CN105579262A - 驾驶辅助设备和驾驶辅助方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于辅助驾驶包括可变透射屏幕(26；28；F)的汽车(20)的设备，所述可变透射屏幕用于放置在道路场景(SR)和车辆的司机(24)之间，所述辅助设备被构造成用于，当有效时，控制可变透射屏幕(26；28；F)的透射系数。所述设备包括眩光评估装置(46)并且还被构造成用于根据眩光评估装置测量的眩光而改变可变透射屏幕(26；28；F)的透明度的系数。

Description

驾驶辅助设备和驾驶辅助方法
技术领域
本发明涉及一种用于辅助驾驶汽车的设备。本发明还涉及一种用于辅助驾驶汽车的方法。
背景技术
本发明涉及用于当外部亮度较低并且要求灯打开时而且还当外部亮度较高时辅助驾驶汽车的方法和设备。
当外部亮度较低时，已知的是使用光束以照明道路场景。由车辆所装备的照明设备发出的光束由国际条例调节，国际条例例如在放置远离照明设备并且在照明设备轴线上的屏幕上设置最大容许强度和最小容许强度。这些条例的目标在于同时确保以下各项：
-装备有照明设备的车辆的照明设备令人满意地照明司机驾驶所朝的道路场景，使得司机能够在最好条件下理解其环境，并且
-其它车辆的司机——无论他们是在相反方向(迎面车辆)或在相同方向(前方车辆)上驾驶——都不被眩目。
为了满足这些调节目标并且为了改进司机的舒适度和安全性，多个解决方案已经被提出。其中一个方案为，使用包括与可变透射屏幕同步的脉冲照明光源的辅助驾驶的设备，使得当屏幕的透射系数达到其最大值(即最大透明度)时，亮度达到其最大值，并且使得当可变透射屏幕的透射系数达到其最小值(即最小透明度)时亮度达到其最小值。
因而，凭借该同步性，司机完全地得益于其灯，同时减小被外部光源眩目的危险，因为当可变透射屏幕的透明度位于其最小值时，司机的视觉被较大地限制。
此外，因为其它车辆的司机仅感知被设置成满足上述条例的平均照明，因此脉冲照明不使其它车辆的司机眩目。
然而，该解决方案的一个缺点是，使得司机难以看到然而不形成眩目的原因的任意外部光源的亮度，诸如公共照明、定位成足够远以不被炫目的其它车辆的灯、交通灯等。特别地对于其它车辆的灯，该解决方案可以导致对路径或速度的感知的失去或至少限制所述感知，当这些灯不关闭时，这些灯能使具有所述感知。
另外，因为当光源以更高电流被脉冲时光源效率减少(在当前现有技术中)，因而与非脉冲照明光源所需电功率相比，对于相同的平均亮度，使用脉冲照明光源要求传送更多的电功率。
同样地，当亮度较高时，可以遇到期望被处理的眩光作用。
发明目的
本发明旨在减轻这些已知的用于辅助驾驶的设备的至少某些缺陷。
特别地，在本发明的至少一个实施例中，本发明旨在提供一种用于辅助驾驶的设备和方法，所述设备和方法允许在白天和夜晚避免眩目，同时尽可能保持来自非眩目外部源的亮度。
在本发明的至少一个实施例中，本发明还旨在提供一种用于辅助驾驶的设备和方法，所述设备和方法允许系统需要的电流消耗被优化。
发明内容
为此，本发明涉及一种用于辅助驾驶包括可变透射屏幕的汽车的设备，所述可变透射屏幕用于放置在道路场景和车辆的司机之间，所述辅助设备被构造成用于当有效时控制可变透射屏幕的透射系数，其特征在于：所述设备包括用于评估和尤其测量眩光的装置，并且还被构造成用于根据所述眩光评估装置测量的眩光以改变可变透射屏幕的透明度的系数。眩光评估装置特别是眩光传感器。
根据本发明的设备因此允许可变透射屏幕的透明度适于实际上由眩光评估装置测量的眩光，并且因而如果司机实际上不被眩目则外部亮度不被永久地减少。
有利地并且根据本发明，所述车辆配置有至少一个照明设备所述照明设备能够发射光束以用于照明汽车前方的道路场景，所述辅助设备被构造成用于，当有效时，通过脉冲信号相对于彼此控制照明设备的至少一个光源的光发射和可变透射屏幕的所述透射系数。
根据本发明的该方面，辅助设备因而通过脉冲信号控制车辆的照明光源(夜晚时间驾驶)和可变透射屏幕的透射系数，以在没有使其它车辆的司机晃眼的情况下改善司机的视觉。
有利地并且根据本发明，辅助设备被构造成用于当有效时，通过具有周期T和占空比R1的第一周期脉冲信号控制光发射，并且通过具有周期T和占空比R2的第二周期脉冲信号控制可变透射屏幕的透射系数，所述设备被构造成用于通过改变第二脉冲信号使得占空比R2具有在以下端值之间的值以改变可变透射屏幕的透明度的系数:
-其在眩光评估装置所测量的眩光在第一阈值以下时的最大值，和
-当眩光评估装置所测量的眩光在第二阈值以上时的R1。
表述"占空比"被理解为表示等于t/T的值，t对应于脉冲信号的值位于最大值的时间，并且T对应脉冲信号的周期。
根据本发明的该方面，当没有或具有较小的眩光时，可变透射屏幕的透明度位于其最大值，以不减少外部亮度，并且当眩光在最大值时，第二脉冲信号具有与第一脉冲信号相同的占空比，以减少该眩光，同时完全地从照明设备所生成的照明获益。
根据本发明的第一实施例，辅助设备被构造成用于无论占空比R2的值如何都保持占空比R1恒定。
根据本发明的另一实施例，辅助设备被构造成用于通过改变第一脉冲信号使得占空比R1获得在以下端值之间的值以改变对光发射的控制:
-其在眩光评估装置所测量的眩光在第三阈值以下时的最大值，和
-其在眩光评估装置所测量的眩光在第四阈值以上时的最小值。
表述"其最小值"此处理解为表示照明仍然足够明亮尤其以满足多个条例的最低的占空比R1值，而不是接近0的占空比。
有利地，占空比R1的最大值必须不超过占空比R2的值以避免减小司机对脉冲照明的感知。
有利地并且根据本发明，R1采取与R2相同的值。
有利地并且根据本发明，辅助设备被构造成用于通过改变第一脉冲信号的幅值以改变对光发射的控制。
根据本发明的该方面，设备可以调节光发射的功率以减少使用的功率并且因而优化系统需要的电流消耗并且避免较高电流值。
有利地并且根据本发明，辅助设备被构造成用于通过改变第一脉冲信号的幅值以改变对光发射的控制，使得在周期T期间由光发射生成的平均亮度在占空比R1变化时是恒定的。
根据本发明的该方面，发光装置通过恒定的平均亮度以照明道路以满足条例要求。
有利地并且根据本发明，辅助设备包括亮度传感器并且所述设备被构造成用于使眩光阈值适合于测量的亮度。
根据本发明的该方面，因为取决于亮度传感器所测量的环境亮度，眩光评估装置给出的测量值不一定对应于司机所感知的相同眩光，因而辅助设备使用亮度传感器测量的亮度以确定眩光阈值。
有利地并且根据本发明，眩光评估装置是亮度传感器，亮度传感器的测量值被处理以从测量值推断眩光。
有利地并且根据本发明，可变透射屏幕通由以下形成：
-车辆的挡风玻璃，
-放置在车辆挡风玻璃和车辆的司机之间的屏幕，或
-车辆的司机佩戴的一副眼镜。
有利地并且根据本发明，可变透射屏幕由车辆的司机佩戴的一副眼镜形成，并且眩光评估装置放置在该副眼镜上。
根据本发明的该方面，眩光评估装置被放置成尽可能接近司机的眼睛，并且因此被测量的眩光类似于司机实际上感知到的眩光。
该合适的眩光测量还可以通过将眩光评估装置一体形成至车辆的挡风玻璃中，例如在内部后视镜附近，以被实现。
本发明还涉及一种用于根据本发明的辅助装置的一副眼镜。
本发明还涉及一种用于辅助驾驶汽车的方法，车辆配置有用于放置在道路场景和车辆的司机之间的可变透射屏幕，所述方法包括通过脉冲信号控制可变透射屏幕的透射系数的步骤，其特征在于：所述方法包括根据眩光评估装置测量的眩光以改变可变透射屏幕的透明度的系数的步骤。
根据本发明的方法因此允许可变透射屏幕的透明度适于实际上由眩光评估装置测量的眩光，并且因而如果司机实际上不被眩目则外部亮度不被永久地减少。
有利地并且根据本发明，所述汽车配置有至少一个照明设备，所述照明设备能够发射光束以用于照明汽车前方的道路场景，所述控制步骤被构造成用于允许相对于彼此以控制照明设备的至少一个光源的光发射和所述透射系数。
有利地并且根据本发明，通过具有周期T和占空比R1的第一周期脉冲信号控制光发射，并且通过具有周期T和占空比R2的第二周期脉冲信号控制可变透射屏幕的透射系数，改变可变透射屏幕的透明度的系数的步骤包括改变第二脉冲信号的步骤，使得占空比R2获得在以下各项之间的值:
-其在眩光评估装置所测量的眩光在第一阈值以下时的最大值，和
-当眩光评估装置所测量的眩光在第二阈值以上时的R1。
根据本发明的第一实施例，无论占空比R2的值如何占空比R1都保持恒定。
根据本发明的另一实施例，方法包括通过改变第一脉冲信号的幅值以改变对光发射的控制的步骤。
有利地并且根据本发明，光发射通过改变第一脉冲信号的幅值以被控制，使得在周期T中由光发射生成的平均照明在占空比R1变化时是恒定的。
有利地并且根据本发明，根据本发明的方法通过根据本发明的设备以被执行。
有利地并且根据本发明，根据本发明的设备使用根据本发明的设备。
本发明还涉及辅助设备和辅助方法，辅助设备和辅助方法的特征在于：组合上述或下述特征中的全部或一些。
附图说明
在研读参照附图给出的以下专门地非限制性描述时，本发明的其它目标、特征和优点将变得显而易见，其中:
-图1是包括根据本发明的一个实施例的设备的车辆的局部示意剖视图，
-图2是根据本发明的一个实施例的辅助设备的图解示意图，
-图3是一组曲线图，示出在周期T中根据不同眩光等级并且根据两个实施例的脉冲信号。
具体实施方式
图1示意性地示出了通过包括根据本发明的一个实施例的辅助设备的车辆20的局部横截面。如同常规车辆，车辆20配置有能够通过光源发射光束以照明道路场景SR的照明设备22，并且通过被其眼睛24表示的司机控制。道路场景SR对应于车辆20的司机24观察到的事物。司机24此处观察在车辆20前方的道路场景SR并且通过挡风玻璃26观察。
可变透射屏幕放置在司机24的视场中，位于司机24和道路场景SR之间。根据本发明的各种实施例，可变透射屏幕可以包括以下部件:
-实际屏幕F，实际屏幕F放置在司机24和挡风玻璃26之间，例如能够以与遮阳板相同的方式被升高，
-挡风玻璃26自身，或
-一副眼镜28，一副眼镜28由司机24以与太阳镜或矫正眼镜类似的方式佩戴，单个镜片已经示出在图1中。
为了容易图示，这三个实施例已经全部示出在图1中。这三个实施例然而仅是变化的实施例，这三个实施例中的每个都趋于获得相同的结果。在其余描述中，术语"可变透射屏幕"将用于表述这三个实施例中的任一个。
无论什么实施例，当辅助设备有效(即在操作中)时，辅助设备都可变透射屏幕的透射系数和车辆20的照明设备22的光源相对于彼此被控制。特别地，在眩光的情况下，控制是同步的。待实现的目标从而是：当照明设备22发射光时，可变透射屏幕的透射系数为最大值(即屏幕的透明度为最大值)，并且因此司机24能够看到照明设备22所照射的道路场景SR。
为此，此处设备包括控制单元30，控制单元30生成用于控制照明设备22和可变透射屏幕的脉冲信号。
控制单元30可以连接到控制发光装置的电源的管理电路32，使得所述设备发出强度在最大值和最小值之间周期性变化的光束，所述强度根据第一脉冲信号改变。
控制单元30还将可以连接到控制透射系数的电路34，用于传输第二脉冲信号。如果可变透射屏幕可移动或远离控制单元30(在例如使用一副眼镜28的情况下)，则脉冲信号可以经由使用规定的无线通信协议的无线连接传输，所述无线通信协议例如为根据IEEE802.15.1标准以及其全部范围(通常命名为注册商标蓝牙)或标准IEEE802.11(通常命名为注册商标Wi-Fi)的协议。
如果第二脉冲信号从控制单元30无线传输到可变透射屏幕，则控制透射系数的电路34包括例如远程控制波的发射器38，并且可变透射屏幕例如设置有相同远程控制波的接收器40。接收器40然后在以下意义上控制屏幕的可变透射系数，即接收器40应用于与第二脉冲信号对应的可变透射屏幕设定控制。
在眩光传感器46定位例如在该副眼镜28上的该实施例中，眩光传感器46和控制单元30还将无线通信以传输眩光传感器46的测量值。
图2是根据本发明的一个实施例的辅助设备的图解示意图。控制单元30接收来自眩光传感器46和亮度传感器44的测量信息。亮度传感器44使得控制单元30可以确定道路场景SR的环境亮度并且因此相应地调整与眩光测量值相关联的阈值。具体地，给出的光源是否导致眩目取决于环境亮度。
眩光传感器46测量值而工作，所述测量值是然后利用使用本领域的技术人员已知的方法被处理以确定司机24确实被眩目。例如，可以使用Schmidt-Clausen和Bindels公式以及DeBoer刻度以评估眩光。
Schmidt-Clausen和Bindels研发的公式写为：
W = 5.0 - 2 l o g ( E 0.003 ( 1 + ( L / 0.04 ) · φ 0.46 )
在该公式中，E是表示发出光的量的数量，即在距离司机24的眼睛规定距离处测量的照明度(以勒克斯为单位测量)，L是适应亮度(以坎德拉/平方米为单位测量)并且φ是司机24的注视轴线和眩光源之间的角度(以弧分为单位测量)。
W值给出与DeBoer刻度相比的眩光值，DeBoer刻度允许确定与眩光相关联的不适等级。刻度包括给出了与眩光相关联的不适度的W值的不连续的层级：
-W＝9:仅明显
-W＝7:令人满意
-W＝5:可允许
-W＝3:干扰
-W＝1:无法忍受
W值的中间值导致在这些层级之间的不适程度。
辅助设备能够计算该W值以便相应地起作用以减少W值，这通过例如图3所示的改变而实现。另外，辅助设备可以被赋予W值以作为不被超过的眩光目标，并且因而调整所述改变。特别地，屏幕的透明度的改变影响公式的E值。
根据多个实施例，眩光传感器46可以是其测量值被处理以从测量值推断眩光的亮度传感器、诸如那些用于无眩远光灯(GFHB)照明设备中的照相机或本领域的技术人员已知的任意其它装置，以用于评估并且尤其测量眩光。
图3示出在周期T中根据多个眩光等级并且根据两个实施例的脉冲信号的曲线图。
每个曲线图A和B都示出脉冲信号的变化，所述脉冲信号分别地根据时间和与周期T对应的间隔来控制器照明设备22和可变透射屏幕。每个间隔都被示出四次，以示出在周期T中信号如何根据多个眩光等级改变:"没有眩光"、"较低眩光"、"中度眩光"和"较高眩光"分别地从左至右布置。"没有眩光"等级对应于眩光传感器46所测量的在第一阈值以下的眩光值。"较高的眩光"等级对应于眩光传感器46所测量的在第二阈值以上的眩光值。
命名为模式1的曲线图示出一个实施例，其中第一脉冲信号的占空比R1保持恒定，并且仅第二脉冲信号的占空比R2根据测量的眩光而变化。然后观察到以下特性：
-当为"没有眩光"时，占空比R2位于其最大值:因而，可变透射屏幕的透明度位于其最大值处并且司机24完全地从其灯和外部亮度获益。
-当为"较高眩光"时，占空比R2等于占空比R1并且信号被同步，可变透射屏幕的透明度因而减少，同时当照明设备22发射光时，保持透射系数位于其最大值处:因而，司机24完全地从其灯获益，并且其对外部亮度的感知被最小化以防止眩目。仅当眩光源已经从其视场消失时，则司机24将能够再次完全地从外部亮度获益。
-在这两个极值之间，占空比R2根据测量的眩光的数值在其最大值和占空比R1之间逐渐变化和/或逐步变化。
命名为模式2的曲线图示出一个实施例，其中第一脉冲信号的占空比R1和第二脉冲信号的占空比R2根据测量的眩光而改变。在该示例中，两个变化是相同的并且触发改变照明的眩光阈值与触发改变透射系数的眩光阈值是相同的，但是可以设想在没有脱离如上所述的本发明的范围的情况下变化是独立的。然后观察到以下特性：
-当为"没有眩光"时，占空比R1和占空比R2位于其最大值处:因而，可变透射屏幕的透明度位于其最大值处并且司机24完全地从其灯和外部亮度获益。此外，控制照明设备22的第一脉冲信号与模式1中的第一脉冲信号相比具有较低的幅值，使得照明设备22所生成的平均照明在周期T内与模式1中的平均照明相同。
-当为"较高眩光"时，对于相同的眩光等级，占空比R1和占空比R2在与模式1中的状态相同的状态中。
-在这两个极值之间，占空比R1和占空比R2根据测量的眩光的数值在其最大值和最小值之间逐渐改变和/或逐步变化。第一脉冲信号的幅值也根据测量的眩光变化，有利地使得无论测量的眩光如何由照明设备22生成的平均照明在周期T内是相同的。这使得可以保持恒定的平均照明并且因而满足条例。
模式1具有以下优点，即保持第一脉冲信号恒定并且因此避免需要根据眩光改变第一脉冲信号。
模式2具有以下优点，即改变分配给照明设备22的功率并且因而最优化系统需要的电流消耗和系统的效率。具体地，通常使用的照明设备使用发光二极管(LEDs)并且发光二极管的功率/亮度比率不是恒定的:将供给功率增加因子2通常不导致亮度增加因子2。因而，通过模式2，当没有测量到眩光时，避免电流的过多消耗。
设备在模式2中的使用过程中，控制单元30可以向管理电路32发送第一脉冲信号，并且向控制透射系数的电路34发送第二脉冲信号，或甚至向管理电路32和向控制透射系数的电路34发送相同的脉冲信号，管理电路32能够根据测量的眩光和占空比R1来调节脉冲信号的幅值。
此外，额外的数据处理将可以允许待检测的眩光变化。因而，当眩光被测量到越来越高时，辅助设备可以预期其对于可变透射屏幕的透射系数的作用，以防止司机24被眩目。换句话说，所述辅助设备将可以不仅考虑到由眩光传感器46传送的值，而且考虑其导数。

Claims (19)

1.一种用于辅助驾驶包括可变透射屏幕(26；28；F)的汽车(20)的设备，所述可变透射屏幕用于放置在道路场景(SR)和车辆的司机(24)之间，所述辅助设备被构造成用于，当有效时，控制可变透射屏幕(26；28；F)的透射系数，其特征在于：所述设备包括眩光评估装置(46)并且还被构造成用于根据眩光评估装置(46)测量的眩光而改变可变透射屏幕(26；28；F)的透明度的系数。
2.根据权利要求1所述的辅助设备，其特征在于：所述汽车(20)配置有至少一个照明设备(22)，所述照明设备(22)能够发射光束以用于照明汽车(20)前方的道路场景(SR)，所述辅助设备被构造成用于，当有效时，通过脉冲信号使照明设备(22)的至少一个光源的光发射和可变透射屏幕(26；28；F)的所述透射系数相对于彼此被控制。
3.根据权利要求2所述的辅助设备，其特征在于：辅助设备被构造成用于，当有效时，通过具有周期T和占空比R1的第一周期脉冲信号控制光发射，并且通过具有周期T和占空比R2的第二周期脉冲信号控制可变透射屏幕(26；28；F)的透射系数，所述设备被构造成用于通过改变第二脉冲信号使得占空比R2具有在以下端值之间的值以改变可变透射屏幕(26；28；F)的透明度的系数:
-在眩光评估装置(46)所测量的眩光在第一阈值以下时占空比R2的最大值，和
-当眩光评估装置(46)所测量的眩光在第二阈值以上时的R1。
4.根据权利要求3所述的辅助设备，其特征在于：所述辅助设备被构造成用于无论占空比R2的值如何都保持占空比R1恒定。
5.根据权利要求3所述的辅助设备，其特征在于：所述辅助设备被构造成用于通过改变第一脉冲信号使得占空比R1具有在以下两个极值之间的值以改变对光发射的控制:
-在眩光评估装置(46)所测量的眩光在第三阈值以下时占空比R1的最大值，和
-在眩光评估装置(46)所测量的眩光在第四阈值以上时占空比R1的最小值。
6.根据权利要求5所述的辅助设备，其特征在于：占空比R1具有与占空比R2相同的值。
7.根据权利要求5或6所述的辅助设备，其特征在于：所述辅助设备被构造成用于通过改变第一脉冲信号的幅值以改变对光发射的控制。
8.根据权利要求7所述的辅助设备，其特征在于：所述辅助设备被构造成用于通过改变第一脉冲信号的幅值，以改变对光发射的控制，使得在周期T中由光发射生成的平均照明在占空比R1变化时是恒定的。
9.根据权利要求3至8中的任一项所述的辅助设备，其特征在于：所述辅助设备包括亮度传感器(44)，所述设备被构造成用于使眩光阈值适合于测量的亮度。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的辅助设备，其特征在于：眩光评估装置(46)是亮度传感器，所述亮度传感器的测量值被处理以从所述测量值推断眩光。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的辅助设备，其特征在于：可变透射屏幕由以下形成：
-车辆(20)的挡风玻璃(26)，
-放置在车辆挡风玻璃和车辆的司机之间的屏幕(F)，或
-车辆(20)的司机(24)佩戴的一副眼镜(28)。
12.根据权利要求1至10中的任一项所述的设备，其特征在于：可变透射屏幕由车辆(20)的司机(24)佩戴的一副眼镜(28)形成，并且眩光评估装置(46)设置在所述一副眼镜(28)上。
13.一副眼镜，该副眼镜用于根据权利要求1至13中的任一项所述的辅助驾驶的设备。
14.一种用于辅助驾驶汽车(20)的方法，汽车(20)配置有可变透射屏幕(26；28；F)，所述可变透射屏幕用于放置在道路场景(SR)和汽车(20)的司机(24)之间，所述方法包括通过脉冲信号控制可变透射屏幕(26；28；F)的透射系数的步骤，其特征在于：所述方法包括根据眩光评估装置(46)测量的眩光而改变可变透射屏幕(26；28；F)的透明度的系数的步骤。
15.根据权利要求14所述的辅助方法，其中，所述汽车(20)配置有至少一个照明设备(22)，所述照明设备(22)能够发射光束以用于照明汽车(20)前方的道路场景(SR)，所述控制步骤被构造成用于允许照明设备(22)的至少一个光源的光发射和所述透射系数相对于彼此被控制。
16.根据权利要求15所述的辅助方法，其特征在于：通过具有周期T和占空比R1的第一周期脉冲信号控制光发射，并且通过具有周期T和占空比R2的第二周期脉冲信号控制可变透射屏幕的透射系数，改变可变透射屏幕(26；28；F)的透明度的系数的步骤包括以下步骤：改变第二脉冲信号，使得占空比R2具有在以下端值之间的值:
-在眩光评估装置(46)所测量的眩光在第一阈值以下时的占空比R2的最大值，和
-当眩光评估装置(46)所测量的眩光在第二阈值以上时的R1。
17.根据权利要求16所述的辅助方法，其特征在于：无论占空比R2的值如何占空比R1都保持恒定。
18.根据权利要求15所述的辅助方法，其特征在于：所述辅助方法包括通过改变第一脉冲信号的幅值以改变对光发射的控制的步骤。
19.根据权利要求18所述的辅助方法，其特征在于：光发射通过改变第一脉冲信号的幅值而被控制，使得在周期T中由光发射生成的平均照明在占空比R1变化时是恒定的。
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