專(zhuān)利探秘之BMW DEE數(shù)字概念車(chē)

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“從專(zhuān)利角度對(duì)BMW Dee數(shù)字概念車(chē)中主要用到的顯示交互系統(tǒng)、數(shù)字情感交互技術(shù)、電子墨水（E-Ink）技術(shù)進(jìn)行深入分析?！?/strong>

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作者：許曉娜

2023年，第二十屆上海國(guó)際汽車(chē)工業(yè)展覽會(huì)上，寶馬展示了BMW數(shù)字情感交互概念車(chē)（Dee），該數(shù)字概念車(chē)是即將于2025年面世的寶馬“新世代”車(chē)型，其曾在美國(guó)拉斯維加斯的CES上首次亮相。寶馬BMW數(shù)字概念車(chē)Dee的展示也代表了寶馬汽車(chē)對(duì)未來(lái)車(chē)內(nèi)和車(chē)外數(shù)字體驗(yàn)的發(fā)展方向，其功能和體驗(yàn)效果遠(yuǎn)超當(dāng)下我們接觸的語(yǔ)音控制和駕駛輔助系統(tǒng)。

第20屆上海國(guó)際汽車(chē)工業(yè)展覽會(huì)前夕“2023BMW創(chuàng)想未來(lái)之夜”

BMW Dee數(shù)字概念車(chē)

據(jù)介紹，該款寶馬數(shù)字概念車(chē)聚焦情感體驗(yàn)，應(yīng)用新的交互技術(shù)全方位提升駕乘人員的乘車(chē)愉悅度。通過(guò)BMW先進(jìn)平視顯示系統(tǒng)（Advanced Head-up Display）和混合現(xiàn)實(shí)交互界面（Mixed Reality Slider）共同組成了BMW Dee數(shù)字概念車(chē)的中央控制系統(tǒng)，用戶可以在五個(gè)層級(jí)中自行選擇相應(yīng)的數(shù)字化體驗(yàn)與內(nèi)容，讓車(chē)輛成為進(jìn)入元宇宙的入口。該系統(tǒng)的投影內(nèi)容能夠覆蓋風(fēng)擋玻璃的整個(gè)寬度，從而讓信息可以在盡可能大的表面上被顯示出來(lái)。另外，寶馬在BMW Dee數(shù)字概念車(chē)的車(chē)身表面應(yīng)用了電子墨水（E-Ink）技術(shù)，通過(guò)不同的電脈沖，可呈現(xiàn)出多達(dá)32種車(chē)身顏色，從而實(shí)現(xiàn)了完全可變、可單獨(dú)配置的彩色外觀。

BMW Dee數(shù)字概念車(chē)

下面從專(zhuān)利角度對(duì)BMW Dee數(shù)字概念車(chē)中主要用到的顯示交互系統(tǒng)、數(shù)字情感交互技術(shù)、電子墨水（E-Ink）技術(shù)進(jìn)行深入分析。

顯示交互系統(tǒng)

寶馬在DEE數(shù)字概念車(chē)的顯示交互系統(tǒng)方面，布局了專(zhuān)利CN112297842A（具有多種顯示模式的自動(dòng)駕駛車(chē)輛），該專(zhuān)利申請(qǐng)保護(hù)的車(chē)輛具有多個(gè)顯示模式（如下圖所示），其包括在儀表盤(pán)設(shè)置全息投影儀14，用于在自由空間中進(jìn)行立體成像，以及用于前擋風(fēng)玻璃13的平視顯示器。全息投影儀不僅能使立體成像相對(duì)于平視顯示器、儀表盤(pán)顯示器和中控臺(tái)顯示器更接近于駕乘人員，從而便于駕乘人員觀看和必要時(shí)操作，而且為所顯示內(nèi)容賦予立體效果。

此外，還在各車(chē)窗玻璃設(shè)置調(diào)光裝置，調(diào)光裝置可以包括調(diào)光玻璃或調(diào)光膜，其通過(guò)施加電壓實(shí)現(xiàn)光透射率的變化，調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)環(huán)境的明暗變化，從而優(yōu)化各個(gè)顯示裝置的顯示效果。

通過(guò)對(duì)調(diào)光裝置的啟停使用，車(chē)輛顯示模式可呈現(xiàn)三種：在停用調(diào)光裝置的情況下，提供實(shí)時(shí)車(chē)外實(shí)景的街景模式；在啟用調(diào)光裝置的情況下，顯示交互數(shù)據(jù)的交互模式；在啟用調(diào)光裝置的情況下，顯示虛擬場(chǎng)景的氛圍模式。

通過(guò)多個(gè)顯示模塊、調(diào)光裝置、投影裝置的應(yīng)用，能夠提供不同需求下的沉浸式視覺(jué)效果，極大地豐富車(chē)內(nèi)乘員的駕乘體驗(yàn)。

CN112297842A（多顯示模式）典型附圖

寶馬針對(duì)顯示交互系統(tǒng)還布局了專(zhuān)利CN112558752A（用于操作平視顯示器的顯示內(nèi)容的方法、操作系統(tǒng)和車(chē)輛），該專(zhuān)利申請(qǐng)保護(hù)一種操作平視顯示器的方法，在平視顯示器上設(shè)置多種顯示元素，各顯示元素以多層陣列式進(jìn)行排布，多個(gè)顯示元素構(gòu)成多層陣列中的一個(gè)層，多個(gè)層沿第一方向（如X方向）排列，多個(gè)顯示元素沿正交于第一方向的第二方向（如Y方向）排列，其余顯示元素沿正交于第一方向和第二方向的第三方向（如Z方向）排列，形成多個(gè)顯示元素在三維空間內(nèi)的一種新型排布方式，可以為車(chē)內(nèi)乘員提供更為全局性的視角來(lái)了解通過(guò)顯示元素所能提供的功能、信息、項(xiàng)目等。

在對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行操作時(shí)，通過(guò)采集車(chē)內(nèi)人員在表征空間內(nèi)的移動(dòng)性手勢(shì)在各層之間切換和/或在一個(gè)層內(nèi)的各顯示元素之間進(jìn)行切換，車(chē)內(nèi)乘員能夠以符合顯示元素的排布關(guān)系進(jìn)行方便而富有邏輯性的直觀操作，優(yōu)化了車(chē)內(nèi)乘員與車(chē)輛的人機(jī)交互。而且，由于比車(chē)輛中傳統(tǒng)菜單提供更高的維度，能夠更為高效快捷地實(shí)現(xiàn)切換操作。

CN112558752A（平視顯示器操作方法）典型附圖

又如專(zhuān)利CN115686226A（用于車(chē)輛的用戶界面和車(chē)輛），該專(zhuān)利申請(qǐng)保護(hù)一種用戶界面（如下圖所示），包括用于在顯示器上顯示信息的二維顯示器7，二維顯示器包括像素布置結(jié)構(gòu)15和覆蓋像素布置結(jié)構(gòu)的覆蓋層16；光學(xué)蓋板9包括接觸表面10、用于顯示信息的三維顯示器表面和設(shè)置在接觸表面與三維顯示器表面11之間的光導(dǎo)材料12，蓋板的接觸表面布置在二維顯示器的凹槽20中，這樣在二維顯示器的接觸部分通過(guò)發(fā)射可由接觸表面接收的光而將要由三維顯示器表面呈現(xiàn)的信息傳遞到蓋板，通過(guò)將蓋板集成到顯示器中，用戶界面具有物理的三維形式。

CN115686226A（車(chē)輛用戶界面）典型附圖

再如專(zhuān)利CN115712372A（內(nèi)容顯示方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)和車(chē)輛），該專(zhuān)利申請(qǐng)保護(hù)一種車(chē)載電子設(shè)備的顯示方法，從外部電子設(shè)備上獲取待渲染內(nèi)容，車(chē)載電子設(shè)備所獲取的待渲染內(nèi)容是特定于應(yīng)用程序的內(nèi)容數(shù)據(jù)，對(duì)該內(nèi)容數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染(例如裁剪、策展)以使得渲染后的內(nèi)容更加適配于車(chē)內(nèi)顯示系統(tǒng)。以這種方式，實(shí)現(xiàn)了車(chē)載電子設(shè)備對(duì)外部電子設(shè)備應(yīng)用程序的內(nèi)容數(shù)據(jù)的可視化，提高了車(chē)載電子設(shè)備渲染并顯示的內(nèi)容的豐富性，增強(qiáng)了駕駛員和乘客對(duì)車(chē)載電子系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)。

通過(guò)上述分析可以看出，寶馬在顯示交互系統(tǒng)方面從顯示器像素結(jié)構(gòu)、內(nèi)容顯示方法、顯示內(nèi)容操作方法及顯示模式方面均在中國(guó)進(jìn)行了相關(guān)專(zhuān)利布局，且其專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了更細(xì)致的介紹，相關(guān)汽車(chē)或顯示器研發(fā)工程師可以重點(diǎn)關(guān)注寶馬相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)，為后續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新做借鑒，同時(shí)也為潛在的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避做準(zhǔn)備。

數(shù)字情感交互

在數(shù)字情感交互方面，寶馬也布局了多項(xiàng)專(zhuān)利。在專(zhuān)利CN114973209A（識(shí)別駕駛員情緒的方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)和車(chē)輛）中，由音頻拾取設(shè)備拾取的用戶語(yǔ)音，由攝像頭110捕獲的用戶面部圖像或軀干圖像，可以被車(chē)載系統(tǒng)120進(jìn)行分析以識(shí)別用戶102的狀態(tài)。其中，情緒識(shí)別時(shí)，先獲取待識(shí)別圖像序列，待識(shí)別圖像序列可以包括時(shí)間上相鄰的至少兩個(gè)待識(shí)別圖像，并且每個(gè)待識(shí)別圖像包括駕駛員面部，然后將該待識(shí)別圖像序列輸入情緒識(shí)別模型，以得到與待識(shí)別圖像序列對(duì)應(yīng)的情緒狀態(tài)序列。以這種方式，可以基于至少一個(gè)在先情緒狀態(tài)來(lái)預(yù)測(cè)在后情緒狀態(tài)，從而在包括駕駛員面部的待識(shí)別圖像的基礎(chǔ)上考慮了相鄰時(shí)刻之間情緒狀態(tài)保持不變或轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌鄠€(gè)情緒狀態(tài)的可能性，進(jìn)而提升了情緒識(shí)別方法的準(zhǔn)確率。

CN114973209A（駕駛員情緒識(shí)別）典型附圖

此外，寶馬還布局了專(zhuān)利EP3886027A1（使用車(chē)輛交互感知的輔助系統(tǒng)），通過(guò)采集和分析乘客的手勢(shì)或聲音有關(guān)的數(shù)據(jù)，確定乘客的交互是針對(duì)車(chē)輛還是其他實(shí)體，并基于分析執(zhí)行與乘客的交互計(jì)劃。在專(zhuān)利DE102020101339B4（車(chē)輛中的交互式氣味控制）中，通過(guò)投影儀將虛擬氣味粒子投影到乘員前方的表面上，同時(shí)在檢測(cè)到乘員的指定動(dòng)作時(shí)，釋放真香顆粒，通過(guò)交互的方式，增強(qiáng)個(gè)性化香味體驗(yàn)。在專(zhuān)利DE102019132626A1（用于確定關(guān)于車(chē)輛的設(shè)備特征的分配的方法、設(shè)備、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)）中，通過(guò)記錄乘員與車(chē)輛設(shè)備特征的交互，確定乘員情緒狀態(tài)，根據(jù)情緒狀態(tài)和交互,確定乘員偏好分?jǐn)?shù)，并將乘員的偏好分?jǐn)?shù)與交互相關(guān)聯(lián)，以不斷提升乘員駕乘體驗(yàn)。

在專(zhuān)利WO2023011911A1（聲音體驗(yàn)發(fā)生器）中，公開(kāi)了便攜式計(jì)算設(shè)備接收車(chē)輛參數(shù)數(shù)據(jù)；便攜式計(jì)算設(shè)備從車(chē)輛參數(shù)數(shù)據(jù)生成聲音參數(shù)數(shù)據(jù)；基于聲音參數(shù)數(shù)據(jù)生成音頻數(shù)據(jù)；將音頻數(shù)據(jù)從便攜式計(jì)算設(shè)備傳輸?shù)杰?chē)輛。從車(chē)輛數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來(lái)的聲音參數(shù)數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)軌跡可輸入到聲音合成器，聲音合成器可以使用數(shù)字聲音模塊生成音頻數(shù)據(jù)并進(jìn)行播放。在專(zhuān)利DE102019130004A1（用于在車(chē)輛內(nèi)部顯示情緒的情緒助手）中，公開(kāi)了一種用于在車(chē)輛內(nèi)部顯示情緒的情緒助手,具有至少一個(gè)情緒檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)至少一名乘員的情緒。情緒顯示裝置，設(shè)置在顯示器邊緣，可以通過(guò)不同顏色、符號(hào)、數(shù)字等來(lái)直觀地顯示乘員的情緒狀態(tài)，從而為改善乘員情緒提供幫助。

通過(guò)上述專(zhuān)利分析可以看出，數(shù)字情感交互是寶馬在BMW Dee數(shù)字概念車(chē)專(zhuān)利布局的重點(diǎn)，主要是將駕乘人員的情緒與駕車(chē)體驗(yàn)融合，利用聲、光、氣味、視覺(jué)等不同的感官觸覺(jué)改善駕乘人員的情緒，達(dá)到提升駕乘人員乘車(chē)愉悅度的目的。目前，相關(guān)專(zhuān)利主要申請(qǐng)地域聚焦在歐洲，但是中國(guó)作為較大的車(chē)輛消費(fèi)市場(chǎng)，相信寶馬后續(xù)也會(huì)將中國(guó)作為重點(diǎn)專(zhuān)利布局區(qū)域。

電子墨水（E-Ink）

在電子墨水技術(shù)的應(yīng)用方面，寶馬布局了一些專(zhuān)利。在專(zhuān)利DE102020121343B4（具有電子紙顯示器的顯示裝置和具有至少一個(gè)顯示裝置的車(chē)輛）中，電子紙顯示器1前設(shè)置有隱私保護(hù)元件2。觀看方向(V)可以由顯示控制裝置4控制,并且可以在電場(chǎng)的影響下在第一透明狀態(tài)和第二不透明或變暗狀態(tài)之間切換,隱私保護(hù)元件2由薄膜或面板構(gòu)成,其具有至少一層不透明的聚合物液晶層22或至少一層可著色或變暗的電致變色層。

DE102020121343B4（電子紙顯示器）典型附圖

在專(zhuān)利DE102020113398B4（具有至少一層功能表面層的機(jī)動(dòng)車(chē)輛）中，在車(chē)輛的外表或者內(nèi)部可以暴露在太陽(yáng)輻射的部位設(shè)置亮度可以改變的功能表面層（如電子紙層），通過(guò)設(shè)置至少一個(gè)傳感器用于檢測(cè)太陽(yáng)輻射或溫度，然后生成表示這些環(huán)境變量（S，T）的信號(hào)，信號(hào)傳輸裝置將相應(yīng)的信號(hào)（S，T）傳輸?shù)娇刂蒲b置，當(dāng)控制裝置接收到的太陽(yáng)輻射或溫度信號(hào)超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，控制裝置將功能表面層從較深的顏色切換到較淺的顏色，或者從較淺的顏色切換為較深的顏色，從而調(diào)節(jié)其對(duì)太陽(yáng)輻射的吸附和反射特性。

與其他顯示技術(shù)相比,電子紙層（也叫電子墨水層）只在改變狀態(tài)時(shí)需要耗電，達(dá)到狀態(tài)時(shí)不需要耗電就能維持狀態(tài)，因此大大降低能耗；其次，這種采用電子墨水技術(shù)的功能層是將電子紙?jiān)匾择R賽克式或拼花式的方式相互鄰接形成電子紙模塊,因此功能表面層可以依據(jù)喜好設(shè)計(jì)為多種不同的復(fù)雜形狀，以滿足個(gè)性化需求。

小結(jié)

總體來(lái)看，寶馬在BMW Dee數(shù)字概念車(chē)方面的專(zhuān)利布局雖然還不完善，有些技術(shù)可能還處在初級(jí)研發(fā)階段，但是在顯示交互系統(tǒng)、數(shù)字情感交互及電子墨水技術(shù)方面，已經(jīng)有較明晰的研發(fā)方向，并且具備了一定的專(zhuān)利積累。BMW Dee數(shù)字概念車(chē)代表了車(chē)輛的數(shù)字化發(fā)展方向，一旦上市，將會(huì)全面提升駕乘體驗(yàn)，使出行生活邁入一個(gè)新的階段。但是，在愉悅的駕乘享受中，會(huì)不會(huì)影響駕車(chē)專(zhuān)注性從而引發(fā)安全問(wèn)題？過(guò)度的面部、聲音情緒采集，會(huì)不會(huì)涉及駕乘人員的隱私泄漏？或者對(duì)駕乘人員的實(shí)時(shí)情感監(jiān)控和交互，會(huì)不會(huì)給駕乘人員帶來(lái)較大的壓力？這些潛在的問(wèn)題值得深思，當(dāng)然該技術(shù)最終能否得到普及也需要等待時(shí)間的驗(yàn)證。

（原標(biāo)題：專(zhuān)利探秘之BMW DEE數(shù)字概念車(chē)）

來(lái)源：IPRdaily中文網(wǎng)（iprdaily.cn）

作者：許曉娜

編輯：IPRdaily趙甄          校對(duì)：IPRdaily縱橫君

注：原文鏈接：專(zhuān)利探秘之BMW DEE數(shù)字概念車(chē)（點(diǎn)擊標(biāo)題查看原文）

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