CN100408383C

CN100408383C - 用于车辆的信息提供设备

Info

Publication number: CN100408383C
Application number: CNB2005101181541A
Authority: CN
Inventors: 隈部肇; 津留直彦; 西村隆雄
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2025-10-26
Also published as: US7394356B2; US20060097858A1; US20060087416A1; DE102005051049A1; JP2006127055A; CN1810547A

Abstract

一种设置于车辆中的信息提供设备包括：对象检测单元，用于检测车辆外部的对象的；提供单元，用于在车辆外部提供视觉上可观测到的视觉信息；以及控制单元，用于控制提供单元。通常使提供单元来提供表示车辆前进方向的视觉信息。相反，当所检测的对象被确定为包括车辆前进的危险物或者停止车辆的指示时，使提供单元移动表示方向的视觉信息朝着该检测的对象。

Description

用于车辆的信息提供设备

发明领域

本发明涉及一种用于车辆的信息提供设备。

发明背景

在JP-H06-255399-A中，描述了一种常规的设备，其通过利用聚光灯照亮危险对象或者通过向位于车辆的挡风玻璃上的并且与该危险对象的位置相对应的位置投射警告标志，来警告车辆的驾驶员有该危险对象。

当在挡风玻璃上显示警告标志时，驾驶员将他/她的视线移到警告标志，并且将他/她的焦点调整到挡风玻璃上的警告标志，以注意危险对象的出现。随后，驾驶员将他/她的焦点从挡风玻璃调整到危险对象本身，以估算其与车辆相隔的距离。由此，在挡风玻璃上显示警告标志的情况下，驾驶员在注意危险对象的过程中，需要将他/她的焦点从挡风玻璃调整到危险对象的实际位置。

另外，该设备只有当检测危险对象时才投射聚光灯。因此，驾驶员可能难以立即对出现在意外位置的聚光灯作出反应。此外，驾驶员的视线和车辆的前进方向几乎相同；因此，如果聚光灯偏离前进方向，则驾驶员可能不能识别聚光灯。

由此，利用常规的设备，甚至在驾驶员需要对危险对象尽快做出反应的情况下，驾驶员有时也难以识别该危险对象。

发明内容

因此，本发明的目标在于提供一种信息提供设备，其允许驾驶员迅速地对危险对象作出反应。

为了实现上述对象，车辆中的信息提供设备提供有下列装置。包括对象检测单元，用于检测车辆外部的对象。包括提供单元，用于提供车辆外部的视觉上可察觉的视觉信息。此外，包括控制单元，用于控制提供单元。在这里，提供单元通常被促使提供表示车辆的航向的视觉信息。相反，当检测的对象被确定为包括车辆前进的危险或者停止车辆的表示，提供单元被促使朝着检测对象的方向移动表示方向的视觉信息。

在上述结构下，信息提供设备通常可以将驾驶员的视线引导至车辆的航向。由此，驾驶员的眼睛可以集中在航向上，其适合于通常的驾驶操作。另外，当检测的对象被确定为需要驾驶员引起注意，视觉信息被移动，同时延伸至可察觉的，以便检测的对象可以由移动的视觉信息来表示。

由此，观测航向的驾驶员注意视觉信息的移动，并且驾驶员的视线通过跟随移动被引导至检测对象。因此，这有助于防止视线移动的延迟或者危险对象的失察。

此外，当视觉信息从航向移动至朝着检测的危险对象的方向时，在车辆外面的全景之内，驾驶员的焦点同样从航向改变到朝着检测对象的方向。因此，与利用其中焦点从车辆的挡风玻璃移动到车辆外部的危险对象的常规设备的情况相比，在利用本发明的设备的这种情况下的焦点调整的数量很小。

附图简述

从以下参考附图的详细说明中，本发明的上述及其他目的、特性和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1示出用于车辆的信息提供设备的结构；

图2示出包括在信息提供设备的控制器中的单元的简图；

图3示出其中信息提供设备投射用于目标车辆的估算路径的视觉信息的情形；

图4示出其中信息提供设备投射对于危险对象的危险信息的视觉信息的情形；以及

图5示出控制器执行的过程的流程图。

发明详述

如图1中所示，安装在目标车辆中的信息提供设备100包括周围信息检测器10、驾驶操作状态检测器20、车辆运行状态检测器30、控制器40、以及激光投影设备50。

周围信息检测器10包括激光或者雷达传感器、图像传感器、超声波传感器、以及导航设备。利用该检测器10，控制器40检测位于车辆外部，具体而言，车辆的前面、侧面以及后面的对象的特性。关于该对象，所检测的对象特性包括种类、位置、前进方向、或者相对于车辆的相对速度。例如，对象的种类是另一车辆(进一步的，载客汽车、卡车、双轮摩托车等)、行人、交通控制设备、道路交通标志、或者道路上的车道之间的车道标线或边界(例如，白线、黄线或者中央分隔带)。

激光或者雷达传感器利用激光束等照射车辆外部的预定距离之内的区域，并且相对于反射该激光束等的对象，计算距车辆的距离、相对于车辆的速度、以及从车辆所观看的方向。随后，该激光传感器将该计算值作为电信号输出到控制器40。

图像传感器包括光学照相机，其作为图像单元进行操作，用于对车辆的前面、侧面或者后面的区域进行拍照以获取图像。根据该图像，图像传感器检测在该图像中的对象的特性，并且将该特性作为电信号输出到控制器40。该特性包括关于对象的种类、大小和状态(例如，交通信号灯的照明颜色)。

超声波传感器发送超声波到车辆周围的地点。该地点大约相距车辆几米。随后，超声波传感器检测车辆和反射该超声波的对象之间的距离，并且将该检测的距离作为电信号输出到控制器40。

导航设备显示车辆当前位置周围的地图，找到去往目的地的最佳路线，并且向车辆驾驶员显示该路线。

另外，导航设备具有存储设备，其存储包括道路数据(例如，有关道路交通标志和交通控制设备的数据)以及设施数据的地图数据。例如，道路数据包括关于道路标志的地点或者种类的数据、关于交通控制设备相对于道路交叉口或者人行横道的地点的数据，以及关于交通控制设备的种类或者形状的数据。

此外，导航设备检测车辆的当前位置，并且输出在距当前位置的预定距离之内的道路上的结构件的种类以及距离的信息。例如，该结构件是交通控制设备以及指挥或者指示车辆停止或行驶的交通标志。

驾驶操作状态检测器20包括都未示出的油门传感器、制动传感器、转向传感器、档位状态传感器、以及转向信号状态传感器，并且输出每一个传感器的检测信号到控制器40。

油门传感器取决于油门踏板的操作量来检测油门位置。制动传感器检测制动踏板的减压力。转向传感器检测方向盘的操作方向以及方向盘相对于中间位置的旋转量。转向信号状态传感器检测转向信号所表示的方向(即，右或左)。

车辆运行状态检测器30包括都没有示出的速度传感器、加速度传感器、横摆角传感器、轮胎方向传感器以及车轮负载传感器，并且输出每一个传感器的检测信号到控制器40。

速度传感器是检测车辆速度的车轮速度传感器。加速度传感器检测在纵向、横向以及垂直方向上车辆的加速度。轮胎方向传感器检测相对于基准角的围绕垂直轴的车辆车轮的转角，该基准角是当车辆直线行进时车轮的角度。将被检测的转角取决于方向盘的操作。因此，该转角也可以由转向传感器来检测。车轮负载传感器检测沿着垂直方向车辆的每一个车轮悬挂的负载。

激光投射设备50发射激光束，以通过照射车辆外部的目标位置或者目标对象来提供或者投射视觉信息。在这里，照射的目标位置或者对象可以通过投射的透明视觉信息来进行查看。由此，驾驶员可以查看周围地区以及作为周围地区的一部分的视觉信息。激光投射设备50由控制器50进行如下所述的控制。

控制器40是一个微型计算机，具有CPU、RAM、ROM以及输入输出接口，这些都没有示出。

如图2中所示，控制器40包括周围信息检测单元41、驾驶操作信息产生单元42、运行信息产生单元43、驾驶员意向估算单元44、路径估算单元45、危险物确定单元46、对象投射计算单元47、以及路径投射计算单元48。在这里，CPU通过执行相应于这些单元的程序，通过从ROM读取这些程序以及利用RAM作为工作区域来实现上述单元。

周围信息检测单元41通过全面考虑来自周围信息检测器10的信号，来检测与车辆周围的对象相关的周围信息。在这里，例如，该对象是另一车辆(载客汽车、卡车、摩托车等)、行人、交通控制设备、道路交通标志，或者道路上的车道之间的车道标线或边界(例如，白线、黄线或者中央分隔带)。关于该对象的周围信息包括种类、位置、前进方向以及对于车辆的相对速度。该检测的周围信息由危险物确定单元46以及对象投射计算单元47来使用。

驾驶操作信息产生单元42基于来自驾驶操作状态检测器20的检测信号来产生驾驶操作信息，其表示驾驶员进行的驾驶操作的状态。驾驶操作信息由驾驶员意向估算单元44来使用。

驾驶员意向估算单元44基于该产生的驾驶操作信息来估算关于诸如启动、加速、改变车道、左/右转、减速或者停止这样的驾驶操作的驾驶员意向。表示该估算的驾驶员意向的驾驶员意向信息由危险物确定单元46以及路径目标计算单元48来使用。

运行信息产生单元43基于来自车辆运行状态检测器30的检测信号，产生表示车辆移动状态的运行信息。驾驶操作信息由路径估算单元45来使用。

路径估算单元45基于该产生的运行信息来估算车辆被估算或者被期待遵循的估算路径。详细地，路径估算单元45将运行信息应用到目标车辆的预定移动模型中的参数，以获取该估算路径。关于该估算路径的信息由危险物确定单元46以及路径投射计算单元48来使用。

危险物确定单元46确定所检测的对象是否为车辆前进的危险物，以及所检测的道路上的结构件是否指示车辆停止。例如，由来自交通控制设备的停止信号以及道路上的简略停止标志来给出这样的指示。另外，单元46根据所检测的对象与车辆之间的距离来确定所检测的对象的危险程度(例如，高或者低)。

基于周围信息、驾驶员意向信息以及关于估算路径的信息来执行该确定。然而，可以没有驾驶员意向信息来执行该确定。也可以没有关于估算路径的信息来执行该确定。

当单元46确定该对象为车辆前进的危险物或者结构件指示车辆停止时，它产生关于该对象或者结构件(此后称为危险对象)的危险信息，该危险信息包括种类、相对于车辆的位置以及危险程度。该危险信息由对象投射计算单元47来使用。

路径投射计算单元48计算目标路径位置(例如，方向和/或距离)，以利用激光束进行照射。该目标路径位置相应于从车辆当前位置到某一位置的估算路径，通过沿着该估算路径在一定时间周期(例如，3秒)之后车辆被估算到达该某一位置。单元48输出该计算的目标路径位置到激光投射设备50。

当车辆运行时，激光投射设备50通常朝着从驾驶员角度所观测的车辆前进方向提供或者投射视觉信息的估算路径LL、LR(在图3中)。因此，信息提供设备100可以将驾驶员的视线引导至估算路径的目标路径位置。

另外，路径投射计算单元48可以基于运行信息(例如，车辆的速度以及方向盘旋转的数量)，通过改变关于投射的方向、长度以及形状的至少之一来改变投射的方式。

当驾驶员的觉醒水平降低时，他/她通常难以正确地保持他/她的视线或者焦点。在这种情况下，无特征的和不变的视觉信息可能进一步降低他/她的觉醒水平，并且致使他/她缺少注意力。结果，驾驶员可能漏过驾驶车辆所必需的信息，或者没能对信息及时作出反应。

因此，基于车辆运行状态的投射方式的改变给出视觉信息的变化，并且可能抑制觉醒水平的降低。

对象投射计算单元47计算目标对象位置(例如，方向和/或距离)，当单元46产生危险信息时，该目标对象位置使视觉信息作为危险信息以表示危险对象本身以及朝着危险对象的位置的方向。对象投射计算单元47将视觉信息的估算路径从图3中的直线LL、LR移动到与所计算的目标对象位置相对应的图4中的直线LT、LT。

对象投射计算单元47同样确定投射的方式，以便激光投射设备50可以提供与危险对象的种类相对应的视觉信息。例如，当危险信息表示危险对象是附近的车辆或者行人时，单元47确定投射的方式，以便作为危险信息的被投射的视觉信息包括除了直线LT，LT之外的感叹号的形状，如图4中所示。

控制器40总体上如图5中所示进行操作。首先，在步骤S10，控制器40利用周围信息检测单元41来检测周围信息。

在步骤S20，分别利用驾驶操作信息产生单元42以及运行信息产生单元43来检测驾驶操作状态以及车辆运行状态的车辆状态。在步骤S30，随后基于步骤S20的检测同样分别利用驾驶操作信息产生单元42以及运行信息产生单元43，产生驾驶操作信息以及车辆运行信息的车辆信息。

其后，在步骤S40，利用驾驶员意向估算单元44基于驾驶操作信息估算驾驶员的意向。在步骤S50，估算路径被利用路径估算单元45基于运行信息来估算。在步骤S60，利用路径投射计算单元48计算目标路径位置，用于提供关于估算路径的视觉信息。

随后，在步骤S70，确定所检测的对象或者结构件是否为危险对象；即，利用危险物确定单元46，确定所检测的对象是否为车辆前进的危险物以及所检测的道路上的结构件是否指示车辆停止。随后，在步骤S80，同样利用危险物确定单元46来确定车辆外部是否存在危险对象。

当步骤S80的确定为否定时，步骤S110发生。在这里，控制器40使激光投射设备50朝着车辆前进方向投射在步骤S60所计算的直线LL、LR的估算路径，如图3中所示。

相反，当在步骤S80的确定为肯定时，在步骤S90产生危险信息。在步骤S100，利用对象投射计算单元47计算目标对象位置以及投射的方式，用于提供关于危险对象的危险信息的视觉信息。在步骤S100之后，步骤S110发生。在这里，基于在步骤100计算的目标对象位置以及投射的方式，控制器40使激光投射设备50将估算路径的视觉信息从图3中示出的直线LL、LR移动到在图4中示出的包括感叹号的直线LT、LT。

通过执行步骤S10到S110，当车辆周围没有危险对象时，信息提供设备100朝着车辆前进方向连续投射估算路径作为视觉信息。一旦危险对象出现，信息提供设备100开始将投射的估算路径从图3中的直线LL、LR的位置移动到接近危险对象的图4中的直线LT、LT的位置。在这移动期间，这些直线继续被投射到相关的道路上。

由此，驾驶员可以平滑地跟随作为视觉信息的估算路径的直线的移动。因此，可以抑制驾驶员视线的移动延迟，并且可以降低疏漏危险对象。

本发明将不限于上述讨论到的并且在附图中示出的实施例，而是可以在没有偏离本发明的精神的情况下以各种方式来实现。

例如，当车辆即将从车道的其中一个偏离到另一个上时，信息提供设备100可以在道路的车道之间的车道标线上投射视觉信息。由此，设备100可以将驾驶员的注意力吸引到该情况。

另外，信息提供设备100可以具有监控单元，用于监控驾驶员的视线。在这种情况下，当设备100利用监控单元检测驾驶员正侧视时，它可以通过照射驾驶员注视的位置，来提供诸如感叹号这样的视觉信息。由此，设备100可以促使驾驶员注视驾驶的正确方向。

另外，设备100可以从导航设备中检索车辆应当前往的路线，并且通过照射在该方向中的位置，来提供表示沿着该路线的方向的视觉信息。由此，设备100可以向驾驶员提供该路线的信息。

另外，当车辆即将进入隐蔽的道路交叉口时，设备100可以投射视觉信息在正在接近的车辆上，以通知该正在接近的车辆存在有该安装了设备100的车辆。

另外，设备100可以将视觉信息投射在被确定为不是危险对象但是出现于车辆前方的行人上。由此，设备100可以通知行人存在有该正接近的车辆。

另外，设备100可以结合转向信号开关的操作以及方向盘旋转的数量，投射表示改变到相邻车道的意向的视觉信息。由此，设备100可以向相邻车道中的跟随车辆通知该安装了设备100的车辆改变车道的意向。

另外，当在车辆周围没有出现危险对象时，设备100不需要总是朝着前进方向投射视觉信息。设备100可以需要正好在所投射的视觉信息开始移动到所检测的危险对象之前的某一时间周期朝着前进方向投射视觉信息。

Claims

1.一种设置于车辆中的信息提供设备，该设备包括：

对象检测单元，用于检测所述车辆外部的对象；

提供单元，用于在所述车辆的外部提供使用激光束形成的并且视觉上可观测到的视觉信息；以及

控制单元，用于使所述提供单元提供表示所述车辆的前进方向的视觉信息，以及

当所述检测的对象被确定为包括(i)所述车辆前进的危险物以及(ii)停止所述车辆的指示中的至少之一时，使所述提供单元移动表示方向的视觉信息朝着所述检测的对象。

2. 如权利要求1所述的信息提供设备，进一步包括：

运行状态检测单元，用于检测所述车辆的运行状态，

其中所述控制单元

根据所述检测的运行状态来估算所述车辆被估算将行驶的路径，以及

使所述提供单元提供示出所述估算的路径的视觉信息以指示所述车辆的前进方向。

3. 如权利要求2所述的信息提供设备，

其中所述控制单元基于所述检测的运行状态，来改变关于所述示出的估算路径的方向、长度以及形状中的至少之一。

4. 如权利要求1所述的信息提供设备，进一步包括：

运行状态检测单元，用于检测所述车辆的运行状态，

其中所述控制单元

基于所述检测的运行状态来估算所述车辆被估算将行驶的路径，以及

基于所述估算的路径来确定所述检测的对象是否包括所述车辆前进的危险物以及停止所述车辆的指示中的至少之一。

5. 如权利要求1所述的信息提供设备，进一步包括：

驾驶操作状态检测单元，用于检测所述车辆的驾驶员的驾驶操作状态，

其中所述控制单元

基于所述检测的驾驶操作状态来估算关于驾驶操作的驾驶员意向，

基于所述估算的意向来确定所述检测的对象是否包括所述车辆前进的危险物以及停止所述车辆的指示中的至少之一。

6. 如权利要求1所述的信息提供设备，

其中所述对象检测单元检测到另一车辆、行人、交通控制设备、道路交通标志以及道路的车道之间的边界中的至少之一，以及

其中，当使所述提供单元移动表示方向的所述视觉信息朝着所述检测的对象时，所述提供单元提供根据所述对象检测单元的所述检测的对象的种类而变化的视觉信息。

7. 一种用于车辆的信息提供方法，所述车辆包括：

对象检测单元，用于检测所述车辆外部的对象；以及

提供单元，用于在所述车辆外部提供使用激光束形成的并且视觉上可观测到的视觉信息，

所述信息提供方法包括步骤：

使所述提供单元提供表示所述车辆的前进方向的视觉信息；

确定所述检测的对象是否包括(i)所述车辆前进的危险物以及(ii)停止所述车辆的指示中的至少之一；以及

当所述确定为肯定时，使所述提供单元移动表示方向的视觉信息朝着所述检测的对象。