CN103781669A

CN103781669A - 车辆驾驶支援装置

Info

Publication number: CN103781669A
Application number: CN201280043531.8A
Authority: CN
Inventors: 渡边一矢
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: US20140218507A1; EP2769883A1; CN103781669B; EP2769883B1; WO2013058049A1; JP5720969B2; EP2769883A4; JPWO2013058049A1

Abstract

能够进行考虑了悬架机构的当前的工况的车辆支援的车辆驾驶支援装置包括：车辆工况运算模块，其运算用于悬架车轮的悬架机构上的每个车轮的当前的工况值；驾驶支援图像生成部，其生成驾驶支援图像，该驾驶支援图像是指，将对所得到的每个车轮的所述工况值进行图像化而成的工况图像配置在车辆图像的相对应的位置上而得到的图像；显示器，其显示驾驶支援图像。

Description

车辆驾驶支援装置

技术领域

本发明涉及通过将与车辆驾驶相关的信息显示到安装在车辆上的显示器上来支援驾驶人员的车辆驾驶支援装置。

背景技术

已知有将车载摄像头拍摄得到的包含对车辆周边的驾驶人员成为盲区的区域的拍摄图像显示到显示器上的车辆驾驶支援装置。最近，还出现了将通过对拍摄图像进行车辆上方视点的视点转换来得到的俯瞰图像显示到显示器上的车辆驾驶支援装置。

另外，还有专利文献1所述的车辆驾驶支援装置，该车辆驾驶支援装置用于在岩石区或砂石路等上越野行驶的车辆。该车辆驾驶支援装置具有：拍摄单元，其拍摄映有车辆的行进方向的行进目的地图像，以防止车轮进入落脚地差的土壤或脱轨；舵角检测单元，其检测车辆的舵角；路径图像生成单元，其基于舵角来预测在车辆的行进方向一侧所具备的各车轮的行进路径，用于生成表示从拍摄单元的视点观察的该各车轮的行进路径的路径图像；重叠图像生成单元，其生成在行进目的地图像上叠加了路径图像的重叠图像；图像显示单元，其显示重叠图像。通过利用这样的车辆驾驶支援装置，驾驶人员通过从显示器视觉辨认表示车辆周围的情况及该车辆的车轮的行进路径的重叠图像，能够确认行进路径。因此，驾驶人员通过一边观察显示在显示器上的图像一边变更操舵角，在行驶时避免脱轨或向所希望的岩石区移动。

然而，因车辆的悬架行程（Suspension Stroke）的变化而操舵轮的前束（toe-in）也发生变化，因该前束变化而导致转舵角也发生变化。因此，例如专利文献2公开了如下技术，即，为了得到所希望的行驶轨迹，调整与悬架行程的变化相对应的转舵角的技术。

另外，在专利文献3中记载有为了改善恶劣道路上的乘车感觉而设定最适于道路形状的悬架控制值的车辆用悬架控制装置。该车辆用悬架控制装置具有：悬架控制特性学习单元，其在行驶中的道路形状满足规定条件时，设定与道路形状相对应的悬架控制特性，并与道路位置相关联对应地存储至存储单元；悬架特性控制单元，其在已学习了悬架控制特性的道路位置上行驶时，基于所存储的悬架控制特性来控制悬架特性；显示单元（显示器），其将所存储的悬架控制特性与道路信息一起显示给驾驶员；悬架控制特性变更单元，其基于对规定道路位置的所希望的所输入的悬架控制特性，来变更所存储的规定道路位置上的悬架控制特性。将所存储的悬架控制特性与道路信息一起显示到显示器上。然而，该车辆用悬架控制装置的目的是为了改善恶劣道路上的乘车感觉而提前设定最佳的悬架控制特性，因而不具备实时显示行驶中的悬架控制特性的功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2011/010346号公报（段落号（0005-0026）、图9）

专利文献2：日本特开2010‐234937号公报（段落号（0004-0016）、图2）

专利文献3：日本特开2006‐240401号公报（段落号（0003-0045）、图1）

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述实情，本发明的目的在于，提供一种能够进行考虑了悬架机构的实时的工况（当前的工况）的车辆驾驶支援的车辆驾驶支援装置。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明的车辆驾驶支援装置包括：车辆工况运算模块，其运算用于悬架车轮的悬架机构上的每个车轮的当前的工况值；驾驶支援图像生成部，其生成驾驶支援图像，该驾驶支援图像是指，将对所得到的每个车轮的所述工况值进行图像化而成的工况图像配置在车辆图像的相对应的位置上而得到的图像；显示器，其显示所述驾驶支援图像。

根据该结构，针对每个车轮实时地运算表示悬架机构的工况状态，并为了对所运算出的工况值进行视觉化而通过对该工况值进行图像化来生成工况图像。进而，通过将该工况图像显示到显示器上，能够向驾驶人员报知悬架机构的工况状态。驾驶人员根据该悬架机构的工况状态，来进行恰当的方向盘操作和油门操作，从而能够恰当地驾驶车辆。这样的驾驶支援对悬架机构的工况状态频繁发生变动的越野行驶等带来特别大的优点。

在岩石区等上行驶的越野行驶等中，必须意识到各车轮特别是前轮接着要驶上哪个岩石这样的情况。因此，直观地掌握每个车轮的工况值尤为重要。为了该目的，在本发明的优选的实施方式之一中，对所述工况值进行图像化来生成所述车辆图像上的车轮形象，通过该车轮形象的视觉上的差异来表现所述工况值。通过使车轮形象在视觉上产生差异来表现工况值，因而即使显示器画面小，驾驶人员也能够直观地掌握工况值。

另外，虽然不是直接性的悬架机构的工况状态，但存在作为悬架机构的工况的结果而产生的作为对于驾驶重要的现象的车轮的空转状态。因此，在本发明中将该车轮的空转状态也作为本发明的对象的车辆工况来与悬架工况同样地进行处理。在本发明的优选的实施方式之一中，所述车辆工况运算模块具有用于求出作为所述工况值之一的所述车轮的空转率的空转率运算部。驾驶人员通过从显示器画面视觉掌握各车轮的空转率（空转状态），能够进行更加恰当的驾驶。

在通过对各车轮的空转率进行图像化来视觉性地表现的优选的方法中，例如，优选地，对于几乎完全空转的车轮，将在显示器上映出的车辆图像上的车轮显示成看起来正在空转或者在该车轮的附近标注表示空转的标记。因此，在本发明的优选的实施方式中，所述工况图像中包含有表现了所述车轮的空转率的车轮图像。

另外，就通过对各车轮的空转率进行图像化来视觉性地表现的优选的方法而言，可用颜色表现所运算出的空转率。例如，优选地，对于几乎完全空转的车轮，用红色显示在显示器上映出的车辆图像上的车轮自身或者在该车轮的附近标注红色的标记。因此，在本发明的优选的实施方式中，用颜色表现所述车轮的空转率。

对于驾驶人员最重要的悬架工况之一是悬架行程长度。因为能够根据该悬架行程长度来掌握车的下沉漂浮。因此，所述车辆工况运算模块具有用于求出作为所述工况值之一的各车轮的悬架行程长度的行程长度运算部。

根据通过对悬架机构的工况状态进行图像化来视觉性表现的悬架图像，驾驶人员能够掌握当前时间点的悬架机构的工况状态，因而能够成为用于进行下一个驾驶操作的参考信息。然而，为了驾驶的恰当操作，掌握车辆的周围的状况特别是路面状况也尤为重要。因此，在本发明的优选的实施方式之一中，所述驾驶支援图像生成部将用于拍摄车辆的前方及所述车辆的左右侧方的车载摄像头单元拍摄得到的拍摄图像并入到所述驾驶支援图像中。由此，驾驶人员通过显示在显示器上的驾驶支援图像，能够同时掌握悬架机构的工况状态和车辆的周围的路面状况。

在更优选的实施方式中，所述车辆工况运算模块具有用于根据所述悬架机构的状态和转向角度来求出预想车胎轨迹的车胎轨迹运算部，所述驾驶支援图像生成部将所述预想车胎轨迹并入到所述驾驶支援图像中。由此，本发明的驾驶支援图像能够帮助越野行驶等中的精密操舵。

附图说明

图1是图解本发明的工况值的图像化的示意图。

图2是图解安装了本发明的车辆驾驶支援装置的车辆的传感器系统的示意图。

图3是示出了安装了本发明的车辆驾驶支援装置的车辆的与车辆驾驶支援装置相关的功能的功能框图。

图4是本发明的车辆驾驶支援装置的功能框图。

图5是示出了显示到显示器上的驾驶支援图像的一个例子的显示器画面图。

图6是示出了显示到显示器上的驾驶支援图像的另一例子的显示器画面图。

图7是说明对悬架行程长度进行图像化得到的工况图像的示意图。

图8是说明对悬架行程长度进行图像化得到的工况图像的示意图。

图9是示出了显示到显示器上的驾驶支援图像的又一例子的显示器画面图。

具体实施方式

在说明具体的实施方式之前，利用图1的示意图，说明本发明的车辆驾驶支援装置生成驾驶支援图像的基本概念。在此，采用空转率显示图像和行程长度显示图像，作为工况图像。因此，该车辆驾驶支援装置实质上实时地即以规定的采样周期检测悬架机构在左右前轮和左右后轮上的悬架机构行程长度（以后，简称为行程长度）S1、S2、S3、S4以及左右前轮和左右后轮的车轮速度（以后，简称为车轮速度）V1、V2、V3、V4，作为工况值。在此，将各车轮速度的最低值Vmin＝Min（V1、V2、V3、V4）设定为基准车轮速度Vr，来求出各车轮的车轮速度相对于该基准车轮速度Vr的比例，作为各车轮的空转率（Min（）是求出输入参数中的最小值的函数）。因此，各车轮的空转率是：

R1＝V1/Vr，

R2＝V2/Vr，

R3＝V3/Vr，

R4＝V4/Vr，

还存在该空转率的值成为1.0以上（用百分比（％）显示时在100％以上）的情况。此外，可以将根据经时运算输出（将运算反复周期设定为0.5～1.0秒）的基准车轮速度来求出的基准车轮速度的变化率（加速度）在规定值（例如1Ｇ）以上的情况，看作因行驶路是泥地等而全部的车轮在进行空转。

在此，行程长度显示图像采用如下方式，即，对这样得到的行程长度（实际行程长度）S1、S2、S3、S4，利用对俯视时的车轮进行图像化得到的条形图状的长方形框，将该长方形框的长边设定为全行程长度，由此将该长方形框填充与该实际行程长度的长度的方式。另外，空转率显示图像采用如下方式，即，对表示规定以上的空转率的车轮显示表示空转的车轮插图，而对除此以外的车轮通过显示对该空转车轮插图进行空白化或透明化等得到的图像来与空转车轮插图区分的方式。

在该例子的实际显示到显示器上的驾驶支援图像中，利用俯视车辆的汽车插图，在各车轮区域配置各车轮的行程长度显示图像，并且在各车轮的外侧区域配置各车轮的空转率显示图像。通过这样生成的驾驶支援图像，驾驶人员能够直观地掌握实质上实时的各车轮的行程长度及空转率。换言之，驾驶人员能够直观地掌握当前的各车轮的行程长度及空转率。在图示的驾驶支援图像中，显示行程长度显示图像和空转率显示图像这双方，作为工况图像，但可以采用显示行程长度显示图像和空转率显示图像中的任一显示图像的显示方式，也可以采用交替地反复显示行程长度显示图像和空转率显示图像这双方的显示方式。显然，作为工况图像，也可以采用显示对表示其他的悬架特性（车辆横摇角（roll angle）或前束角（toe angle））的工况值进行图像化得到的显示图像的显示方式。

下面，基于附图说明本发明的实施方式。图2是图解安装了本发明的车辆驾驶支援装置的车辆上的传感器系统的示意图。

在该车辆上，与各车轮相对应地具有用于检测悬架机构在左右前轮和左右后轮上的行程长度的行程长度检测器81a、81b、81c、81d以及用于检测左右前轮和左右后轮的车轮速度的速度检测器82a、82b、82c、82d。进而还具有用于对利用转向盘来操作的作为转向控制轮的前轮的操舵角进行检测的操舵角检测器83。

将由行程长度检测器81a、81b、81c、81d检测出的行程长度S1、S2、S3、S4、由速度检测器82a、82b、82c、82d检测出的车轮速度V1、V2、V3、V4、由操舵角检测器83检测出的操舵角θ传送至传感器信号处理模块22，通过进行所需的前处理来转换成内部使用的格式之后，传送至所要求的控制模块。

另外，为了拍摄车辆周围，还具有四个车载摄像头1，即前侧摄像头1a、后侧摄像头1d、左侧摄像头1b及右侧摄像头1c。不仅将这些车载摄像头1拍摄得到的拍摄图像按照原样作为用于监视车辆的特定周围区域的监视图像显示到显示器上，还能够利用这些拍摄图像作成整个周围俯瞰图像。在下面的说明中，存在适当地将这些车载摄像头1a、1b、1c、1d简单地统称为摄像头1的情况。在车辆周边监视控制运行时，将摄像头1拍摄得到的拍摄图像以及利用该拍摄图像生成的俯瞰图像显示到显示器上。摄像头1是数码摄像头，通过以时间序列拍摄得到车辆周边来对拍摄图像进行数码转换并实时输出。摄像头1具有广角镜头或鱼眼镜头。

如图3所示，作为车辆驾驶支援装置的核心的控制装置20除了具备接受来自用于检测如上所述的工况值的传感器的信号输入的传感器信号处理模块22之外，还具备显示控制部23、语音处理模块24、图像处理模块50及车辆工况运算模块60等。另外，该控制装置20通过车载LAN（局域网）还与显示器21、触摸面板21T、动力转向单元PS、变速机构T，悬架机构SU等车载设备以能够传送数据的方式相连接。

除了上述的传感器之外，传感器信号处理模块22还与用于检测驾驶操作及车辆行驶的状态的车辆状态检测传感器组相连接。虽未图示，但该车辆状态检测传感器组包括用于判别变速杆的挡位的挡位传感器、用于计测油门踏板的操作量的油门传感器、用于检测制动踏板的操作量的制动传感器及用于检测自身车辆的行驶距离的距离传感器等。

显示控制部23具有将由图像处理模块50生成的显示器显示图像转换成视频信号并传送至显示器21的功能。语音处理模块24基于报知指令来通过扬声器25输出语音引导及紧急时的警告声等。

图4示出了作为本发明的车辆驾驶支援装置的核心结构要素的车辆工况运算模块60及图像处理模块50的功能框图。

本实施方式的车辆工况运算模块60具备行程长度运算部61、空转率运算部62及车胎轨迹运算部63作为车辆工况值运算部。行程长度运算部61和空转率运算部62发挥工况值运算部的功能。行程长度运算部61基于经由传感器信号处理模块22接收的每个车轮的行程长度检测值来运算行程长度。空转率运算部62基于经由传感器信号处理模块22接收的每个车轮的车轮速度检测值，利用前述的运算式，来运算每个车轮的空转率。车胎轨迹运算部63基于经由传感器信号处理模块22接收的操舵角检测值，来运算表示车辆的行驶路径的车胎轨迹。此外，在运算车胎轨迹时，也可以考虑由在行程长度运算部61中运算出的行程长度规定的前束角。

本实施方式的图像处理模块50具备行程长度图像生成部56、空转率图像生成部57及车胎轨迹图像生成部58，以发挥生成工况图像的功能。行程长度图像生成部56基于来自行程长度运算部61的每个车轮的行程长度来生成如在图1及图5中例示的行程长度显示图像。空转率图像生成部57基于来自空转率运算部62的每个车轮的空转率来生成如在图1及图5中例示的空转率显示图像。在此时的空转率显示图像中，通过将规定的空转率设定为阈值，对阈值以上的空转率分配描画成实心的车轮标识，对小于阈值的空转率分配描画为空心的车轮标识。车胎轨迹图像生成部58基于来自车胎轨迹运算部63的车胎轨迹来生成如在图5中例示的用轮廓线描画了数米（m）前方的车胎轨迹的车胎轨迹显示图像。

另外，图像处理模块50具备拍摄图像存储器52、图像校正部53及图像选择部54，以发挥通过对拍摄自身车辆周边的摄像头1所获取的拍摄图像进行处理来生成周边区域显示图像的功能。将摄像头1所获取的拍摄图像展开到拍摄图像存储器52中，利用图像校正部53进行由摄像头1个别获取的拍摄图像之间的亮度平衡调整、颜色平衡调整，或歪斜校正、剪裁处理等。图像选择部54通过自动设定或手动设定选择应显示到显示器上的拍摄图像。作为所选择的车辆周边图像，可以是由驾驶人员从前侧摄像头1a、左侧摄像头1b、右侧摄像头1c及后侧摄像头1d拍摄得到的拍摄图像中选择的一个拍摄图像，也可以是多个拍摄图像的组合。

进而，图像处理模块50具备驾驶支援图像生成部51、自身车辆图像保存部55及帧存储器59。自身车辆图像保存部55中保存有作为驾驶支援图像自动自身车辆图像利用的俯视的车辆插图或照片。驾驶支援图像生成部51具有生成驾驶支援图像的功能，该驾驶支援图像是指，将对所得到的每个车轮的所述工况值进行图像化而成的工况图像配置在车辆图像的相对应的位置上而得到的图像。在本实施方式中，如图5例示那样，驾驶支援图像包含车胎轨迹显示图像、空转率显示图像、行程长度显示图像、前方拍摄图像、左右侧方拍摄图像及自身车辆图像。因此，驾驶支援图像生成部51与行程长度图像生成部56、空转率图像生成部57、车胎轨迹图像生成部58、图像选择部54及自身车辆图像保存部55相连接。在图5所示的驾驶支援图像中，在其上侧区域配置合成有车胎轨迹显示图像的前方拍摄图像，在其下侧区域的中央配置合成有行程长度显示图像和空转率显示图像的自身车辆图像以及该自身车辆图像两侧的左侧方拍摄图像和右侧方拍摄图像。将由驾驶支援图像生成部51生成的驾驶支援图像作为车辆驾驶支援用的显示器显示图像传送至帧存储器59。将传送到帧存储器59自动显示器显示图像经由显示控制部23显示到显示器21上。

虽然在图4中未图示，但图像处理模块50还可以具有通过对在拍摄图像存储器52中展开的一个或多个拍摄图像进行上方假定视点的投影变换来生成俯瞰图像的俯瞰图像生成功能。在图6中例示了利用这样的俯瞰图像作为拍摄图像的驾驶支援图像的一个例子。在该图6所示的驾驶支援图像中，在其右侧区域配置合成有行程长度显示图像的自身车辆图像位于中央的俯瞰图像，在其左侧区域配置合成有车胎轨迹显示图像的前方拍摄图像。这样，能够采用包含车辆工况图像及拍摄图像的各种方式，作为驾驶支援图像。

图7及图8中示出了显示行程长度的另一方式的工况图像。在图7所示的方式中，在用虚线以立体图表示的车体上的各车轮的侧方生成有通过将全行程长度和实际行程长度不同颜色重叠成条形图状而成的图案，作为实际行程显示图像。在图8所示的方式中，在俯视的车辆的车轮位置生成有通过在用细线表示的全行程长度上以条形图状重叠用极粗的线表示的实际行程长度而成的图案，作为实际行程显示图像，由于能够将实际行程显示图像看作车轮的俯瞰图案，因而例如还能够将该实际行程显示图像兼用作操舵角显示或前束角显示。

其他实施方式

在上述的实施方式的说明中，利用了将作为车辆驾驶支援装置的核心结构要素的车辆工况运算模块60及图像处理模块50并入到控制装置20中的功能框图，但这仅仅是为了说明方便的。例如，也可以将车辆工况运算模块60和图像处理模块50独立出来，连接到车载LAN等上。另外，也可以使车辆工况运算模块60和图像处理模块50形成为一体。也可以适当变更各功能部的组合。

如上所述，能够对驾驶支援图像中的工况图像及拍摄图像进行各种布局，但可以通过手动或自动适当选择显示这样的多个布局的驾驶支援图像。

图9示出了显示到显示器21上的又一方式的驾驶支援图像。该驾驶支援图像是通过将合成有行程长度显示图像和空转率显示图像的自身车辆图像及车胎轨迹显示图像合成到前方拍摄图像中得到的图像。车胎轨迹显示图像是以使其车胎轨迹位置结合到前方拍摄图像中的方式合成的。自身车辆图像合成在不与车胎轨迹位置重叠的位置，在该例中合成在前方拍摄图像的左上角。如图9所示，通过将这样的前方拍摄图像显示到整个显示器画面上，不仅能够容易了解包含车胎轨迹的行驶时的前方状况，还能够掌握行程长度及空转率等的悬架工况。

产业上的可利用性

本发明能够用到通过将车辆工况显示到显示器上来进行驾驶支援的所有的系统中。

附图标记的说明

1：摄像头

20：控制装置

21：显示器

50：图像处理模块

51：驾驶支援图像生成部

52：拍摄图像存储器

53：图像校正部

54：图像选择部

56：行程长度图像生成部

57：空转率图像生成部

58：车胎轨迹图像生成部

60：车辆工况运算模块

61：行程长度运算部

62：空转率运算部

63：车胎轨迹运算部

Claims

1.一种车辆驾驶支援装置，其特征在于，包括：

车辆工况运算模块，其运算用于悬架车轮的悬架机构上的每个车轮的当前的工况值；

驾驶支援图像生成部，其生成驾驶支援图像，该驾驶支援图像是指，将对所得到的每个车轮的所述工况值进行图像化而成的工况图像配置在车辆图像的相对应的位置上而得到的图像；

显示器，其显示所述驾驶支援图像。

2.如权利要求1所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，对所述工况值进行图像化来生成所述车辆图像上的车轮形象，通过该车轮形象的视觉上的差异来表现所述工况值。

3.如权利要求1或2所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，所述车辆工况运算模块具有用于求出作为所述工况值之一的所述车轮的空转率的空转率运算部。

4.如权利要求3所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，所述工况图像中包含有表现了所述车轮的空转率的车轮图像。

5.如权利要求4所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，用颜色表现所述车轮的空转率。

6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，所述车辆工况运算模块具有用于求出作为所述工况值之一的各车轮的悬架行程长度的行程长度运算部。

7.如权利要求1至6中任一项所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，所述驾驶支援图像生成部将用于拍摄车辆的前方及所述车辆的左右侧方的车载摄像头单元拍摄得到的拍摄图像并入到所述驾驶支援图像中。

8.如权利要求1至7中任一项所述的车辆驾驶支援装置，其特征在于，所述车辆工况运算模块具有用于根据所述悬架机构的状态和转向角度来求出预想车胎轨迹的车胎轨迹运算部，所述驾驶支援图像生成部将所述预想车胎轨迹并入到所述驾驶支援图像中。