CN103858410A - 机动车辆的通讯系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆（FZ1）的通讯系统，其具有：在机动车辆（FZ1）中布置的、朝向驾驶员（F）取向的第一图像采集装置（K1）；用于从由第一图像采集装置（K1）采集的图像中确定监测到的驾驶员的视向（BR）的第一分析模块；用于确定监测到的视向（BR）和机动车辆（FZ1）的挡风玻璃（W）的交点（SP）的装置；与用于确定交点（SP）的装置连在一起的、用于将标记（M）投影到挡风玻璃（W）的投影装置（P），其中标记（M）的位置包括交点（SP）；能由驾驶员（F）操作的确认装置（B）；以及通讯设备（K），通讯设备用于在存在确认装置（B）的确认信号时，发射信号到利用监测到的驾驶员（F）的视向（BR）中的标记（M）标出的接收器（FZ2）。

Description

机动车辆的通讯系统
技术领域
本发明涉及一种用于车辆至车辆通讯的机动车辆的通讯系统。
背景技术
已知一种用于车辆至车辆通讯的系统，该系统称为C2C系统或C2X系统。在此这种通讯通常通过在Ad-hoc-网络中的短距离无线电连接来实现。通过这个系统可能的是，将信息从车辆传递到多个邻近的车辆。这个信息可以例如是危险信号，其中通过在第一车辆中的传感器监测危险并且产生和发射相应的危险信号。因此可以例如把路面光滑或交通堵塞通知给车辆。此外由WO2008/049868A1已知了一种用于有针对性地构建与一个或多个车辆的通讯连接。在此借助在相应的车辆中的无线数据通讯单元来建立这种联系。这种连接的建立在输入待呼叫的车辆的注册牌照之后来实现。
此外已知了用于车辆的不同的信息系统和辅助系统。
在所谓的Head-Up（平视）系统借助投影装置为驾驶员把重要的信息投影到车辆的挡风玻璃上。在此例如涉及速度或导航提示。
此外已知了一种所谓的夜视系统，在该夜视系统中借助红外线摄像机或借助雷达监控处于车辆前方的道路走向，其中可以识别人或动物并且借助Head-Up-Display（平视显示）可以将相应的报警投影到挡风玻璃上。
此外已知了一种视向检测系统，在该视向检测系统中借助摄像机检测人的眼睛移动并且确定视向。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种机动车辆的通讯系统，以简单的方式能够与处于车辆之外的对象进行有针对性的通讯。
本发明的另一个目的在于，提出一种用于建立车辆至对象的通讯的方法，在该方法中能够简单地选择对象。
该目的通过具有独立权利要求的特征的通讯系统以及方法来实现。
根据本发明的通讯系统具有在机动车辆中布置的并且朝向驾驶员取向的第一图像采集装置。第一图像采集装置对应于用于从由第一图像采集装置采集的图像中确定监测到的驾驶员的视向的第一分析模块。此外通讯系统具有用于确定监测到的视向和机动车辆的挡风玻璃的交点的装置。
在车辆中的驾驶员的位置原则上已经通过相应的座位来预定并且可以仅仅在有限的范围内通过调整座位来改变。必要时可以基于第一图像采集装置的图像还更加准确地确定驾驶员的位置。这尤其涉及眼睛的位置。
此外基于车辆的确定的几何形状已知了挡风玻璃的位置和走向。利用这些已知的数据可以通过相应的、通常设计为计算机程序的装置利用驾驶员的视向来确定监测到的视向和机动车辆的挡风玻璃的交点。
此外通讯系统具有投影装置，利用该投影装置可以将标记投影到挡风玻璃上。投影装置与用于确定交点的装置连接在一起。此时标记这样在挡风玻璃上定位，即该标记包括在监测到的驾驶员的视向和挡风玻璃之间的计算的交点。如果因此驾驶员通过挡风玻璃例如看到另一个车辆，则通过所述的措施将从驾驶员的视线中准确地标出了这个车辆的标记投影到挡风玻璃上。换句话说，驾驶员可以独自通过他的视向选择确定的对象，其中所选择的投影通过从驾驶员的视线中投影到挡风玻璃上的标记来标出。因此可以在选择相应的对象时达到高的准确性。
此外通讯系统具有能由驾驶员操作的确认装置，利用该确认装置驾驶员可以进行操作，即标出的对象是期望的接收器或通讯伙伴。通过通讯设备此时可以在存在确认装置的确认信号时，发射信号到利用监测到的驾驶员的视向中的标记标出的接收器。
因此根据本发明的通讯系统提供一种对通讯伙伴简单的和可靠的选择。
此外通讯系统可以包括在机动车辆中布置的、朝向机动车辆之前的道路走向取向的第二图像采集装置和用于在第二图像采集装置的采集的图像中确定对象的第二分析模块以及用于使这个对象确定为标出的接收器的装置，该对象处于机动车辆之外的驾驶员的视向上。由此可以准确地确定标出的接收器的位置，并且必要时可以从图像中提取标出的接收器的数据。
通讯设备可以是电磁的短距离无线电通讯设备。这具有的优点是，可以使用已知的车辆至车辆的通讯设备。
此外通讯系统可以具有用于对标出的接收器的接收地址进行测定的装置。这具有的优点是，标出的接收器的接收地址对于机动车辆的驾驶员不必是已知的并且也不必由该驾驶员手动地输入。
此外这种通讯系统可以具有用于确定机动车辆的位置的装置和用于基于由标出的接收器接收的位置数据和接收地址来测定接收地址的装置。在此机动车辆的自身位置因此可以例如作为经度数据和纬度数据来完全地确定。这最简单地通过已知的卫星定位系统是可能的。因此由标出的接收器的接收的位置数据可以确定其至机动车辆的相对位置，以便标出的接收器可以区别于在机动车辆附近同样发射其他的无线电信号的对象。
因此能够可靠地区别，哪个无线电信号由标出的接收器发出。如果标出的接收者的接收地址获得这个无线电信号，那么这个接收地址可以直接用于通讯接收。以这种方式可以特别简单地建立在机动车辆和标出的接收者之间的通讯联系。
在可替换的实施方式中，基于提取从由第二图像采集装置采集的图像中标出的接收器的识别码（Kennung）来实现接收地址的测定。例如可以从拍摄的图像中测定机动车辆牌照，其中用于建立联系的接收地址明确地对应于这个机动车辆牌照。在此这个接收地址要么可以直接由牌照测定，要么可以在机动车辆中存储已知的机动车辆和接收地址之间的对应关系表，或者可以在中心站查询对应于牌照的接收地址。同样在这个实施方式中取消手动地输入接收地址。
在另一个实施方式中通讯设备也设计为光学的短距离无线通讯设备。在此在机动车辆中例如存在以发光二极管的形式的光学发射单元，该光学发射单元发射承载发射信息的调制光线。
在特别的实施方式中，通讯设备设计用于在能关于机动车辆的纵轴改变的空间方向上定向地发射信号。因此在这个实施方式中光学发射单元具有固定的发射角并且在该光学发射单元的发射方向上能够关于机动车辆的纵轴改变。因此光学发射单元可以直接朝向所选择的对象取向并且最终将信息传送到这个对象。在这个设计方案中不需要了解所选择的对象的接收地址。
根据本发明的用于在车辆至对象的通讯中确定通讯伙伴的方法包括下述方法步骤：
-监测机动车辆的驾驶员的视向，
-确定驾驶员的视向与机动车辆的挡风玻璃的交点，
-将标记投影到挡风玻璃上，其中标记的位置包括交点，以及
-将监测到的驾驶员的视向中的以标记标出的、在机动车辆之外的对象选作通讯伙伴。
标出的对象可以由驾驶员通过手动的或语音控制的确认装置来选作通讯伙伴。
其他的有利的设计方案根据在从属权利要求中给出。
附图说明
下面根据附图和实施例详细说明本发明。附图示出：
图1是用于说明对作为通讯伙伴的标出的对象进行识别的示意性的简图，
图2是通讯系统的方框图。
具体实施方式
图1示出用于说明对作为接收器的对象进行监测的示意性的简图。机动车辆FZ1由驾驶员F来控制，监测驾驶员的视向BR，并且由监测到的视向BR，在已知驾驶员F的以及车辆FZ1的挡风玻璃W的位置的情况下来确定驾驶员F的视向BR与挡风玻璃W的交点ST。另一个车辆FZ2作为监测到的对象处于驾驶员F的视向BR上。标记M投影到挡风玻璃W上，该标记包括交点SP。因此从驾驶员F的视线上利用视向BR通过标记M来标出其他的车辆FZ2。通过这个标记M确保了，通过通讯系统的参与这种方法的部件测定的对象、即车辆FZ2也与由驾驶员F期望的和由视向BR选择的、作为通讯伙伴的对象相一致。由此可以进一步提高系统的可靠性并且防止对另一个对象的错误识别。如果由标记M标出的对象与期望作为通讯伙伴的对象相一致，那么驾驶员对其操作，接着建立至期望的通讯伙伴的通讯联系。以这种方式可以例如由车辆FZ1发送信号给车辆FZ2，即车辆FZ1的驾驶员F放弃了他的优先行驶权并且允许本身无优先行驶权的车辆FZ2优先行驶。这种允许优先行驶的意图通常在道路交通中经常通过相应的手势或借助机动车辆的照明设备的灯光信号来透露。然而这种信号不总是明确的并且尤其也在不同的国家具有不同的含义。这种存在的不安全性可以利用根据本发明的通讯系统及根据本发明的方法来消除。此外这种至所选择的对象的通讯联系的接收然而也可以实现其他的目的。
图2示出通讯系统的各个部件及其相互作用。通过设计为摄像机系统的第一图像采集装置K1来采集驾驶员F的眼睛移动。第一图像采集装置K1在车辆中例如布置在顶部模块中并且朝向驾驶员取向。借助相应的计算机程序由能设计为微型计算机的计算单元C来确定驾驶员的视向。计算单元C由监测到的驾驶员F的视向、驾驶员F的已知位置以及用于几何地布置挡风玻璃的数据来测定驾驶员F的视向BR与挡风玻璃W的交点并且将这种信息继续传输到投影装置P上，驾驶员的已知位置必要时可以基于第一图像采集装置K1更准确地来确定。投影装置可以是本身已知的Head-Up-Display（平视显示），此时投影装置P将在交点P处的标记投影在挡风玻璃W上。因此通过这个标记M，处于驾驶员F的视向BR上的对象（第二个车辆FZ2）通过标记M标出。标记M可以例如设计为箭头或圆圈或者设计为车辆剪影。此外标记M也可以根据已知的交通标志来设计。例如标志M设计为具有位于其中的问号的优先行驶标志，以便对驾驶员给出提示，是否他想把优先行驶让给标出的对象。
驾驶员通过确认装置B进行操作，即他想与所选择的并且配有标记的对象进行通讯。确认装置B可以例如设计为具有相应的操纵元件的手动的确认装置或设计为语音控制的确认装置。确认装置B与通讯设备K连接。如果通讯设备K由确认装置B获得相应的信号，那么通讯设备K建立与所选择的对象的通讯联系，通讯设备K由计算单元C获得该对象的通讯数据。这个选作通讯伙伴的对象的地址可以原则上由驾驶员F输入到通讯系统中。然而更加有利的是通讯地址的自动测定。下面这种自动测定根据两个实施方案变体来说明。
根据第一实施方案变体，同样设计为摄像机系统的第二采集装置K2设置具有计算单元C。第二采集装置K2在车辆之前的道路走向上取向。因此通过第二采集装置K2来监测对象，该对象直接地或侧向地处于车辆FZ1之前。基于监测的驾驶员F的视向BR和由第二采集装置K2拍摄的车辆FZ1的周围环境的图像可以通过计算单元C来确定，哪个对象由第二采集装置K2的所拍摄的图像中处于驾驶员的视向BR上。接着可以通过图像识别来识别这个对象。最后由已识别的牌照可以推导出监测到的对象的通讯地址。为此可以考虑的是，即通过确定的算法直接由已识别的牌照可以推导出通讯地址。可替换地也可以在计算单元C的存储单元中存储牌照与通讯地址的对应关系，其中基于已识别的牌照可以找出所属的通讯地址。此外可以利用牌照在中心站通过无线电联系来查询通讯地址。接着例如通过语音输入提供的期望的信息可以借助通讯设备K传送到监测到的对象上。在这个设计方案中原则上通讯设备的单向的设计方案是足够的。
在第二个实施方案变体中，通讯系统附加地具有顺序模块O，该顺序模块优选地作为卫星定位模块而工作。借助顺序模块O可以完全确定车辆FZ1自身的位置。监测作为所选择的对象的车辆FZ2发出了它的完整的位置数据和它的通讯地址。其他的车辆也具备相应的系统并且同样地发出它们的位置数据和它们的通讯地址。基于机动车辆FZ1的监测到的自身的位置和已传送的机动车辆FZ2的位置数据以及由视向BR而确定的、车辆FZ1和FZ2之间的相对位置可以将车辆FZ2明确地确定为期望的通讯伙伴。由车辆FZ2传送的通讯地址由车辆FZ1的通讯系统K来接收并且用作对与车辆FZ2的通讯进行接收的通讯地址。因此同样在这个变体中自动地测定所选择的对象的通讯地址。此时车辆FZ1尤其也可以将自身的通讯地址传送到车辆FZ2并且启动双向的通讯。
因此根据实施方式通讯系统不仅可以设计为单向的也可以设计为双向的。在此通讯系统特别是具有电磁短距离无线电设备。
在另一个实施方案变体中，通讯系统设计为光学的通讯系统。在此它尤其也设计为单向的光学的通讯系统，其中信息传递借助向车辆的外部环境发射调制的光线的发光件来实现。发光件可以特别是LED。待传送的信息则包含在光调制中。当发光件的发射角是足够小的并且发光体的发射方向是可变的时，利用光学的通讯系统也可以有针对性地接收与所选择的对象的联系。在这种情况下发射方向直接朝向监测到的对象来取向。这个设计方案具有的优点是，即不需要监测到的对象的通讯地址。

Claims (15)

1.一种机动车辆（FZ1）的通讯系统，具有：
-在所述机动车辆（FZ1）中布置的、朝向驾驶员（F）取向的第一图像采集装置（K1），
-用于从由所述第一图像采集装置（K1）采集的图像中确定监测到的所述驾驶员的视向（BR）的第一分析模块，
-用于确定监测到的所述视向（BR）和所述机动车辆（FZ1）的挡风玻璃（W）的交点（SP）的装置，
-与用于确定所述交点（SP）的所述装置连在一起的、用于将标记（M）投影到所述挡风玻璃（W）的投影装置（P），其中所述标记（M）的位置包括所述交点（SP），
-能由所述驾驶员（F）操作的确认装置（B），以及
-通讯设备（K），在存在所述确认装置（B）的确认信号时，所述通讯设备发射信号到利用监测到的所述驾驶员（F）的所述视向（BR）中的所述标记（M）标出的接收器。
2.根据权利要求1所述的通讯系统，其特征在于，在所述机动车辆（FZ1）中布置的、朝向所述机动车辆（FZ1）之前的道路走向取向的第二图像采集装置（K2）和用于在所述第二图像采集装置（K2）的采集的图像中确定对象的第二分析模块以及用于使这个对象确定为标出的所述接收器的装置，所述对象处于所述机动车辆（FZ1）之外的所述驾驶员（F）的所述视向（BR）上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的通讯系统，其特征在于，所述通讯设备（K）是电磁的短距离无线电设备。
4.根据前述权利要求中任一项所述的通讯系统，其特征在于，用于对标出的所述接收器的接收地址进行测定的装置。
5.根据权利要求3所述的通讯系统，其特征在于，用于确定所述机动车辆的位置的装置和用于基于由标出的所述接收器接收的位置数据和接收地址来测定所述接收地址的装置。
6.根据权利要求3所述的通讯系统，其特征在于，基于提取从由所述第二图像采集装置（K2）采集的所述图像中标出的所述接收器的识别码来实现所述接收地址的所述测定。
7.根据前述权利要求中任一项所述的通讯系统，其特征在于，所述通讯设备（K）设计为光学的短距离无线通讯设备。
8.根据权利要求6所述的通讯系统，其特征在于，所述通讯设备设计用于在能关于所述机动车辆（FZ1）的纵轴改变的空间方向上定向地发射所述信号。
9.根据权利要求6或7所述的通讯系统，其特征在于，光学的所述通讯系统具有向所述车辆的外部发射调制的光线的发光件。
10.一种用于在车辆至对象的通讯中确定通讯伙伴的方法，其中
-监测所述机动车辆（FZ1）的驾驶员的视向，
-确定所述驾驶员的所述视向与所述机动车辆（FZ1）的挡风玻璃（W）的交点（SP）
-将标记（M）投影到所述挡风玻璃（W）上，其中所述标记（M）的位置包括所述交点（SP），以及
-将监测到的所述驾驶员（F）的所述视向（BR）中的以所述标记（M）标出的、在所述机动车辆（FZ1）之外的对象选择作为通讯伙伴。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，标出的所述对象由所述驾驶员（F）通过手动的或语音控制的确认装置（B）来选择作为通讯伙伴。
12.一种用于建立车辆至对象的通讯的方法，其中根据权利要求10或11来确定所述通讯伙伴，其特征在于，由标出的所述对象发射的接收地址由所述机动车辆来接收。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过将标出的所述对象接收的所述位置数据与所述机动车辆（FZ1）的位置数据和监测到的所述驾驶员的所述视向进行比较来实现从多个由对象接收的接收地址中选出标出的所述对象的所述接收地址。
14.一种用于建立车辆至对象的通讯的方法，其中根据权利要求10或11来确定所述通讯伙伴，其特征在于，通过测定所述通讯伙伴的接收地址
-利用图像采集装置（K2）拍摄所述通讯伙伴的图像并且
-从所拍摄的所述图像中提取所述通讯伙伴的识别码，其中所述识别码是所述接收地址或者由所述识别码测定所述接收地址。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述对象是具有接收装置的第二机动车辆（FZ2）。
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