CN104340140A - 使用成像装置信号和导航信号的驾驶装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用成像装置信号和导航信号的驾驶装置和方法。本发明提供了一种基于前方图像和导航系统的驾驶装置和方法。驾驶方法包括通过控制器接收通过陀螺仪传感器和成像装置测量的图像并且计算道路前方的状况。控制器从与接受自GPS的位置相对应的导航地图中确定道路状况，并且确定通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况是否与从导航地图中读出的道路状况相同。该方法还包括当通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况与从导航地图中读出的道路状况基本相同时，通过控制器在与基于GPS和导航地图的道路前方的状况相对应的第一驾驶模式下操作运载工具。

Description

使用成像装置信号和导航信号的驾驶装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年8月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0094664号的优先权和权益，将其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及使用导航系统的驾驶装置。更具体地，本发明涉及使用成像装置和陀螺仪传感器，基于控制运载工具驾驶的前方图像和导航系统的驾驶装置和方法。

背景技术

最近，为了乘客方便，运载工具配备有各种电子装置。在运载工具内部安装了诸如导航系统和用于移动电话的免提系统的电子装置并且在运载工具内部安装了已知的诸如无线电系统和空调系统的其他电子设备。

导航系统被许多驾驶员广泛使用。然而，导航系统基于全球定位系统（GPS）信息来操作，使得当在隧道中或者不能从GPS接收信号的其他地方行驶时，由于无法从GPS接收到位置而导致导航向导中的误差。此外，当导航系统未更新时，导航系统可能无法提供关于新道路的精确的道路向导。

在此部分中所公开的上述信息仅用于增进对本发明的背景技术的理解，并且因此它可以包括没有形成已被本国的本领域普通技术人员所已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供了基于前方图像和导航系统的驾驶装置和方法，该驾驶装置和方法具有通过组合由陀螺仪传感器和成像装置所获得的信息与GPS和地图信息来控制转换的优势。

本发明的示例性实施方式提供了基于前方图像和导航的驾驶装置，其可以包括：地图存储单元，存储包括道路状况和地理信息的导航地图；GPS，响应于GPS卫星信号计算并输出当前位置；成像装置，获取运载工具前方区域的照片；陀螺仪传感器，感测运载工具的倾斜度；定时器，确定时间；模式切换控制器，基于通过陀螺仪传感器和成像装置所测量的图像计算道路前面的状况，读取与接收自GPS的位置相对应的导航地图上的道路状况并进行比较，并且作为比较的结果，当通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况与从导航地图读取的道路状况基本相同时，操作运载工具转变为与基于GPS和导航地图的道路前面的状况相对应的第一驾驶模式；以及转换单元，基于模式切换控制器的操作进行转换。

模式切换控制器可以被配置为当通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况与从导航地图读出的道路状况不同时，转换成基于通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况的第二驾驶模式。此外，模式切换控制器可以被配置为在第一驾驶模式下的第一周期期间，基于通过陀螺仪传感器和成像装置测量的图像计算道路前面的状况，通过读出与接收自GPS的位置相对应的导航地图上的道路状况并且将其二者进行比较来进行转换，并且在第二驾驶模式下，在比第一周期短的第二周期期间进行转换。

本发明的另一个示例性实施方式提供了基于前方图像和导航系统的驾驶方法，其可以包括：通过模式切换控制器接收通过陀螺仪传感器和成像装置测量的图像并且计算道路前面的状况；通过模式切换控制器在与接收自GPS的位置相对应的导航地图上读出道路状况；通过模式切换控制器确定通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况是否与从导航地图读出的道路状况基本相同；并且当通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况与从导航地图中读出的道路状况基本相同时，通过模式切换控制器以与基于GPS和导航地图的道路前面的状况相对应的第一驾驶模式操作运载工具。

该方法还可以包括通过由模式切换控制器操纵（execute）的转换单元进行转换。此外，该方法还可以包括当通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况与从导航地图中读出的道路状况不同时，通过模式切换控制器转换成基于通过陀螺仪传感器和成像装置计算出的道路状况的第二驾驶模式。

模式切换控制器可以被配置为在第一驾驶模式下的第一周期期间，基于通过陀螺仪传感器和成像装置测量出的图像计算道路前面的状况，通过读出与接收自GPS的位置相对应的导航地图上的道路状况并且将其二者进行比较来进行转换，并且在第二驾驶模式下，在比第一周期短的第二周期期间进行转换。

在本发明的示例性实施方式中，通过组合由陀螺仪传感器和成像装置所获取的与从GPS和地图中所获取的两项信息来执行转换，即使当导航信息中存在误差时，仍可以更精确地进行与道路状况相对应的转换。

此外，在本发明的示例性实施方式中，可以基于更精确地识别的道路前面的信息来准备运载工具的转换和巡航控制模式，并且可以提供乘坐舒适性以及最大化运载工具的能效。

此外，即使当地图信息不正确时，可以转换成与道路状况相对应的驾驶模式，并且不论天气状况如何，均可以转换成与道路状况相对应的驾驶模式。

附图说明

图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的基于前方图像和导航系统的驾驶装置的构造的示例性示图；

图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的基于前方图像和导航系统的驾驶装置的方法的示例性流程图；以及

图3至图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的基于前方图像和导航系统确定驾驶装置的高/低/弯曲的概念的示例性示图。

具体实施方式

应当理解，本文中所使用的术语“运载工具（vehicle）”或者“运载工具的（vehicular）”或者其他的相似术语通常包括机动车，诸如包括运动型多功能车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车的载客汽车；包括各种艇和船舶的水运工具；飞行器等，并且包括混合动力车、电动运载工具、内燃机式、插电源式混合电动运载工具、氢动力运载工具和其他代用燃料运载工具（例如，从除石油以外的资源获得的燃料）。

尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性过程，应当理解，该示例性过程也可以通过一个或者多个模块来执行。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件装置。该存储器被配置为存储模块，并且该处理器被具体地配置为执行所述模块以执行下面将进一步描述的一个或多个过程。

此外，本发明的控制逻辑可以被实施为在计算机可读介质上的非临时性计算机可读介质，该计算机可读介质包括由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于，ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以被分布在联网的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式例如通过远程通信服务器或控制器局域网（CAN）来存储和执行。

本文中所使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，且并不旨在限制本发明。如本文中所使用的，单数形式“一（a）”、“一个（an）”和“该（the）”旨在还包括复数形式，除非上下文清楚地表示并非如此。应当进一步理解，术语“包含（comprises）”和/或“含有（comprising）”当被用于说明书时，用于指明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、和/或其组的存在或添加。如本文中使用的，术语“和/或（and/or）”包括一个或多个相关所列项目的任意和全部组合。

在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将意识到，在不完全背离本发明的精神或范围的前提下，所描述的示例性实施方式可以以各种不同的方式进行变形。为了便于描述，在示图中选择性地示出了该构造，且本发明不限于所述附图。

图1是示出了根据本发明示例性实施方式的基于前方图像和导航系统的驾驶装置的构造的示例性示图。参照图1，根据本发明示例性实施方式的使用前方图像和导航系统的驾驶装置可包括：成像装置140、地图存储单元110、GPS160、陀螺仪传感器150、定时器120、模式切换控制器130、转换单元170和通信单元180。多个单元可以通过模式切换控制器130来执行。

通信单元180可以被配置为经由网络200与操作中心300通信。地图存储单元110可以被配置为存储包括道路状况和地理信息（例如，关于道路的弯曲度或者倾斜度的信息）的导航地图。GPS160可以被配置为响应于GPS信号计算并输出当前位置。成像装置140可以被配置为获取前方区域的图像。陀螺仪传感器150可以被安装在运载工具上并且可以被配置为感测运载工具的倾斜度。定时器120可以被配置为确定时间。

模式切换控制器130可以被配置为从通过操作陀螺仪传感器150和成像装置140所测量的图像中计算道路前面的状况，在与接收自GPS160的位置相对应的导航地图上读出（例如，确定）道路状况，并且比较道路状况，并且当通过陀螺仪传感器150和成像装置140计算出的道路状况与从导航地图中读出的道路状况基本相同时，在与基于GPS160和导航地图的道路前面的状况相对应的第一驾驶模式下操作运载工具。

此外，当通过陀螺仪传感器150和成像装置140计算出的道路状况与从导航地图读出的道路状况不同时，模式切换控制器120可以被配置为转换成基于通过陀螺仪传感器150和成像装置140计算出的道路状况的第二驾驶模式。模式切换控制器130可以被配置为在第一驾驶模式下的第一周期期间，从通过陀螺仪传感器150和成像装置140测量出的图像计算道路前面的状况，通过读出与接收自GPS160的位置相对应的导航地图上的道路状况并且将其二者进行比较来执行转换，并且在第二驾驶模式下，在比第一周期短的第二周期期间执行转换。转换单元170可以被配置为根据模式切换控制器130的控制进行转换，并且可以被配置为根据道路的弯曲或者倾斜度执行巡航控制或者转换（shift，换挡）控制。

以下描述了具有根据本发明示例性实施方式的构造的基于前方图像和导航系统的驾驶装置的操作。

GPS160可以被配置为响应于GPS信号计算当前位置，并且将该位置输出至模式切换控制器130。成像装置140可以被配置为获取道路前方的图像并且将该图像输出至模式切换控制器130，并且陀螺仪传感器150可以被安装在运载工具上并且可以被配置为感测运载工具的倾斜度。如果需要的话，可以根据模式切换控制器130的操作以预定周期操作成像装置140和陀螺仪传感器150。

模式切换控制器130可以被配置为基于通过陀螺仪传感器150和成像装置140所测量的图像计算道路前方的状况。此外，模式切换控制器130可以被配置为从设置在运载工具上的面向前方的成像装置140上的图像，预先确定下坡路/上坡路/弯曲，并且可以被配置为通过将该图像与成像装置的校准的标准水平线进行比较来估计前方的高/低/弯曲。如在图3至图5中所示，从前方图像中所获得的信息（高/低/弯曲）可以被校正为陀螺仪传感器150的信息。

参照图3，对于上坡路，图像水平线高于参考水平线，然而对于下坡道路，图像水平线低于参考水平线。此外，参照图5，对于弯曲的上坡路，图像水平线高于参考水平线并且还是弯曲的。故可以通过确定图像和由陀螺仪传感器150所感测的倾斜度来确定道路前方的状况。

模式切换控制器130可以被配置为从来自地图存储单元110的与接收自GPS160的位置相对应的导航地图中确定道路状况（S300）。然后，模式切换控制器130可以被配置为确定通过陀螺仪传感器150和成像装置140计算出的道路状况是否与从导航地图中所确定的道路状况基本上是相同的（S302）。

当通过陀螺仪传感器150和成像装置140计算出的道路状况与从导航地图中所确定的道路状况基本相同时，该模式切换控制器130可以被配置为以与基于GPS160和导航地图的道路状况相对应的第一驾驶模式来操作运载工具（S304）。然后，通过模式切换控制器130执行的转换单元170，可以被配置为基于来自模式切换控制器130的控制信号进行转换（S304）。模式切换控制器130可以被配置为参照定时器120来确定在第一驾驶模式下是否达到第一周期（S306）。当未达到第一周期时，运载工具可保持在第一驾驶模式下，并且当第一周期达到时，模式切换控制器130可以被配置为从步骤S300重复该过程。

此外，当通过陀螺仪传感器150和成像装置140计算出的道路状况与从导航地图中所确定的道路状况不同时，模式切换控制器130可以被配置为转换成基于通过陀螺仪传感器150和成像装置140计算出的道路状况的第二驾驶模式（S308）。模式切换控制器130可以被配置为参照定时器120确定在第二驾驶模式下是否达到第二周期（S310）。当未达到第一周期时，运载工具可保持在第一驾驶模式下，并且当达到第一周期时，模式切换控制器130可以被配置为从步骤S300重复该过程。在第二驾驶模式下，可以在比第一周期短的（例如，更短的时间段）第二周期期间控制转换，以允许在导航地图信息中存在误差时，基于成像装置执行正确的行驶。

此外，可以从图像中获取天气信息并且可以参考该天气信息在下雨或者下雪的天气时执行减速。还可以将图像信息发送至操作中心300，并且该操作中心300可以通过比较导航地图信息与来自成像装置的信息来更新交通信息，并且可以基于前面/侧面/后面的图像获取关于天气（例如，雨和雪）和火灾（例如，前方的运载工具起火）的信息。可以通过操作中心300和通信装置180的合作来详细地得到驾驶辅助信息。此外，可以基于所获得的道路地理信息和天气信息预先准备运载工具的转换控制模式和巡航控制模式，并且该信息可以被用于运载工具控制技术，该控制技术用于诸如运载工具的运动模式的定制驾驶。

如上所述，在本发明的示例性实施方式中，可以通过将从陀螺仪传感器和图像中所获得的信息与从GPS和地图中所获得的信息组合来执行转换控制，并且可以基于所识别的关于道路前方的信息来准备运载工具的转换控制和巡航控制模式。因此，可以提供改善的乘座舒适性并且最大化运载工具的能效。此外，即使当地图信息不正确时，可以转换成与道路状况相对应的驾驶模式，并且即使在糟糕的天气下，可以转换成与道路状况相对应的驾驶模式。

此外，如果需要的话，在第二驾驶模式下，模式切换控制器可以根据基于成像装置的天气或火灾执行转换控制或者加速/减速控制。

尽管结合了目前被认为是示例性实施方式描述了本发明，应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。相反，本公开旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变形和等同设置。

标号说明

110：地图存储单元

120：定时器

130：模式切换控制器

140：成像装置

150：陀螺仪传感器

160：GPS

170：转换单元

180：通信单元

Claims (11)

1.一种基于前方图像和导航系统的驾驶装置，包括：

地图存储单元，被配置为存储包括道路状况和地理信息的导航地图；

GPS，被配置为响应于GPS卫星信号计算并输出当前位置；

成像装置，被配置为获取运载工具的前方区域的图像；

陀螺仪传感器，被配置为感测所述运载工具的倾斜度；

定时器，被配置为确定时间；

控制器，被配置为：

从通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置所测量的所述图像中计算道路前面的状况；

确定并比较来自与接收自所述GPS的位置相对应的所述导航地图的道路状况；以及

作为所述比较的结果，当通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算出的道路状况与从所述导航地图中读出的道路状况基本相同时，操作所述运载工具以转变为与基于所述GPS和所述导航地图的所述道路前面的状况相对应的第一驾驶模式；以及

转换单元，被配置为基于来自所述控制器的控制信号进行转换。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，当通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算出的道路状况与从所述导航地图中确定的道路状况不同时，所述控制器被配置为转换成基于通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算出的所述道路状况的第二驾驶模式。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制器被配置为：

在所述第一驾驶模式下的第一周期期间，从通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置测量的所述图像中计算所述道路前面的状况；

通过确定并比较与接收自所述GPS的位置相对应的所述导航地图上的所述道路状况来进行转换；以及

在所述第二驾驶模式下，在比所述第一周期短的第二周期期间进行转换。

4.一种基于前方图像和导航的驾驶方法，包括：

通过控制器接收通过陀螺仪传感器和成像装置测量的图像并且计算道路前面的状况；

通过所述控制器确定与接收自GPS的位置相对应的导航地图上的道路状况；

通过所述控制器确定通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算出的道路状况是否与从所述导航地图确定的道路状况基本相同；以及

当通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算出的道路状况与从所述导航地图中读出的道路状况基本相同时，通过所述控制器以与基于所述GPS和所述导航地图的所述道路前方的状况相对应的第一驾驶模式操作运载工具。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

当通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算出的所述道路状况与从所述导航地图中读出的所述道路状况不同时，通过所述控制器执行转换控制至基于通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算出的道路状况的第二驾驶模式。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

在所述第一驾驶模式下的第一周期期间，通过所述控制器从通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置测量的图像中计算所述道路前面的状况；

由所述控制器通过确定并比较与接收自所述GPS的位置相对应的所述导航地图上的道路状况，来进行转换；以及

在所述第二驾驶模式下，通过所述控制器在比所述第一周期短的第二周期期间进行转换。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

在所述第二驾驶模式下，通过所述控制器基于从通过所述成像装置计算出的道路状况中的天气或者火灾进行转换或者加速/减速。

8.一种非临时性计算机可读介质，包括由控制器执行的程序指令，所述计算机可读介质包括：

接收通过陀螺仪传感器和成像装置测量的图像并且计算道路前面的状况的程序指令；

确定与接收自GPS的位置相对应的导航地图上的道路状况的程序指令；

确定通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算的道路状况是否与从所述导航地图中确定的道路状况基本相同的程序指令；以及

当通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算的道路状况与从所述通过导航地图中读出的道路状况基本相同时，以与基于所述GPS和所述导航地图的所述道路前方的状况相对应的第一驾驶模式操作运载工具的程序指令。

9.根据权利要求8所述的非临时性计算机可读介质，还包括：

当通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算的道路状况与从所述导航地图读出的道路状况不同时，执行转换控制至基于通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置计算的道路状况的第二驾驶模式的程序指令。

10.根据权利要求9所述的非临时性计算机可读介质，还包括：

在所述第一驾驶模式下的第一周期期间，从通过所述陀螺仪传感器和所述成像装置测量的图像中计算所述道路前方的状况的程序指令；

通过确定并比较与接收自所述GPS的位置相对应的所述导航地图上的道路状况进行转换的程序指令；以及

在所述第二驾驶模式下，在比所述第一周期短的第二周期期间进行转换的程序指令。

11.根据权利要求10所述的非临时性计算机可读介质，还包括：

在所述第二驾驶模式下，由所述控制器基于通过所述成像装置计算出的所述道路状况中的天气或者火灾，来进行转换或者加速/减速的程序指令。