CN102483882A - 用于在汽车的泊车辅助系统中显示障碍物的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在汽车（2）的泊车辅助系统（1）中显示障碍物的方法，包括下述步骤：a)求出环境图像，并且识别在其中存在的障碍物（7、8），b)求出识别的障碍物的至少一个距离数值，和/或角位置，c)根据求出的距离数据，和/或角位置将边缘加强方法应用到环境图像区域中去，d)在泊车辅助系统的显示器（9）中显示具有已求出的环境图像的边缘加强，以及用于执行本方法的装置。

Description

用于在汽车的泊车辅助系统中显示障碍物的方法和装置
现有技术
长久以来为了在泊车过程中给驾驶员提供支持已公开不同特征和具有不同显示方案的泊车辅助系统。这些泊车辅助系统主要分成两个类型，即以距离测量，例如借助超声波传感器或者雷达传感器为基础的系统和以视频为基础的系统。以距离测量为基础的系统通常是给驾驶员发生与距离有关的重复频率的例如短的声音报警信号，或者例如借助具有与距离有关数量为接通LED的LED行发出光报警信号。而以视频为基础的系统例如包括倒车摄像机，并且频频摄像机检测围绕尾部保险杠缓冲器区域中的情况，这样就可在驾驶员视野中的显示民间上输出相应的图像。在必要时首先对视频图像进行修正，以便给驾驶员示出一个尽可能真实的环境图像。
近来组合系统也得到推广。其中，例如将表示超声波系统的距离测量数值的距离条形图输入到已显示的视频图像中。
以视频为基础的系统的缺点是，它们要求驾驶员集中全部的注意力，特别是在图像所包含的特征不足以估算物体的尺寸和距离的情况时。距离条形图的输入也只能很小地减小这一问题，因为在这种情况中有两种不同类型的信息，实际的物体和图解简化的人造的物体驾驶员必须同时接收和处理。在这种组合的系统中即使附加的声报警信号也不能简化驾驶员的感觉，因为在此还有其它的信息还要加以处理。
DE 10 2007 002 262 A1公开了在泊车时用于支持汽车驾驶员的组合系统的另一实例。除了确定距离的传感器外还将至少一部摄像机集成到该系统中。所述系统能图解显示在包括不同限制情况下的泊车位，并且驾驶员可借助输入键，按照他的愿望使自己车辆的目标位置最佳化，并且使这种目标位置符合他自己感觉到的实际情况。在这方面DE 10 2007 002 262 A1也公开了识别不同的限制，并且对它们进行分类的办法，这样就可按照不同的类别显示这些限制。例如可不同地显示植物槽、植物、墙壁等，这样，驾驶员可将有些障碍物解释为比较软或者能移动，并且因此可驶入到系统本身未予考虑的泊车位中。作为光学方面的支持是可部分透明地显示泊车泊位和它们的限制，和/或汽车本身，以确定它们。
然而，特别是与远距离的障碍物相比较在距汽车距离近的障碍物方面通过这种系统使驾驶员简化地感觉实际的环境情况是不够的。
发明内容
相对于现有技术，根据本发明的按照权利要求1所述的方法—所述方法可用也是根据本发明的按照权利要求6所述的装置执行—具有如下优点，即该方法使驾驶员能够用唯一的目光注视泊车辅助系统的显示就能掌握和距障碍物在距离上的重要性。此外，通过加强附近的障碍物的边缘即使在没有附加的图解和/或声学的部件也能可靠地使用此方法。按照这种方式减轻了驾驶员的负担，因为他不再必须同时掌握不同的显示部件或者不同类型的提示。
此外，该方法既可减小显示器或者报警部件的复杂性，并且特别是通过简单的结构使所需部件的数量和类型限制到最小程度也是有利的。因此，根据本发明的方法既能成本有利地生产，也可最佳地给驾驶员提供信息，而不致于由于不同的信息太多使得驾驶员眼花缭乱。
因此本发明的主题是提供一种用于在汽车的泊车辅助系统中显示障碍物的方法，它包括下述步骤：
a) 求出环境图像，并且识别在环境图像中存在的障碍物，
b) 求出识别的障碍物的至少一个距离数值，和/或角位置，
c) 根据求出的距离数值，和/或角位置将加强边缘的方法使用到环境图像区域中，
d) 在泊车辅助系统的显示器中显示具有已求出的环境图像的边缘加强。
根据本发明的边缘加强可使驾驶员更容易地感觉到单个的障碍物的由距离造成的重要性，这样他的注意力可被引导到重要的障碍物。过量的图像信息可借助根据本发明的方法予以过滤、并且根据驾驶员对泊车状态的要求最佳化地显示。
根据本发明的规定、例如以边缘滤波和/或边缘运算子，例如Sobel、Laplace、Canny算法、Kirsch运算子等为基础的图形处理、数学的软件系统适合用作边缘加强的方法。特别是这样一些系统—这些系统以梯度值为基础，这样在边缘区域中出现了所谓的梯度山—优选地用于实施边缘加强。
通过紧接着的轮廓识别方法，例如如自由人代码一样可将轮廓堆积编排成不全的物体，围绕这些物体可形成有边界的盒（Bounding-Box）。
现代泊车辅助系统已提供了有关障碍物距离的信息，也提了障碍物方向的信息，因此可在已有的硬件中实施。
可从说明书、附图和权利要求中得到根据本发明的主题的其它优点和有利的方案。
在根据本发明的方法的一个优选的方案中可根据所求得的距离数值和/或角位置给所识别的障碍物涂上颜色，和/或激活所识别的障碍物。通过这一措施可附加地产生和显示明确的、且驾驶员容易得到的具有待观察的障碍物的图像区域和障碍物重要性之间的关系。
此外，根据所求得的距离数值，和/或角位置用边缘减弱和/或模糊地显示求得的障碍物。
通过这一措施在没有完全放弃不重要的障碍物的情况下可使驾驶员以很快一瞥知道哪些障碍物是真正重要的。
在根据本发明的方法的另一方案中所识别的障碍物离汽车的距离越近显示的边缘加强越强，和/或所识别的障碍物离汽车越远，则所显示的边缘越弱。
这样有利地可更加清楚地给驾驶员提供按照重要性排列的显示，以判别（verkennell）和处理并非由驾驶员要求的附加信息，例如变色的矩形或者条形图。因此，根据本发明的系统也能最好的适用于色盲，和/或听力有缺陷的驾驶员。
以已识别的障碍物为基础，并且根据已求出的距离数值，和/或角位置代替地或者附加地给环境图像的整个区域涂以颜色地显示出来。
这种做法是用于再一次强调和所显示的环境图像的次要区域相比的重要障碍物和它的图像区域。
本发明的另一主题是提供一种用于在汽车的泊车辅助系统中显示障碍物的装置，它包括：
- 至少一个用于得到环境图像的摄像机，
- 用于识别环境图像中的障碍物的装置，
- 用于确定识别的障碍物的距离数值，和/或角位置的装置，
- 用于对环境图像的包含有障碍物或者部分障碍物的区域进行边缘加强的装置，
- 用于显示具有边缘加强的环境图像的显示器。
此外，用于识别环境图像中的障碍物的装置可以软件为基础。
如上所述，为了确定障碍物的距离数值，和/或角位置除了至少一个摄像机外还可设置传感器，例如超声波传感器。
用于实施边缘加强的装置优选地也是以软件为基础的数学算法。根据本发明这些数学算法优选地可集成在中央控制单元中，或者汽车中的通常的媒体一控制器中。
用于显示环境图像的显示器可以是在汽车中的，也用于集成的导航器的通常的显示器。通过边缘加强和摄像机的环境图像的重叠—控制器已确定它—可给驾驶人员提供有关障碍物重要性的清晰的，并且可得到的信息。
在根据本发明的装置的一种优选的实施形式中用于确定距离数值，和/或角位置的装置可以是超声波或者雷达传感器。
按照这种方式能牢固和可靠，并且在制造中成本有利地确定有关障碍物的距离数值和/或它们角位置的所需的数据。
在根据本发明的装置的另一有利的实施形式中，用于识别障碍物的装置，和/或用于实施边缘加强的装置可集成在控制器中。
摄像机优选地具有和用于识别障碍物的装置协调一致的开口角。通过这一措施可以简单的方式确定最佳化的观察范围。
在根据本发明的装置的另一优选的方案中，摄像机可以数字信号形式产生环境图像。通过这一措施可通过以软件为基础的系统既可识别障碍物，也可加强边缘。
附图说明
下面参考附图，借助优选的实施例对本发明进行更加详细的说明。
这些附图是：
图1：简图示出根据本发明的实施形式的辅助泊车系统的顶视图。
图2：根据本发明的方法（右边）和传统的观点（左边）的功能原理的示范性的对比。
在图1中简图示出根据本发明的一个泊车辅助系统1。一方面是在汽车尾部安装的超声波传感器3，另一方面具有开口角5，且用于拍摄环境图像的摄像机4和汽车2中的控制器10连接。这些超声波传感器覆盖了超声波探测区6。摄像机4可概览这个探测区域的主要部分。在已有的实例中在探测区域6的内部有多个物体或者障碍物7和8，其例如在此是柱。在探测区域6的外部也有多个物体12。这些物体只有用具有开口角5的摄像机4拍摄到。超声波传感器的探测场6划分成多个具有规定的传感器开口角的方向区11。那些可被超声波传感器3检测到的物体在控制器10中借助合适的分析算法例如三边测量（Trilateration）分配给单个区域11。在环境图像20中给每个区域11分配一个图像区（参见图2）。根据检测到的物体7和8由控制器10对环境图像20在几何形状上进行处理（参见图20），并且将结果在显示屏9上输出。
在图2中示出了用轮廓加强显示图在右边示出的根据本发明的方法和左边示出的原来的环境图像功能原理的示范性的对比图。摄像机（在此未示出）拍摄汽车后面的环境，并且产生数字可分析的环境图。同时超声波传感器（在此未示出）检测多个物体7和8，并且得出相应的角度和与距物体7和8的距离d1和d2。根据在这个实例中的图片物体8位于所介绍的算法的使用情况之外。现在在现有的实例中图柱边缘得到加强，并且以产生的轮廓为基础形成物体。边缘相应得到加强的物体作为重叠在右图中示出。

Claims (10)

1.用于在汽车（2）的泊车辅助系统（1）中显示障碍物的方法，具有下述步骤：
a) 求出环境图像，并且识别在其中存在的障碍物（7、8），
b) 求出识别的障碍物的至少一个距离数值和/或角位置，
c) 根据求出的距离数据和/或角位置将边缘加强方法应用到环境图像区域中，
d) 在泊车辅助系统的显示器（9）中显示具有已求出的环境图像的边缘加强。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所求出的距离数值和/或角位置给所识别的障碍物涂上颜色或者激活所识别的障碍物。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所求得的距离数值和/或角位置边缘减弱和/或模糊地显示求出的障碍物（7、8）。
4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所识别的障碍物（7、8）离汽车（2）的距离越近，边缘加强越强烈，和/或所识别的障碍物（7、8）离汽车（2）的距离越远，则边缘削弱越强。
5.按照前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，以已识别的障碍物（7、8）为基础，并且根据已求出的距离数据和/或角位置，给环境图像的整个区域涂上颜色地显示出来。
6.在汽车（2）的泊车辅助系统中用于显示障碍物（7、8）的装置，包括：
- 至少一个用于求出环境图像的摄像机（4），
- 用于识别环境图像中的障碍物的机构，
- 用于确定已识别的障碍物（3）的距离数值和/或角位置的机构，
- 用于对环境图像的包含有障碍物或者部分障碍物的区域进行边缘加强的机构，
- 用于显示具有边缘加强的环境图像的显示器（9）。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，用于确定距离数值和/或角位置的机构是超声波或者雷达传感器（3）。
8.按照权利要求6或7中的任一项所述的装置，其特征在于，用于识别障碍物的机构和/或用于实施边缘加强的机构集成在控制器（10）中。
9.按照权利要求6至8中的任一项所述的装置，其特征在于，摄像机（4）具有和用于识别障碍物的机构协调的开口角。
10.按照权利要求6至9中的任一项所述的装置，其特征在于，摄像机（4）产生数字信号形式的环境图像。
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