BR112016029648B1 - Sistema de visão traseira para auxiliar na condução de veículos, método de visão traseira e veículo terrestre - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE VISÃO TRASEIRA PARA AUXILIAR NA CONDUÇÃO DE VEÍCULOS, MÉTODO DE VISÃO TRASEIRA, PROGRAMA DE COMPUTADOR MEIOS PASSÍVEIS DE SEREM LIDOS POR COMPUTADOR E VEÍCULO TERRESTRE. Sistema de visão traseira para auxiliar na condução de veículos (VH) que compreende ao menos três câmaras que apontam para a traseira do veículo: uma câmara traseira do lado esquerdo, uma câmara traseira central e uma câmara traseira do lado direito; um visor (V) apresentando um formato longitudinal adaptado para exibir ao menos três áreas de projeção (1, 2, 3) colocadas lado a lado horizontalmente e correspondentes aos registros de ditos ao menos três meios de processamento das câmaras configurados para manter as dimensões recíprocas de ditas áreas de projeção iguais entre si de acordo com uma primeira condição de operação e para modificar as ditas dimensões recíprocas de ditas áreas de projeção, a fim de apresentar dimensões diferentes uma da outra, de acordo com uma segunda condição de operação.

Description

Campo de invenção

[001] A presente invenção se refere ao campo dos sistemas para auxiliar na condução de veículos e, em particular, a um sistema de visão traseira para auxiliar na condução de veículos.

Fundamento

[002] No campo de condução de veículos tem sido implementados muitos sistemas que facilitam a condução de veículos e ajudam o condutor a monitorar de modo eficaz o perímetro do veículo.

[003] Por exemplo, conforme descrito no documento EP2288533, um sistema de auxilio de mudança de faixa de rolamento que fornece a monitoração das faixas de rolamento laterais do veículo de modo a desencorajar uma mudança de faixa de rolamento que poderia potencialmente levar a uma colisão com outros veículos que chegam por trás.

[004] De acordo com a solução descrita em EP2288533, um módulo de reação háptico alerta o condutor.

[005] Também são conhecidas as soluções em que os espelhos retrovisores externos são substituídos por câmaras laterais.

[006] Também são conhecidos os sistemas de auxílio à ré, que prevêem a implementação de uma câmera traseira central.

Síntese da invenção

[007] O objetivo da presente invenção é o de propor um sistema de visão traseira para auxiliar na condução de veículos, adequado para estimular a atenção do condutor quando ocorrerem eventos específicos.

[008] A idéia básica da presente invenção é a de exibir as vistas laterais traseiras e a vista traseira central em um único visor durante uma condição de condução retilínea à frente ou de ré e ampliar uma das vistas laterais durante a ocorrência de um evento, ou em antecipação à ocorrência de um evento.

[009] A presente invenção encontra aplicação particular em veículos comerciais para a distribuição de produtos em áreas urbanas, na presença dos chamados usuários vulneráveis da estrada, ou seja, pedestres, ciclistas e motociclistas.

[0010] Portanto, a presente invenção é de grande ajuda para o condutor de um veículo utilizado em geral em áreas urbanas, mesmo em condições de tráfego intenso.

[0011] O objetivo da presente invenção é um sistema de visão traseira para auxiliar na condução de veículos, conforme melhor descrito nas reivindicações, que descrevem alternativas preferidas da invenção que formam parte integrante da presente descrição. Breve descrição dos desenhos

[0012] Outros propósitos e vantagens da presente invenção irão se tornar claras a partir da descrição detalhada a seguir de uma forma de realização da mesma (e alternativas da mesma) e dos desenhos anexos dados puramente a título de exemplo explicativo e não limitativos, nos quais: - a figura 1 é indicada uma forma de realização de uma parte do sistema de visão traseira para auxiliar na condução do veículo, objeto da presente invenção; - a figura 2 é apresentada uma vista de topo de um veículo dotado do sistema de visão da figura 1, com referência a outra parte do mesmo sistema. - nas figuras 3a a 3e são apresentados exemplos favoritos de implementação da operação do sistema de acordo com as figuras 1 e 2, - na figura 4 é mostrada uma vista de topo de um elemento do sistema ilustrado na figura 1, e - nas figuras 5a e 5b são apresentados detalhes de implementação da fixação do elemento ilustrado na figura 4.

[0013] Os mesmos números e as mesmas letras de referência nas figuras identificam os mesmos elementos ou componentes.

[0014] Na presente descrição o termo “segundo” componente não implica na presença de um “primeiro” componente. Estes termos são de fato utilizados apenas por questão de clareza e não se pretende que sejam limitativos.

Descrição detalhada das formas de realização

[0015] Na figura 1 é apresentado um visor do veículo V, que apresenta um formato longitudinal, o qual é alojado no interior da cabina do veículo, conectado a uma parede interna W, adjacente à parte superior do pára-brisas WS do veículo e definindo uma porção frontal da cabina do veículo.

[0016] O visor V apresenta uma superfície preferivelmente plana adaptada para exibir imagens ou adaptada para cooperar na projeção de imagens.

[0017] De acordo com uma alternativa preferida da invenção, o dito visor V pode transladar verticalmente ou pode seguir outra trajetória, por exemplo, paralela à parede W e/ou ao pára-brisas WS do veículo. Em ditas circunstâncias, não apenas é possível colocar o visor V em uma posição de visualização ideal para o condutor, mas também pode ser utilizado como proteção ao sol (quebra sol).

[0018] Na figura 4 é mostrada uma vista de topo do visor V. De preferência, o visor estende-se simetricamente de um lado para o outro da cabina do veículo, apresentando uma curvatura complementar ao formato interno da parede W.

[0019] É possível prever que o visor apresente uma extensão menor do que a largura interna na cabina do veículo e que possa ser disposto de forma não simétrica dentro da cabina. Por exemplo, pode ser centralizado no local do condutor.

[0020] Na figura 1 são mostrados três projetores P1, P2, P3 adequados para projetar no visor V o que é registrado pelas correspondentes câmaras C1, C2, C3.

[0021] A área de projeção 1 corresponde ao que foi registrado pela câmara lateral C1, a área de projeção 2 corresponde ao que é registrado pela câmara central C2 e, a área de projeção 3 corresponde ao que é registrado pela câmara lateral C3.

[0022] Assim, no visor V é fornecida uma projeção bastante completa do que está acontecendo atrás do veículo VH.

[0023] Na figura 2 é mostrada uma vista de topo de um veículo VH implementando o presente sistema, realçando os pontos e ângulos das câmaras C1, C2 e C3.

[0024] Com referência à figura 3a, três áreas de projeção 1, 2, 3 projetadas no visor V são esquematizadas contíguas a partir da esquerda, a área de projeção 1, para a direita, a área de projeção 3.

[0025] Uma primeira condição de operação prevê que o veículo avança ao longo de uma estrada, sem ter que virar para a esquerda ou para a direita em um futuro próximo. Na dita primeira condição de operação, as três áreas apresentam dimensões iguais.

[0026] A seguir, será explicado o que significa “sem ter que virar imediatamente”.

[0027] De acordo com uma segunda condição de operação do sistema de projeção, ou seja, como resultado de um ou mais eventos pré-definidos, as áreas de projeção 1, 2 e 3 apresentam dimensões diferentes uma da outra e, em particular, a área de projeção correspondente à direção da curva que o veículo está prestes a fazer é ampliada.

[0028] Nas figuras 3b a 3d são mostradas três alternativas de ampliação preferidas da área de projeção 3, correspondente a uma curva à direita do veículo VH.

[0029] Na primeira alternativa da figura 3b, a área de projeção da direita é aumentada em cerca de 150%, a área de projeção central 2 não sofre uma variação substancial de dimensão, mas resulta deslocada para a esquerda do mostrador, enquanto a área de projeção da esquerda 1 é reduzida em cerca de 50%.

[0030] Na segunda alternativa da figura 3c, a área de projeção da direita é ampliada em cerca de 200%, a área de projeção central 2 é reduzida em 50% e é deslocada para a esquerda do mostrador e, também a área de projeção da esquerda 1 é reduzida em cerca de 50%.

[0031] Na terceira alternativa da figura 3d, a área de projeção da direita é ampliada em cerca de 200%, a área de projeção central 2 não sofre uma variação substancial de dimensão, mas resulta deslocada para a esquerda do mostrador, enquanto a área de projeção da esquerda não está presente.

[0032] É importante notar que as percentagens aqui expressas são apenas exemplos e o dimensionamento ou a eliminação das áreas de projeção 1 e 2 não são obrigatórios.

[0033] De acordo com as alternativas mostradas nas figuras 3b a 3d, as áreas de projeção permanecem substancialmente adjacentes, lado a lado horizontalmente e, de preferência, contíguas uma com a outra, conforme na primeira condição de operação ilustrada na figura 3a. A área de projeção oposta ao ponto de conversão pode ser removida e/ou reduzida, enquanto a área central pode ser mantida sem modificação ou reduzida.

[0034] Deve ser observado que “ampliar” significa que uma área de projeção aumenta horizontalmente, mas também pode ser previsto que ela aumente verticalmente.

[0035] Além disso, é preferível, mas não obrigatório, manter uma separação máxima de, por exemplo, 0,5 centímetro, entre as áreas de projeção.

[0036] A segunda condição de operação pode ser ativada, conforme mencionado acima, por um ou mais eventos compreendendo: - a ativação de um sinal de conversão por parte do condutor, - a sinalização por um sistema de navegação por satélite.

[0037] Por exemplo, a sinalização pelo sistema de navegação compreende uma chamada para virar ou mudar de faixa de rolamento ou uma sinalização de chegada a um destino.

[0038] Também podem ser previstos outros eventos que acionem a segunda condição de operação do sistema, tal como exceder um ângulo predeterminado de direção.

[0039] Sabe-se que os sistemas de navegação por satélite enviam mensagens de alerta ao condutor para que este possa preparar-se para virar conforme o veículo se aproxime do ponto de conversão programado.

[0040] Outro evento que pode acionar o dito segundo modo de operação pode consistir na detecção de outro veículo que se aproxima por trás. A dita detecção pode ser realizada por um software de reconhecimento adequado associado ao sistema de câmara traseira mencionado acima ou por sensores, laser ou ultra-som, de proximidade, entre outros.

[0041] A segunda condição de operação descrita acima pode, portanto, ser ativada por uma de ditas mensagens de alerta.

[0042] Agora está claro o que significa “sem ter que virar imediatamente”. É óbvio que um veículo, mais cedo ou mais tarde precisa virar, mas o sistema de visão, por si só, não tem como saber quando o veículo irá virar. Portanto, um evento que certamente é um prelúdio para uma conversão é uma ativação de um sinal/seta de conversão por parte do motorista ou por um ângulo predeterminado excedido da direção, possivelmente em conjunto com a ativação dos freios.

[0043] Se, em adição, o veículo estiver equipado com um sistema de navegação por satélite e uma rota estiver definida, o presente sistema de projeção traseira pode cooperar com o sistema de navegação por satélite, através de uma interface de dados apropriada, para sinalizar ao condutor a aproximação de uma condição de conversão ou condição de mudança de faixa de rolamento, etc.

[0044] É sabido que os sistemas de navegação por satélite enviam mensagens de alerta ao condutor, de acordo com os critérios estabelecidos. Em alguns casos, é esperado que o condutor seja pré-alertado um par de vezes e, em seguida, solicitado a realizar a conversão no momento mais apropriado.

[0045] De acordo com uma alternativa preferida da presente invenção, são selecionados exemplos da segunda condição de operação ilustrada pelas figuras 3b a 3d em relação à maior proximidade da posição de conversão. Por exemplo, na primeira mensagem de alerta, o sistema de visão modifica as áreas de projeção 1, 2 e 3 de acordo com a forma de realização da figura 3b. Por exemplo, na segunda mensagem de alerta, o sistema de visão modifica as áreas de projeção 1, 2 e 3 de acordo com a alternativa da figura 3c. Por exemplo, no ponto de conversão, o sistema de visão modifica as áreas de projeção 1, 2 e 3 de acordo com a figura 3d.

[0046] Vale ressaltar que o descrito acima em relação à condição de conversão pode ser realizado também em relação a uma condição de aproximação em um lado da estrada ou a uma mudança de faixa de rolamento e, em geral, a tais manobras que podem levar a uma colisão com veículos que chegam por trás.

[0047] De acordo com uma alternativa preferida da invenção, que é combinada com as alternativas anteriores, a modificação da figura 3c ou 3b pode ser selecionada quando o condutor ativa um sinal de conversão. Em vez disso, a modificação da figura 3c ou 3d pode ser ativada quando o motorista começa a frear e/ou começa a avançar.

[0048] Vantajosamente, o fato de aumentar a área de projeção correspondente à direção da conversão permite monitorar melhor os veículos e/ou os usuários vulneráveis da estrada que podem chegar por trás no mesmo lado da conversão, evitando assim uma colisão.

[0049] De preferência, uma vez que o veículo tenha realizado a conversão ou tenha terminado as operações de aproximação lateral ou de mudança de faixa de rolamento, o sistema de projeção restaura a primeira condição de operação ilustrada na figura 3a, ou seja, em que as áreas de projeção apresentam dimensões iguais entre si.

[0050] De acordo com um exemplo de implementação apresentado na figura 1, um projetor P1 ilumina a área de projeção lateral 1, o projetor P2 ilumina a área de projeção central 2 e, o projetor P3 ilumina a área de projeção lateral 3.

[0051] Isto não exclui que o visor V possa integrar um visor LCD ou LED, eliminando assim a necessidade de usar projetores.

[0052] Em adição ao efeito de ampliação descrito acima das áreas de projeção, também podem ser previstas outras formas de sinalização adicionais por meio do visor V. Por exemplo, um piscar de uma ou mais de ditas áreas de projeção pode ser provocado pelo fato de atingir um destino ou um passo intermediário de uma rota mais larga e articulada, a seguir a primeira condição da figura 3a é reiniciada.

[0053] A dita condição de piscar pode ser combinada com a condição de ampliação acima.

[0054] Por exemplo, se o veículo for equipado com o sistema auxiliar de mudança de faixa de rolamento descrito no documento EP2288533, a segunda condição de operação pode ser acionada mediante a detecção de um terceiro veículo que se aproxima por trás em uma das faixas de rolamento imediatamente adjacentes à faixa de rolamento ocupada pelo veículo VH. Além disso, o grau de ampliação pode variar em relação à distância do veículo a partir do terceiro veículo VH de uma maneira semelhante à aproximação de uma posição de conversão ou parar no acostamento (puling-over).

[0055] Por exemplo, um piscar de uma ou mais de ditas áreas de projeção pode ser ativado alternativamente ou em cooperação com a ativação do módulo háptico descrito no documento EP2288533.

[0056] Subseqüentemente, se não houver mais veículos chegando por trás, a primeira condição de operação ilustrada na figura 3a é restabelecida.

[0057] A figura 3e ilustra uma terceira condição de operação que, de acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, pode ocorrer quando, uma vez implementado o sistema descrito no documento EP2288533, dois terceiros veículos chegam por trás, o da faixa de rolamento da direita imediatamente adjacente à faixa de rolamento ocupada pelo veículo VH e o outro na faixa de rolamento da esquerda imediatamente adjacente à faixa de rolamento ocupada pelo veículo VH. Subseqüentemente, à medida que os terceiros veículos passam, se as condições subsistirem, a primeira condição de operação é reiniciada.

[0058] De acordo com uma implementação preferida do visor V, este último compreende um atuador linear AL, por exemplo, de tipo elétrico, apresentando uma primeira extremidade articulada à parede W e uma segunda extremidade, oposta à primeira, articulada ao visor V de modo a permitir uma translação do visor V, de modo que o visor permaneça paralelo a si mesmo.

[0059] Preferencialmente, o atuador linear atua sobre uma porção central do mostrador, enquanto as extremidades do mostrador são associadas às paredes laterais da cabina por meio de deslizadores ou articulações H.

[0060] De acordo com outra alternativa preferida da invenção, o componente AL é um pistão de absorção de choque, enquanto a ativação do visor é obtida por meio da motorização das articulações H dispostas nas extremidades opostas do visor V.

[0061] Também podem ser previstas combinações das alternativas anteriores, nas quais, por exemplo, uma articulação motorizada é disposta centralmente e dois pistões são dispostos nas extremidades do visor.

[0062] Este sistema de projeção, a partir do ponto de vista de hardware, compreende substancialmente o visor V, possivelmente os projetores P1, P2, P3, as câmaras C1, C2 e C3, enquanto as condições operacionais descritas podem ser implementadas em qualquer unidade de processamento do veículo.

[0063] A detecção da ativação de um sinal de conversão e/ou a detecção de que a direção excedeu um angulo predeterminado e/ou a detecção da ativação dos freios, etc., podem ser obtidas por meio da leitura das mensagens CAN da rede de dados de veículos rodoviários. Portanto, a presente invenção é, hoje em dia, de implementação simples, especialmente se a interface entre o sistema de visão e as funções do veículo for obtida pela rede CAN.

[0064] A presente invenção pode ser vantajosamente obtida por um programa de computador que compreende os meios de código para obter um ou mais passos do método, quando este programa for executado em um computador. Portanto, pretende-se que o escopo de proteção estenda-se ao dito programa de computador e, além disso, os meios passíveis de serem lidos por computador que compreendem uma mensagem gravada, os ditos meios passíveis de serem lidos por computador compreendendo os meios de código de programa para obter um ou mais passos do método quando o dito programa for executado em um computador.

[0065] As formas de realização descritas de exemplo não limitativo são possíveis, sem se afastar do escopo de proteção da presente invenção, compreendendo todas as formas de realização equivalentes para um especialista na arte.

[0066] A partir da descrição acima o especialista na arte é capaz de produzir o objeto da invenção sem introduzir quaisquer outros detalhes de construção. Os elementos e características mostrados nas várias formas de realização preferidas podem ser combinados sem sair o escopo de proteção da presente aplicação. Conforme descrito na descrição do estado da arte, a menos que especificamente excluído na descrição detalhada, deve ser considerado em combinação com as características da presente invenção, formando parte integrante da presente invenção.

Claims (8)

1. Sistema de visão traseira para auxiliar na condução de veículos (VH) compreendendo: - ao menos três câmaras (C1, C2, C3) que apontam para a traseira do veículo (VH): uma câmara traseira do lado esquerdo (C1), uma câmara traseira central (C2) e uma câmara traseira do lado direito (C3), - um visor (V) apresentando um formato longitudinal adaptado para exibir ao menos três áreas de projeção (1, 2, 3) colocadas lado a lado horizontalmente e correspondentes aos registros de ditas ao menos três câmaras (C1, C2, C3), - meios de processamento configurados para manter as dimensões recíprocas de ditas áreas de projeção iguais entre si de acordo com uma primeira condição de operação e para modificar as ditas dimensões recíprocas de ditas áreas de projeção, a fim de apresentarem dimensões diferentes entre si, de acordo com uma segunda condição de operação; - o sistema sendo caracterizado por compreender meios de interface para um sistema de navegação do veículo, o sistema de navegação compreendendo meios para sinalizar a aproximação de uma posição de conversão ou a uma aproximação lateral ou para uma mudança de faixa de rolamento ou a chegada um destino e sendo que os ditos meios de processamento são adaptados para ativar ao menos o dito segundo modo de operação quando os ditos meios de sinalização forem ativados.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda os meios de interface para uma rede de dados veicular para detectar uma ativação de um sinal de conversão e/ou detectar que a direção excedeu um angulo predeterminado e/ou uma ativação dos freios do veículo e sendo que os ditos meios de processamento são adaptados para ativar a dita segunda condição de operação quando um sinal de conversão for ativado e/ou a direção exceder um ângulo predeterminado e/ou os freios do veículo forem ativados.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a dita modificação compreender uma ampliação de uma área de exibição correspondente a uma direção de conversão ou a uma aproximação lateral ou à mudança de faixa de rolamento do veículo (VH).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios de processamento serem configurados para fazer com que uma ou mais de ditas áreas de projeção (1 a 3) pisque quando um destino for considerado alcançado pelo dito sistema de navegação do veículo.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações de 1 a 3, caracterizado por compreender ainda um sistema de auxilio de mudança de faixa de rolamento compreendendo os meios para monitorar as faixas de rolamento laterais imediatamente adjacentes e os meios para desencorajar/impedir uma mudança de faixa de rolamento quando um ou mais outro(s) veículos estiverem chegando por trás e sendo que o dito sistema de visão compreende os meios de interface para o dito sistema de auxílio de mudança de faixa de rolamento e sendo que os ditos meios de processamento são configurados para gerar uma ampliação e/ou um piscar intermitente de uma ou de ambas as ditas áreas de projeção laterais (1, 3) quando os ditos meios para desencorajar/prevenir uma mudança de faixa de rolamento forem ativados.

6. . Método de visão traseira para auxiliar na condução do veículo (VH) por meio de um sistema de visão traseira conforme descrito em qualquer uma dentre as reivindicações de 1 a 5, caracterizado por compreender os passos a seguir: - registro das imagens traseiras por meio de ditas ao menos três câmaras (C1, C2, C3), - apresentação das ao menos três áreas de projeção (1, 2, 3) colocadas lado a lado horizontalmente e correspondendo aos registros de ditas ao menos três câmaras (C1, C2, C3), - controle de dita projeção de modo a manter as dimensões recíprocas de ditas áreas de projeção (1 a 3) iguais entre si de acordo com uma primeira condição de operação, e - controle de dita projeção de modo a modificar as ditas dimensões recíprocas de ditas áreas de projeção a fim de apresentar dimensões diferentes uma da outra, de acordo com uma segunda condição de operação.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a dita segunda condição de operação ser ativada ao menos por uma dentre as condições a seguir: - ativação de um sinal de conversão por parte do condutor, - sinalização por um sistema de navegação por satélite; - exceder um ângulo predeterminado de direção, de preferência, em combinação com uma ativação dos freios do veículo.

8. Veículo terrestre, caracterizado por compreender um sistema de visão traseira, para auxiliar na condução do veículo (VH), conforme descrito em qualquer uma dentre as reivindicações de 1 a 5.

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