CN102147531A - 用于运行平视显示器系统的方法、平视显示器系统 - Google Patents

用于运行平视显示器系统的方法、平视显示器系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行运输工具的、特别是机动车（2）的平视显示器系统（1）的方法，在该方法中，监视所述运输工具的运输工具外部空间并且在检测到危险地带（15）时将报警提示地点正确地显示在所述运输工具的风挡玻璃（9）上。在此提出，借助于至少一个适当的传感器（4）检查待由所述运输工具驶过的行驶道（5）的行驶道状态并且在检测到紧要的行驶道状态时通过地点正确的插入至少区域地根据所述行驶道（5）的状态标记该行驶道（5）。本发明还涉及一种平视显示器系统。

Description

用于运行平视显示器系统的方法、平视显示器系统
技术领域
本发明涉及一种用于运行运输工具的、特别是机动车的平视显示器系统的方法，其中，监控该运输工具的运输工具外部空间、即运输工具周围环境并且在检测到危险地带时将报警提示地点正确地插入到（eingeblendet）该运输工具的风挡玻璃上。
此外，本发明还涉及一种平视显示器系统，其具有用于检测运输工具外部空间中的危险地带的第一装置和用于将报警提示地点正确地显示在运输工具的、特别是机动车的风挡玻璃上的第二装置。
背景技术
由现有技术公开了平视显示器系统以及用于运行所述平视显示器系统的方法。这样存在下述平视显示器系统，在所述平视显示器系统中，监视运输工具外部空间并且在检测到报警牌、速度限制或者行驶道上的物体例如人员、动物或运输工具时将检测到的物体连同地点正确地插入或显示的报警提示标记在风挡玻璃上。例如由DE 101 31 720 A1公开了一种相应的平视显示器系统。在运输工具运行时，为了支持驾驶员，这样地标记检测到的危险地带（对此在这种情况下也理解为报警牌或速度限制），使得从驾驶员的视角将实际的危险地带通过所述标记叠加或者例如框起来、即地点正确地标记或显示。
发明内容
根据本发明规定，借助于适当的传感器检查待由所述运输工具驶过的行驶道的行驶道状态并且在检测到紧要的行驶道状态时通过地点正确的插入至少区域地根据所述行驶道的状态标记该行驶道。这样根据本发明规定检测行驶道状态。这样优选检查在行驶道上是否有不利地影响所述行驶道状态的薄冰层、潮湿和/或不平部。如果在所述行驶道上检测到紧要的行驶道状态、即例如薄冰层，则通过地点正确的插入至少在其中检测到所述紧要状态的区域中标记所述行驶道。在此规定，所述标记直接给出下述启迪：为什么所述行驶道状态看来是紧要的。因此可通过所述可视标记的相应的颜色选择和/或形状选择来表示影响所述行驶道状态的事件。通过所述地点正确的插入，所述行驶道在相应的地点从驾驶员的视角与所述标记叠加，从而驾驶员获悉所述标记与实际的危险地带之间的直接空间关系，由此显著降低了其反应时间。对紧要的行驶道状态进行标记在行驶中如下地支持驾驶员，使得在达到所述行驶道的所述紧要区域时所述驾驶员能及时地例如降低速度。由于借助于这个或这些传感器直接检测行驶道状态，所以始终能当前地且及时地检测危险地带并且相应地标记紧要的行驶道状态。
有利的是，借助于至少一个视频摄像机、激光扫描器、具有像素深度信息的光电传感器（Fotosensor）、超声传感器和/或红外传感器探测所述行驶道以检测所述行驶道状态。在此，将此类传感器在（向前的）行驶方向上定向，以便能够始终检测待驶过的行驶道的行驶道状态。有利的是，使用具有立体声视频传感器的视频摄像机或者两个彼此间隔开的视频摄像机，用于通过三角测量法来确定在所述行驶道上检测到的危险地带相对于所述运输工具的位置，并且用于特别是建立行驶道变化曲线的三维模型，以便能够地点正确地在风挡玻璃上进行相应的插入或显示。替代或附加地，借助于激光扫描器探测所述行驶道状态，其中，在此一个或多个激光单元（LIDAR）探测周围环境。激光被脉冲化或被调制，并且通过由周围环境反射回的光与基准信号的相位比较求得所述光束的运行时间并且从而求得与所述反射点的距离。有利的是，这针对多个点在一个或多个水平的线上（扫描平面）进行。由不同的传感器检测到的数据符合目的地在计算单元（ECU）中进行分析处理并且有利地也提供给所述机动车的另外的系统。由此可根据所述检测到的数据有利地进行前瞻性的行驶机构调节或者在非常紧急的障碍的情况下进行自动的紧急制动。
有利的是，在行驶道区域上检测到薄冰层时地点正确地插入出冰晶。所述平视显示器系统由此插入冰晶、特别是两维的冰晶符号，所述冰晶符号表征下述区域，在所述区域上已检测到行驶道上的薄冰层。所述冰晶可以由所述运输工具的驾驶员快速获悉并且知道，从而所述驾驶员可非常快速地对所述报警做出反应并且例如可降低所述运输工具的速度。
有利的是，在一行驶道区域上检测到潮湿时地点正确地插入出雨滴符号。像所述冰晶那样，所述雨滴对于所述机动车的驾驶员也是行驶道上的潮湿或水/液体的已知符号。驾驶员由此可以非常快速地判定，给他显示的是哪种紧要的行驶道状态。此外，通过显示的雨滴或冰晶的密度可对于驾驶员显示：例如所述冰层多硬或多厚和/或行驶道上的水是多还是少。
此外规定，替代或附加地，在行驶道区域中检测到不平部时将所述不平部地点正确地、特别是在颜色上强调地标记出。如果检测到紧要的不平部，则将所述区域通过平视显示器插入到风挡玻璃上并且用报警色标记。特别是地面起伏部、坑洼和/或路缘石被检测为紧要的不平部并且通过所述平视显示器系统示出。所述标记或报警色与行驶道上实际存在的不平部叠加，从而驾驶员也同时实际地获悉所述不平部并且必要时可以绕过它们行驶。有利的是，通过不同的颜色强度表示地面起伏部的高度和/或坑洼的深度。也可以考虑的是，除了所述颜色标记之外显示数字，所述数字给出所述不平部的实际高度或深度和/或危险地带与该运输工具的距离。
此外，在检测到行驶道变窄（例如工地区域）时地点正确地插入出行驶道边界，从而驾驶员特别是在恶劣的视线状况下获悉行驶道变窄并且在该运输工具到达所述行驶道变窄部之前可相应地、例如通过降低速度对所述行驶道变窄部做出反应。此外，有利的是，同样地点正确地用可视标记表征处于行驶道上的物体例如人员、运输工具、石头、轮胎部件或类似物。
优选检测所述驾驶员的头部和/或眼睛的位置和/或定向以便地点正确地进行插入。由此可以补偿通过驾驶员头部或驾驶员眼睛的运动导致的视差误差。于是在计算待插入的标记时考虑所述头部和/或所述眼睛的位置和/或定向。可使用例如具有一个或多个视频摄像机的室内传感装置来测量头部位置，所述室内传感装置检测驾驶员头部并且借助于适当的方法、例如三角测量法来测量或确定驾驶员头部的位置和/或定向。通过由此可能的、地点正确的或接触模拟（Kontaktanaloge）的插入可保证的是，驾驶员总是直接觉察到在真实的目标物体上插入的标记、即与真实的目标物体存在固定的关系。
本发明的平视显示器系统的特征是，所述第一装置包括至少一个用于检测待由所述运输工具驶过的行驶道的行驶道状态的传感器，并且所述第二装置适合于至少区域地根据行驶道的状态地点正确地标记所述行驶道。由此得到上述优点。
符合目的的是，所述第二装置包括至少一个激光扫描器、具有像素深度信息的光电传感器（PMD图像；PMD=光子混合器器件=具有用于每个像素的深度信息的成像传感器）、超声传感器和/或红外传感器作为传感器。
最后规定，所述平视显示器系统设有用于检测所述运输工具的驾驶员的头部和/或眼睛的位置和/或定向的第三装置，用于保证地点正确地显示或插入所述行驶道状态的标记。
附图说明
下面借助附图进一步阐述本发明，附图表示：
图1  是第一实施例的示意图，
图2  是驾驶员视角的所述第一实施例，
图3  是一个有利的平视显示器系统的结构的大大简化示图，以及
图4  是驾驶员视角的另一实施例。
具体实施方式
图1以简化示图示出一个用于运行机动车2的平视显示器系统1的有利方法的实施例。该平视显示器系统1在本例中包括用于检测运输工具外部空间中的至少一个危险地带的第一装置3。为此，该第一装置包括传感器4，该传感器探测待由该机动车2驶过的行驶道5的行驶道状态。在本实施例中，所述传感器4构造为激光扫描器6，该激光扫描器包括一个或多个激光器单元（LIDAR传感器；激光雷达）。所述激光扫描器6借助于脉冲式和/或经调制的激光来探测所述行驶道5，其中，通过由周围环境反射的光与基准信号的相位比较求得所述射束的运行时间并且从而求得相对于所述反射点的距离。所述激光扫描器6在此这样地定向，使得它以距该机动车2足够远的状态探测所述行驶道，从而使得在检测到危险地带之后对于驾驶员还留有足够的时间来导入制动过程。必要时，所述传感器4的定向可适配于机动车2的速度，以便对于驾驶员始终保证足够的反应时间。
此外，所述平视显示器系统1还包括控制单元7和第二装置8，该控制单元分析处理、传输由所述传感器4或由所述激光扫描器6检测到的数据，所述第二装置用于将检测到的危险地带地点正确地显示在机动车2的风挡玻璃9上。所述第二装置8符合目的地包括平视显示器常用的投影器，该投影器将图像投影到所述风挡玻璃9的内侧上。对于所述机动车的驾驶员来说，所述图像自由浮动地显示在其运输工具前面。
在本实施例中，行驶道5具有不平部10，该不平部由地面起伏部11构成。所述地面起伏部11在此为了清楚起见超比例放大地使出。如果所述传感器4或所述激光扫描器6检测到该地面起伏部11，则其将关于所述不平部10类型的数据以及该不平部10相对于该机动车2的位置传输给所述控制单元7。所述不平部10的位置在此例如可通过三角测量法和所述激光扫描器6的相应设置的激光器单元实现。所述控制单元7计算所述不平部10的位置和形状。此外，所述控制单元7或者必要时所述第二控制装置8的一个另外的控制单元确定是否并且如何标记所述不平部10。这可以取决于使用者设定和/或行驶状况。然后，所述标记借助于所述第二装置8的所述投影器地点正确地插入到风挡玻璃9上，从而对于所述驾驶员以运输工具前面一定的距离显示与实际的不平部10叠加的标记12。在本实施例中，所述地面起伏部11通过虚线13框出并且附加地通过彩色条14直接标记或叠加。所述彩色条14有利地具有报警色，其中，所述报警色优选根据所述地面起伏部11的高度或所述不平部10的大小来选择。在本例中，所述彩色条14具有分级的颜色变化曲线，其中，该彩色条14从下往上由黑色过渡为红色。特别优选的是，所述彩色条的形状基本上相应于地面起伏部11的形状。当不是地面起伏部11而是坑洼作为不平部10出现在行驶道5上时也相应地采取行动，其中，相应的标记有利地具有另外的报警色，其提示行驶道5上有凹陷部。也可考虑的是，除了所述标记之外显示一个向上或向下指向的箭头，其对于驾驶员显示所述不平部10是行驶道5上的隆起部还是凹陷部。
图2示出机动车2的驾驶员透过风挡玻璃9往外看的视图。彩色条14与地面起伏部11叠加并且附加地通过点划线13包围。危险地带15在本例中由不平部10构成，危险地带15的地点正确的或接触模拟的图示或标记给予驾驶员以所述可视报警通知与实际存在的危险地带之间的直接关系，从而驾驶员可在短时间内决定他要针对所述危险地带怎样做出反应。对上述激光扫描器6替代或附加地也可以使用一个或多个视频摄像机、一个或多个具有像素深度信息的光电传感器、一个或多个超声传感器和/或一个或多个红外传感器来作为所述传感器4，用于前瞻性地探测所述行驶道5。
图3以框图示出所述有利的平视显示器系统1的原理结构的一个实施例。由图1公开的元件设有相同的参考标号，从而就此而言可参见上述说明。可包括激光扫描器6和/或上述其他可能的传感器的所述传感器4如图1中已经示出的那样将检测到的数据进一步传送给控制单元7，该控制单元7又控制所述平视显示器系统1的所述第二装置8或所述投影器。如已经阐述的那样，所述第二装置8也可以包括一个另外的控制单元或计算单元，其根据所述控制单元7的分析处理来确定应是否并且怎样标记危险地带。此外，平视显示器系统1包括用于检测所述机动车2的驾驶员的图1中所示的头部17和/或眼睛的位置和/或定向的第三装置16。该第三装置为此包括一个室内传感装置18，其有利地包括一个或两个视频摄像机，所述视频摄像机朝驾驶员头部17指向以便能够检测其位置和定向。通过计算单元19以适当的方法进行图像处理，由此可确定所述驾驶员头部的位置和定向并且据此将所述标记插入在或显示在风挡玻璃9上的相应位置上。
最后，给所述平视显示器系统1配置一个另外的控制单元20，该另外的控制单元例如是机动车2的行驶机构调节器的组成部分。该控制单元20同样获得所述控制单元7的数据并且可基于这些数据执行所述行驶机构的前瞻性的调节，从而例如实现最佳的行驶舒适性。所述控制单元7的数据也可以用于安全系统，所述安全系统在检测到非常紧急的危险地带时可进行自动的紧急制动。
图4如上所述地示出用于运行上述平视显示器系统1的一个另外的有利实施例。在该实施例中，在行驶道5上检测坑洼21并且通过椭圆形彩色标记22进行表征。由此驾驶员即使在恶劣的天气条件下也能及时避开所述坑洼21。此外，在行驶道5的区域中示出冰晶23或冰晶符号，在所述区域中借助于所述传感器4检测行驶道5上的薄冰层24。通过所述显示的类型，驾驶员可以马上推断出所述危险地带15是薄冰层24。驾驶员可以相应地降低速度。如果行驶道5的所述区域仅仅是湿地，则例如可以显示雨滴来代替所述冰晶23。所述行驶道5上的薄冰层或潮湿的危险系数越高，则所述冰晶23和/或雨滴就被合乎目的地越紧密地表示。也可以借助于所述冰晶提示行驶道上的雪，其中，用于雪的冰晶优选与用于薄冰层的冰晶例如颜色不同。
总之，所述行驶道状态的地点正确的显示给予驾驶员下述可能性：当存在的危险地带由于天气情况恶劣而不能由驾驶员自己获悉时能够特别快地对存在的危险地带做出反应。特别是当行驶道上有薄冰层或潮湿时驾驶员常常难于自己识别这些危险地带。由于实际存在的危险地带15直接通过所述标记叠加，所以驾驶员可毫无疑义地获悉所述危险地带的位置，从而驾驶员可以快速评估他应怎样做出反应来避免危险情况或事故。
必要时除了所述标记之外还可以通过声响信号对所述报警提示进行支持或补充。

Claims (10)

1. 一种用于运行运输工具、特别是机动车（2）的平视显示器系统（1）的方法，在该方法中，监视所述运输工具的运输工具外部空间并且在检测到危险地带（15）时将报警提示地点正确地显示在所述运输工具的风挡玻璃（9）上，其特征在于，借助于至少一个适当的传感器（4）检查待由所述运输工具驶过的行驶道（5）的行驶道状态并且在检测到紧要的行驶道状态时通过地点正确的插入至少区域地根据所述行驶道（5）的状态来标记该行驶道（5）。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于至少一个视频摄像机、激光扫描器（6）、具有像素深度信息的光电传感器、超声传感器和/或红外传感器探测所述行驶道（5）以检测所述行驶道状态。
3. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在行驶道区域上检测到薄冰层时地点正确地插入出冰晶符号（23）。
4. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在行驶道区域上检测到潮湿时地点正确地插入出雨滴符号。
5. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在行驶道区域中检测到不平部时地点正确地、特别是在颜色上强调地标记出所述不平部。
6. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在检测到行驶道变窄时地点正确地插入出行驶道边界。
7. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，检测所述驾驶员的头部（17）和/或眼睛的位置和/或定向以便地点正确地进行插入。
8. 一种运输工具、特别是机动车（2）的平视显示器系统（1），其包括用于检测运输工具外部空间中的至少一个危险地带（15）的第一装置（3）和用于将报警提示地点正确地显示在所述运输工具的风挡玻璃（9）上的第二装置（8），其特征在于，所述第一装置（3）包括至少一个用于检测待由所述运输工具驶过的行驶道（5）的行驶道状态的传感器（4），所述第二装置适合于至少区域地根据行驶道的状态地点正确地标记所述行驶道（5）。
9. 根据权利要求8所述的平视显示器系统，其特征在于，所述第二装置（8）包括至少一个激光扫描器（6）、具有像素深度信息的光电传感器、超声传感器和/或红外传感器。
10. 根据以上权利要求中任一项所述的平视显示器系统，其特征在于，设有用于检测所述运输工具的驾驶员的头部（17）和/或眼睛的位置和/或定向的第三装置（16）。
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