集成到机动车辆中的旨在对抗晕动病的设备的制作方法

1.本发明涉及一种集成到机动车辆中的旨在对抗晕动病的设备和一种配备有所述设备的机动车辆。


背景技术：

2.乘坐车辆、飞机或船只旅行的人经历的一个常见问题是运动病，也称为晕动病。运动病是由内耳前庭系统感受到的感觉与其他感官(诸如人的视觉感知)感受到的感觉之间的不匹配引起的。内耳中的平衡受体对重力(例如，取向的变化)、速度以及车辆移位时发生的速率变化(加速度)很敏感。当内耳感受到的感觉与人感知到的视觉信号不对应时，常常会导致人运动病，特别表现为恶心和头痛。
3.例如，每当车辆移位通过弯道时，在蜿蜒道路上行驶的机动车辆中的乘客会经历线性加速度和角加速度。前庭传感系统对由车辆运动引起的加速度的响应将与视觉感知不匹配，除非人持续地向下看道路，这样他们的内耳感知与视觉上在弯道中感知的车辆路径匹配。正是由于这个原因，车辆司机通常不会晕车，而车辆的乘客可能晕车。事实上，司机不断地观察道路并视觉上感知车辆的移动，从而视觉感知与内耳的感觉相对应。相反，车辆的乘客如果进行阅读或只看车内，或者从事阻止他们看路的其他活动，那么他们的视觉感知将与他们的内耳感知不匹配。
4.因此，为了避免晕车，一种解决方案是让乘客像驾驶车辆一样观察道路，使得他接收的视觉信息与他的前庭系统的感觉更紧密地对应。然而，当坐在车辆的后部时，他通常只看到道路的一部分。因此，由前庭耳朵的内部听觉器官感知的乘客实际移动与该移动的视觉感知不能容易地相关联。因此，在这种情况下，运动病是不可避免的。
5.文献us 2019/0083739中描述的另一种运动病解决方案包括在车辆乘客车厢的内部立柱中使用光标记，所述光标记在乘客车厢的每一侧形成光柱。光柱的高度由电子命令装置控制，以便创建对应于坐在车辆中的乘客的内耳感知的人工地平线。然而，这种解决方案的缺点在于限定了未考虑到乘客体型和他们在乘客车厢中的位置的人工地平线。因此，在该已知解决方案中，如果人工地平线位于幼儿的眼睛上方，那么幼儿可能难以看到人工地平线。类似地，如果高个子的人的眼睛在光柱的最高光标记上方，那么他会发现很难看到人工地平线。此外，这种已知的解决方案只能在乘客车厢中创建单一的人工地平线。然而，在不同高度的两个人并排坐在车辆后部的情况下，期望在两个不同的高度限定两个人工地平线，每个人工地平线专门分配给其中一个人。


技术实现要素：

6.因此，本发明旨在提供一种集成到机动车辆中的旨在对抗晕动病，并且不具有前述现有技术的缺点的设备。
7.为此，本发明涉及一种安装到机动车辆的抗晕动病设备，所述抗晕动病设备包括：
[0008]-三轴加速度计，所述三轴加速度计被配置为检测车辆沿3个轴的加速度并且发出
对应的加速度信号；
[0009]-用于显示光标记的装置，所述光标记能够在机动车辆的第一内表面形成至少一个第一人工水平线，并且在机动车辆的第二内表面形成至少一个第二人工水平线，所述第一人工水平线和第二人工水平线彼此垂直或基本垂直；
[0010]-控制单元，所述控制单元能够接收由加速度计发出的加速度信号并驱动所述显示装置，使得无论车辆的加速度如何，第一人工水平线和第二人工水平线都排布在垂直于或基本垂直于重力矢量的水平面中，所述水平面沿着平行于重力矢量的方向的位置能够根据与坐在机动车辆中的人相关的物理参数变化，所述人恰好位于第一内表面旁边并恰好在第二内表面前面。
[0011]
如此配置，本发明的抗晕动病设备使得可以通过显示两个人工水平线来消除运动病，其中一个人工水平线在坐于车辆中的人的前面，另一个人工水平线在该人的旁边，所述人工水平线排布在水平面中。该设备还可以根据与人相关的物理参数来改变线的高度。
[0012]
本发明的设备还可以包括以下一个或多个特征：
[0013]-所述物理参数是人在车辆中处于坐姿时的高度。
[0014]-所述控制单元能够响应于命令来修改由第一人工水平线和第二人工水平线限定的水平面的位置，所述命令由车辆的乘员中的一个通过命令接口手动输入。
[0015]-所述命令接口集成到所述车辆的仪表板中。
[0016]-所述命令接口集成到所述车辆的中央立柱中。
[0017]-所述命令接口包括功能上连接到电容型检测装置的外表面，所述检测装置能够检测手指在所述外表面上的接触，并将对应的信号传输到控制单元。
[0018]-所述控制单元能够响应于由传感器发出的信号而自动修改由第一人工地平线和第二人工水平线限定的水平面的位置，所述传感器被配置为检测恰好坐在第一内表面旁边并恰好在第二内表面前面的人的至少一个物理参数，特别是眼睛的位置。
[0019]-所述传感器选自相机、超声波传感器、射频传感器、和位于车辆座椅中的一个内的重量测量传感器。
[0020]-所述显示装置能够发射直线形状的至少两个光束，分别是投射到第一内表面上并形成第一人工水平线的第一光束以及投射到第二内表面上并形成第二人工水平线的第二光束。
[0021]-所述显示装置包括发射主光束的至少一个光源，以及用于将所述主光束分离并偏转成两个次级光束的装置。
[0022]-所述分离和偏转装置包括旨在将光束分离成两个次级光束的棱镜，以及旨在修改所述次级光束的路径的反射镜和/或透镜的组合。
[0023]-所述显示装置包括至少一对光源，分别是发射第一光束的第一光源和发射第二光束的第二光源。
[0024]-所述光源、相应地所述光源对是一个激光器、相应地是一对激光器。
[0025]-所述显示装置包括竖直定向的至少三个光柱，分别是布置成与第一内表面对齐并与第二内表面对齐的第一光柱，布置成与第二内表面对齐并设置到第一光柱左侧或右侧的第二光柱，以及设置成与第一内表面对齐并比第一光柱更靠近车辆的后部的第三光柱，每个光柱由在竖直方向上对齐的多个光点形成，每个光点能够在激活状态下发光并且在去
激活状态下不发光，并且第一人工水平线由分别穿过第一光柱和第三光柱上的最高或最低激活光点的虚拟线形成，并且第二人工水平线由分别穿过第一光柱和第二光柱上的最高或最低激活光点的虚拟直线形成。
[0026]-每个光柱包括竖直排列的发光二极管的线性阵列，每个发光二极管形成一个光点。
[0027]
本发明还涉及一种配备有上述抗晕动病设备的机动车辆。
[0028]
在本发明的特定配置中，车辆包括至少一个中央立柱，所述中央立柱支撑显示装置，所述显示装置被配置为将第一光束投射到车辆的后侧窗或后门板上，并且用于将第二光束投射到乘客车厢的内表面上，所述内表面被布置成基本上垂直于所述窗或所述门板，所述内表面例如是车辆的一个前座的靠背。
[0029]
在本发明的另一特定配置中，所述显示装置可沿中央立柱移位，以便允许关于固定水平面调整人工水平线的高度。
[0030]
本发明还涉及一种用于显示旨在对抗晕动病的光标记的方法，所述方法包括以下步骤：
[0031]-检测机动车辆沿3个轴的加速度，并且将对应的信号发送到控制单元；
[0032]-检测与坐在机动车辆中的人相关的物理参数，并且将对应的信号发送到控制单元；
[0033]-由控制单元驱动用于显示光标记的装置，所述光标记能够在机动车辆的第一内表面的水平处形成至少一个第一人工水平线，并且在机动车辆的第二内表面的水平处形成至少一个第二人工水平线，所述第一人工水平线和第二人工水平线彼此垂直或基本垂直，使得无论车辆的加速度如何，第一人工水平线和第二人工水平线都排布在垂直于重力矢量的水平面中，所述水平面沿着平行于重力矢量的方向的位置能够根据检测到的物理参数而变化。
附图说明
[0034]
参考附图，通过下面对以非限制性实例方式给出的本发明的两个特定实施例的描述，其他特征和优点将变得明显，其中：
[0035]
[图1]是根据本发明的第一实施例并且根据抗晕动病设备的第一操作模式的从车辆的乘客车厢后部看的透视图，所述车辆不受任何加速度的影响；
[0036]
[图1a]是图1所示车辆的后视图；
[0037]
[图1b]是图1所示车辆的侧视图；
[0038]
[图2]是类似于图1的视图，处于抗晕动病设备的第二操作模式；
[0039]
[图2a]是类似于图2的视图，其中示出命令接口的第一实例；
[0040]
[图2b]是类似于图2的视图，其中示出命令接口的第二实例；
[0041]
[图2c]是从图1所示车辆的乘客车厢的前面看的透视图，其中示出传感器的实例；
[0042]
[图3]是类似于图1的视图，车辆受沿y轴加速度的影响；
[0043]
[图3a]是图3所示车辆的后视图；
[0044]
[图3b]是图3所示车辆的侧视图；
[0045]
[图4]是类似于图1的视图，车辆受沿x轴加速度的影响；
[0046]
[图4a]是图4所示车辆的后视图；
[0047]
[图4b]是图4所示车辆的侧视图；
[0048]
[图5]是类似于图1的视图，车辆受沿x轴和沿y轴加速度的影响；
[0049]
[图5a]是图5所示车辆的后视图；
[0050]
[图5b]是图5所示车辆的侧视图；
[0051]
[图6]是类似于图1的视图，车辆受沿y轴加速度的影响；
[0052]
[图6a]是图6所示车辆的后视图；
[0053]
[图6b]是图6所示车辆的侧视图；
[0054]
[图7]是根据本发明的第二实施例的车辆的乘客车厢的透视图，所述车辆不受任何加速度的影响；
[0055]
[图7a]是图7所示车辆的后视图；
[0056]
[图7b]是图7所示车辆的侧视图；
[0057]
[图8]是类似于图7的视图，车辆受沿y轴加速度的影响；
[0058]
[图8a]是图8所示车辆的后视图；
[0059]
[图8b]是图8所示车辆的侧视图；
[0060]
[图9]是类似于图7的视图，车辆受沿x轴加速度的影响；
[0061]
[图9a]是图9所示车辆的后视图；
[0062]
[图9b]是图9所示车辆的侧视图；
[0063]
[图10]是类似于图7的视图，车辆受沿x轴和沿y轴加速度的影响；
[0064]
[图10a]是图10所示车辆的后视图；
[0065]
[图10b]是图10所示车辆的侧视图；
[0066]
[图11]是类似于图7的视图，车辆受沿y轴加速度的影响；
[0067]
[图11a]是图11所示车辆的后视图；
[0068]
[图11b]是图11所示车辆的侧视图。
具体实施方式
[0069]
在本说明书的剩余部分中，参考图1和图7所示的笛卡尔坐标系xyz，术语“纵向”用于表示沿x轴的方向，“横向”用于表示沿y轴的方向，并且“竖直方向”用于表示沿z轴的方向。此外，传统上，术语“前”将用于指示指向车辆前部的取向，并且术语“后”将用于指示指向车辆后部的取向。
[0070]
参考图1，示出根据本发明第一实施例的车辆10的乘客车厢。在该实施例中，竖直定向的第一发光柱12由车辆的中央立柱11支撑并且布置在关于坐在车辆后部的乘客视野的左侧，并且竖直定向的第二发光柱12'由车辆的另一中央立柱11'支撑并且布置在关于坐在车辆后部的乘客视野的右侧。每个发光柱12、12'包括至少一个光源，所述光源被配置为将第一直线光束投射到车辆的后侧窗或后门板13上，并且将第二直线光束投射到车辆的前座15或15'中的一个的靠背上。由第一发光柱12发射的第一光束沿着第一线14(随后称为第一人工水平线)投射到与第一发光柱12直接相邻的后侧窗或后门板13上，并且由第一发光柱12发射的第二光束沿着第二线16(随后称为第二人工水平线)投射到与第一发光柱12直接相邻的前座椅15的靠背上。类似地，由第二发光柱12'发射的第一光束沿着第一线14'(随
后称为第一人工水平线)投射到与第二发光柱12'直接相邻的后侧窗或后门板(未示出)上，并且由第二发光柱12'发射的第二光束沿着第二线16'(随后称为第二人工水平线)投射到与第二发光柱12'直接相邻的前座椅15'的靠背上。在这种配置中，第一人工水平线和第二人工水平线彼此垂直或基本垂直。
[0071]
通过适当地驱动光源，因此有可能将第一人工水平线14、14'和第二人工水平线16、16'排布在总是垂直于重力矢量的水平面a中。因此，坐在后侧窗13旁边、前座15后面并固定所述人工水平线14、16的人将具有与看着道路的司机相同的视觉感觉：因此他将不再晕车。为了实现这一结果，车辆10有利地配备有三轴加速度计和控制单元，所述三轴加速度计被配置为检测车辆沿3个轴x、y和z的加速度并发出对应的加速度信号，所述控制单元能够接收由加速度计发射的加速度信号并驱动光源，使得无论车辆的加速度如何，第一人工水平线14、14'和第二人工水平线16、16'都排布在垂直于重力矢量的水平面a中。
[0072]
图1、图1a、图1b、图3至图6、图3a至图6a、以及图3b至图6b示出了几种可能的驾驶条件和安装到本发明车辆的抗晕动病设备的对应操作。
[0073]
因此，如图1a和图1b所示，在车辆10行驶在平坦道路上的情况下，原则上它不会受任何加速度的影响。在这种情况下，由人工水平线14、16和14'、16'限定的平面a平行于车辆的底盘p。
[0074]
如图3a和图3b所呈现的，在车辆10行驶在关于垂直于重力矢量的固定水平面h向左倾斜的道路上的情况下，它受沿y轴加速度的影响。该加速度由三轴加速度计检测，所述三轴加速度计将对应的加速度信号发送到控制单元。响应于该加速度信号，控制单元控制第一发光柱12和第二发光柱12'的对应光源，以便将所述光源发射的光束与固定水平面h对齐。如图3所示，在这种情况下，由人工水平线14、16和14'、16'限定的平面a在y轴的水平上关于车辆的底盘p倾斜。
[0075]
如图4a和图4b所示，在车辆10行驶在关于垂直于重力矢量的固定水平面h向下倾斜的道路上的情况下，它受沿x轴加速度的影响。该加速度由三轴加速度计检测，所述三轴加速度计将对应的加速度信号发送到控制单元。响应于该加速度信号，控制单元控制第一发光柱12和第二发光柱12'的对应光源，以便将所述光源发射的光束与固定水平面h对齐。如图4所示，在这种情况下，由人工水平线14、16和14'、16'限定的平面a在x轴的水平上关于车辆的底盘p倾斜。
[0076]
如图5a和图5b所呈现的，在车辆10行驶在关于垂直于重力矢量的固定水平面h向左并向下倾斜的道路上的情况下，它受沿x轴和沿y轴的加速度的影响。该加速度由三轴加速度计检测，所述三轴加速度计将对应的加速度信号发送到控制单元。响应于该加速度信号，控制单元控制第一发光柱12和第二发光柱12'的对应光源，以便将所述光源发射的光束与固定水平面h对齐。如图5所示，在这种情况下，由人工水平线14、16和14'、16'限定的平面a在x轴和y轴的水平上关于车辆的底盘p倾斜。
[0077]
如图6a和图6b所呈现的，在车辆10行驶在平坦道路上并向左转的情况下，它受沿y轴加速度的影响。该加速度由三轴加速度计检测，所述三轴加速度计将对应的加速度信号发送到控制单元。响应于该加速度信号，控制单元控制第一发光柱12和第二发光柱12'的对应光源，以便将所述光源发射的光束与固定水平面h对齐。如图6所示，在这种情况下，由人工水平线14、16和14'、16'限定的平面a在y轴的水平上关于车辆的底盘p倾斜。
[0078]
来自发光柱12、12'中每一个的光束可以由两个单独的光源产生，或者由发射主光束的单个光源产生，所述主光束随后由分离和偏转装置分离并偏转成两个次级光束。所述分离和偏转装置可以例如由以下构成：旨在将光束分离成两个次级光束的棱镜，以及旨在修改所述次级光束路径的反射镜和/或透镜的组合。
[0079]
光源可以有利地沿着发光柱12、12'中的每一个移位，以便修改人工水平线14、16和14'、16'相对于固定水平面的高度。因此，并且如图2所示，光源沿着第一发光柱12的位置可以例如比光源沿着第二发光柱12'的位置高。如果坐在左后座17上的人比坐在右后座17'上的人高，则这种结构是特别合适的。可以使用由控制单元控制的位移装置并且响应于由车辆的乘员中的一个通过命令接口19手动输入的命令来完成这种沿着发光柱12、12'修改光源的位置，所述命令接口可以集成在例如仪表板18中，如图2a所示，或者集成在车辆的中央立柱11、11'中，如图2b所示。可在该水平使用的命令接口可以包括功能上连接到电容型检测装置的外表面，所述检测装置能够检测手指接触所述外表面，并将对应的信号传输到控制单元。在另一种可能的配置中，可以响应于传感器发出的信号自动执行光源沿着发光柱12、12'中的一个的位移，所述传感器被配置为检测坐在最靠近发光柱的人的至少一个物理参数，特别是眼睛的大小或位置。传感器例如可以是如图2c所示的相机21、超声波传感器、射频传感器、或集成在车辆座椅中的一个中的重量测量传感器。
[0080]
参考图7，示出根据本发明第二实施例的车辆的乘客车厢。在这个实施例中，抗晕动病设备包括竖直定向的至少三个光柱，分别是第一光柱12、第二光柱12'和第三光柱12”，所述第一光柱由车辆的中央立柱11支撑并且布置在关于坐在车辆后部的乘客视野的左侧，所述第二光柱由车辆的另一中央立柱11'支撑并且布置在关于坐在车辆后部的乘客视野的右侧，所述第三光柱由形成后侧窗或后门板13的一部分的侧立柱11”支撑并且位于关于坐在车辆后部的乘客视野的左侧。每个光柱12、12'、12”由在竖直方向上排列的多个光点形成，每个光点能够在激活状态下发光并且在去激活状态下不发光。因此，第一人工水平线14由分别穿过第一光柱12和第三光柱12”上的最高激活光点17和17”的虚拟直线形成，并且第二人工水平线16由分别穿过第一光柱12和第二光柱12'上的最高激活光点17和17'的虚拟线形成。在这种配置中，第一人工水平线14和第二人工水平线16彼此垂直或基本垂直。在本发明的有利变型中，光柱12、12'和12”中的每一个可以包括例如竖直排列的发光二极管的线性网络，发光二极管中的每一个形成光柱的光点之一。在本发明的另一种配置中，可以从每个光柱的顶部开始激活光点。在这种情况下，第一人工水平线14将由分别穿过第一光柱12和第三光柱12”上的最低激活光点的虚拟直线形成，并且第二人工水平线16将由分别穿过第一光柱12和第二光柱12'上的最低激活光点的虚拟直线形成。此外，车辆10可以有利地包括第四光柱(未示出)，所述第四光柱将由形成后侧窗或后门板的一部分的侧立柱支撑，并且位于关于坐在车辆后部的乘客视野的右侧，所述第四光柱使得可以与第二光柱12'组合起来在车辆的右侧限定第三人工水平线14'。
[0081]
通过适当地驱动第一光柱12、第二光柱12'和第三光柱12”的发光二极管，因此有可能将第一人工水平线14和第二人工水平线16排布在总是垂直于重力矢量的水平面a中。因此，坐在后侧窗或后侧门板13旁边、前座15后面并固定所述人工水平线14、16的人将具有与看着道路的司机相同的视觉感觉：因此他将不再晕车。如在图1的实施例中，通过三轴加速度计和能够接收由加速度计发出的加速度信号的控制单元来执行发光二极管的驱动。控
制单元还可以根据与坐在后座之一的人相关的物理参数来控制最高光点或最低光点的高度。特别地，布置在乘客车厢内侧的传感器可以被配置为检测坐在后座之一的人的至少一个物理参数，特别是眼睛的大小或位置，并且将对应的信息传输到控制单元。响应于由传感器传输的信息，控制单元能够修改每个光柱的最高或最低光点的高度，以便将其与例如坐在后面的人的眼睛的位置对齐，所述位置先前由传感器检测。
[0082]
图7至图11、图7a至图11a、以及图7b至图11b示出了几种可能行为条件和安装到车辆的本发明抗晕动病设备的对应操作。
[0083]
因此，如图7a和图7b所呈现的，在车辆10行驶在平坦道路上的情况下，原则上它不会受任何加速度的影响。在这种情况下，由人工水平线14、16限定的平面a平行于车辆的底盘p。
[0084]
如图8a和图8b所呈现的，在车辆10行驶在关于垂直于重力矢量的固定水平面h向左倾斜的道路上的情况下，它受沿y轴加速度的影响。该加速度由三轴加速度计检测，所述三轴加速度计将对应的加速度信号发送到控制单元。响应于该加速度信号，控制单元控制第一光柱12、第二光柱12'和第三光柱12”的发光二极管，以便将第一人工水平线14和第二人工水平线16与固定水平面h对齐。如图8所示，在这种情况下，由人工水平线限定的平面a在y轴的水平上关于车辆的底盘p倾斜。
[0085]
如图9a和图9b所呈现的，在车辆10行驶在关于垂直于重力矢量的固定水平面h向下倾斜的道路上的情况下，它受沿x轴加速度的影响。该加速度由三轴加速度计检测，所述三轴加速度计将对应的加速度信号发送到控制单元。响应于该加速度信号，控制单元控制第一光柱12、第二光柱12'和第三光柱12”的对应发光二极管，以便将第一人工水平线14和第二人工水平线16与固定水平面h对齐。如图9所示，在这种情况下，由人工水平线限定的平面a在x轴的水平上关于车辆的底盘p倾斜。
[0086]
如图10a和图10b所呈现的，在车辆10行驶在关于垂直于重力矢量的固定水平面h向左并向下倾斜的道路上的情况下，它受沿x轴和沿y轴的加速度的影响。该加速度由三轴加速度计检测，所述三轴加速度计将对应的加速度信号发送到控制单元。响应于该加速度信号，控制单元控制第一光柱12、第二光柱12'和第三光柱12”的对应发光二极管，以便将第一人工水平线14和第二人工水平线16与固定水平面h对齐。如图10所示，在这种情况下，由人工水平线限定的平面a在x轴和y轴的水平上关于车辆的底盘p倾斜。
[0087]
如图11a和图11b所呈现的，在车辆10行驶在平坦道路上并向左转的情况下，它受沿y轴加速度的影响。该加速度由三轴加速度计检测，所述三轴加速度计将对应的加速度信号发送到控制单元。响应于该加速度信号，控制单元控制第一光柱12、第二光柱12'和第三光柱12”的对应发光二极管，以便将第一人工水平线14和第二人工水平线16与固定水平面h对齐。如图11所示，在这种情况下，由人工水平线限定的平面a在y轴的水平上关于车辆的底盘p倾斜。
[0088]
以上描述的两个实施例明显不对本发明进行限制。在该水平可以设想其他实施例。
[0089]
此外，本发明还旨在保护一种用于显示旨在对抗晕动病的光标记的方法。此方法可以特别包括以下步骤：
[0090]-特别地通过三轴加速度计来检测机动车辆沿3个轴的加速度，并且将对应的信号
发送到控制单元；
[0091]-检测与坐在机动车辆中的人相关的物理参数，并且将对应的信号发送到控制单元；
[0092]-由控制单元驱动用于显示光标记的装置，所述光标记能够在机动车辆的第一内表面的水平处形成至少一个第一人工水平线，并且在机动车辆的第二内表面的水平处形成至少一个第二人工水平线，所述第一人工水平线和第二人工水平线彼此垂直或基本垂直，使得无论车辆的加速度如何，第一人工水平线和第二人工水平线都排布在垂直于重力矢量的水平面中，所述水平面沿着平行于重力矢量的方向的位置能够根据检测到的物理参数而变化。