專利名稱：用于車輛的反射鏡自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對根據(jù)預(yù)定條件被控制的車輛的反射鏡進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的系統(tǒng)與方法。特別地，本發(fā)明涉及為車輛中的使用者提供例如可根據(jù)變化的道路狀況(如道路彎曲或斜坡)以及行進(jìn)中的交通狀況(如超車)而調(diào)整的有用的后向視野。
背景技術(shù)：
后視鏡是道路車輛中的有用裝置，其使得駕駛員無需將頭從車輛行駛的前向方向轉(zhuǎn)開，就能觀察車輛后面的部分景物。這樣的裝置是眾所周知的，并在領(lǐng)有執(zhí)照的道路車輛中得到廣泛使用，其通過使得使用者總是能將前向景物保持在大致主要的視野中，而只是將注意力的焦點轉(zhuǎn)移到來自一個或多個后視鏡的后向景物，從而改善了道路安全。因此，如果車輛前面的交通或道路狀況發(fā)生改變，駕駛員可考慮到車輛后面發(fā)生的情況，而無需將寶貴的時間用于轉(zhuǎn)頭，從而不會忽略在該車輛前面繼續(xù)發(fā)展的情況。
在陸地車輛(如小汽車、載重汽車、卡車等)中，通常將外部反射鏡安裝在車輛的右側(cè)和左側(cè)上，并將另一個反射鏡安裝在車輛的內(nèi)部，并且這些反射鏡是成角度的，以從不同的有利位置為駕駛員提供景物的后向視野。平面鏡可提供沒有失真的圖像，但已經(jīng)被具有適度曲率的凸鏡大量取代，這些凸鏡可提供相對較寬闊的視野，而失真程度卻不大。通常，駕駛員側(cè)的后視鏡為使用者提供大約15°的視野，而乘員側(cè)的反射鏡提供的視野則小得多，安裝在內(nèi)部中央的后視鏡通常提供約15°-20°的視野。從而每個后視鏡僅提供全部后視景物中的一部分視野，而且即使將這些視野結(jié)合在一起，也仍然有部分景物遺漏，通常稱之為“盲點”。盡管反射鏡的曲率越大則提供的視野越寬，但這是以相當(dāng)大的失真為代價的，其中極大地減小了細(xì)節(jié)和景深感覺。理想情形下，只有從駕駛員位置看到180°全視野才能使駕駛員完全注意到車輛駕駛員后面的交通和道路情況。然而，在沿平直方向行駛時，后視鏡的通常組合對周期性地檢查車輛后面的道路/交通情況的狀態(tài)來說一般是足夠的。
車輛進(jìn)入彎道、斜坡或傾斜路面時，就會出現(xiàn)問題。盡管反射鏡相對于車輛和駕駛員的角度布置保持不變，但車輛后面的道路不再處于與平直行駛時相同的相對位置。因此，可通過后視鏡觀察到的景物部分相對于車輛緊后面的道路發(fā)生偏置，從而對駕駛員而言產(chǎn)生了盲點，因而駕駛員需要轉(zhuǎn)動他的/她的頭來檢查這一部分景物。對拖掛卡車和公共汽車來說，車輛的彎折進(jìn)一步限制了由外部反射鏡提供的視線。從而，經(jīng)常在車輛轉(zhuǎn)彎而駕駛員看不到其它車輛、自行車或行人(因為其它車輛、自行車或行人此時處于盲點)時，發(fā)生事故。
當(dāng)駕駛員希望超過在前面行駛的另一車輛或只是改換車道時，也會出現(xiàn)類似的問題。內(nèi)部后視鏡只提供直接向后看的景物，而每個側(cè)視鏡傾向于捕捉成角度看的后側(cè)景物。經(jīng)常發(fā)生這樣的情形，即其它車輛可能要超過本車輛，并相對于本車輛位于在側(cè)視鏡視野之前但仍然在駕駛員位置之后的相對位置處。在這一位置，駕駛員不能看到正超車的車輛，而且如果他/她試圖超過另一車輛，就會發(fā)生碰撞。因此，作為一種預(yù)防措施，許多駕駛員在超車前轉(zhuǎn)動他們的頭部以檢查在他們希望超車的那一側(cè)上的全部視野。然而，這意味著駕駛員在一段時間內(nèi)沒有注視前向方向，而這本身如已經(jīng)討論的那樣將是危險的。
從而，反射鏡提供的部分視野導(dǎo)致盲點，如果忽略這些盲點將導(dǎo)致事故，而且另一方面，如果駕駛員轉(zhuǎn)動他的/或她的頭部以檢查與盲點對應(yīng)的道路部分，這也可導(dǎo)致事故。
已知這樣的系統(tǒng)，其中在彎道內(nèi)側(cè)上的外部側(cè)視鏡自身自動地進(jìn)行調(diào)節(jié)，以與大型拖車在彎道內(nèi)的轉(zhuǎn)彎運動相一致，從而保持了相對于車輛整個長度的可視區(qū)域。例如，在US 3,761,164中，用于卡車等的反射鏡組件機(jī)械地連接到方向盤上，并根據(jù)方向盤的運動而被致動，從而反射鏡根據(jù)方向盤的位置而自動地運動到不同的位置。
在US 5,719,713中，側(cè)視鏡的自動跟蹤和控制系統(tǒng)使得鉸接車輛(如牽引拖車)的駕駛員在倒車的整個轉(zhuǎn)彎過程中，保持與拖車側(cè)面和后部的視覺接觸。利用超聲波傳感器確定牽引車和拖車之間在距離上的轉(zhuǎn)彎差異，而且在牽引車和拖車之間的角度改變時，就獲得一個使反射鏡跟蹤內(nèi)側(cè)彎道的信號。在US 5,306,953和US 5,132,851中公開了類似的基于超聲波傳感器的系統(tǒng)。US 5,719,713也公開了在牽引車和拖車上安裝磁場傳感器，并通過來自這兩個傳感器的信號的差異獲得使車輛繞其垂直軸線轉(zhuǎn)動的信號。然而，兩個傳感器都受到地球磁場以及車輛中大多數(shù)電子操作器件產(chǎn)生的磁場的影響。
在US 6,390,631中，公開了一種用于在具有拖車的機(jī)動車輛轉(zhuǎn)彎時對外部后視鏡進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于用來對車輛繞垂直軸線的轉(zhuǎn)動進(jìn)行探測的陀螺型傳感器，并且用于使得外部反射鏡能夠?qū)?yīng)于車輛繞其垂直軸線的轉(zhuǎn)動進(jìn)行跟蹤。
這里結(jié)合上述參考文獻(xiàn)的全文。
飛行器也經(jīng)常配置有后視鏡，在大型飛行器上，這些后視鏡用于滑跑，而在小型飛行器(包括軍用飛機(jī))上，后視鏡有時用在飛行中。海船有時也配置有后視鏡。在所有這些將反射鏡固定安裝在車輛上的情形中，在車輛繞任何軸線轉(zhuǎn)動時，反射鏡覆蓋的視野通常是不令人滿意的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于車輛的反射鏡自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法。
在本發(fā)明的第一實施例中，提供了一種用于車輛的反射鏡位置自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其包括至少一個可移動地安裝在所述車輛上的反射鏡；轉(zhuǎn)動傳感器，其可安裝在所述車輛上并適于對所述車輛繞至少兩個正交軸線的旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號；控制單元，其操作地連接到所述轉(zhuǎn)動傳感器上，并適于對所述輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號；驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其操作地連接在所述控制單元上，并連接到所述或每個所述至少一個反射鏡上，用于對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述或每個反射鏡繞所述至少兩個正交軸線旋轉(zhuǎn)。
所述轉(zhuǎn)動傳感器適于對所述車輛的偏轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)、或?qū)λ鲕囕v的偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)、或?qū)λ鲕囕v的滾轉(zhuǎn)或俯仰旋轉(zhuǎn)、或?qū)嶋H上對所述車輛的所有三個偏轉(zhuǎn)、俯仰和滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)，而產(chǎn)生輸入信號。所述轉(zhuǎn)動傳感器包括提供所述車輛繞至少兩個、且優(yōu)選為三個正交軸線的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的任何合適裝置。例如，所述轉(zhuǎn)動傳感器可以是例如基于陀螺儀的，并包括機(jī)械陀螺儀、激光陀螺儀和光學(xué)陀螺儀中的任何一種。可替換地，該轉(zhuǎn)動傳感器包括能對所述車輛在所述至少兩個軸線上的加速度進(jìn)行測量的加速度計裝置，其連接到能對所述車輛在所述至少兩個軸線上的旋轉(zhuǎn)速率進(jìn)行測量的角速率傳感器裝置上。這種加速度計裝置能對所述車輛在包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線上的加速度進(jìn)行測量，而且所述角速率傳感器能對所述車輛在包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線上的角速率進(jìn)行測量。這一裝置還包括處理裝置，該處理裝置用于對由所述角速率傳感器提供的關(guān)于每一軸線的角速率進(jìn)行積分，從而提供關(guān)于每一軸線的原始角度，而且用于根據(jù)所述加速度計裝置提供的加速度測量推導(dǎo)出關(guān)于每一軸線的傾斜角，并用于在預(yù)定的時期內(nèi)，迫使所述原始角與每一軸線的所述傾斜角匹配。這種處理裝置可包括在所述控制單元內(nèi)，或可替換地，由數(shù)字信號處理器構(gòu)成。
通常，為每一后視鏡提供單獨的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，而且每一驅(qū)動機(jī)構(gòu)適于使相應(yīng)的反射鏡至少繞所述至少兩個軸線、且優(yōu)選為繞包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線旋轉(zhuǎn)。所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通常包括用于使相應(yīng)的反射鏡繞所述兩個或三個正交軸線旋轉(zhuǎn)的電機(jī)裝置。
所述控制單元通常包括微處理器單元，而且該控制單元適于根據(jù)預(yù)定條件而提供所述輸出信號。通常，所述控制單元向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，從而所述驅(qū)動裝置使所述相應(yīng)的反射鏡分別繞每一所述軸線在與所述車輛繞每一所述軸線的旋轉(zhuǎn)相反的方向上旋轉(zhuǎn)。可選地，所述控制單元適于向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為該車輛的駕駛員提供最佳的視野。
所述控制單元適于向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡偏轉(zhuǎn)到這樣的位置，該位置在所述車輛沿彎曲道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野?？蛇x地，所述控制單元適于在所述車輛沿曲率大致恒定的彎曲道路行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的偏轉(zhuǎn)角保持為大致恒定。
所述控制單元適于向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡俯仰到這樣的位置，該位置在所述車輛沿斜坡道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。可選地，所述控制單元適于在所述車輛沿梯度大致恒定的斜坡道路上行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的俯仰角保持為大致恒定。通常，所述相對于所述車輛恒定的俯仰角與所述至少一個反射鏡在其默認(rèn)位置處的俯仰角大致相似，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
所述控制單元適于向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡滾轉(zhuǎn)到這樣的位置，該位置在所述車輛沿傾斜道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。可選地，所述控制單元適于在所述車輛沿梯度大致恒定的傾斜道路行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的滾轉(zhuǎn)角保持為大致恒定。可選地，所述相對于所述車輛恒定的滾轉(zhuǎn)角與所述至少一個反射鏡在其默認(rèn)位置處的滾轉(zhuǎn)角大致相似，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括操作地連接到所述控制單元上的界面單元。所述界面單元可選地設(shè)置成用于指示所述控制單元向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。此外，所述界面單元可進(jìn)一步適于為多個使用者設(shè)置并存儲所述默認(rèn)位置。所述界面單元還可適于使得使用者能夠選擇性地啟動或停用所述系統(tǒng)?？蛇x地，在使用者停用所述系統(tǒng)時，所述界面單元可適于指示所述控制單元向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于在所述系統(tǒng)停用時使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
可選地，所述控制單元可進(jìn)一步適于對預(yù)定輸入作出響應(yīng)而選擇性地提供輸出信號，其中所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)對所述輸出信號作出響應(yīng)，而使所述或每個反射鏡繞所述至少一個所述軸線擺動通過預(yù)定的角路徑。所述角路徑通常向至少一個反射鏡提供偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，并例如對超車操作(maneuver)或?qū)H是換道而言是有用的。所述角路徑還能同時或順次地提供繞三個正交軸線的俯仰或滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)、或?qū)嶋H上任何組合。優(yōu)選地，所述角路徑設(shè)置成通過相應(yīng)的所述反射鏡向所述車輛的駕駛員提供被有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。該路徑通常包括相應(yīng)的所述反射鏡向著所述車輛的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以及遠(yuǎn)離所述車輛的向外旋轉(zhuǎn)。
可以以任何合適的方式，如通過操作地連接到所述控制單元上的界面單元，或通過操作地連接到所述控制單元上的指示器電路提供所述預(yù)定輸入。
通常，所述系統(tǒng)與安裝在所述車輛內(nèi)部的第一后視鏡、安裝在所述車輛外部右側(cè)上的第二后視鏡、以及安裝在所述車輛外部左側(cè)上的第三后視鏡結(jié)合在一起使用，并包括這些后視鏡。
在第二實施例中，與第一實施例的系統(tǒng)類似地并經(jīng)適當(dāng)改變后提供一種用于車輛的反射鏡自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但該系統(tǒng)涉及單個反射鏡并可容納在合適的殼體內(nèi)，使得所述單獨的獨立系統(tǒng)能安裝在車輛上每個反射鏡位置處。本實施例具有針對現(xiàn)有車輛而改型的潛力。
本發(fā)明的第三實施例涉及一種獨立的用于車輛的反射鏡自動擺動系統(tǒng)，其包括至少一個可移動地安裝在所述車輛上的反射鏡；適于對預(yù)定輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號的控制單元；驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其操作地連接在所述控制單元上，并連接至所述或每個所述至少一個反射鏡，用于對所述輸出信號作出響應(yīng)，沿預(yù)定的角路徑使所述或每個所述至少一個反射鏡繞所述至少一個軸線擺動。
所述角路徑通常向所述至少一個反射鏡提供偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，并對例如超車操作或僅是換道而言是有用的。所述角路徑還能同時或順次地提供繞三個正交軸線的俯仰或滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)、或?qū)嶋H上任何的組合。優(yōu)選地，所述角路徑設(shè)置成通過相應(yīng)的所述反射鏡向所述車輛的駕駛員提供被有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。該路徑通常包括相應(yīng)的所述反射鏡向著所述車輛的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以及遠(yuǎn)離所述車輛的向外旋轉(zhuǎn)。
所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括用于使相應(yīng)的所述反射鏡繞所述至少一個所述軸線旋轉(zhuǎn)的電機(jī)裝置。
所述控制單元包括微處理器單元，而且可以以任何合適的方式，例如，包括通過操作地連接到所述控制單元上的界面單元，或通過操作地連接到所述控制單元上的指示器電路提供所述預(yù)定輸入。所述界面單元可適于使得使用者能夠選擇性地啟動或停用所述系統(tǒng)。在停用所述系統(tǒng)時，所述界面單元可適于指示所述控制單元向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于在所述系統(tǒng)停用時使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
通常，所述系統(tǒng)與安裝在所述車輛內(nèi)部的第一后視鏡、安裝在所述車輛外部右側(cè)上的第二后視鏡、以及安裝在所述車輛外部左側(cè)上的第三后視鏡結(jié)合在一起使用，并包括這些后視鏡。
在第四實施例中，提供一種與第二實施例系統(tǒng)類似的并經(jīng)適當(dāng)改變后的用于車輛的反射鏡自動擺動系統(tǒng)，但該系統(tǒng)涉及單個反射鏡并可容納在合適的殼體內(nèi)，使得所述單獨的獨立系統(tǒng)能安裝在車輛上的每個反射鏡位置處。本實施例具有針對現(xiàn)有車輛而改型的潛力。
本發(fā)明還涉及一種用于車輛的反射鏡位置自動調(diào)節(jié)方法，其包括提供至少一個可移動地安裝到所述車輛上的反射鏡；對所述車輛繞至少兩個正交軸線的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測，并對所述旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號；對所述輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號；對所述輸出信號作出響應(yīng)而使所述或每個反射鏡繞所述至少兩個正交軸線旋轉(zhuǎn)。
對所述車輛的偏轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)、或?qū)λ鲕囕v的偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)、或?qū)λ鲕囕v的滾轉(zhuǎn)或俯仰旋轉(zhuǎn)、或?qū)嶋H上對所述車輛的所有三個偏轉(zhuǎn)、俯仰和滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)，而產(chǎn)生輸入信號。
可以以任何合適的方式，例如通過合適的陀螺儀(如機(jī)械陀螺儀、激光陀螺儀和光學(xué)陀螺儀中的任何一種)對旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測?？商鎿Q地，可通過能對所述車輛在所述至少兩個軸線上的加速度進(jìn)行測量的加速度計裝置對旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測，該加速度計裝置連接到能對所述車輛在所述至少兩個軸線上的旋轉(zhuǎn)速率進(jìn)行測量的角速率傳感器裝置上。這種加速度計裝置對所述車輛在包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線上的加速度進(jìn)行測量。所述角速率傳感器對所述車輛在包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線上的角速率進(jìn)行測量。該方法還包括以下步驟對由所述角速率傳感器提供的關(guān)于每一軸線的角速率進(jìn)行積分，從而提供關(guān)于每一軸線的原始角度，而且從所述加速度計裝置提供的加速度測量結(jié)果中推導(dǎo)出關(guān)于每一軸線的傾斜角，并在預(yù)定的時期內(nèi)，迫使所述原始角與每一軸線的所述傾斜角匹配。
該方法可選地包括使所述或每個反射鏡繞包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線旋轉(zhuǎn)的步驟。
根據(jù)預(yù)定的條件而提供所述輸出信號。例如，對所述輸出信號作出響應(yīng)，使每個反射鏡繞每個所述軸線在與所述車輛繞每個相應(yīng)的所述軸線的旋轉(zhuǎn)相反的方向上旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，所述輸出信號用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
可選地，對所述輸出信號作出響應(yīng)，使至少一個反射鏡偏轉(zhuǎn)到這樣的位置，該位置在所述車輛沿彎曲道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。在所述車輛沿曲率大致恒定的彎曲道路行駛時，所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的偏轉(zhuǎn)角被保持為大致恒定。
可選地，對所述輸出信號作出響應(yīng)，使至少一個反射鏡俯仰到這樣的位置，該位置在所述車輛沿斜坡道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。在所述車輛沿梯度大致恒定的斜坡道路行駛時，所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的俯仰角被保持為大致恒定。所述相對于所述車輛恒定的俯仰角可與所述至少一個反射鏡在其默認(rèn)位置處的俯仰角大致相似，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
可選地，對所述輸出信號作出響應(yīng)，使至少一個反射鏡滾轉(zhuǎn)到這樣的位置，該位置在所述車輛沿傾斜道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。在所述車輛沿梯度大致恒定的傾斜道路行駛時，所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的滾轉(zhuǎn)角被保持為大致恒定。所述相對于所述車輛恒定的滾轉(zhuǎn)角可與所述至少一個反射鏡在其默認(rèn)位置處的滾轉(zhuǎn)角大致相似，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
所述方法還可包括以下步驟提供用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置的輸出信號，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
所述方法還可包括為多個使用者設(shè)置并存儲所述默認(rèn)位置的步驟。
所述方法還可包括對預(yù)定輸入作出響應(yīng)而選擇性地提供輸出信號，其中對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述或每個反射鏡繞所述至少一個所述軸線擺動通過預(yù)定的角路徑。盡管可提供滾轉(zhuǎn)或俯仰旋轉(zhuǎn)，或這些旋轉(zhuǎn)的任何同時或順序的組合，所述角路徑優(yōu)選為向所述至少一個反射鏡提供偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述角路徑通過相應(yīng)的所述反射鏡向所述車輛的駕駛員提供被有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。通常，所述角路徑包括相應(yīng)的所述反射鏡向著所述車輛的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以及遠(yuǎn)離所述車輛的向外旋轉(zhuǎn)。
可以以任何合適的方式，例如通過操作地連接到所述控制單元上的界面單元，或通過操作地連接到所述控制單元上的指示器電路提供所述預(yù)定輸入。
本發(fā)明還涉及用于車輛的反射鏡自動擺動方法，其包括至少一個反射鏡可移動地安裝到所述車輛上；
對預(yù)定的輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號；對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述或每個反射鏡繞所述至少一個軸線擺動通過預(yù)定的角路徑。
盡管可提供滾轉(zhuǎn)或俯仰旋轉(zhuǎn)，或這些旋轉(zhuǎn)的任何同時或順序的組合，所述角路徑優(yōu)選為所述至少一個反射鏡提供偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述角路徑通過相應(yīng)的所述反射鏡向所述車輛的駕駛員提供被有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。通常，所述角路徑包括相應(yīng)的所述反射鏡向著所述車輛的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以及遠(yuǎn)離所述車輛的向外旋轉(zhuǎn)。
可以以任何合適的方式，例如通過操作地連接到所述控制單元上的界面單元，或通過操作地連接到所述控制單元上的指示器電路提供所述預(yù)定輸入。
所述方法還可包括以下步驟，在所述擺動停止時，向操作地連接到所述至少一個反射鏡的驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。


為了理解本發(fā)明，并了解如何在實際中實現(xiàn)本發(fā)明，將參考附圖通過非限定性示例的方式對實施例進(jìn)行描述，在這些附圖中，圖1為用來定義示例性車輛的旋轉(zhuǎn)運動的直角坐標(biāo)軸系的立體圖；圖2示意性表示本發(fā)明第一實施例的部件；圖3以平面圖示意性表示沿直線道路行駛的各個車輛的相對位置；圖4示意性表示圖3中的車輛在彎道上行駛時的相對位置，以及由靜止反射鏡為其中一輛車提供的視野；圖5示意性表示圖4中車輛的相對位置，以及對由圖2的實施例提供的視野進(jìn)行的調(diào)節(jié)；圖6以側(cè)視圖示意性表示沿直線道路行駛的各個車輛的相對位置；圖7示意性表示圖6中的車輛相對于斜坡行駛時的相對位置，以及由靜止反射鏡為其中一輛車提供的視野；
圖8示意性表示圖7中車輛的相對位置，以及對由圖2的實施例提供的視野進(jìn)行的調(diào)節(jié)；圖9以后視圖示意性表示沿平路行駛的車輛的位置；圖10示意性表示圖9中的車輛沿傾斜道路行駛時的位置，以及由靜止反射鏡為輛車提供的視野；圖11示意性表示圖10中的車輛的位置，以及對由圖2的實施例提供的視野進(jìn)行的調(diào)節(jié)；圖12示意性表示本發(fā)明第二實施例的部件；圖13以平面圖示意性表示沿直線道路行駛的各個車輛的相對位置；圖14示意性表示圖13中的車輛的相對位置，以及對由圖2的實施例的掃描特征提供的視野進(jìn)行的調(diào)節(jié)；圖15示意性表示本發(fā)明第三實施例的部件；圖16示意性表示本發(fā)明第四實施例的部件。
具體實施例方式
圖1表示典型的直角坐標(biāo)軸系，可相對于該直角坐標(biāo)軸系方便地描述車輛10的運動。縱向方向(x方向)定義為車輛的大致向前的方向，橫向方向(y方向)定義為車輛的側(cè)向運動。第三方向與其它兩個方向正交，并沿著z軸，通常被稱為垂直軸線。車輛能繞這些軸線中的任一軸線或這些軸線的組合進(jìn)行旋轉(zhuǎn)繞x軸的滾轉(zhuǎn)p；繞y軸的俯仰r；以及繞z軸的偏轉(zhuǎn)q。
車輛的運動通常包括沿一個或多個軸線的平動與繞一個或多個軸線的旋轉(zhuǎn)中的一種或其組合。在陸地車輛中，旋轉(zhuǎn)主要包括車輛轉(zhuǎn)入彎道時的偏轉(zhuǎn)、車輛進(jìn)入斜坡時的俯仰、以及沿傾斜路面行駛時的滾轉(zhuǎn)。在一些水面車輛(如氣墊車)和全地形車輛的運動中，滾轉(zhuǎn)也占了大部分，對航海車輛來說也是如此。對飛行器來說，所有的三種運動都是重要的。
參考圖2，整體由100指代的系統(tǒng)的第一實施例包括轉(zhuǎn)彎傳感器50、控制單元60、以及反射鏡驅(qū)動機(jī)構(gòu)或其它驅(qū)動裝置70，該系統(tǒng)的第一實施例涉及對車輛在俯仰、滾轉(zhuǎn)和/或偏轉(zhuǎn)方面的姿態(tài)變化作出響應(yīng)，而為車輛的一個或多個反射鏡的位置提供自動調(diào)節(jié)。系統(tǒng)100的各個電驅(qū)動部件電連接到車輛的電源(未示出)上，并可選地還包括備用電源如電池，從而如果來自車輛的電源中斷，則保存特別是控制單元60內(nèi)的數(shù)據(jù)。
通常，根據(jù)本發(fā)明的車輛10包括三個可運動地安裝在車輛上的反射鏡左側(cè)或駕駛員側(cè)反射鏡82、右側(cè)或乘員側(cè)反射鏡86，以及安裝在內(nèi)部的中間反射鏡84。
針對陸地車輛10(如小汽車、廂式車、卡車、公共汽車、鉸接式車輛(如牽引車、牽引車拖車))對本實施例進(jìn)行描述。然而，本實施例也適于其它的陸地車輛，如摩托車、坦克和其它軍用車輛；航海車輛；混合型動力車輛，如氣墊車；以及作了必要改型后的空中探測器。
在本實施例中，反射鏡驅(qū)動裝置70通常分為調(diào)節(jié)裝置形式且這里分別用70a、70b、70c表示，從而分別為每個反射鏡82、84、86提供一個所述調(diào)節(jié)裝置。在右舵汽車中，駕駛員側(cè)反射鏡82在右邊，而乘員側(cè)反射鏡86在左邊。在一些車輛中，可將中間反射鏡安裝在外面。在其它實施例中，可為車輛提供僅僅一個或兩個或多于三個的后視鏡，并且至少一個所述后視鏡操作地連接到專用的反射鏡驅(qū)動裝置70上。從而，盡管優(yōu)選地安裝在車輛10上的所有后視鏡都可通過相應(yīng)的反射鏡驅(qū)動裝置70調(diào)節(jié)，但對于一些反射鏡也可以是靜止安裝的。
參考圖2，每個反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c都包括合適的致動器，通常為一個或一組電機(jī)，這些電機(jī)分別操作地連接到相應(yīng)的反射鏡82、84、86上。在任一情形下，用于每個反射鏡驅(qū)動裝置的這些致動器能對控制單元60提供的合適信號作出響應(yīng)，而使反射鏡繞x軸和/或y軸和/或z軸進(jìn)行獨立的旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，這些致動器可為步進(jìn)電機(jī)、或可替換地采用直流電機(jī)，該直流電機(jī)在直流電壓被切斷時，通常與合適的減速齒輪一起維持一保持轉(zhuǎn)矩。
轉(zhuǎn)彎傳感器50構(gòu)造成確定車輛的旋轉(zhuǎn)角分量p、q、r分別相對于車輛的相應(yīng)參考數(shù)據(jù)的變化，并將這些變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)信號輸入到控制單元60中。控制單元60然后在這些輸入信號的基礎(chǔ)上，提供傳輸至各反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c的輸出信號，以分別調(diào)節(jié)各反射鏡82、84、86相對于車輛10的x、y、z軸中的一個或多個的角度，從而為駕駛員提供最佳的光學(xué)視野。
當(dāng)車輛是水平的并在沿x軸的方向上行駛(即在與車輛的縱向軸線一致的方向上)時，而且當(dāng)滾轉(zhuǎn)、俯仰或偏轉(zhuǎn)為零時，通常將上述參考數(shù)據(jù)設(shè)為零。在這樣的狀況下，如以下將要進(jìn)一步描述的那樣，反射鏡82、84、86被設(shè)置在這里稱之為反射鏡的默認(rèn)位置的位置處，從而為駕駛員提供最佳的視野。
圖3至圖5表示在繞z軸偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時系統(tǒng)100的操作，此時車輛不繞其它兩個軸線轉(zhuǎn)動。
圖3表示沿平直車道11行駛的車輛10，在其正后面尾隨有另一車輛20，且在右邊的車道12上尾隨有第二車輛30。反射鏡82、84、86設(shè)置在默認(rèn)位置上，從而提供了車輛10后面的合理視野，使得中間反射鏡84捕捉尾隨車輛20，而右邊的反射鏡86捕捉在右邊車道上的尾隨車輛30。
如圖4所示，當(dāng)車輛10在彎道21內(nèi)轉(zhuǎn)彎時，如果反射鏡相對于車輛10的位置保持靜止(即處于默認(rèn)位置)，那么右邊反射鏡86提供的視野就完全遺漏了右邊車道22上的尾隨車輛30。
參考圖5，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)車輛10轉(zhuǎn)入彎道21時，車輛10發(fā)生繞z軸的偏轉(zhuǎn)q，轉(zhuǎn)動傳感器50對此進(jìn)行檢測，并將相應(yīng)的輸入信號發(fā)送至控制單元60?？刂茊卧?0隨之向反射鏡驅(qū)動裝置70c提供適當(dāng)?shù)妮敵隹刂菩盘?，以致動右?cè)反射鏡86，并使之繞z軸旋轉(zhuǎn)，從而使視野偏移一個角度α1，因而對車輛10由于車道21的曲率而發(fā)生的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償。這一過程使得在右邊車道22上的尾隨車輛30再次落入到右邊反射鏡86的視野中。因此，反射鏡86的轉(zhuǎn)動角α1取決于車道21的曲率半徑R，或者更確切地說，取決于車輛10所采取的彎道的曲率；曲率越大，反射鏡86就繞z軸旋轉(zhuǎn)地越多。類似地，控制單元60還提供合適的輸出信號，以操作中間反射鏡84，該中間反射鏡84也偏移了一個角度α2，從而提供了尾隨車輛20的更加中間的視野?？刂茊卧?0還能向左側(cè)反射鏡82提供合適的輸出信號，也能操作該左側(cè)反射鏡82繞z軸旋轉(zhuǎn)一個角度α3。因此在車輛10沿車道21行駛的過程中，隨著車輛10繞其z軸實際旋轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)角q，反射鏡82、84、86也相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)，從而為駕駛員維持了與轉(zhuǎn)動開始之前一樣的相對視角。
如果車輛一直沿曲率大致恒定的道路行駛，那么當(dāng)車輛在沿這一道路行駛的過程中持續(xù)地繞z軸轉(zhuǎn)動時，車輛10相對于其局部坐標(biāo)系x、y、z的轉(zhuǎn)動實際上為零，從而反射鏡通常保持鎖定在圖5中示出的位置內(nèi)。然而，如果車輛采取的道路的曲率發(fā)生變化(可包括從正曲率到負(fù)曲率的變化，例如沿蜿蜒的道路行駛時)，轉(zhuǎn)動傳感器50將再次感測到車輛相對于z軸的姿態(tài)變化。合適的信號再次被傳送到反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c，從而以合適的方式分別改變反射鏡82、84、86繞z軸的旋轉(zhuǎn)。進(jìn)而，在車輛返回到直線道路時，反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c一旦接收到來自控制單元60的適當(dāng)輸出信號，就致動反射鏡，從而使每個反射鏡返回到其默認(rèn)位置。
圖6至圖8表示繞y軸俯仰轉(zhuǎn)動時系統(tǒng)100的操作，此時車輛不繞其它兩個軸線轉(zhuǎn)動。
圖6表示沿平路車道25行駛的車輛10，其正后方尾隨有另一車輛20。中間反射鏡84以及側(cè)反射鏡(未示出)設(shè)置在默認(rèn)位置，以提供車輛10后面的合理視野，使得至少中間反射鏡84捕捉尾隨車輛20的主體，特別是尾隨車輛20的前風(fēng)檔玻璃，而且還優(yōu)選地是該尾隨車輛20的指示燈。
如圖7所示，車輛10轉(zhuǎn)入向上的斜坡26時，如果反射鏡相對于車輛10的位置保持靜止(即處于默認(rèn)位置)，那么中間反射鏡84以及其它反射鏡提供的視野相對于尾隨車輛20向下偏移，而且取決于斜坡26的梯度以及兩個車輛之間的距離，這可能會完全遺漏尾隨車輛20。
參考圖8，根據(jù)本發(fā)明，在車輛10轉(zhuǎn)入斜坡26時，車輛10發(fā)生繞y軸的俯仰r，轉(zhuǎn)動傳感器50檢測到該俯仰，且相應(yīng)的輸入信號被傳送至控制單元60?？刂茊卧?0隨之向反射鏡驅(qū)動裝置70b提供適當(dāng)?shù)男盘?，以致動中間反射鏡84并使之繞y軸旋轉(zhuǎn)從而將視野偏移一個角度β，從而對車輛10由于從車道25到斜坡26的曲率變化而發(fā)生的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償。這一過程使得尾隨車輛20再次完全落入到中間反射鏡84的視野中。因此，轉(zhuǎn)動角β1取決于車道25和斜坡26之間的斜率變化β2，或者更確切地說，取決于車輛10所采取的道路的斜率變化。
類似地，控制單元60還提供合適的信號，以操作側(cè)反射鏡82和84，這些側(cè)反射鏡82和84也發(fā)生角度偏移，通常偏移相同的角度β1，從而提供尾隨車輛20的更加中間的視野。
因此，在車輛10從車道25行駛到斜坡26上時，車輛10繞其y軸實際旋轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)角r時，反射鏡82、84、86也適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)，從而為駕駛員維持與轉(zhuǎn)動開始之前一樣的相對視角。
實際上，車輛10通常沿車道25和斜坡26之間的平滑或彎曲的路徑27行進(jìn)，而且當(dāng)車輛繞y軸轉(zhuǎn)動，并逐漸增大地改變俯仰角時，適當(dāng)?shù)妮斎胄盘柋惶峁┲量刂茊卧?0，并且從控制單元60被提供到反射鏡驅(qū)動器70a、70b、70c，以使視野角β1發(fā)生變化。如果斜坡26上的車輛道路的曲率或梯度發(fā)生變化(可包括從正曲率行進(jìn)到負(fù)曲率和/或梯度的變化，如沿隆起或起伏的道路行駛時)，轉(zhuǎn)動傳感器50將再次感測車輛相對于y軸的姿態(tài)變化。適當(dāng)?shù)男盘栐俅伪粋魉偷椒瓷溏R驅(qū)動裝置70a、70b、70c，從而以適當(dāng)?shù)姆绞椒謩e改變反射鏡82、84、86繞y軸的旋轉(zhuǎn)。此外，在車輛返回到直線道路時，即使是沿著斜坡，反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c也致動反射鏡，從而使每個反射鏡返回到其默認(rèn)位置。特別地，控制單元60可適于感測到車輛已經(jīng)沿穩(wěn)定的斜坡向上或向下行駛了預(yù)定量的時間或距離，并在此情形下，使反射鏡返回到默認(rèn)位置，以更好地觀看道路狀況。因此，一旦車輛10已經(jīng)完全駛?cè)胄逼?，就可將該斜坡作為平路進(jìn)行處理，因此反射鏡能返回到初始的默認(rèn)位置。
圖9至圖11表示繞x軸滾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時系統(tǒng)100的操作，此時車輛不繞其它兩個軸線的轉(zhuǎn)動。
圖9表示沿平路車道35行駛的車輛10的后側(cè)。后視鏡82、84、86設(shè)置在默認(rèn)位置，從而每個后視鏡都分別提供了車輛10后方的合理視野92、94、96。
如圖10所示，當(dāng)車輛10轉(zhuǎn)入傾斜路面36時，如果反射鏡相對于車輛10的位置保持靜止(即處于默認(rèn)位置)，由中間反射鏡84以及其它反射鏡提供的視野就相對于水平面發(fā)生失真。
參考圖11，根據(jù)本發(fā)明，在車輛10轉(zhuǎn)入傾斜路面36時，車輛10發(fā)生繞x軸的滾轉(zhuǎn)p，轉(zhuǎn)動傳感器50檢測該滾轉(zhuǎn)，且相應(yīng)的輸入信號被傳送至控制單元60?？刂茊卧?0隨之向反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c提供適當(dāng)?shù)妮敵隹刂菩盘?，從而分別致動反射鏡82、84、86，并使它們分別繞x軸轉(zhuǎn)動以使視野偏移一個角度γ1，而變?yōu)?2′、94′、96′，從而對車輛10由于從車道35到傾斜路面36的角度變化而發(fā)生的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償。這一過程使得車輛10的駕駛員再次觀察到調(diào)節(jié)成水平的后方景物。因此，轉(zhuǎn)動角γ1取決于傾斜路面36與水平面之間的角度γ2。
因此，在車輛10從車道35行進(jìn)到傾斜路面36上時，車輛10繞其x軸實際旋轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)角p，反射鏡82、84、86也適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)，從而為駕駛員維持與轉(zhuǎn)動開始之前一樣的相對于水平面的相對視角。
如果在沿傾斜路面36行駛的同時車輛的姿態(tài)在梯度上發(fā)生變化(可包括從正梯度行進(jìn)到負(fù)梯度，例如在沿隆起或s形高速路行駛時)，轉(zhuǎn)動傳感器50將再次感測車輛相對于x軸的姿態(tài)變化。合適的輸入信號再次被傳送到反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c，從而以合適的方式改變反射鏡82、84、86繞x軸的旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)車輛繼續(xù)沿傾斜角γ1大致恒定的道路行駛時，可選地，控制單元60可指示反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c維持當(dāng)前的位置?？商鎿Q地，控制單元60可感測到車輛已經(jīng)沿傾斜路面行駛了預(yù)定量的時間或距離，并在此情形下，使反射鏡返同到默認(rèn)位置，以更好地觀看道路狀況。因此，可類似于水平車道一樣對后一情形加以處理，因而反射鏡能返回到初始的默認(rèn)位置。
根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)100適于通過轉(zhuǎn)動傳感器50對道路狀況進(jìn)行感測，即，同時檢測車輛繞x、y和z軸的轉(zhuǎn)動。此外，系統(tǒng)100同時向反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c提供致動信號，從而使每個反射鏡驅(qū)動裝置適當(dāng)?shù)乩@x、y和z軸轉(zhuǎn)動，以經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整后，使每個反射鏡的每個旋轉(zhuǎn)分量與本文針對每個旋轉(zhuǎn)分量所描述的類似，從而優(yōu)化每個反射鏡呈現(xiàn)給駕駛員的視野。
因而，一旦車輛10已經(jīng)停止繞x、y或z軸中任一個轉(zhuǎn)動，并正在沿固定但不同的方向行駛(例如向北而不是向西、和/或沿恒穩(wěn)的斜坡向上、和/或沿傾斜路面、例如和/或沿半徑恒定的彎道)時，每個對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度分量p、q、r的變化率將為零，盡管每個角度相對于外部坐標(biāo)系的絕對值在轉(zhuǎn)動操作開始前就可能已經(jīng)改變且可能繼續(xù)從初始值發(fā)生改變。在這些情形下，反射鏡的角配置可保持固定，直到車輛開始再次繞x、y、z軸中任一個轉(zhuǎn)動，或者可替換地，反射鏡的角配置可返回到默認(rèn)位置。
優(yōu)選地，以相對高的頻率對旋轉(zhuǎn)角度分量p、q、r大小的變化進(jìn)行更新，該頻率可以是恒定的、或者可根據(jù)道路狀況而變化，例如在2Hz到300Hz的范圍內(nèi)，通常例如為200Hz，且將更新了的旋轉(zhuǎn)角輸入到控制單元60中，從而可平滑地并大致以可被認(rèn)為是連續(xù)的方式更新反射鏡82、84、86的位置。
可選地，控制單元60也可接收從速度計45輸入的車輛速度，以進(jìn)一步精細(xì)地計算每個反射鏡82、84、86所需的傾斜角。
系統(tǒng)100優(yōu)選地還包括使得使用者能對系統(tǒng)100的操作進(jìn)行控制的使用者界面40。例如，界面40包括開/關(guān)轉(zhuǎn)換器，該開/關(guān)轉(zhuǎn)換器使得使用者能切斷系統(tǒng)100的操作，從而使得反射鏡82、84、86如同正常靜態(tài)安裝的反射鏡一樣操作。界面40可提供一種選擇，即在切斷系統(tǒng)100時，會使反射鏡82、84、86返回到它們的默認(rèn)位置，或?qū)⒎瓷溏R保持在它們此時所處方位。該界面40還可允許單獨地切斷或接通每個反射鏡82、84、86的操作。
可選地，界而40還可具有指示控制單元60提供合適的輸出信號的能力，以使反射鏡82、84、86中的一個或多個繞y軸傾斜，從而使視野相對于水平面降低。這一特征對避免在背對處于較低位置的太陽行駛時，或當(dāng)尾隨車輛的遠(yuǎn)光燈打開時可能發(fā)生的炫目是有用的。合適地打開界面40使得使用者能選擇反射鏡傾斜的模式特征?？蛇x地，通過在一個或多個反射鏡附近設(shè)置合適的光檢測器以檢測入射到反射鏡上的光線強(qiáng)度，從而使反射鏡的傾斜特征自動化。該光檢測器可操作地連接到控制單元60上，而且當(dāng)由光檢測器檢測到的光線強(qiáng)度超過了與炫目相關(guān)的預(yù)定閾值時，合適的信號就被傳送到一個或多個反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c中，從而使反射鏡傾斜合適的量。關(guān)于這一點，一個或多個反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c可繼續(xù)傾斜，直到由光檢測器檢測到的光線強(qiáng)度已經(jīng)減小到閾值以下?？稍诮缑?0內(nèi)提供一種選擇，以使自動反射鏡傾斜特征無效，從而使得使用者能使反射鏡傾斜或使該傾斜反向，以使反射鏡返回到它們在傾斜之前的位置或返回到默認(rèn)位置。應(yīng)指出的是，如果在使用反射鏡傾斜特征前系統(tǒng)就在運行，則系統(tǒng)100通常繼續(xù)對反射鏡82、84、86進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償?shù)缆窢顩r的變化，而且在此之上添加所需的反射鏡傾斜。從而，如果在這些情形下停用反射鏡傾斜特征，則反射鏡會采取與控制單元60根據(jù)傳感器50提供的合適輸入信號所確定的一樣的、相對于x、y和z軸的合適方位。
界面40還可用于設(shè)置反射鏡82、84、86的默認(rèn)位置，而且實際上可將默認(rèn)位置的設(shè)定存儲在合適的存儲器中，其中不同的設(shè)置對應(yīng)于車輛10的不同駕駛員。因而，界面40可包括顯示器(如LED顯示器)，通過該顯示器可向使用者提供信息提示。該顯示器操作地連接到合適的微處理器單元上，該微處理器單元可與包括在控制單元60內(nèi)的微處理器單元相同或與之不同。如果新的使用者希望輸入默認(rèn)位置，則該顯示器提示使用者輸入唯一標(biāo)識符，該唯一標(biāo)識符可例如包括使用者的名字。然后，詢問使用者要設(shè)置哪一個反射鏡，且使用者能在反射鏡82、84、86中進(jìn)行選擇。在選定反射鏡后，相應(yīng)的反射鏡被定位，從而為坐在駕駛員座椅上的使用者提供所期望的方位和視野。對反射鏡的定位可以是手動的，例如手動地將反射鏡移動到所需位置。合適的角位置傳感裝置以及對控制單元60和界面40的反饋是使得待存儲的位置能供將來使用所必須的?？商鎿Q地，能以動力驅(qū)動的方式實現(xiàn)對反射鏡的定位，例如采用合適的反射鏡驅(qū)動裝置70，以及通過操作地連接到反射鏡驅(qū)動裝置70上的操縱桿或其它控制輸入部件，直接地或者通過控制單元60或界面40對反射鏡的定位進(jìn)行控制。對于其余的反射鏡可重復(fù)該過程。使用者因此可選擇將當(dāng)前設(shè)置保存在合適存儲器中，從而使用者能恢復(fù)默認(rèn)位置的設(shè)置值。大量不同使用者能存儲他們各自的反射鏡默認(rèn)位置的設(shè)置值，從而，無論何時這些使用者中的不同人進(jìn)行駕駛時，界面40允許為反射鏡設(shè)置相應(yīng)的默認(rèn)值。
界面40可進(jìn)一步包括使得轉(zhuǎn)動傳感器50的數(shù)據(jù)參考值能被設(shè)置或重新設(shè)置的特征。為了使用這一特征，將車輛放在平坦的水平表面上，而且通過合適的致動器，將p、q、r的當(dāng)前角度分量值設(shè)置為車輛的數(shù)據(jù)值。
轉(zhuǎn)動傳感器50優(yōu)選為三軸傳感器，而且可包括任何合適的結(jié)構(gòu)。盡管可將傳感器50放置在相對于車輛10而言方便的任何位置處，但優(yōu)選地將該傳感器安裝成盡可能靠近車輛10的重心?？蛇x地，可將不止一個傳感器50安裝到車輛上并操作地連接到控制單元60上?？蛇x地，傳感器50可包括多個傳感單元，而每個傳感單元對繞三個相互正交的軸線中的一個軸線的轉(zhuǎn)動進(jìn)行檢測。
轉(zhuǎn)動傳感器50可為基于陀螺儀的，例如包括三個旋轉(zhuǎn)的陀螺儀，每個陀螺儀繞相互正交的軸線轉(zhuǎn)動，而且陀螺儀可以是機(jī)械陀螺儀、激光陀螺儀、光學(xué)陀螺儀或其它任何合適的陀螺儀。這些陀螺儀的合適示例可包括，例如德國慕尼黑的Wuntronic股份有限公司提供的陀螺儀傳感器。根據(jù)本發(fā)明的基于陀螺儀的轉(zhuǎn)動傳感器50設(shè)置成提供相對于車輛正交軸x、y、z的轉(zhuǎn)動角度p、q、r，而不是相對于外部固定坐標(biāo)系的角度。然而，陀螺儀通常這樣操作，以保持它們相對于外部固定坐標(biāo)系的方位，或提供對相對于這一外部坐標(biāo)系的角度偏差的測量。因此，在本發(fā)明中，基于陀螺儀的轉(zhuǎn)動傳感器50不僅為每個旋轉(zhuǎn)角度分量p、q、r提供角度的絕對變化，還提供相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速率。
因此，控制單元60接收關(guān)于每個旋轉(zhuǎn)角度分量p、q、r的信號，這些信號從而可能包括與相對于外部參考坐標(biāo)系的絕對角度的變化相關(guān)的數(shù)據(jù)，也可能包括與角度變化率相關(guān)的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生合適的、要傳輸?shù)矫總€驅(qū)動裝置70的致動器信號。將該數(shù)據(jù)饋送到控制單元60，以使視野發(fā)生改變，例如這里所描述的那樣，該控制單元60優(yōu)選地包括合適的已經(jīng)校準(zhǔn)和編程的微處理器元件以向每個驅(qū)動裝置70提供合適的信號。
可替換地，轉(zhuǎn)動傳感器50可包括三軸加速度計和三軸角速率傳感器，可一起使用這些裝置來提供與車輛相對于三軸x、y、z的方位相關(guān)的精確數(shù)據(jù)。一般地，加速度計使得能對由車輛轉(zhuǎn)彎、加速或剎車而引起的力進(jìn)行測量，但在車輛不處于水平時，逐漸導(dǎo)致誤差。另一方面，傾斜傳感器能精確測量作為參考方向的重力方向，但在車輛轉(zhuǎn)彎、加速或剎車時，會提供不精確的角度測量。Grossbow的“車輛動態(tài)運動測量”公開了一種對車輛動態(tài)運動進(jìn)行精確測量的角速率傳感器和角速度計的系統(tǒng)，本文結(jié)合其全部內(nèi)容。
因此，每個角速率傳感器例如對車輛繞相應(yīng)的x、y、z軸旋轉(zhuǎn)的速率進(jìn)行測量。將每個速率對時間積分，從而得到作為時間函數(shù)的相對于x、y、z軸中的每個的轉(zhuǎn)動角。從而，對每個偏轉(zhuǎn)、俯仰和滾轉(zhuǎn)而言，角速率中的偏移誤差在角度中產(chǎn)生誤差，該誤差隨時間而線性增加。另外，速率傳感器中的隨機(jī)噪聲在所計算的角度中產(chǎn)生隨機(jī)走動效應(yīng)(random-walk effect)，即使在不存在速率偏移誤差時，這也會引起所計算的角度以與時間的平方根成比例的速率漂移。通過采用在較短時間尺度內(nèi)對角度變化進(jìn)行測量的速率傳感器而克服了這些限制。于是加速度計用作傾斜傳感器以計算傾斜角度，且迫使從速率傳感器得到的每個偏轉(zhuǎn)、俯仰和滾轉(zhuǎn)角在長的時間尺度上緩慢地與相應(yīng)的加速度計角度相匹配。
大體上，實時地對每個速率傳感器輸出進(jìn)行積分，以得到原始的俯仰、偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)角。然后采用每個加速度計來測量重力方向，以推導(dǎo)出傾斜角，該傾斜角由下式給出傾斜角＝acrsin(n)其中，n為加速度，其被測量為重力加速度g的倍數(shù)。優(yōu)選地，可采用具有100HZ截斷頻率的低通過濾器(如單極阻容濾波器)來避免振動及類似效應(yīng)。
對每個偏轉(zhuǎn)、滾轉(zhuǎn)和俯仰采取以下過程。首先，計算原始角度與傾斜角度之間的差值，以提供用來校正角度計算的誤差信號。用增益參數(shù)k對該誤差信號進(jìn)行修正，該增益參數(shù)控制會采用多少誤差信號來對速率傳感器的角度進(jìn)行校正。然后，將原始角度加在誤差信號上，得出計算角度，該計算角度在短的時間尺度范圍內(nèi)由速率傳感器信息控制，但在長的時間范圍內(nèi)由加速度計數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。由k值來設(shè)定時間尺度。k值設(shè)定時間常數(shù)，在該時間常數(shù)下，通過重力角度的計算使速率傳感器角度的計算穩(wěn)定。通常將該時間常數(shù)選擇為比正在測試的希望操作長，而且將該值除以測量率而得到k值。例如，如果需要2秒的時間常數(shù)，而且在100Hz下測量加速度計和速率傳感器，則k值為2/100，即0.02。
在采用這一用于轉(zhuǎn)彎傳感器50的布置的情形中，控制單元可選地包括作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一部分的數(shù)字信號處理器，以提供實時的結(jié)果。
可選地，可采用溫度傳感器來提供溫度數(shù)據(jù)，以對加速度計和速率傳感器的輸出中的溫度效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。
可選地，而且優(yōu)選地，第一實施例還適于使得使用者能根據(jù)預(yù)定的狀況，繞x、y或z軸中的任何軸線旋轉(zhuǎn)和擺動反射鏡82、84、86中的一個或多個。這樣的擺動使得駕駛員能夠掃描并從而有效地暫時擴(kuò)大了相應(yīng)的視野。該掃描能力的一個特別有用的應(yīng)用具體涉及繞z軸的擺動，而且對例如車輛10的駕駛員希望超過在其前面的車輛時的情形是有用的。
例如并參考圖13，在沿車道12行駛的車輛10希望超過在其前面行駛的車輛23時，或儀僅只是改變車道時，必須確定左邊車道11對該操作而言是暢通的。因此，車輛10的駕駛員檢查反射鏡82、84、86以檢查車輛10側(cè)面和后方的交通狀況。然而，如該圖中示出的那樣，反射鏡82、84、86分別提供視野102、104、106，這些視野沒有完全180度地覆蓋車輛側(cè)面和后方，從而給駕駛員留下一些盲點。特別地，駕駛員不能從左側(cè)反射鏡82看到位于由該反射鏡提供的視野102前方的另一車輛32。因而，如果駕駛員試圖在這樣的狀態(tài)下進(jìn)行超車操作，就將與車輛32發(fā)生碰撞。因此，負(fù)責(zé)任的駕駛員傾向于直接通過轉(zhuǎn)動他們的頭部來檢查完全180度的視野，從而在這一瞬間，駕駛員的眼睛離開了前向方向，也正因為這樣，這并非是沒有風(fēng)險的。
參考圖14，本發(fā)明的掃描特征使反射鏡82、84、86能繞z軸轉(zhuǎn)動通過合適的角度范圍，從而顯著地擴(kuò)大了相應(yīng)的視野。從而，在一個操作模式中，駕駛員側(cè)的反射鏡82繞z軸旋轉(zhuǎn)到靠近車輛10的零位置，從而反射鏡82在其視野102′中捕獲到車輛左側(cè)的一部分。然后繞z軸沿外側(cè)方向使反射鏡82大約轉(zhuǎn)動角度θ1，使得優(yōu)選地在擺動最大時的一部分視野102″與前向方向成90度。因此，有效地將視野從圖13中的102增加到圖14中的102′乃至102″的范圍，從而顯著地擴(kuò)大了提供給駕駛員的視野，而無需駕駛員向后轉(zhuǎn)動他的頭部。通過類似的方式，可選地，也可分別使反射鏡84和86繞z軸旋轉(zhuǎn)通過角度θ2和θ3，以將視野104、106分別增加到104′乃至104″，以及106′乃至106″。從而，可為駕駛員提供車輛側(cè)面和后方大致完全180度的視野(盡管并非在同時提供全部)，從而駕駛員在決定是否繼續(xù)進(jìn)行超車操作或換道之前可檢查車輛側(cè)面和后方。
為了以掃描的模式操作系統(tǒng)100，將控制單元60設(shè)置成向反射鏡驅(qū)動裝置70a、70b、70c中的一個或多個提供合適的信號，從而這些反射鏡驅(qū)動裝置使相應(yīng)的反射鏡82、84、86繞合適的預(yù)定弧線并以預(yù)定的角轉(zhuǎn)動速率旋轉(zhuǎn)。反射鏡82的合適弧線可開始于例如-5度(即沿內(nèi)側(cè)方向)的掃描，以使反射鏡與x軸對齊，或者為使反射鏡從其當(dāng)前位置旋轉(zhuǎn)所需的任何其它值，該當(dāng)前位置可以為默認(rèn)位置，或例如為根據(jù)車輛姿態(tài)的其它位置(當(dāng)車輛也在轉(zhuǎn)動時)。然后，反射鏡82沿外側(cè)方向轉(zhuǎn)動約45度或40度，或者更少，從而提供給駕駛員的視野擺動角度θ1，優(yōu)選為達(dá)到90度。類似地，可首先沿內(nèi)側(cè)方向?qū)⒎瓷溏R86轉(zhuǎn)動-5度或其它合適的角度，然后沿外側(cè)方向轉(zhuǎn)動45度或小于45度的角度。中間透鏡可從其當(dāng)前位置沿順時針方向擺動，然后沿逆時針方向擺動以形成可為90度或更大的掃描角度θ2。優(yōu)選地，每個反射鏡的合適角速率例如為在1至3秒鐘內(nèi)完成每個反射鏡的完全擺動循環(huán)。
可以用眾多方式中的一種啟動掃描模式。例如，界面40可包括合適的控制開關(guān)，該控制開關(guān)使駕駛員在需要時能有選擇地使用掃描模式。這一控制開關(guān)可以是簡單的通斷開關(guān)。可替換地，該控制開關(guān)可使得使用者僅用所關(guān)心的反射鏡進(jìn)行掃描，并允許使用者在三個反射鏡中選擇。例如，使用者在啟動超車/換道操作之前，僅希望用反射鏡82進(jìn)行掃描，而在車輛10已經(jīng)超過車輛23之后又試圖重新回到車道12時，他/她可希望僅用反射鏡86掃描。
可替換地，車輛10的指示器開關(guān)的指示器電路可以操作地連接到控制單元60上，從而當(dāng)指示器打開時，系統(tǒng)100自動地開始一些或所有的反射鏡82、84、86的掃描。在這一情形下，例如只要指示器仍然處于觸發(fā)狀態(tài)，控制單元60可設(shè)置成例如每30秒就為反射鏡提供一個完整的擺動循環(huán)?？蛇x地，將控制單元60設(shè)置成根據(jù)指示器是指示左邊或右邊，相應(yīng)地擺動反射鏡82和86中的一個或另外一個(而且可選地，在任一情形下，還擺動中間反射鏡84)。優(yōu)選地，指示器通過界面40操作地連接到控制單元60上，從而使用者在需要時可選擇切斷掃描特征，從而在指示時沒有掃描。例如，在路旁停車時，駕駛員會希望具有相對于車輛10固定的視野。
類似地，經(jīng)過適當(dāng)變型后，可將系統(tǒng)100設(shè)計成通過與在這里針對z軸所描述的方式類似的方式，繞x軸和/或y軸擺動反射鏡82、84、86中的一個或多個反射鏡。
在掃描特征操作時，控制單元60通常設(shè)置成完全忽視來自轉(zhuǎn)動傳感器50的輸入信號，或至少忽視相對于將要掃描的角度的信號。優(yōu)選地，盡管控制單元60繼續(xù)接收來自轉(zhuǎn)動傳感器50的輸入信號，并確定用于操作驅(qū)動裝置70的輸出信號，但實際上并不將輸出信號、或至少與將要掃描的轉(zhuǎn)動角相關(guān)的輸出信號傳送到驅(qū)動裝置。
從而，在系統(tǒng)100被指示提供繞z軸的掃描時，控制單元60阻擋與車輛繞z軸的運動相關(guān)的輸出信號傳輸?shù)津?qū)動裝置70(或可簡單地忽視來自轉(zhuǎn)動傳感器50的信號)，且反而向適當(dāng)?shù)姆瓷溏R驅(qū)動裝置70提供與相應(yīng)的反射鏡根據(jù)所需的擺動旋轉(zhuǎn)而繞z軸的運動相關(guān)的適當(dāng)信號。當(dāng)完成了擺動旋轉(zhuǎn)時，控制單元60重新接收來自傳感器50的所有輸入信號，并繼續(xù)像以前一樣調(diào)節(jié)反射鏡。
盡管已經(jīng)參考車輛相對于三個軸線(x、y和z軸)的動態(tài)角運動對第一實施例進(jìn)行了描述，但也可形成本實施例的其它變型，其中可以考慮并采用儀繞兩個軸線的旋轉(zhuǎn)運動來調(diào)節(jié)反射鏡82、84、86，例如僅繞x和y軸(滾轉(zhuǎn)和俯仰)、僅繞x和z軸(滾轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn))，或僅繞y和z軸(俯仰和偏轉(zhuǎn))的旋轉(zhuǎn)。在本實施例的其它變型中，可以考慮并采用僅繞一個軸線的旋轉(zhuǎn)運動來調(diào)節(jié)反射鏡82、84、86，例如僅繞x軸(滾轉(zhuǎn))、僅繞y軸(俯仰)或僅繞z軸(偏轉(zhuǎn))的旋轉(zhuǎn)。在這些實施例變型的每一個中，轉(zhuǎn)動傳感器50可被顯著簡化，而僅需要對繞特定所關(guān)心的軸線/若干軸線的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測，且類似地，反射鏡驅(qū)動裝置70可同樣被簡化，以向反射鏡提供繞所關(guān)心的軸線/若干軸線的補(bǔ)償運動。類似地，經(jīng)適當(dāng)改變后，第一實施例的上述變型中的任一個都可具有使一個或多個反射鏡82、84、86以與上述第一實施例類似的方式繞一個或多個軸x、y、z擺動和掃描的能力。
在圖12中示出的本發(fā)明第二實施例，包括如參照第一實施例或其變型所描述的所有元件和特征，經(jīng)適當(dāng)變型后，具有以下差異。在第二實施例中，除了系統(tǒng)200被設(shè)置成供單個反射鏡82、84或86使用之外，系統(tǒng)200包括與第一實施例的轉(zhuǎn)動傳感器50、控制單元60、以及反射鏡驅(qū)動裝置70類似的、但經(jīng)過適當(dāng)變型后的轉(zhuǎn)動傳感器250、控制單元260、以及反射鏡驅(qū)動裝置270。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)動傳感器250、控制單元260、以及反射鏡驅(qū)動裝置270容納在反射鏡殼體275內(nèi)，從而系統(tǒng)200可作為單獨的獨立單元而配裝在每個后視鏡的位置處。該實施例具有通過相對較小的變型(通常只不過是將系統(tǒng)200電連接到車輛的電源上)就可容易地改裝到現(xiàn)有車輛上的優(yōu)點?？蛇x地，也可設(shè)置與上述第一實施例類似的、經(jīng)適當(dāng)變型的界面240，而且該界面可專用于每個系統(tǒng)200，或可供與車輛的多個反射鏡對應(yīng)的多個系統(tǒng)200使用。
在圖15中示出的本發(fā)明的第三實施例涉及為車輛的一個或多個后視鏡提供擺動運動，以使得使用者能掃描后方視野。根據(jù)第三實施例的系統(tǒng)300從而包括如根據(jù)第一實施例或其變型所描述的所有元件和特征，經(jīng)適當(dāng)變型后，具有以下差異。在第三實施例中，系統(tǒng)300包括用于每個反射鏡82、84、86的與第一實施例的控制單元60和反射鏡驅(qū)動裝置70類似、但經(jīng)適當(dāng)改變的控制單元360以及反射鏡驅(qū)動裝置370，但不需要轉(zhuǎn)動傳感器。從而控制單元360適于以與參照控制單元60所描述的方式類似的方式向反射鏡82、84、86提供擺動旋轉(zhuǎn)，但不會由于車輛的偏轉(zhuǎn)、滾轉(zhuǎn)和/或俯仰運動而向反射鏡提供執(zhí)行額外調(diào)節(jié)的信號?？刹捎帽姸喾绞街械娜我环N來啟動掃描模式，例如，如對第一實施例所描述的那樣并經(jīng)適當(dāng)變型，從而系統(tǒng)300可選地還包括在形式上和功能上與第一實施例的界面40類似的界面340。
在圖16中示出的本發(fā)明的第四實施例涉及為車輛的單個后視鏡提供擺動運動，以使得使用者能掃描后方視野。根據(jù)第四實施例的系統(tǒng)400從而包括如根據(jù)第二實施例或其變型所描述的所有元件和特征，經(jīng)適當(dāng)變型后，具有以下的差異。在第四實施例中，系統(tǒng)400包括用于反射鏡82、84、86中的任何一個(如反射鏡82)的、與第二實施例的控制單元260以及反射鏡驅(qū)動裝置270類似但經(jīng)適當(dāng)變型后的控制單元460以及反射鏡驅(qū)動裝置470，但不需要轉(zhuǎn)動傳感器。因此，控制單元460適于以與參照控制單元260所描述的方式類似的方式向其中一個反射鏡(如反射鏡82)提供擺動旋轉(zhuǎn)，但不會由于車輛的偏轉(zhuǎn)、滾轉(zhuǎn)和/或俯仰運動而向反射鏡提供執(zhí)行調(diào)節(jié)的信號?？刹捎帽姸喾绞街械娜我环N來啟動掃描模式，例如，如對第一實施例所描述的那樣并經(jīng)適當(dāng)變型，從而系統(tǒng)400可選地還包括在形式上和功能上與第一實施例的界面40類似的界面440。與第二實施例一樣，控制單元460和反射鏡驅(qū)動裝置470可選地容納在反射鏡殼體475中，從而系統(tǒng)400可作為單獨的獨立單元而裝配在每個后視鏡的位置處。本實施例也具有通過相對較小的變型(通常只不過是將系統(tǒng)400電連接到車輛的電源上)就可容易地改裝到現(xiàn)有車輛上的優(yōu)點。
盡管已經(jīng)示出并公開了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，但應(yīng)理解在不背離本發(fā)明的精神的情況下可做出許多改變。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的反射鏡位置自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其包括(a)至少一個可移動地安裝在所述車輛上的反射鏡；(b)轉(zhuǎn)動傳感器，其可安裝在所述車輛上，并適于對所述車輛繞至少兩個正交軸線的旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號；(c)控制單元，其操作地連接到所述轉(zhuǎn)動傳感器上，并適于對所述輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號；(d)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其操作地連接到所述控制單元上，并連接至所述或每個所述至少一個反射鏡上，用于對所述輸出信號作出響應(yīng)使所述或每個反射鏡繞所述至少兩個正交軸線旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動傳感器適于對所述車輛的偏轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動傳感器適于對所述車輛的偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動傳感器適于對所述車輛的滾轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動傳感器適于對所述車輛的偏轉(zhuǎn)、俯仰和滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動傳感器是基于陀螺儀的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述陀螺儀是機(jī)械陀螺儀、激光陀螺儀和光學(xué)陀螺儀中的任何一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動傳感器包括能對所述車輛沿所述至少兩個軸線的加速度進(jìn)行測量的加速度計裝置，該裝置連接到能對所述車輛沿所述至少兩個軸線的旋轉(zhuǎn)速率進(jìn)行測量的角速率傳感器裝置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度計裝置能對所述車輛沿包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線的加速度進(jìn)行測量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角速率傳感器能對所述車輛沿包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線的角速率進(jìn)行測量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括處理裝置，該處理裝置用于對由所述角速率傳感器提供的關(guān)于每一軸線的角速率進(jìn)行積分，從而提供關(guān)于每一軸線的原始角度，而且用于從由所述加速度計裝置提供的加速度測量結(jié)果中推導(dǎo)出關(guān)于每一軸線的傾斜角，并用于在預(yù)定的時期內(nèi)，迫使所述原始角與每一軸線的所述傾斜角匹配。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置包括在所述控制單元內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置包括數(shù)字信號處理器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)適于使所述或每個反射鏡繞包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括用于使相應(yīng)的所述反射鏡繞所述三個正交軸線旋轉(zhuǎn)的電機(jī)裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括微處理器單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于根據(jù)預(yù)定條件而提供所述輸出信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供所述輸出信號，從而所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)分別使所述相應(yīng)反射鏡在所述每個所述軸線上沿著與所述車輛繞每個所述軸線旋轉(zhuǎn)的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡偏轉(zhuǎn)到這樣的位置，該位置在所述車輛沿彎曲道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于在所述車輛沿曲率大致恒定的彎曲道路行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的偏轉(zhuǎn)角保持為大致恒定。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡俯仰到這樣的位置，該位置在所述車輛沿斜坡道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于在所述車輛沿梯度大致恒定的斜坡道路上行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的俯仰角保持為大致恒定。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，相對于所述車輛的所述恒定的俯仰角與所述至少一個反射鏡在其默認(rèn)位置處的俯仰角大致相似，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡滾轉(zhuǎn)到這樣的位置，該位置在所述車輛沿傾斜道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于在所述車輛沿梯度大致恒定的傾斜道路行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的滾轉(zhuǎn)角保持為大致恒定。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，相對于所述車輛的所述恒定的滾轉(zhuǎn)角與所述至少一個反射鏡在其默認(rèn)位置處的滾轉(zhuǎn)角大致相似，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括操作地連接到所述控制單元上的界面單元。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述界面單元適于指示所述控制單元向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述界面單元適于為多個使用者設(shè)置并存儲所述默認(rèn)位置。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述界面單元適于使得使用者能夠選擇地啟動或停用所述系統(tǒng)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述界面單元適于在所述系統(tǒng)停用時，指示所述控制單元向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元適于對預(yù)定輸入作出響應(yīng)而選擇性地提供輸出信號，其中所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)對所述輸出信號作出響應(yīng)，而使所述或每個反射鏡繞所述至少一個所述軸線擺動通過預(yù)定的角路徑。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角路徑向所述至少一個反射鏡提供偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角路徑通過相應(yīng)的所述反射鏡向所述車輛的駕駛員提供對有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角路徑包括相應(yīng)的所述反射鏡向著所述車輛的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以及遠(yuǎn)離所述車輛的向外旋轉(zhuǎn)。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定輸入由操作地連接到所述控制單元上的界面單元提供。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定輸入由操作地連接到所述控制單元上的指示器電路提供。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)容納在合適的殼體內(nèi)。
40.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個反射鏡包括安裝在所述車輛內(nèi)部的第一后視鏡、安裝在所述車輛外部右側(cè)上的第二后視鏡、以及安裝在所述車輛外部左側(cè)上的第三后視鏡。
41.一種用于車輛的反射鏡自動擺動系統(tǒng)，其包括(a)至少一個可移動地安裝在所述車輛上的反射鏡；(b)適于對預(yù)定輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號的控制單元；(c)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其操作地連接到所述控制單元上，并連接至所述或每個所述至少一個反射鏡上，用于對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述或每個反射鏡繞所述至少一個軸線擺動通過預(yù)定的角路徑。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角路徑向所述至少一個反射鏡提供偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角路徑通過相應(yīng)的所述反射鏡向所述車輛的駕駛員提供對有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角路徑包括相應(yīng)的所述反射鏡向著所述車輛的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以及遠(yuǎn)離所述車輛的向外旋轉(zhuǎn)。
45.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括用于使相應(yīng)的所述反射鏡繞所述至少一個軸線旋轉(zhuǎn)的電機(jī)裝置。
46.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括微處理器單元。
47.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定輸入由操作地連接到所述控制單元上的界面單元提供。
48.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定輸入由操作地連接到所述控制單元上的指示器電路提供。
49.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)容納在合適的殼體內(nèi)。
50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述界面單元適于使得使用者能夠選擇地啟動或停用所述系統(tǒng)。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述界面單元適于在所述系統(tǒng)停用時，指示所述控制單元向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
52.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個反射鏡包括下列任何一個反射鏡安裝在所述車輛內(nèi)部的后視鏡、安裝在所述車輛外部右側(cè)上的后視鏡、以及安裝在所述車輛外部左側(cè)上的后視鏡。
53.一種用于車輛的反射鏡位置自動調(diào)節(jié)方法，其包括下列步驟(a)提供至少一個可移動地安裝到所述車輛上的反射鏡；(b)對所述車輛繞至少兩個正交軸線的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測，并對所述旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號；(c)對所述輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號；(d)對所述輸出信號作出響應(yīng)而使所述或每個反射鏡繞所述至少兩個正交軸線旋轉(zhuǎn)。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，對所述車輛的偏轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生所述輸入信號。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，對所述車輛的偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生所述輸入信號。
56.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，對所述車輛的滾轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生所述輸入信號。
57.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，對所述車輛的偏轉(zhuǎn)、俯仰和滾轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生所述輸入信號。
58.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，通過合適的陀螺儀對所述旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，所述陀螺儀是機(jī)械陀螺儀、激光陀螺儀和光學(xué)陀螺儀中的任何一種。
60.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，通過能對所述車輛在所述至少兩個軸線上的加速度進(jìn)行測量的加速度計裝置檢測所述旋轉(zhuǎn)，該加速度計裝置連接到能對所述車輛在所述至少兩個軸線上的旋轉(zhuǎn)速率進(jìn)行測量的角速率傳感器裝置上。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度計裝置對所述車輛在包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線上的加速度進(jìn)行測量。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角速率傳感器對所述車輛繞包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線的角速率進(jìn)行測量。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括下列步驟對由所述角速率傳感器提供的關(guān)于每一軸線的角速率進(jìn)行積分，從而提供關(guān)于每一軸線的原始角度，而且從由所述加速度計裝置提供的加速度測量結(jié)果中推導(dǎo)出關(guān)于每一軸線的傾斜角，并在預(yù)定的時期內(nèi)，迫使所述原始角與每一軸線的所述傾斜角匹配。
64.根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括使所述或每個反射鏡繞包括所述至少兩個軸線的三個正交軸線旋轉(zhuǎn)的步驟。
65.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)定的條件而提供所述輸出信號。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述反射鏡繞每個所述軸線在與所述車輛繞每個相應(yīng)的所述軸線的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，所述輸出信號用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
68.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述至少一個反射鏡偏轉(zhuǎn)到這樣的位置，該位置在所述車輛沿彎曲道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，在所述車輛沿曲率大致恒定的彎曲道路行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的偏轉(zhuǎn)角保持為大致恒定。
70.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述至少一個反射鏡俯仰到這樣的位置，該位置在所述車輛沿斜坡道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法，其特征在于，在所述車輛沿梯度大致恒定的斜坡道路行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的俯仰角保持為大致恒定。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，相對于所述車輛的所述恒定的俯仰角與所述至少一個反射鏡在其默認(rèn)位置處的俯仰角大致相似，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
73.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述至少一個反射鏡滾轉(zhuǎn)到這樣的位置，該位置在所述車輛沿傾斜道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其特征在于，在所述車輛沿梯度大致恒定的傾斜道路行駛時，將所述至少一個反射鏡與所述車輛之間的滾轉(zhuǎn)角保持為大致恒定。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其特征在于，相對于所述車輛的所述恒定的滾轉(zhuǎn)角與所述至少一個反射鏡在其默認(rèn)位置處的滾轉(zhuǎn)角大致相似，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
76.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟提供用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置的輸出信號，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，包括為多個使用者設(shè)置并存儲所述默認(rèn)位置的步驟。
78.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，還包括對預(yù)定輸入作出響應(yīng)而選擇性地提供輸出信號，其中對所述輸出信號作出響應(yīng)，而使所述或每個反射鏡繞所述至少一個所述軸線擺動通過預(yù)定的角路徑。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于，所述角路徑向所述至少一個反射鏡提供偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。
80.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于，所述角路徑通過相應(yīng)的所述反射鏡為所述車輛的駕駛員提供對有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。
81.根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其特征在于，所述角路徑包括相應(yīng)的所述反射鏡向著所述車輛的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以及遠(yuǎn)離所述車輛的向外旋轉(zhuǎn)。
82.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于，由操作地連接到控制單元上的界面單元提供所述預(yù)定輸入，用于產(chǎn)生所述輸出信號。
83.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于，由操作地連接到控制單元上的指示器電路提供所述預(yù)定輸入，用于產(chǎn)生所述輸出信號。
84.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，所述至少一個反射鏡包括安裝在所述車輛內(nèi)部的第一后視鏡、安裝在所述車輛外部右側(cè)上的第二后視鏡、以及安裝在所述車輛外部左側(cè)上的第三后視鏡。
85.一種用于車輛的反射鏡自動擺動方法，其包括下列步驟(a)至少一個反射鏡可移動地安裝到所述車輛上；(b)對預(yù)定的輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號；(c)對所述輸出信號作出響應(yīng)，使所述或每個反射鏡繞所述至少一個軸線擺動通過預(yù)定的角路徑。
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，所述角路徑向所述至少一個反射鏡提供偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。
87.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，所述角路徑通過相應(yīng)的所述反射鏡為所述車輛的駕駛員提供對有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。
88.根據(jù)權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，所述角路徑包括相應(yīng)的所述反射鏡向著所述車輛的向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以及遠(yuǎn)離所述車輛的向外旋轉(zhuǎn)。
89.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，由操作地連接到控制單元上的界面單元提供所述預(yù)定輸入，用于產(chǎn)生所述輸出信號。
90.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，由操作地連接到控制單元上的指示器電路提供所述預(yù)定輸入，用于產(chǎn)生所述輸出信號。
91.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟，在所述擺動停止時，向所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供輸出信號，用于使所述至少一個反射鏡返回到默認(rèn)位置，該默認(rèn)位置在所述車輛沿平直道路行駛時為所述車輛的駕駛員提供最佳的視野。
92.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，所述至少一個反射鏡包括下列任何一個反射鏡安裝在所述車輛內(nèi)部的后視鏡、安裝在所述車輛外部右側(cè)上的后視鏡、以及安裝在所述車輛外部左側(cè)上的后視鏡。
全文摘要
提供了一種用于車輛的反射鏡位置自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)(100)和方法，使得能對所述車輛繞兩個或三個正交軸線的旋轉(zhuǎn)運動作出響應(yīng)而自動調(diào)節(jié)一個或多個后視鏡(82、84、86)的位置，從而為所述車輛的駕駛員提供改善了的視野。安裝在所述車輛上的轉(zhuǎn)動傳感器(50)對所述車輛繞至少兩個正交軸線的旋轉(zhuǎn)作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸入信號。控制單元(60)對這些輸入信號作出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號。連接到每個反射鏡上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(70)對輸出信號作出響應(yīng)而使反射鏡繞正交軸線旋轉(zhuǎn)。也提供了用于使反射鏡繞至少一個軸線擺動的特征，從而為所述車輛的駕駛員提供對有效擴(kuò)大了的視野的視覺掃描。
文檔編號B60R1/02GK1826245SQ200480021374
公開日2006年8月30日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者祖海爾·阿格雷斯特 申請人:祖海爾·阿格雷斯特