CN105711492A - 障碍物警示系统及其运作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种障碍物警示系统及其运作方法，其可透过障碍物侦测单元以及结合视线侦测单元观察驾驶瞳孔而进行视角估算，以侦测车辆周边约数十公尺范围内的活动物体或固定对象，并参考这些障碍物的移动方向与速度而判断其是否会实质影响行车安全，本发明更在驾驶没有注意到风险存在时，能够发出警示讯息以确保驾驶注意到这些风险而作出反应。

Description

障碍物警示系统及其运作方法

技术领域

本发明是关于一种警示系统及其运作方法，尤指一种运用于车辆，让驾驶在未注意到有障碍物可能会与车辆发生碰撞时，发出警示讯息通知驾驶，确保其有注意到障碍物的存在并作出反应。

背景技术

汽车基于驾驶所能提供的舒适性，进而成为广泛受到民众应用的交通工具之一，然而当车辆在道路行驶时，可能会因为驾驶存在视觉死角、精神疲劳或其它用路人不守法等因素，使得驾驶以及行人的生命安全双双受到威胁。为了提高安全性，不少被动安全配备已为汽车出厂时的标准配备，而主动安全配备也在各大车厂的努力下被持续开发。

在现有的主动安全配备技术中，已有些许可警告使用者的安全警示功能装置，例如设置讯号发射器以及讯号接收器作为倒车雷达，或是安装当有其它物体贴近车体时，会以音效提醒驾驶的设备。然而这些主动安全配备并不足以让驾驶更早预知车辆可能将发生碰撞的危机，例如将预警时间提升为数秒钟而有足够时间进行回避，特别是可能会与车辆发生碰撞的物体本身也在是在移动。

再者，当驾驶接收到音效警示时，其可能会不确定即将碰撞到的物体是位在何处、外观为什么形状、是往什么方向移动、移动速度有多快，致使驾驶无法作出适当的反应以避开危险；另外，由于现有技术仅判断物体与车体的距离，而无法分辨物体，因此当车辆周边为杂草等无碍物体，仍然会产生警示音效，甚至是因而触发自动剎车等，造成不必要的麻烦。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种障碍物警示系统，其结合了侦测车外障碍物以及车内驾驶视角的技术，因此可在侦测到有碍行车安全的障碍物时，若驾驶没有查觉到障碍物的存在，此时可透过声音的方式进行警示，直到驾驶发现障碍物的存在为止。

本发明的另一目的，在于提供一种障碍物警示系统，其以驾驶的瞳孔方向为侦测标的，能准确的掌握驾驶的视角是否在安全的状态。

本发明的再一目的，在于提供一种障碍物警示系统，其在侦测障碍物时，能分辨障碍物的位置、移动方向以及移动速度，以计算出其路径是否会与驾驶所在的车辆重迭而发生碰撞，因此本发明能针对有实际碰撞风险的障碍物进行警示，避免无谓的警示声流于扰人的噪音。

本发明的更一目的，在于提供一种障碍物警示系统的运作方法，其可将障碍物的影像投影于挡风玻璃上，特别是部分障碍物是位于车辆的侧后方或侧下方，驾驶难以仅透过后视镜而察觉的。

为了达到上述的目的，本发明揭示了一种障碍物警示系统，其系设置于一移动载具，该障碍物警示系统在结构组成上系包含：一侦测模组，其系包含一障碍物侦测单元以及一视线侦测单元，该障碍物侦测单元系设置于该移动载具之内或至少一侧，该视线侦测单元则系设置于该移动载具之内；一运算模组，其系耦接于该侦测模组，以接收该障碍物侦测单元以及该视线侦测单元所产生的复数个侦测数据，经运算产生一警示数据；以及一警示模组，其系耦接于该运算模组，其接收该警示数据而发送一警示讯息至该移动载具之内。而其操作步骤则包含：使用一障碍物侦测单元侦测该移动载具外的至少一障碍物的一位置信息以及一移动方向信息；使用一投射单元投射该障碍物的影像于一板面；使用一视线侦测单元侦测该移动载具的驾驶的视线方向信息；使用一运算模组利用该障碍物的该位置信息及该移动方向信息而计算该障碍物碰撞该移动载具的可能性，以及利用该视线方向信息判断该板面是否位于该驾驶的视线范围内；以及若该障碍物与该移动载具有碰撞的可能，以及该板面不在该驾驶的视线范围内，则该运算模组发送一警示数据至一警示模组而利用该警示模组发送一警示讯息通知该驾驶。

附图说明

图1：其为本发明一较佳实施例的部分组件设置位置示意图，用以表示

其相对于移动载具的位置；

图2：其为本发明一较佳实施例的结构组成示意图；

图3：其为本发明一较佳实施例的步骤流程图；以及

图4：其为本发明另一较佳实施例的步骤流程图，用以表示有使用投影模组。

【图号对照说明】

1移动载具

2侦测模组

21障碍物侦测单元

22视线侦测单元

3运算模组

4警示模组

5投影模组

S10～13步骤

S20～24步骤

具体实施方式

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

首先请一并参考图1以及图2，本发明所揭示的障碍物警示系统设置于一移动载具1，例如汽车，而此障碍物警示系统包含一侦测模组2、一运算模组3以及一警示模组4。其中的侦测模组2包含至少一障碍物侦测单元21以及一视线侦测单元22，此些障碍物侦测单元21设置于移动载具1之内或至少一侧，而视线侦测单元22则设置于移动载具1之内；运算模组3耦接于侦测模组2，至于警示模组4，则耦接于运算模组3。

侦测模组2所包含的障碍物侦测单元21用以侦测移动载具1周边空间是否存在可能会影响行车安全的物体，例如行人、动物、其它移动载具，或者是固定的栅栏、灌木丛等。由于驾驶的视角范围有限，因此必然存在各种死角，特别是车辆侧身、后方，或者是车辆周边的低缘处。这些死角为本发明设置障碍物侦测单元21的优先选择位置，不过其也可设置于车内而以其为中心对四周作全方位的侦测。障碍物侦测单元21的组件结构可包含深度传感器及二维相机，其可在取得影像的同时获得深度讯息，也就是可获取完整的空间讯息以进行后续的分析、计算与重建，例如参考障碍物相对于车辆的移动方向以及移动速度，以判断障碍物是否会与车辆发生碰撞，抑或是两者紧临但实际上无擦撞的虞。障碍物侦测单元21另可包含嵌入式芯片，作为可独立进行侦测参数调校或数据存取的子系统。

设置于移动载具1之内的视线侦测单元22则是用以侦测驾驶的视线方向，其可与设置于移动载具1之内的障碍物侦测单元21整合为一体。视线侦测单元22的一些可行方法包含了侦测驾驶头部的方向而判断其视线所及的方向，或者是辨识驾驶的脸部，不过本发明在一较佳实施例中则是使用RGB-D相机作为瞳孔侦测组件，以实现视线侦测单元22。瞳孔侦测组件可为透过影像拍摄而获取并追踪眼球位置，以辨识驾驶眼睛的注视点是否能观察到碰撞风险信息的存在。视线侦测单元22的组件结构也可包含嵌入式芯片。

上述的碰撞风险信息可区分为两种类型，一种是实际数据，另一种则是仿真数据。实际数据指驾驶在其车辆行进方向上可轻易观察到的碰撞风险，例如前方车辆、从车头路过的行人等，驾驶能在不转动头部的条件下直接对碰撞风险产生认知；而仿真数据则是基于驾驶的视线范围有其限制，例如对于车辆侧身、后方、低缘处等位置，驾驶必须透过转动头部或是透过后视镜的反射才有可能观察到、甚至是仍无法观察到的碰撞风险，本发明可利用前述的障碍物侦测单元21的设置而取得相关影像，然后利用投影的方式将影像重现于驾驶可轻易观察到的位置，例如投影于前方挡风玻璃上。

仿真数据的投影需利用到与运算模组3耦接的投影模组5，此投影模组5可将障碍物侦测单元21所取得的障碍物影像经过障碍物侦测单元21本身的嵌入式芯片处理或是由运算模组3处理后投影在一板面上，而较易取得且效果良好的板面就是车辆前方的挡风玻璃。由于障碍物侦测单元21能取得影像的深度讯息，因此投影模组5所投影的影像也为重建后的立体空间影像，让驾驶能更清楚地辨识障碍物的形态。以色彩的变化方式强调与障碍物与车辆距离也是一种较佳的投影方式。而若不将影像投影在挡风玻璃，另于车用显示屏幕呈现投影结果也是一种可行的方式。

然而，即便障碍物就存在于车辆前方或是透过前述的投影技术呈现于挡风玻璃上，驾驶仍有可能因为不专心或是正在注意其它目标物而忽略了这些碰撞风险存在，因此本发明利用前述的视线侦测单元22判断驾驶是否有观察到这些碰撞风险。例如，在车身前方有行人跑过时，或者是在投影模组5所提供的影像正在告知驾驶车辆侧边有机车在数公尺外且参考其移动方向及速度而有可能导致与本车发生碰撞时，驾驶的眼睛是否正对着车辆前方或是有看到投影模组5所提供的影像。

如果视线侦测单元22的侦测结果显示驾驶没有注意到这些信息，特别是在经过一个预设时间(例如：1～2秒，也可利用车速以及障碍物的移动速度进行运算，取得预计发生碰撞前的特定秒数)后仍没有注意到这些信息，则运算模组3就可利用与其耦接的警示模组4对驾驶者作提醒。运算模组3在参考障碍物侦测单元21以及视线侦测单元22的侦测结果后产生警示数据，并发送至警示模组4，警示模组4接收警示数据而发送一警示讯息至该移动载具1之内。警示讯息的较佳格式为声音，因此警示模组4包含至少一音效单元，其可持续发出预录的音频提醒驾驶，直到驾驶注意到障碍物的存在才解除。例如视线侦测单元22侦测到驾驶的视线方向与前述的板面位置相符合时，警示模组4方才停止发送警示讯息。

音效单元在移动载具1内可利用空间配置而在以不同方位发出声音，例如将音效单元设置于移动载具1内的复数个角落，并参考障碍物相对于车辆的方位，而在警示时仅让该方位上的音效单元发出声音，辅助驾驶在最快时间内警觉到障碍物在何方。

依据上述结构，请参考图3，本发明在障碍物警示系统的运作方法，其包含步骤：

步骤S10：使用障碍物侦测单元侦测移动载具外至少一障碍物的位置信息以及移动方向信息；

步骤S11：使用视线侦测单元侦测移动载具的驾驶的视线方向信息；

步骤S12：使用运算模组利用障碍物的位置信息及移动方向信息而计算障碍物碰撞移动载具的可能性，以及利用视线方向信息判断障碍物是否位于驾驶的视线范围内；以及

步骤S13：若障碍物与移动载具有碰撞的可能，以及障碍物不在驾驶的视线范围内，则运算模组发送警示数据至警示模组而利用警示模组发送警示讯息通知驾驶。

而若是有使用到投影模组，则请参考图4，其步骤包含：

步骤S20：使用障碍物侦测单元侦测移动载具外至少一障碍物的位置信息以及移动方向信息；

步骤S21：使用投射单元投射障碍物的影像于板面；

步骤S22：使用视线侦测单元侦测移动载具的驾驶的视线方向信息；

步骤S23：使用运算模组利用障碍物的位置信息及移动方向信息而计算障碍物碰撞移动载具的可能性，以及利用视线方向信息判断板面是否位于驾驶的视线范围内；以及

步骤S24：若障碍物与移动载具有碰撞的可能，以及板面不在驾驶的视线范围内，则运算模组发送警示数据至警示模组而利用警示模组发送警示讯息通知驾驶。

本发明所揭示的障碍物警示系统在首次安装于移动载具，或者是每次启动上路之时，可先进行定位校正，以调整投影模组所产生的影像与驾驶视线之间的位置关系。

综上所述，本发明详细揭示了一种障碍物警示系统及其运作方法，其可透过侦测设备以及结合观察驾驶瞳孔而进行视角估算，强化现阶段驾驶警示系统至侦测车辆周边约数十公尺范围内的活动物体或固定对象，不但可判断是否会受障碍物影响行车安全，更可确保驾驶能够注意到这些风险。再者，本发明的成本低但准确度高，不会受到环境影响，在安装上也不需要改变车体结构，可直接适用于一般车辆，有鉴于大众日益重视行车安全，本发明的障碍物警示系统及其运作方法无疑深具有开发潜力与应用价值。

上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种障碍物警示系统，其特征在于，其设置于一移动载具，该障碍物警示系统包含：

一侦测模组，其包含一障碍物侦测单元以及一视线侦测单元，该障碍物侦测单元设置于该移动载具之内或至少一侧，该视线侦测单元则设置于该移动载具之内；

一运算模组，其耦接于该侦测模组，以接收该障碍物侦测单元以及该视线侦测单元所产生的复数个侦测数据，经运算产生一警示数据；以及

一警示模组，其耦接于该运算模组，其接收该警示数据而发送一警示讯息至该移动载具之内。

2.如权利要求1所述的障碍物警示系统，其特征在于，其中该障碍物侦测单元包含深度传感器及二维相机。

3.如权利要求1所述的障碍物警示系统，其特征在于，其中该视线侦测单元包含一瞳孔侦测组件，该瞳孔侦测组件用以侦测该移动载具的驾驶的视线方向。

4.如权利要求1所述的障碍物警示系统，其特征在于，其中该警示模组系包含至少一音效单元。

5.如权利要求4所述的障碍物警示系统，其特征在于，其中该些音效单元设置于该移动载具内的复数个角落，且该警示讯息以部分的该些音效单元发出。

6.如权利要求1所述的障碍物警示系统，其特征在于，其更包含一投影模组，该投影模组耦接于该运算模组，用以投影该障碍物的影像至一板面。

7.一种障碍物警示系统的运作方法，其特征在于，该障碍物警示系统设置于一移动载具，其包含步骤：

使用一障碍物侦测单元侦测该移动载具外至少一障碍物的一位置信息以及一移动方向信息；

使用一视线侦测单元侦测该移动载具的驾驶的视线方向信息；

使用一运算模组利用该障碍物的该位置信息及该移动方向信息而计算该障碍物碰撞该移动载具的可能性，以及利用该视线方向信息判断该障碍物是否位于该驾驶的视线范围内；以及

若该障碍物与该移动载具有碰撞的可能，以及该障碍物不在该驾驶的视线范围内，则该运算模组发送一警示数据至一警示模组而利用该警示模组发送一警示讯息通知该驾驶。

8.如权利要求7所述的障碍物警示系统的运作方法，其特征在于，其中于利用该警示模组发送该警示讯息通知该驾驶的步骤中，使用该警示模组的至少一音效单元发出该警示讯息。

9.一种障碍物警示系统的运作方法，其特征在于，该障碍物警示系统设置于一移动载具，其包含步骤：

使用一障碍物侦测单元侦测该移动载具外至少一障碍物的一位置信息以及移动方向信息；

使用一投射单元投射该障碍物的影像于一板面；

使用一视线侦测单元侦测该移动载具的驾驶的视线方向信息；

使用一运算模组利用该障碍物的该位置信息及该移动方向信息而计算该障碍物碰撞该移动载具的可能性，以及利用该视线方向信息判断该板面是否位于该驾驶的视线范围内；以及

若该障碍物与该移动载具有碰撞的可能，以及该板面不在该驾驶的视线范围内，则该运算模组发送一警示数据至一警示模组而利用该警示模组发送一警示讯息通知该驾驶。

10.如权利要求9所述的障碍物警示系统的运作方法，其特征在于，其中该视线侦测单元侦测到该驾驶的视线方向与该板面位置相符合时，则该警示模组停止发送该警示讯息。