可使用由方向盘 传感器40和/或车辆传感器90 (下文进一步详细地描述)获得的车辆传感器数据来进行 对车辆位置的推算定位型分析。根据一个实施例，通信方向盘10经配置以与无线通信。具体来说，无线经配置以将数据输入到控制器50。无线是手机、PDA、膝上型计算机或其它便 携式电子装置中的任一者。根据一个实施例，可将无线建置于车辆内。在替代方案 中，无线是外部第三方装置。根据又一实施例，无线可实 施于同一物理模块中。无线还包含促进与通信方向盘10的收发器30的通信的收 发器(未图示)。根据一个实施例，无线可由用户使用以经由无线传输(Bluetooth ) 将目的地信息传输到导航装置60、70，根据一个实施例，其消除了对通信方向盘10包含不 便的输入装置(例如，小键盘、跟踪球、开关等)的需要。可以许多方式输入导航信息，包含 但不限于，街道地址的直接文本输入、从预编程的列表中选择关注点例如饭店、停车场、娱 乐场所等，或GPS坐标的直接输入。根据一个实施例，还可从包含转向传感器40和/或车辆传感器90等各种其它传 感器将信息提供到导航装置60、70。根据一个实施例，方向盘传感器40、车辆传感器90和 导航装置60、70可连接到CAN总线，使得可经由数据总线将信息传递到导航系统且从导航 系统传递信息。或者，车辆传感器数据可经由汽车网络(例如，数据总线，且使用无线协议(例如，蓝牙)与导航系统进行传输/交换。如图4中所示，从传感器40、90搜集的信息可与导航数据结合使用以向驾驶者显 示消息。根据一个实施例，控制器50经由收发器30从无线从一个或一个以上传感器40、90接收数据。接下来， 控制器50基于接收到的导航信息和接收到的数据而确定车辆的当前航向是否准确(步骤 330)。接着，控制器50将信号传输到显示器20，所述信号致使显示器基于当前航向的准确度向驾驶者呈现消息(步骤340)。根据一个实施例，所述消息经配置以向驾驶者警告过高 的速度、过高的加速度、过分刹车、不充分的刹车、转向不足或转向过度。根据另一实施例， 所述消息经配置以向驾驶者警告不正确的航向或不正确的转向。下文将更详细地描述转向 传感器40和车辆传感器90。根据一个实施例，转向传感器40经配置以在车辆的导航期间基于用户对通信方 向盘10的操作(例如，转动)而获得方向转向信息。转向传感器40经配置以测量方向盘 角度、方向盘角速率、倾角和惯性中的至少一者。根据一个实施例，通过使用转向传感器40， 通信方向盘10在方向盘转动远离垂直或12点竖直位置时使通信方向盘10的显示器20渐 暗。举例来说，当转动通信方向盘10时可使显示器20渐暗以减少驾驶者的分心，且当 方向盘返回到笔直或垂直的位置时，提高显示器的光强。另外，通过使用来自导航装置60、 70的输入，可调整或改变显示器20的亮度以向驾驶者提供关于即将到来的转向或需要引 起驾驶者注意的其它问题的提示。在另一实施例中，可(经由显示器20(例如，亮度))告警或辅导驾驶者以基于由 转向传感器40提供的信息实现适当的转向角以完成导航区段。举例来说，通信方向盘10 可包含显示器20，其中当驾驶者以理想的角度转向时光强增加，且当驾驶者使方向盘移动 远离理想角度时渐暗。类似地，可以此方式使用显示器20的色彩(例如，当实现正确的转 向角时色彩变绿，且当以错误的角度转向时由黄到红)。还可将来自导航装置60、70的数据 输入到控制器50中，使得显示器20可告警驾驶者方向盘的适当或不适当的移动。根据一个实施例，车辆通信系统包含至少一个车辆传感器90，其经配置以收集关 于车辆的传感器信息，且将所述信息提供到通信方向盘10和/或外部导航装置70。传感器 90可获得包含(但不限于)车辆的航向、加速度、刹车、速度、偏航和俯仰的信息。如图2中所示，控制器50经配置以从无线接收输入， 且基于接收到的输入将信号输出到显示器20。另外，控制器50可使用来自导航装置60、70 和车辆传感器90的输入。控制器50可为模拟控制器、数字控制器、软件控制器或其任何组 合。根据另一实施例，控制器经配置以使用无线起始与第三方装置的通信。优选的是，控制器50经配置以执行软件，所述软件允许具有无线通信功能性的任 何外部装置结合通信方向盘10而操作和/或与通信方向盘10交换信息。优选的是，所述 软件与蓝牙API介接，且可用于免提电线等)和文本数据交换、视频 和图像(例如，mpeg、jpeg等)数据交换中的任一者。另外，结合转向传感器40、车辆传感 器90和导航装置60、70，控制器50的功能性可应用于导航信息、关注点信息、车辆操作状 态、交易或金融数据和信息查询。举例来说，一旦已启用例如手机或PDA等无线，驾驶者可使用通信方向盘 10与手机或PDA/黑莓交互以接收呼叫/作出呼叫，而不与手机进行直接触觉交互。S卩，驾 驶者可使用通信方向盘10的输入装置(例如，触摸屏、经由语音辨识软件的麦克风、物理按 钮或开关)起始用无线作出的呼叫。类似地，驾驶者也可使用通信方向盘10的输 入装置(例如，触摸屏、经由语音辨识软件的麦克风、物理按钮或开关)接受到无线 的传入呼叫。举例来说，可经由显示器20显示呼叫者ID信息以使用户能够决定是否接听 到无线的传入呼叫。
已出于说明和描述的目的呈现了上文描述。不希望其是详尽的且限于所揭示的精 确形式，且按照上文教示，修改和变化是可能的，或可从本发明的实践中获取修改和变化。 选择并描述上文参考的实施例以便阐释本发明的原理，且作为使得所属领域的技术人员能 够在各种实施例中利用本发明的实际应用，且具有适合于预期的特定用途的各种修改。应 理解，以下描述意在描述示范性实施例，且不限制所主张的标的物。
一种通信方向盘，其包括显示器；无线收发器，其经配置以可操作地连接到无线装置；传感器，其经配置以获得方向转向信息；以及控制器，其经配置以从所述无线收发器和所述传感器接收输入，且基于所述接收到的输入而将信号输出到所述显示器。
2.根据权利要求1所述的通信方向盘，其中所述显示器经配置以向驾驶者输出信息。
3.根据权利要求1所述的通信方向盘，其中所述显示器包括无机LED、有机LED、LCD显 示器、TFT显示器、白炽灯、等离子体显示器和CRT显示器中的一者或一者以上。
4.根据权利要求1所述的通信方向盘，其中所述无线收发器经配置以使用短距、低功 率通信协议与所述无线所述的通信方向盘，其中所述无线收发器经配置以使用 Bluetooth协议与所述无线所述的通信方向盘，其中所述无线收发器经配置以使用无线保真协 议与所述无线所述的通信方向盘，其中所述无线装置是手机、PDA、膝上型计算机 或其它便携式电子装置中的任一者。
8.根据权利要求1所述的通信方向盘，其中所述传感器经配置以测量方向盘角度、方 向盘角速率、倾角和惯性中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的通信方向盘，其中所述信号可传达电话命令、呼叫者ID信息、 音频、文本、视频、图像、导航信息、逐一转弯指示、关注点信息、车辆信息或金融信息中的任 一者的信息。
10.根据权利要求1所述的通信方向盘，其进一步包括导航系统，其经配置以经由所述无线收发器从所述无线所述的通信方向盘，其进一步包括扬声器，其经配置以从所述控制器接收信号且输出音频信号。
12.根据权利要求1所述的通信方向盘，其中所述控制器经配置以使用所述无线装置 起始与第三方装置的通信。
13.根据权利要求1所述的通信方向盘，其中所述无线装置经配置以将数据输入到所 述控制器。
14.一种车辆通信系统，其包括方向盘，其包括无线收发器，其经配置以可操作地连接到无线装置；转向传感器，其经配置以获得方向转向信息；以及控制器，其经配置以从所述无线收发器和所述传感器接收输入，且基于所述接收到的 输入而将信号输出到所述显示器。
15.根据权利要求12所述的车辆通信系统，其进一步包括导航系统，其可操作地连接到所述控制器，且经配置以从所述无线装置接收输入；以及至少一个车辆传感器，其经配置以收集关于所述车辆的传感器信息且将所述信息提供到所述导航系统。
16.根据权利要求12所述的车辆通信系统，其中所述传感器信息是方向的行进、加速 度、刹车、速度、偏航和斜度中的至少一者。
17.根据权利要求12所述的车辆通信系统，其中所述显示器经配置以向驾驶者输出信肩、ο
18.根据权利要求12所述的车辆通信系统，其中所述显示器包括无机LED、有机LED、 IXD显示器、TFT显示器、白炽灯、等离子体显示器和CRT显示器中的一者或一者以上。
19.根据权利要求12所述的车辆通信系统，其中所述无线收发器经配置以使用短距、 低功率通信协议与所述无线所述的车信系统，其中所述无线收发器经配置以使用 Bluetooth协议与所述无线所述的车辆通信系统，其中所述无线收发器经配置以使用无线保 线所述的车辆通信系统，其中所述无线装置是手机、PDA、膝上型计 算机或其它便携式电子装置中的任一者。
23.根据权利要求12所述的车辆通信系统，其中所述转向传感器经配置以测量方向盘 角度、方向盘角速率、倾角和惯性中的至少一者。
24.根据权利要求12所述的车辆通信系统，其中所述信号可传达电话命令、呼叫者ID 信息、音频、文本、视频、图像、导航信息、逐一转弯指示、关注点信息、车辆信息或金融信息 中的任一者的信息。
25.根据权利要求12所述的车辆通信系统，其进一步包括 扬声器，其经配置以从所述控制器接收信号且输出音频信号。
26.一种用于提供驾驶者引导的方法，其包括 从无线装置接收导航信息；从一个或一个以上传感器接收数据；基于所述接收到的导航信息和接收到的数据而确定当前行进是否准确；以及 基于所述当前行进的准确性向所述驾驶者显示消息。
27.根据权利要PA视讯平台求26所述的方法，其中所述消息经配置以向所述驾驶者警告过高的速 度、过高的加速度、过分刹车、不充分的刹车、转向不足或转向过度。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述消息经配置以向所述驾驶者警告不正确的 行进或不正确的转向。
本发明提供一种车辆通信系统和通信方向盘。所述通信方向盘包含显示器；无线收发器，其经配置以可操作地连接到无线装置；传感器，其经配置以获得方向转向信息；以及控制器，其经配置以从所述无线收发器和所述传感器接收输入，且基于所述接收到的输入而将信号输出到所述显示器。
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