可配置的顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種可配置的顯示系統(tǒng)。具體地，提供一種用于輔助操作員操縱機(jī)器的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括能夠捕捉機(jī)器所處環(huán)境的影像的影像捕捉裝置。該系統(tǒng)還包括能夠在捕捉的影像上顯示多個區(qū)域的疊加的顯示裝置，區(qū)域具有一個或多個相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。控制器可通信地聯(lián)接至顯示裝置?？刂破髂軌蚪邮罩甘居嘘P(guān)與多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)的變化的用戶輸入?？刂破鬟€能夠基于用戶輸入調(diào)節(jié)多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的一個或多個參數(shù)。另外，控制器能夠在顯示裝置上顯示調(diào)節(jié)的疊加。
【專利說明】
可配置的顯示系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機(jī)器的顯示系統(tǒng)，并且更具體地，涉及一種用于輔助操作員操縱在工地的機(jī)器的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]大型機(jī)器的操作員能夠利用車輛顯示裝置來輔助適當(dāng)?shù)囟ㄎ粰C(jī)器。汽車?yán)缒軌蚴褂煤髠鋽z影機(jī)和相應(yīng)的顯示器。
[0003]例如，美國專利號7623681和7561720涉及一種用于確定車輛的范圍和側(cè)向位置的系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于輔助操作員操縱機(jī)器的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括能夠捕捉機(jī)器所處環(huán)境的影像的影像捕捉裝置。系統(tǒng)還包括能夠在捕捉的影像上顯示多個區(qū)域的疊加的顯示裝置，多個區(qū)域具有一個或多個相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。控制器可通信地聯(lián)接至顯示裝置?？刂破髂軌蚪邮罩甘九c多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的一個或多個參數(shù)相關(guān)聯(lián)的變化的用戶輸入?？刂破鬟€能夠基于用戶輸入調(diào)節(jié)與多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)。另外，控制器能夠?qū)⒄{(diào)節(jié)的疊加傳輸在顯示裝置上。
[0005]另一方面，提供一種用于輔助操作員操縱機(jī)器的方法。該方法包括接收捕捉的機(jī)器所處環(huán)境的影像。該方法包括在捕捉的影像上顯示多個區(qū)域的疊加，多個區(qū)域具有一個或多個相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。該方法接收指示與多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的一個或多個參數(shù)相關(guān)聯(lián)的變化的用戶輸入。另外，該方法基于用戶輸入調(diào)節(jié)多個區(qū)域的疊加。
[0006]本發(fā)明的其它特征和方面將通過以下描述和附圖變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例性機(jī)器；
[0008]圖2是操作員輔助系統(tǒng)的框圖；
[0009]圖3、4和5是由操作員輔助系統(tǒng)提供的示例性顯示；以及
[0010]圖6是一種用于輔助操作員操縱圖1中所示的機(jī)器的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0011]只要有可能，在所有附圖中相同的附圖標(biāo)記將用以指示相同或相似的部件。圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例性機(jī)器100。更具體地，機(jī)器100可以是大型礦用卡車。應(yīng)當(dāng)注意到，機(jī)器100可以包括任何其它產(chǎn)業(yè)機(jī)器，包括但不限于大型礦用卡車、農(nóng)用卡車、非公路用卡車等。在另一實施方式中，機(jī)器100可以是用在諸如采礦、農(nóng)業(yè)、建筑、林業(yè)、廢物管理和材料處理等多種產(chǎn)業(yè)中的各種類型的機(jī)器之一。
[0012]參照圖1，機(jī)器100可以包括框架和/或底架102。動力系(未示出)可以設(shè)置在機(jī)器100上,其可以包括一個或多個功率源。外殼104可以設(shè)置在機(jī)器100的底架102上，其可以容納功率源(未示出)。功率源可以是內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、混合式發(fā)動機(jī)、類似于電池的非傳統(tǒng)功率源、電動馬達(dá)或本領(lǐng)域中已知的任何其它功率源中的任意一種或組合。動力系還可以包括傳動裝置，其包括齒輪、驅(qū)動軸、螺旋軸和設(shè)置用于將原動力從功率源傳輸至一組接地構(gòu)件106的其它已知驅(qū)動鏈。為了移動的目的，諸如輪或履帶的接地構(gòu)件106可以提供給機(jī)器100。操作員駕駛室108可以設(shè)置在機(jī)器100上，其可以容納機(jī)器100的各種控制器。
[0013]如圖1中所示，卡車主體110可以固定地或樞轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)器100的底架102上。液壓和/或氣壓缸112可以安裝在底架102上并且連接至卡車主體110，以產(chǎn)生以卡車主體110相對于機(jī)器100的底架102傾斜的形式的運(yùn)動。機(jī)器100可以在工地上操作。
[0014]參照圖2，機(jī)器100可以包括影像捕捉裝置202，諸如像后視攝影機(jī)、鳥瞰攝影機(jī)、前視攝影機(jī)、側(cè)視攝影機(jī)等。影像捕捉裝置202可以被配置成捕捉機(jī)器100所處環(huán)境的影像。例如，在后視攝影機(jī)的情況中，影像捕捉裝置202可以捕捉環(huán)繞機(jī)器100的后部的區(qū)域。影像捕捉裝置202可以設(shè)置在機(jī)器100上。替代地，影像捕捉裝置202可以設(shè)置在機(jī)器100夕卜。相應(yīng)地，基于影像捕捉裝置202的位置，機(jī)器100的存在可以被任選地包括在由影像捕捉裝置202捕捉的影像中。在一實施方式中，影像可以包括由適合的模擬裝置產(chǎn)生的模擬視圖。
[0015]另外，顯示裝置204可以可通信地聯(lián)接至影像捕捉裝置202。顯示裝置204可以被配置成顯示由影像捕捉裝置202捕捉的影像。顯示裝置204可以是監(jiān)控器、屏幕、觸摸屏或本領(lǐng)域中已知的任何其它顯示裝置。顯示裝置204可以位于機(jī)器100的操作員駕駛室108中。在示例性情況中，當(dāng)機(jī)器100被從遠(yuǎn)程位置控制時，顯示裝置204可以設(shè)置在機(jī)器100夕卜，處于遠(yuǎn)程位置。
[0016]在機(jī)器100于工地上行進(jìn)的過程中，為了輔助機(jī)器100的操作員使機(jī)器100相對于存在于工地上的其它機(jī)器、物體或障礙物適當(dāng)?shù)囟ㄎ?，多個區(qū)域302、304、306(圖3、4和5中所示)或引導(dǎo)道可以疊加在捕捉的影像上。本發(fā)明涉及一種能夠基于用戶輸入調(diào)節(jié)在顯示裝置204上顯示的多個區(qū)域302、304、306的控制器206。
[0017]圖2圖示操作員輔助系統(tǒng)200的框圖?？刂破?06可以可通信地聯(lián)接至影像捕捉裝置202?？刂破?06可以被配置成接收由影像捕捉裝置202捕捉的影像。如之前描述的，控制器206能夠?qū)⒍鄠€區(qū)域302、304、306疊加或重疊在捕捉的影像上。
[0018]參照圖3，區(qū)域302、304、306中的每個可以具有大致梯形配置。此外，區(qū)域302、304,306中的每個可以鄰近于彼此布置。區(qū)域302、304、306可以使用連續(xù)或斷續(xù)的線308、310、312、314、316形成。并且，單一色彩可以用以表示區(qū)域302、304、306，或者區(qū)域302、304、306可以是多色彩的。類似地，區(qū)域302、304、306可以具有可配置的亮度和透明度。在一種示例性情況中，三個區(qū)域302、304、306可以疊加在捕捉的影像上。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，區(qū)域302、304、306的諸如深度、寬度、色彩、亮度、透明度、數(shù)量等的視覺表示可以基于應(yīng)用改變。視覺表示可以基于應(yīng)用通過控制器206自動地選擇，或者可以基于如機(jī)器100的操作員提供的輸入配置。包括多個區(qū)域302、304、306的疊加的捕捉的影像可以顯示在顯示裝置204上。
[0019]如之前提及的，控制器206可以被配置成基于用戶輸入調(diào)節(jié)多個區(qū)域302、304、306。相應(yīng)地,在一實施方式中，控制器206可以聯(lián)接至用戶輸入裝置208。在一實施方式中，用戶輸入裝置208還可以用作顯示裝置204。例如，在顯示裝置204是觸摸屏的情況中，顯示裝置204能夠接收觸摸手勢形式的用戶輸入。在另一實施方式中，用戶輸入裝置208可以是控制面板或操縱桿。在控制面板的情況中，用戶輸入可以通過按壓設(shè)置在控制面板上的按鈕或鍵來提供。在操縱桿的情況中，操縱桿的不同位置可以對應(yīng)于各種用戶輸入。用戶輸入裝置208可以被配置成產(chǎn)生指示有關(guān)與多個區(qū)域302、304、306中的至少一個區(qū)域相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)的用戶輸入的信號。
[0020]一個或多個參數(shù)可以包括區(qū)域302、304、306的深度和/或?qū)挾?。更特別地，用戶輸入可以指示區(qū)域302、304、306中的任意區(qū)域的深度和/或?qū)挾鹊恼{(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)可以是區(qū)域302、304、306中的任意區(qū)域的深度和/或?qū)挾鹊脑龃蠡驕p小。相應(yīng)地，控制器206可以被配置成基于用戶輸入執(zhí)行調(diào)節(jié)。在一實施方式中，控制器206可以被配置成與針對給定區(qū)域作出的調(diào)節(jié)協(xié)作地自動調(diào)節(jié)其它區(qū)域。
[0021]同樣，在一實施方式中，控制器206可以從操作員接收與多個區(qū)域302、304、306中的至少一個區(qū)域的外觀相關(guān)聯(lián)的輸入。這里使用的術(shù)語“外觀”是指疊加呈現(xiàn)給操作員的方式。外觀可以包括期望的區(qū)域302、304、306的色彩、亮度和透明度中的至少一個?；诮邮盏妮斎?，多個區(qū)域302、304、306中的任意區(qū)域的外觀可以通過控制器206改變。例如，操作員可以向控制器206提供指示區(qū)域302的色彩應(yīng)當(dāng)從紅變?yōu)辄S的輸入?？刂破?06可以相應(yīng)地將區(qū)域302的色彩變?yōu)辄S。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，輸入可以通過諸如像按鈕、鍵、控制面板等任何已知方式提供。
[0022]在另一實施方式中，控制器206可以允許操作員添加或移除與疊加相關(guān)聯(lián)的區(qū)域302、304、306。由操作員向控制器206提供的用戶輸入可以包括待添加到疊加或從疊加移除的區(qū)域的尺寸和位置。應(yīng)當(dāng)注意到，區(qū)域的添加或移除可以以允許與存在的疊加無縫整合的方式完成。例如，在所述區(qū)域的移除過程中，其它區(qū)域可以被適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。
[0023]另外，控制器206可以被配置成將調(diào)節(jié)的多個區(qū)域302、304、306傳輸在顯示裝置204上。參照圖3,顯示300可以顯示在觸摸屏上。圖4和5圖示兩種不同的示例性顯示400和500，其分別基于對顯示300中所示的區(qū)域302作出的寬度和深度調(diào)節(jié)顯示給操作員。
[0024]如之前描述的，操作員可以根據(jù)他的需求配置顯示300。在一種示例性情況中，操作員可以試圖增加線308的寬度。為了這樣做，操作員可以首先使用上下箭頭鍵選擇線308。之后，操作員可以使用適當(dāng)?shù)逆I增加線308的寬度。在這種情況中，操作員試圖向右增加區(qū)域302的寬度。
[0025]控制器206可以被配置為基于由操作員提供的用戶輸入調(diào)節(jié)疊加?？刂破?06可以與調(diào)節(jié)的區(qū)域302協(xié)作相應(yīng)地調(diào)節(jié)其它區(qū)域304、306。相應(yīng)地，在該情況中，控制器206可以基于區(qū)域302的寬度的增加成比例地增加其它區(qū)域304、306的寬度。顯示400圖示調(diào)節(jié)的疊加，其顯示在顯示裝置204上。在一實施方式中，控制器206可以被配置為與操作員在區(qū)域302的右手側(cè)上作出的增加對稱地調(diào)節(jié)區(qū)域302的左手側(cè)。
[0026]在另一情況中，操作員可以試圖增加圖3中所示的區(qū)域302的深度。相應(yīng)地，操作員可以觸摸與區(qū)域302相關(guān)聯(lián)的線316，并且可以拖拽線316，由此使線316的長度在遠(yuǎn)離機(jī)器100的長度的方向上延伸?；趯€316作出的調(diào)節(jié)，控制器206可以調(diào)節(jié)線308、314。調(diào)節(jié)的顯示500可以相應(yīng)地顯示在顯示裝置204上。
[0027]在本發(fā)明的各種實施方式中，控制器206可以被配置為基于用戶輸入改變調(diào)節(jié)的區(qū)域302、304、306的中心點(diǎn)位置。例如，用戶可以提供指示區(qū)域302沿著方向XX’和/或沿著方向YY’的位置所需的改變的輸入。在一實施方式中，疊加特征可以由操作員關(guān)閉或打開。在另一實施方式中，疊加特征可以通過控制器自動地關(guān)閉或打開。
[0028]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，附圖中所示的顯示和調(diào)節(jié)僅在圖示的基礎(chǔ)上并且不限制本發(fā)明的范圍?？刂破?06可以實施為單個微處理器或多個微處理器，其包括用于接收捕捉的影像的部件。多種商業(yè)上可得到的微處理器可以被配置為執(zhí)行控制器206的功能。應(yīng)當(dāng)理解，控制器206可以容易地實施為能夠控制多種機(jī)器功能的通用機(jī)器微處理器。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，控制器206可以附加地包括其它部件并且還可以執(zhí)行這里未描述的其它功能性。
[0029]工業(yè)實用性
[0030]為大型機(jī)器提供的已知顯示系統(tǒng)允許在由后攝影機(jī)捕捉的影像上的多個區(qū)域疊力口。這些顯示可以基于機(jī)器的轉(zhuǎn)向變化而修改。
[0031]本發(fā)明涉及允許基于用戶輸入調(diào)節(jié)多個區(qū)域302、304、306的操作員輔助系統(tǒng)200。此外，多個區(qū)域302、304、306的疊加還可以在使機(jī)器100相對于很靠近的任何其它機(jī)器或物體倒退的同時輔助操作員。并且，疊加可以表示由礦地模板限定的多個區(qū)域302、304,306o在一個示例性例子中，模板可以包括分別具有大約2m、6m和1m的深度的三個區(qū)域302、304、306。本發(fā)明還可以用于面向前的配置，其中，需要多于一個參考以便操縱機(jī)器100到特定位置。
[0032]在步驟602處，控制器206接收捕捉的機(jī)器100所處環(huán)境的影像。在步驟604處，多個區(qū)域302、304、306的疊加可以在捕捉的影像上顯示，并且另外捕捉的影像傳輸?shù)斤@示裝置204，用于向機(jī)器100的操作員顯示。多個區(qū)域302、304、306可以具有一個或多個相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。在步驟606處，控制器206接收指示與多個區(qū)域302、304、306中的至少一個區(qū)域的一個或多個參數(shù)相關(guān)聯(lián)的變化的用戶輸入。
[0033]如上所述，用戶輸入可以與多個區(qū)域302、304、306中的至少一個區(qū)域的寬度和/或深度相關(guān)聯(lián)。在步驟608處，控制器206基于用戶輸入調(diào)節(jié)多個區(qū)域302、304、306中的至少一個區(qū)域的一個或多個參數(shù)。在一實施方式中，控制器206接收與區(qū)域302、304、306中的至少一個區(qū)域的外觀相關(guān)聯(lián)的輸入?？刂破?06基于接收的輸入改變期望的區(qū)域302、304、306的外觀。在另一實施方式中，控制器可以基于用戶輸入添加或移除與疊加相關(guān)聯(lián)的區(qū)域 302、304、306。
[0034]應(yīng)當(dāng)注意到，雖然這里提供的描述是結(jié)合設(shè)置在大型機(jī)器上的顯示系統(tǒng)提出的，本發(fā)明可以用于其中兩個對象可以在相對位置處彼此相互作用的任何顯示應(yīng)用。
[0035]雖然已參照上述實施方式具體地示出并描述本發(fā)明的各方面，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，通過對本發(fā)明的機(jī)器、系統(tǒng)和方法進(jìn)行變型可以想到各種附加實施方式，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。這些實施方式應(yīng)當(dāng)被理解為落入如基于權(quán)利要求及其任何等效確定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輔助操作員操縱機(jī)器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 影像捕捉裝置，其能夠捕捉機(jī)器所處環(huán)境的影像； 顯示裝置，其能夠顯示捕捉的影像并且將多個區(qū)域的疊加顯示在捕捉的影像上，其中，多個區(qū)域包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的參數(shù)；和 控制器，其可通信地聯(lián)接至顯示裝置，控制器能夠: 接收指示與多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的一個或多個參數(shù)相關(guān)聯(lián)的變化的用戶輸A ； 基于用戶輸入調(diào)節(jié)與多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)；和 將調(diào)節(jié)的疊加傳輸至顯示裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，影像捕捉裝置包括后視攝影機(jī)、鳥瞰攝影機(jī)、前視攝影機(jī)、側(cè)視攝影機(jī)中的任何一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，一個或多個參數(shù)包括區(qū)域的深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，一個或多個參數(shù)包括區(qū)域的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，顯示裝置包括觸摸屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，顯示裝置位于機(jī)器上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，顯示裝置位于機(jī)器外側(cè)的位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，多個區(qū)域中的每個彼此鄰近布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，控制器還能夠改變顯示裝置上的多個區(qū)域的調(diào)節(jié)的疊加的中心點(diǎn)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，控制器還能夠向疊加添加多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域或者從疊加移除多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，控制器還能夠: 接收指示多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的外觀的輸入；和 基于接收的輸入改變多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的外觀。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，外觀包括區(qū)域的色彩、亮度和透明度中的至少一種。
13.一種用于輔助操作員操縱機(jī)器的方法，該方法包括: 接收捕捉的機(jī)器所處環(huán)境的影像； 將捕捉的影像上的多個區(qū)域的疊加傳輸至顯示裝置，其中，多個區(qū)域包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的參數(shù)； 接收指示與多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的一個或多個參數(shù)相關(guān)聯(lián)的變化的用戶輸入；和 基于用戶輸入調(diào)節(jié)與多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，一個或多個參數(shù)包括區(qū)域的深度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括向疊加添加或從疊加移除多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括: 接收指示多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的外觀的輸入；和 基于接收的輸入改變多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的外觀。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，外觀包括區(qū)域的色彩、亮度和透明度中的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括改變顯示裝置上的多個區(qū)域的調(diào)節(jié)的疊加的中心點(diǎn)位置。
19.一種用于輔助操作員操縱機(jī)器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 后視攝影機(jī)，其能夠捕捉機(jī)器所處環(huán)境的影像； 顯示裝置，其能夠顯示捕捉的影像并且在捕捉的影像上顯示多個區(qū)域的疊加，其中，多個區(qū)域具有深度和寬度；和 控制器，其可通信地聯(lián)接至顯示裝置，控制器能夠: 接收指示與多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的深度和寬度中的至少一個相關(guān)聯(lián)的變化的用戶輸入； 基于用戶輸入調(diào)節(jié)多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的深度和寬度中的至少一個；和 將調(diào)節(jié)的疊加傳輸至顯示裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，控制器還能夠: 接收指示多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的外觀的輸入；和 基于接收的輸入改變多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的外觀。
【文檔編號】G06F3/041GK104243847SQ201410283219
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】J·C·梅利 申請人:卡特彼勒公司