车内图像采集模块、虚拟交互装置、虚拟交互系统和虚拟交互方法与流程

本发明涉及车辆通信领域，尤其是涉及一种用于车辆的虚拟交互装置的车内图像采集模块。本发明还涉及一种相应的用于车辆的虚拟交互装置、一种相应的用于车辆的虚拟交互系统和一种相应的用于车辆的虚拟交互方法。

背景技术：

1、近年来，随着生活水平的进步和技术的发展，人与人之间的交互方式发生了明显的转变，即使相隔远距离也能够进行实时交互，其中，作为主要使用的交通工具，车辆在交互方面的要求越来越高。

2、为了实现更真实的交互体验，在现有技术中已存在安装在车辆内部的全息投影装置，以使车内乘员能够看到与其交互的车外人员的三维动态图像。然而，车外人员并不能看到车内图像，这不利地影响了车外人员的交互体验感。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于提出一种改进的用于车辆的虚拟交互装置的车内图像采集模块，通过所述车内图像采集模块可以为外部交互人员提供所需的车内图像，从而使外部交互人员具有置身车内的感觉，由此实现沉浸式的交互体验感，并且增强车辆的科技感和移动互联属性。此外，本发明的目的还在于提出一种相应的用于车辆的虚拟交互装置、一种相应的用于车辆的虚拟交互系统和一种相应的用于车辆的虚拟交互方法。

2、根据本发明的第一方面，提供一种用于车辆的虚拟交互装置的车内图像采集模块，其中，所述车内图像采集模块至少包括：

3、-车端摄像头，所述车端摄像头布置在所述车辆内部并且被配置成适于拍摄车内图像；

4、-驱动机构，所述驱动机构被配置成适于驱动所述车端摄像头运动；和

5、-控制器，所述控制器被配置成适于根据接收的位置信号生成用于所述驱动机构的控制指令，以实现所述车端摄像头的相应于所述位置信号的运动。

6、在本发明的框架下，“虚拟交互”应理解为能够提供高沉浸度的三维互动体验并且适合需要复杂交互和仿真体验的应用场景的交互方式。

7、相比于现有技术，在根据本发明的用于车辆的虚拟交互装置的车内图像采集模块中，车端摄像头并不是固定不动的，而是能够根据接收的位置信号借助驱动机构相应地运动，所述位置信号表明车外交互人员的期望视角，使得车端摄像头能够按照车外交互人员的需求拍摄车内图像，所述车内图像被提供给车外交互人员，由此使车外交互人员以期望的第一视角查看车内图像并且与车内乘员进行交互，从而为车外交互人员提供沉浸式的、如同置身车内的交互体验感，这不仅能够提升交互趣味性，还能够增强车辆的科技感和移动互联属性。

8、示例性地，所述驱动机构至少包括驱动电机和第一转轴，所述第一转轴被配置成适于将所述驱动电机的旋转运动转化为所述车端摄像头的在水平平面中的旋转运动。

9、示例性地，所述第一转轴与所述驱动电机的输出轴抗扭地连接并且通过齿轮与所述车端摄像头的外壳啮合连接。

10、示例性地，所述驱动机构包括第二转轴，所述第二转轴被配置成适于将所述驱动电机的旋转运动转化为所述车端摄像头的在竖直平面中的摆动运动。

11、示例性地，所述第一转轴能轴向伸缩地构造，以带动所述车端摄像头沿高度方向上下平移。

12、示例性地，所述车内图像采集模块包括第一壳体，其中，在所述车内图像采集模块的工作状态中，通过所述第一转轴的伸长使所述车端摄像头从所述第一壳体伸出，而在所述车内图像采集模块的停机状态中，通过所述第一转轴的缩短使所述车端摄像头缩回至所述第一壳体中。

13、根据本发明的第二方面，提供一种用于车辆的虚拟交互装置，其中，所述虚拟交互装置至少包括：

14、-根据本发明的车内图像采集模块；和

15、-通信模块，所述通信模块被配置成适于实现与所述车辆外部的配对虚拟交互装置的无线通信连接。

16、示例性地，所述虚拟交互装置还包括全息投影模块，所述全息投影模块包括至少一个全息成像单元，所述全息成像单元具有全息成像膜和投影屏，所述投影屏被配置成适于将接收到的图像投射至所述全息成像膜，以生成全息投影。

17、示例性地，所述全息投影模块包括沿周向方向均匀分布的四个全息成像单元，所述全息成像单元完全相同地构造，其中，在所述全息投影模块的展开位态中，所述全息成像单元的所述全息成像膜与所述投影屏形成45°夹角。

18、示例性地，所述全息投影模块还包括铰链机构和第二壳体，所述铰链结构居中地布置在所述第二壳体中并且被配置成适于通过所述全息投影膜的围绕所述铰链机构的枢转运动使所述全息投影膜在展开位态和收回位态之间转换。

19、示例性地，所述全息投影模块和所述车内图像采集模块集成一体地构造。

20、示例性地，所述虚拟交互装置布置在所述车辆的车顶处。

21、根据本发明的第三方面，提供一种用于车辆的虚拟交互系统，其中，所述虚拟交互系统至少包括：

22、-根据本发明的虚拟交互装置，所述虚拟交互装置布置在所述车辆中；

23、-配对虚拟交互装置，所述配对虚拟交互装置位于所述车辆外部并且与所述虚拟交互装置无线通信连接，其中，所述配对虚拟交互装置至少包括远程遥控显示模块，所述远程遥控显示模块被配置成适于将位置信号发送至所述车内图像采集模块的控制器并且显示由车端摄像头拍摄的车内图像。

24、示例性地，所述远程遥控显示模块构造为可穿戴的虚拟现实设备。

25、示例性地，所述远程遥控显示模块构造有位置传感器，所述位置传感器被配置成适于检测车外交互人员的头部位置和/或眼球位置并生成相应的位置信号。

26、示例性地，所述虚拟交互装置包括全息投影模块，并且所述配对虚拟交互装置包括车外图像采集模块，所述车外图像采集模块被配置成适于以环视的方式拍摄车外图像并且将关于所述车外图像的数据发送至所述全息投影模块。

27、根据本发明的第四方面，提供一种用于车辆的虚拟交互方法，其中，所述虚拟交互方法通过根据本发明的虚拟交互系统实施，其中，所述虚拟交互方法至少包括以下步骤：

28、s11：由所述虚拟交互系统的配对虚拟交互装置的远程遥控显示模块将位置信号发送至虚拟交互装置的车内图像采集模块；

29、s12：所述车内图像采集模块的控制器根据所述位置信号生成用于驱动机构的控制指令，以使车端摄像头相应于所述位置信号运动；

30、s13：通过所述车端摄像头拍摄车内图像；

31、s14：通过所述虚拟交互装置的通信模块将所述车内图像发送至所述远程遥控显示模块，由所述远程遥控显示模块显示所述车内图像。

32、示例性地，在步骤s11中，所述位置信号根据所述远程遥控显示模块的位置传感器检测的车外交互人员的头部位置和/或眼球位置生成。

33、示例性地，当所述位置信号出现水平转动时，通过所述驱动机构的第一转轴将驱动电机的旋转运动转化为所述车端摄像头的在水平平面中的旋转运动；和/或，当所述位置信号出现竖直移动时，通过所述驱动机构的第二转轴将驱动电机的旋转运动转化为所述车端摄像头的在竖直平面中的摆动运动。

34、示例性地，所述虚拟交互方法附加地包括以下步骤：

35、s21：由所述配对虚拟交互装置的车外图像采集模块以环视的方式拍摄车外图像并且将所述车外图像发送至所述虚拟交互装置；

36、s22：通过所述虚拟交互装置的全息投影模块的投影屏将接收的所述车外图像投射至全息成像膜，以生成全息投影。