CN103442950A - 用于识别湿道路的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在车辆(100)的驾驶员辅助系统(104)内用于识别行车道(110)上的水分的方法以及具有倒车摄像机(106)的相应驾驶员辅助系统。根据本发明的方法具有以下步骤：借助所述倒车摄像机(106)摄取位于所述车辆(100)的尾部后面的区域(118)的图像；在由所述车辆引起的水沫拖曳(116)方面分析处理所摄取的所述图像；以及基于所述分析处理选择性地输出水分信号，用于触发所述驾驶员辅助系统(104)对湿的所述行车道(110)的自动反应。

Description

用于识别湿道路的方法
技术领域
本发明涉及一种用于识别行车道上水分的车辆驾驶员辅助系统中的方法以及一种相应的驾驶员辅助系统。
背景技术
驾驶员辅助系统在车辆中提供一个或者多个辅助装置，用于在确定的驾驶状况中支持驾驶员。这种辅助装置例如是ABS(防抱死制动系统)、ESP(电子稳定程序)、间距调节速度控制器(“自适应巡航控制”，ACC)或者泊车辅助系统。
用于在下雨时自动地接通车辆雨刷的下雨传感器的使用也属于驾驶员辅助领域。对此，DE 103 16 794 A1公开了一种包括摄像机的下雨传感器。该摄像机从室内出来对准位于挡风玻璃前面的车辆固定对象，例如散热器防冻罩。将由摄像机所摄取的图像与所存储的、在挡风玻璃干燥时已摄取的图像比较。由图像的比较来识别在挡风玻璃上例如以水滴的形式的湿气的存在。
然而，先前描述的下雨传感器具有这样的缺点，即它基本上仅对下雨作出反应。如果不(再)下雨，则该下雨传感器因此探测干燥度。这类传感器对于雨刷的控制有用，但是几乎不能有意义地用于控制其他车辆部件，在所述其他车辆部件中，根据车辆周围环境的湿度的适配是有意义的。从下雨传感器的数据中没有推导出例如用于对湿的行车道作出反应的自动控制：即使暂时没有下雨，行车道仍然可以是湿的或者已经是湿的。
DE 101 497 68 A1描述了一种用于确定安装在车辆前侧上的激光扫描器的视距的方法。传感器接收由车辆前面的监控区域中的扫描器发射的并且从那里反射的射束。分析处理装置分析处理反射的射束。识别出干扰，例如在前面行驶的车辆的雾、雨或者水沫。作为对该识别的反应，采取措施；它可以例如包括干预车辆运行，例如减少当前的车辆速度或者预给定的最高速度。
先前描述的扫描器比下雨传感器更可靠地提供了关于在行车道上可能存在水分的信息。然而，这类系统复杂并且因此贵。
发明内容
根据本发明，提出了一种在车辆的驾驶员辅助系统中用于识别行车道上的水分的方法，其中驾驶员辅助系统具有倒车摄像机。所述方法包括以下步骤：借助倒车摄像机摄取位于车辆尾部后面的区域的图像；在由车辆引起的水沫拖曳的存在方面分析处理摄取的图像；以及基于所述分析处理选择性地输出水分信号，用于触发驾驶员辅助系统对湿行车道的自动反应。
行车道应理解为有关的车辆可以在其上运动的所有类型的固定和未固定的表面。通过正确识别所触发的自动反应可以例如自动接通或者关断车辆的雨刷。附加地或替代地，自动反应可以涉及车辆前照灯的接通或者关断。根据法律规定，也可以基于水分信号接通或者关断雾照灯。所述水分信号可以被用于控制(打开或者关闭)车窗。水分信号可以被用于控制空调机，作为对湿行车道的探测作出的反应，所述空调机可以被重新配置，以便优选地使车窗保持无雾。
附加地或替代地，水分信号可以被用于自动地控制驾驶员辅助系统的一个或者多个子系统，以便使所述一个或多个子系统朝向湿的或者干燥的行车道定向。在此，尤其可以包括行驶动态调节系统或者电子稳定控制装置，例如高度成熟的ABS、ASR(加速防侧滑控制装置)、ESP、EBA(电子制动辅助系统)，等等。
附加地或替代地，自动反应还可以包括向驾驶员输出关于行车道水分例如已超过预给定的阈值的警告。举防止可能的滑水的警告作为例子。
在对探测事件、例如达到有规律的时标作出反应，可以实施图像的摄取和/或图像的分析处理。在一个例子中，以一分钟的有规律的间距来分析处理倒车摄像机的图像。作为其他的或替代的条件，可能需要积极地探测车辆的向前运动。附加地，也可以设置预先确定的例如每小时30千米的最低速度，在低于该最低速度的情况下，不进行根据水沫拖拽的存在的摄取和/或分析处理。附加地或替代地，仅仅当附加地存在的下雨传感器已探测到下雨或者例如挡风玻璃上的湿气时，才可以进行摄取和/或分析处理。
通过图像或者时间上彼此相继的图像序列的分析处理来探测由车辆引起的水沫拖曳的存在。相应的图像分析处理算法例如可以考虑，水沫拖曳仅仅部分地填充倒车摄像机的视野，也就是说，与例如雾或者下雨相反，具有局部的伸展(Ausdehnung)：这种现象影响整个图像。与例如雾或者雨不同，水沫拖曳的其他特征在于，水沫拖曳的动态的即随时间显著改变的伸展、形状和/或轮廓。此外，还可以考虑，基于水沫拖曳的与车辆速度相关的伸展、形状和/或轮廓来探测水沫拖曳。
在本发明的确定的实施方式中，仅仅当除对倒车摄像机摄取的图像的相应分析处理之外还存在下雨传感器的相应信号，其中所述下雨传感器已探测到下雨(例如根据挡风玻璃的湿气)的时候，那么才输出水分信号。
在此描述的根据本发明的方法中使用倒车摄像机。但是，替代地，也可以使用前置摄像机，所述前置摄像机朝向在车辆前的区域定向，以便探测在前面行驶的车辆中水沫拖曳的存在。相应地适配图像分析处理算法。
此外，根据本发明提出了一种计算机程序，其中，当在可编程的计算机装置中实现所述计算机程序时，实现在此描述的方法之一。计算机装置例如涉及车辆中用于实现驾驶员辅助系统的特征或者子系统的模块。计算机程序可以被存储在机器可读的存储介质中，例如存储在永久或者可重写的存储介质上或者被分配给计算机装置，或者存储在可移动的CD-ROM、DVD或者U盘上。附加地或替代地，可以在计算机装置上提供计算机程序，用于例如通过数据网络——例如因特网或者通信连接——例如电话线或者无线连接下载。
此外，根据本发明，提出一种车辆中的驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统被构造用于识别行车道上的水分，并且包括以下部件：倒车摄像机，用于摄取位于车辆尾部后面的区域的图像；用于在由车辆引起的水沫拖曳的存在方面分析处理所摄取的图像的部件；以及用于基于所述分析处理来选择性地输出水分信号，用于触发驾驶员辅助系统对湿的行车道作出自动反应的部件。
发明优点
此外，根据本发明提出，使用倒车摄像机用于识别行车道上的水分。这具有以下优点：可以不用安装额外为此目的提供的元件例如激光扫描器；在越来越多的车辆中，与例如泊车辅助系统相关地总归存在倒车摄像机。
在倒车摄像机的视野内，自身的水沫拖曳显得相对较突出，而没有完全填充图像区域；因此能够比前面车辆中例如更远的水沫拖曳的探测更可靠地实现探测，或者在道路上的较少湿气和/或在较低的速度的情况下，已经可以探测到较小的水沫拖曳。还可以考虑，作为对不同的强度的水沫拖曳作出的反应，提供反应方面的分级，即根据状况进行车辆部件的逐渐适配。
当下雨传感器没有发信号，因为车辆的位置上暂时没有下雨的时候，行车道还是可能是湿的(行车道也可能由于其它原因而是湿的，例如在解冻时)；因此基于下雨传感器的数据，不能够实现高度成熟的ABS或者ESP的适配，用于适配湿的行车道。但是，借助本发明，由自我车辆(Ego-Fahrzeug)识别从行车道上扬起的并且因此在行车道上实际存在的水分(不是仅仅在挡风玻璃上水分的不存在/存在)，并且因此，能够有利地实现例如其中与车辆安全相关的部件——例如ABS或者ESP的控制。
由于通常不需要附加的硬件部件，因此可以相对较简单地且成本较低地实现本发明。本发明也可以与下雨传感器一起被用于控制确定的驾驶员辅助装置，由此提高了车辆周围环境中湿气的探测的可靠性。
附图说明
现在起根据附图更详细地描述本发明的其他方面和优点。在此示出：
图1示出配备有根据本发明的驾驶员辅助系统的、处于示例性的行驶状况中的车辆；
图2示出图1中的驾驶员辅助系统的功能部件的示意图；以及
图3示出图2中的驾驶员辅助系统的工作原理的流程图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出具有后轮102的车辆100的尾部。车辆100配备有根据本发明构造的驾驶员辅助系统104，此外，所述驾驶员辅助系统包括倒车摄像机106以及作为ECU(电子控制单元)实现的中央处理单元108。车辆100在行车道110上运动，所述行车道通过侧界限112和路面交通标线114来表示。由于行车道110上的水分，车辆100的后轮102分别激起水沫拖曳116，所述水沫拖曳的位于倒车摄像机106的视野118中的部分由所述倒车摄像机检测。
图2中示出了驾驶员辅助系统104的ECU108的功能部件。ECU108包括控制部件202、分析处理部件204以及子系统206、208和210。在图2所示的例子中，子系统206控制以显示器212的形式的HMI(“人机界面”)、雨刷214和通过箭头216示出的其他车辆系统，例如前照灯和/或空调机。子系统208例如包括ABS控制电路，所述ABS控制电路通过本身公知的方式控制车辆100的制动装置218。子系统210包括例如用于ESP的调节电路，除了制动控制装置218之外，所述ESP的调节电路还向马达控制220提供信号。
在下面根据图3的流程图300更加精确地解释图2中的ECU108的工作原理。所实施的方法涉及识别图1的示例性场景中的行车道110上的水分以及由所述识别得出的控制操作302。
在步骤304中，部件202控制倒车摄像机106，以便摄取位于尾部后面的、在摄像机106的视野中的区域118的图像。一旦车辆100处于向前运动中，作为对计时器222的运行过程作出的反应，可以进行图像的摄取，所述记时器例如被调整到1分钟的时间间隔上并且由控制部件202启动，这足够用于，在湿的行车道110的情况下导致水沫拖曳116的形成。这例如在30km/h或者更大的速度的情况下可以是这种状况。附加地或者替代地，控制部件202也可以接收下雨传感器224的数据，并且相应地设置记时器222。例如通过传感器224的雨水探测可以引起，以更高或者更低的摄取频率运行倒车摄像机106。
在步骤306中，在水沫的存在方面分析处理在步骤304中所摄取的倒车摄像机106图像。为此，控制部件202向分析处理部件204传输由摄像机106摄取的图像。基于随后概述的算法中的一个或者多个，在摄像机的视野118中可以探测一个或者两个水沫拖曳的存在。用于辨识图像中的水沫的算法以及必要时用于水沫拖曳性能的模板(例样)、例如位于水沫后面的结构、轮廓和形状性能的覆盖，可以被保存在一个所分配的存储区205中。
因此，部件204可以实施图像识别算法，在所述图像识别算法中，在提前确定的图像区域中搜索水沫拖曳的存在，通过摄像机108相对于车辆100的后轮的视角的位置来预先规定所述图像区域。水沫的特征在于，全部地或者部分地遮住位于水沫后面的对象例如行车道110、标记112或者114后面的车辆等等的视线。
此外，部件204可以被构造用于，分析处理在例如几秒的时间间隔内的图像序列。从图像的时间序列中例如可以通过其时间上的可变的伸展、形状和/或轮廓来确定水沫拖曳的存在。水沫与例如雾或者雨的区别在于特定的动态外观，但是也受到短时干扰例如废气烟雨、烟雾等等。
附加地，控制部件202也可以向分析处理部件204传输速度传感器226的数据，以便确定例如在摄像机106的视野中的干扰的、与车辆速度相关的伸展(Ausdehnung)、形状和/或轮廓并且由此推断出水沫拖曳的存在。此外，控制部件202可以使用速度或者车轮传感器226的数据，用于与速度有关地调整记时器222并且因此调整倒车摄像机106。
部件204将分析处理结果返回到部件202中。所述结果可以涉及例如在车辆尾部处一个或者两个水沫拖曳116的数据的存在，如图1中那样。此外，所述结果还可以涉及水沫拖曳116的大小、浓度或者强度或者行车道110上的由此推导出的湿度或水分的程度的数据，或者还可以涉及所述参量的时间变化。
在步骤308中，控制部件202向子系统206、208、210中的至少一个输出至少一个控制信号228、230。控制信号可以基于在可选地考虑下雨传感器224的数据的情况下由控制部件202的部件204通知的分析处理结果。在简单实的施例中，在控制部件202将仅仅一个单个控制信号输出给所有连接在后的子系统期间，在图2中说明，控制部件202可以将不同的控制信号228、230输出给不同子系统。
为了讨论的目的而假设：下雨传感器224没有通知下雨并且雨刷214在目前的时刻无效，而由摄像机106摄取的图像的分析处理已得出：存在图1所示的水沫拖曳116。作为对信号输入作出的反应，控制部件202当前没有向子系统206发送控制信号，如通过虚线228所示的那样。控制信号228的消失意味着，雨刷也继续保持关断。
可以考虑，例如在同时探测下雨和水沫拖曳时，或者在很显著突出的水沫拖曳的情况下，促使子系统206将警告输送到显示器212上。这类警告可以涉及例如滑水危险。
作为用于子系统206对收到控制信号228作出的反应的另一个实施例应提及，在探测下雨、水沫拖曳和低温(为此，例如控制部件202将考虑未示出的温度传感器的数据)时，控制信号216可以被提供给空调机，所述空调机随后被配置用于，使车辆100的玻璃保持没有凝聚水气。控制信号216也可以涉及例如车辆尾部处的后雾灯的接通，所述后雾灯在明显突出的水墨拖曳的情况下可以被接通，只要这根据法定规定是允许的或者符合规定的。
给两个稳定控制装置208和210相同地提供控制信号230(根据所述控制装置的配置可能性，还可以考虑，两个系统208和210收到各自的控制信号)。系统208、210中的每一个被配置来在特别地考虑湿的行车道状态的情况下控制车辆100的制动系统218和发动机系统220，必要时用于保持纵向和/或横向上的行驶稳定性。
在此，子系统210通常涉及一种行驶动态调节装置，除制动系统218以外，所述行驶动态调节装置还存取发动机控制装置220(即例如，必要时减小车辆发动机的驱动功率)，以便因此保持车辆100的稳定性。因此，子系统210例如可以涉及ESP系统的子部件，例如RSC(“翻滚稳定控制”)、发动机-牵引力矩-调节、拖车稳定辅助系统(“TSA”)等等。ABS系统以及ESP系统的仅仅作用于制动系统218的子系统——例如电子制动辅助系统(“EBA”)可以是部件208的一部分。
传统的ABS和ESP控制装置通常不具有用于不同的行车道状态的特殊的调整，而改进了的系统不断地相应地适配。在此，它尤其取决于行车道状态的自动识别。本发明如在此所描述的那样能够实现根据行车道状态实现例如ABS系统208和/或ESP系统210的自动适配。
原则上，除了识别行车道上的水分之外，倒车摄像机106的图像的分析处理能够实现其他行车道状态——例如全部或者部分地覆盖有雪、烂泥和/或沉积物的行车道的探测。因为倒车摄像机将来越来越经常地属于现有的车辆配备，所以假设在现有ECU或者相当的处理部件上的软件和/或固件中实现必需的控制器例如图2的部件202和204，则这种自动适配不需要附加的元件。
在步骤308中控制部件202没有传输控制信号到相应子系统206、208和210上或者传输一个控制信号或者多个控制信号228、230到相应子系统206、208和210上之后，在块310中实现必须满足的条件的分析处理，以便循环地、重复地执行所述方法。块310中的决策可以例如通过记时器222的重复过程来产生。如果证实，在此期间，例如车辆速度低于最小速度，那么还是循环地重复所述询问(箭头312)。例如在发动机关断时，可以例如借助停用驾驶员辅助系统104结束所述过程，并且在发动机起动时，又自动地开始所述过程。
本发明不局限于在此描述的实施例和其中强调的方面，相反地，在通过附属的权利要求说明的范围内能够实现许多修改，所述修改处于本领域的技术人员处理的范畴内。

Claims (9)

1.一种在车辆的驾驶员辅助系统中用于识别行车道上的水分的方法，其中所述驾驶员辅助系统(104)具有倒车摄像机(106)，所述方法具有以下步骤：
借助所述倒车摄像机(106)摄取(304)位于所述车辆(100)的尾部后面的区域(118)的图像；
在由所述车辆(100)引起的水沫拖曳(116)的存在方面分析处理(306)所摄取的图像；以及
基于所述分析处理选择性地输出(308)水分信号(228、230)，用于触发所述驾驶员辅助系统(104、206、208、210)对湿行车道(110)的自动反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述自动反应涉及以下车辆部件中的至少一个：雨刷(214)、车辆前照灯、车窗、空调机。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述自动反应涉及所述驾驶员辅助系统(104、108)的以下子系统(208、210)中的至少一个：防抱死制动系统、加速防侧滑控制装置、电子稳定程序、电子制动辅助系统、行驶动态调节系统、电子稳定控制装置。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述自动反应涉及向所述驾驶员输出关于所述行车道水分已超过预给定的阈值的警告(212)。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，作为对以下事件中的至少一个的探测作出的反应，发起图像的所述摄取(304)：达到有规律的时标，下雨传感器(224)的信号的到达，探测到所述车辆高于预先确定的速度的向前运动。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，通过图像或者时间上相继的由所述倒车摄像机摄取的图像序列的分析处理、基于水沫拖曳的以下特性中的至少一个来探测由所述车辆(100)引起的水沫拖曳(116)：与通过雾或雨引起的全局图像影响相反的水沫拖曳的局部伸展；随时间改变的伸展、形状和/或轮廓；与所述车辆的速度相关的伸展、形状和/或轮廓。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，基于对所述倒车摄像机(106)摄取的所述图像和下雨传感器(224)的信号的分析处理来实现所述水分信号(228，230)的所述输出(308)。
8.一种计算机程序，用于当在可编程的计算机装置上执行所述计算机程序时，所述计算机程序实施根据以上权利要求中任一项所述的方法。
9.一种车辆(100)中的驾驶员辅助系统(104)，所述驾驶员辅助系统被构造用于识别行车道(110)上的水分，具有以下部件：
倒车摄像机(106)，用于摄取位于所述车辆(100)的尾部后面的区域(118)的图像；
用于在由所述车辆(100)引起的水沫拖曳(116)的存在方面分析处理所摄取的图像的部件(204，205)；以及
用于基于所述分析处理来选择性地输出水分信号(228，230)以便触发所述驾驶员辅助系统对湿的所述行车道(110)作出自动反应的部件(202)。
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