CN104670091A - 利用投影单元的增强现实车道变更辅助系统 - Google Patents

利用投影单元的增强现实车道变更辅助系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用投影单元的增强现实车道变更辅助系统。根据本发明一个实施例的增强现实车道变更辅助系统，包括：传感器部，其安装于行驶车辆，用于获取位于侧后方的对象车辆的行驶信息；视觉化处理部，其对行驶信息进行视觉化处理，以生成图形图像影像；以及投影单元，其配置于所述行驶车辆内，以确保图形图像影像能够投射到行驶车辆的前门车窗。本发明的实施例将位于行驶车辆的侧后方的对象车辆的行驶信息视觉化，以生成图形图像影像，并投射到行驶车辆的车窗，以提供与车外后视镜的影像叠加的增强现实，从而驾驶员能够直观并更容易地掌握行驶车辆侧后方的行驶状况。

Description

利用投影单元的增强现实车道变更辅助系统
技术领域
本发明涉及一种车道变更辅助系统，尤其涉及一种利用投影单元将侧后方的影像及行驶信息投射到车窗，从而提高驾驶员的便利性的增强现实车道变更辅助系统。
背景技术
自信息技术(IT，Information Technology)应用到汽车领域以来，汽车日趋智能化。尤其提高驾驶员的驾驶便利性且提高安全性的电子控制系统在不断发展成熟，车道变更辅助系统便是其中之一。
车道变更辅助系统的功能是感测在行驶中的车辆的旁边车道行驶的车辆，并向试图变更车道的驾驶员发出警告。这种车道变更辅助系统有例如盲点监测(Blind Spot Detection；BSD)的方式：在车外后视镜的盲区感测区域存在车辆时亮起警示灯；或车道变更辅助(Lane Change Assist；LCA)的方式：当有车辆高速接近车道变更辅助区域时亮起警示灯。
所述系统中的警示灯采用点亮安装于车外后视镜的灯的方式，或采用在安装于车外后视镜的显示器上显示的方式。但就这样的现有系统而言，驾驶员只能通过警示灯的亮灯状况(或者颜色变化)判断警告状况，并且为了确认与行驶在行驶车辆的旁边车道的对象车辆之间的距离及位置状况，必须随时查看车外后视镜，这造成不便。另外，若在车外后视镜上安装灯，则有可能造成与其他物体误识别，尤其在夜间行驶时可能与其他灯光混淆。
发明内容
技术问题
本发明的实施例提供一种利用投影单元，以增强现实的方式传达后方行驶状况，以使行驶中的车辆的驾驶员能够直观、容易地掌握后方行驶状况的车道变更辅助系统。
技术方案
根据本发明的一方面，可以提供一种增强现实车道变更辅助系统，包括：传感器部，其安装于行驶车辆，用于获取位于侧后方的对象车辆的行驶信息；视觉化处理部，其对所述行驶信息进行视觉化处理，以生成图形图像影像；以及投影单元，其配置于所述行驶车辆内，以确保所述图形图像影像能够投射到所述行驶车辆的前门车窗。
并且，还可以包括用于控制所述传感器部、视觉化处理部及投影单元的工作的电子控制单元。
另外，所述传感器部可以包括设置于所述行驶车辆的侧方及后方的超声波传感器及/或雷达传感器，所述超声波传感器及/或雷达传感器可以以预定周期向所述对象车辆发送超声波及/或雷达并接收超声波及/或雷达。
并且，所述传感器部还可以包括信号处理部，其对所述超声波传感器及/或雷达传感器获取的信号信息进行信号处理，以算出所述对象车辆的行驶信息。
另外，所述视觉化处理部可以包括影像处理模块、图形映射模块及图形图像绘制模块，所述视觉化处理部可以存储多个图像资源，并从所述图像资源中选择任意一个用于表示所述对象车辆的行驶信息的图像资源，在画面上形成布局，之后用影像装置输出。
另外，所述对象车辆的行驶信息可包括对象车辆的行驶速度信息、对象车辆的位置信息及所述行驶车辆与对象车辆的距离信息。
并且，所述投影单元可以包括投影仪，其将所述图形图像影像的光束照射到前方；以及反射镜，其配置得反射所述投影仪照射的光束，确保能够投射到所述前门车窗，并且可以通过调节所述反射镜的角度，以调节投射的所述图形图像影像的大小。
另外，所述图形图像影像在感测到所述对象车辆的存在时，还可以包括用于告知给所述行驶车辆的驾驶员的告知图像、所述行驶车辆的图像与所述对象车辆的图像的位置关系以及表示所述对象车辆的行驶速度的文本(Text)。
此处，所述图形图像影像在所述对象车辆位于或接近所述行驶车辆的车外后视镜的盲区时，还可以包括用于向所述行驶车辆的驾驶员发出警告的警示图像。并且，所述图形图像影像可同时显示所述位置关系、文本及警示图像。
技术效果
本发明的实施例将位于行驶车辆的侧后方的对象车辆的行驶信息视觉化，以生成图形图像影像，并投射到行驶车辆的车窗，以提供与车外后视镜的影像叠加的增强现实，从而驾驶员能够直观并更容易地掌握行驶车辆侧后方的行驶状况。
因此，缩短了驾驶员探测后方的时间，从而能够提供比现有的车道变更辅助系统更成熟的服务，并且能够提高驾驶员的驾驶便利性及安全性。
附图说明
图1为俯视安装有本发明一个实施例的增强现实车道变更辅助系统的行驶车辆的示意图；
图2为概括显示本发明一个实施例的增强现实车道变更辅助系统的框图；
图3及图4为显示图2的增强现实车道变更辅助系统的工作的一例的示意图；
图5及图6为当对象车辆位于行驶车辆的车外后视镜的视野范围时投射影像的示例的示意图；
图7及图8为当对象车辆位于行驶车辆的车外后视镜的盲区范围时投射影像的示例的示意图。附图标记说明
10：行驶车辆                   11：车外后视镜
12：前门车窗                   20：对象车辆
100：增强现实车道变更辅助系统  110：传感器部
120：视觉化处理部              130：投影单元
131：投影仪                    132：反射镜
140：电子控制单元
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施例。
图1为俯视安装有本发明一个实施例的增强现实车道变更辅助系统的行驶车辆10的示意图。
如图1所示，行驶车辆10的两侧部安装有车外后视镜11，以使驾驶员能够看到后方。驾驶席的两侧车门处设置有前门车窗12(window shield；又称为挡风玻璃)。另外，行驶车辆10的侧方及后方设置有传感器部110。传感器部110的功能是为提高驾驶员的驾驶便利性及安全性而获取在行驶车辆10的旁边车道行驶的对象车辆的行驶信息。对此以下将进行具体说明。
图2为概括显示本发明一个实施例的增强现实车道变更辅助系统100(以下称为车道变更辅助系统)的框图。
如图2所示，车道变更辅助系统100包括传感器部110、视觉化处理部120及投影单元130。并且，车道变更辅助系统100还可以包括用于控制传感器部110、视觉化处理部120及投影单元130的工作的电子控制单元140(ECU,Electric Control Unit)。电子控制单元140是用于控制电子部件、模块等的公知结构，在此省略具体说明。
传感器部110安装于行驶车辆10(参照图1)，功能是获取位于侧后方的对象车辆的行驶信息。在本说明书中，“对象车辆”是指在行驶车辆10的旁边车道行驶的车辆，尤其是在行驶车辆10的侧后方行驶的车辆。
传感器部110可包括超声波传感器及/或雷达传感器。即可以在车辆上设置超声波传感器及雷达传感器，也可选择设置。所述超声波传感器及雷达传感器的功能是以预定周期向对象车辆发送超声波或雷达并接收超声波或雷达。
传感器部110还可以包括信号处理部(未图示)，其对所述超声波传感器及/或雷达传感器获取的信号信息进行信号处理，以算出对象车辆的行驶信息。
其中，“对象车辆的行驶信息”包括对象车辆的行驶速度信息、对象车辆的位置信息及行驶车辆10与对象车辆之间的距离信息，但不限定于这些信息。
对象车辆的行驶速度信息表示对象车辆的行驶速度，对象车辆的位置信息表示对象车辆相对于行驶车辆10位于何处。并且，行驶车辆10与对象车辆的距离信息表示行驶车辆10与对象车辆之间的距离。
利用超声波传感器或雷达传感器获取上述的对象车辆的行驶速度信息的方法可采用公知方法，在此省略详细说明。
例如，传感器部110的超声波传感器(或雷达传感器)以预定周期向对象车辆发送超声波(或雷达)并从对象车辆接收超声波(或雷达)，可根据至再次接收到所述超声波传感器发送的超声波所经过的时间算出与所述对象车辆间的距离。并且，综合多个超声波传感器接收到的信号能够得知对象车辆相对于行驶车辆10位于何处，并且，综合行驶车辆10的速度和对象车辆的位置信息，还可推算出对象车辆的行驶速度。
视觉化处理部120的功能是对传感器部110获取的对象车辆的行驶信息进行视觉化处理，以生成图形图像影像。其中“图形图像影像”是指将数据加工成与目的相符的图形或图像等，以生成影像。对所述对象车辆的行驶信息进行视觉化处理的方法可采用公知方法，在此省略详细说明。
例如，视觉化处理部120可包括影像处理模块、图形映射模块及图形图像绘制模块等。视觉化处理部120中存储有多种图像资源(imageresource)，可以选择适合表示所述对象车辆的行驶信息的图像资源并在画面上形成布局。并且可以通过影像装置输出所述布局，以进行视觉化处理，使得驾驶员能够直观地认识到所述对象车辆的行驶信息。
所述图形图像影像通过下述的投影单元130投射到行驶车辆10的前门车窗12(参照图1)，对此将在以下参照其他附图进行说明。
投影单元130的功能是将视觉化处理部120生成的图形图像影像投射到行驶车辆10的前门车窗12(参照图1)。投影单元130可配置于行驶车辆10内，确保所述图形图像影像能够投射到行驶车辆10的前门车窗12。
例如，投影单元130可以以行驶车辆10的行驶方向为基准，分别投射到左侧前门车窗12和右侧前门车窗13。为此，可设置两个以上的投影单元130。对于投影单元130将在以下参照其他附图进行具体说明。
图3及图4为显示图2的增强现实车道变更辅助系统100的工作的一例的示意图。图3显示的是图形图像影像通过投影单元130投射到行驶车辆10的前门车窗12，图4显示了关于所述投射的概念。
如图3所示，在一般情况下驾驶员可通过前门车窗12确认出现在车外后视镜11的行驶车辆10的侧后方影像。尤其，当行驶车辆10欲变更车道时，为了确认行驶车辆10的侧后方是否存在对象车辆，为确认与所述对象车辆之间的距离等，驾驶员会在短时间内反复查看车外后视镜11。
此时，本发明的车道变更辅助系统100的视觉化处理部120(参照图2)将传感器部110(参照图2)获取的对象车辆的行驶信息视觉化处理成图形图像影像，并通过配置于行驶车辆10内的投影单元130将该图形图像影像投射到行驶车辆10的前门车窗12。
因此，当行驶车辆10的驾驶员为查看车外后视镜11而移动视线时，就可以看到车外后视镜11的影像与所述图形图像影像叠加的叠加影像。车外后视镜11的影像相当于行驶车辆10的侧后方影像，所述图形图像影像是位于行驶车辆10的侧后方的对象车辆的行驶信息。即，在行驶车辆10的前门车窗12实现了增强现实(将通过计算机技术生成的信息融合到现实世界并显示出来的技术)。
如图4所示，投影单元130可包括投影仪131及反射镜132，所述投影仪131将视觉化处理部120(参照图2)通过视觉化处理而生成的图形图像影像的光束(beam)投射到前方；所述反射镜132配置得反射来自投影仪131的光束，确保能够投射到前门车窗12。
投影仪131是用于将影像投射到前方的装置，可包括用于发出光的光源(未图示)、用于聚集所述光源发出的光的聚光透镜(未图示)、接收所述聚光透镜聚集的光并变换为平行光的准直透镜(collimating lens)以及照射所述准直透镜射出的光并进行投射的投射部。这样的投影仪131可选择常用的投影仪，因此在此省略详细说明。
投影仪131接收视觉化处理部120(参照图2)生成的图形图像影像并投射。投影仪131可安装于行驶车辆10内部的前侧方面板内部，在能够将所述影像投射到行驶车辆10的前门车窗12的前提下，可设置成多种形态及位置。
反射镜132的功能是反射投影仪131照射的光(光束)并投射到前门车窗12。反射镜132设置得与投影仪131的前方相隔预定距离，并且可设置得具有预定角度，以确保投影仪131照射的光能够投射到前门车窗12。反射镜132可以省略，但设置有反射镜132的情况下由于投影仪131与前门车窗12的距离相对较近，因此其优点是可以将投影仪131照射的光(光束)扩大成适合驾驶员查看的大小。
投影仪131照射的图形图像影像的大小可通过调节反射镜132的角度来改变。例如，可通过调节反射镜132的角度，将所述图形图像影像投射到前门车窗12的整个面。
综上所述，在行驶车辆10的侧后方存在对象车辆20的情况下，行驶车辆10的车外后视镜11会显示出对象车辆20。行驶车辆10的驾驶员通过前门车窗12确认出现在车外后视镜11的对象车辆20。另外，设置于行驶车辆10的侧方及后方的传感器部110(参照图2)获取对象车辆20的行驶信息。并且，视觉化处理部120(参照图2)将对象车辆20的行驶信息视觉化处理成图形图像影像。配置于行驶车辆10的内部的投影仪131将所述图形图像影像照射到前方。并且，配置于投影仪131前方的反射镜132将所述图形图像影像反射到行驶车辆10的前门车窗12并投射D。从而，驾驶员在通过前门车窗12确认车外后视镜11中出现的对象车辆20的同时还可以确认投射的所述图形图像影像。所述图形图像影像表示对象车辆20的行驶信息，实现了增强现实，驾驶员能够更直观地掌握后方行驶状况。
以下对图形图像影像进行补充说明。
对于本发明一个实施例的车道变更辅助系统100，在视觉化处理部120(参照图2)中经过视觉化处理而生成的图形图像影像在感测到对象车辆20(参照图4)的存在时，包括用于告知给行驶车辆10的驾驶员的告知图像。并且图形图像影像还可以包括行驶车辆10的图像与对象车辆20的图像的位置关系。并且图形图像影像还可以包括用于表示对象车辆20的行驶速度的文本(Text)。上述的告知图像、行驶车辆10的图像及对象车辆20的图像可以从视觉化处理部120预先存储的图像资源中选择，视觉化处理部120适当组合所述图像资源生成图形图像影像，使得驾驶员能够更容易地掌握行驶车辆10的后方行驶状况。
图5及图6为当对象车辆20位于行驶车辆10的车外后视镜11的视野范围A时投射影像的示例的示意图，图7及图8为当对象车辆20位于行驶车辆10的车外后视镜11的盲区范围B时投射影像的示例的示意图。
如图5至图8所示，车外后视镜11具有视野范围A与盲区范围B。视野范围A是指位于行驶车辆10的侧后方的对象车辆20出现在车外后视镜11的范围A(参照图5)，盲区范围B是指由于所述对象车辆20接近车外后视镜11或超过车外后视镜11，导致对象车辆20没有出现在车外后视镜11的范围B(参照图7)。另外，图5及图7中标记的L为车道线(lane)。
在对象车辆20位于视野范围A的情况下，通过投影单元130投射到行驶车辆10的前门车窗12的图形图像影像G可以显示告知图像。
例如图6中显示了为告知对象车辆20的存在而使用三角形中标记“！”的图像投射出来的情形。当然这只是一个示例，还可使用多种图像或颜色生成告知图像。在对象车辆20位于视野范围A的情况下，驾驶员只需知道其存在，其他信息的重要程度相对较低，因此只需投射告知图像。
另外，在对象车辆20位于盲区范围B的情况下，是比位于视野范围A时危险的情况。这是因为当对象车辆20位于盲区范围B情况下，当行驶车辆10变更车道时发生事故的危险性更大。此时，通过投影单元130投射到行驶车辆10的前门车窗12的图形图像影像G除了告知图像还可以追加多种形态的影像。例如，图形图像影像G显示行驶车辆10的图像与对象车辆20的图像的位置关系，并且显示对象车辆20的推算行驶速度文本，另外还可以追加用于警告行驶车辆10的驾驶员的警示图像。这些图像可以在对象车辆20位于盲区范围B时同时多发性出现。
例如如图8所示，在图形图像影像G的左边部分用影像表示了行驶车辆10与对象车辆20的位置关系，并且在所述位置关系的下端部分用文本表示了对象车辆20的行驶速度。其中，行驶车辆10与对象车辆20可使用不同的颜色或图标进行区分。并且，图形图像影像G与车外后视镜11重叠的空间可另外警示图像。但这只是一个示例，可使用多种图像或颜色视觉化所述信息。在对象车辆20位于盲区范围B的情况下，驾驶员需要更详细地知道对象车辆20的行驶信息，因此相比对象车辆20位于视野范围A的情况显示更多的信息，从而能够提高驾驶员的驾驶便利性及安全性。
如上所述，本发明的实施例将位于行驶车辆的侧后方的对象车辆的行驶信息视觉化，以生成图形图像影像，并投射到行驶车辆的车窗，以提供与车外后视镜的影像叠加的增强现实，从而，驾驶员能够直观并更容易地掌握行驶车辆侧后方的行驶状况。因此能够缩短驾驶员探测后方的时间，从而能够提供比现有的车道变更辅助系统更成熟的服务，并且能够提高驾驶员的驾驶便利性及安全性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种增强现实车道变更辅助系统，其特征在于，包括：
传感器部，其安装于行驶车辆，用于获取位于侧后方的对象车辆的行驶信息；
视觉化处理部，其对所述行驶信息进行视觉化处理，以生成图形图像影像；以及
投影单元，其配置于所述行驶车辆内，以确保所述图形图像影像能够投射到所述行驶车辆的前门车窗。
2.根据权利要求1所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于，还包括：
电子控制单元，其控制所述传感器部、视觉化处理部及投影单元的工作。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述传感器部包括设置于所述行驶车辆的侧方及后方的超声波传感器和雷达传感器中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述超声波传感器或雷达传感器以预定周期向所述对象车辆发送超声波或雷达并接收超声波或雷达。
5.根据权利要求4所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于，所述传感器部还包括：
信号处理部，其对所述超声波传感器和雷达传感器中的至少一个获取的信号信息进行信号处理，以算出所述对象车辆的行驶信息。
6.根据权利要求1所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述视觉化处理部包括影像处理模块、图形映射模块及图形图像绘制模块。
7.根据权利要求6所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述视觉化处理部存储多个图像资源，并从所述图像资源中选择任意一个用于表示所述对象车辆的行驶信息的图像资源，在画面上形成布局，之后用影像装置输出。
8.根据权利要求5所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述对象车辆的行驶信息包括对象车辆的行驶速度信息、对象车辆的位置信息及所述行驶车辆与对象车辆之间的距离信息。
9.根据权利要求1所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于，所述投影单元包括：
投影仪，其将所述图形图像影像的光束照射到前方；以及
反射镜，其配置得反射所述投影仪照射的光束，确保能够投射到所述前门车窗。
10.根据权利要求9所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
通过调节所述反射镜的角度，以调节投射的所述图形图像影像的大小。
11.根据权利要求1所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述图形图像影像在感测到所述对象车辆的存在时，包括用于告知给所述行驶车辆的驾驶员的告知图像。
12.根据权利要求11所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述图形图像影像还包括所述行驶车辆的图像与所述对象车辆的图像的位置关系。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述图形图像影像还包括用于表示所述对象车辆的行驶速度的文本。
14.根据权利要求13所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
所述图形图像影像在所述对象车辆位于或接近所述行驶车辆的车外后视镜的盲区时，还包括用于向所述行驶车辆的驾驶员发出警告的警示图像。
15.根据权利要求14所述的增强现实车道变更辅助系统，其特征在于：
当所述对象车辆位于或接近所述车外后视镜的盲区时，所述图形图像影像同时显示所述位置关系、文本及警示图像。
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