CN106515579B - 车辆的盲点区域监控 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在车辆(1)在道路(28)的车道(29)上行驶时操作车辆(1)的方法，其中控制单元(13)执行以下步骤：从数据捕获单元(17)接收方向信号(18)，其中方向信号(18)表示车辆(1)相对于道路(28)的方位，检测车道变换操纵，其中通过车道变换操纵，车辆(1)向道路(28)的相邻车道(31)移动，基于方向信号(18)确定覆盖相邻车道(31)的盲点区域(34)，以及根据已确定的盲点区域(34)控制动作单元(5、6)。

Description

车辆的盲点区域监控
技术领域
本发明涉及一种用于操作车辆以监控车辆盲点区域的方法和控制装置。
背景技术
当调整车辆的反射侧视镜时，通常不可能覆盖与汽车相邻的全部区域使得驾驶员可通过观察侧视镜观察到这个区域中的任意对象。未被反射镜覆盖的区域称为盲点区域。通过调整反射镜的方位方向角使该区域最小化。然而，最小化是基于车辆和行驶在相邻车道上的靠近该车辆的任何行进物体都在平行方向上行进的假设的。当车辆正在曲线行驶或正在变换车道时，反射镜的方位方向角对于这种行驶状况不是最佳的。
文献CN 103991412 A描述了一种带有用于汽车后视镜的自适应动态补偿系统的车辆。系统检测方向盘的旋转角度并根据已检测到的旋转角度转动侧视镜。通过自适应动态补偿系统，在汽车曲线行驶的行驶情况下，后视盲区被减小。
文献KR 10 2008 0034682 A描述了一种用于在倒车行驶的同时辅助驾驶员的基于摄像机的系统。倒档确定单元检测倒车行驶的开始，用于检测方向盘的旋转方向的检测器与倒档确定单元协作检测方向盘的操作方向。根据方向盘的操作方向转动摄像机。
发明内容
本发明的目的是在车道变换操纵期间辅助驾驶员。
这个目的通过本发明的主题来解决。本发明的优势发展在本发明中详细说明。
根据本发明的方法是用于在车辆在道路的车道上行驶时操作车辆的基于摄像机的后视系统。所述方法通过执行下列步骤的控制单元执行：
-从数据捕获单元接收方向信号，其中方向信号表示车辆相对于道路的方位，
-检测车道变换操纵，其中通过车道变换操纵，车辆向道路的相邻车道移动，
-基于方向信号确定覆盖相邻车道的盲点区域，
-根据已确定的盲点区域控制动作单元。
盲点区域是驾驶员利用车辆的后侧视镜不能观察到的区域。
本发明提供了根据车辆相对于道路的方位确定盲点区域的优点。因此，可适应性地并更精确地确定通过车辆侧视镜不能观察到相邻车道的哪些区域。
本发明还包括进一步提供技术优点的具有附加特征的实施例。
在一个实施例中，包括控制动作单元，其包括通过控制移动单元使动作单元的后视系统的检测范围转向盲点区域。在一个实施例中，后视系统包括反射侧视镜。在另一实施中，后视系统包括基于摄像机的后视系统，即后向摄像机。通过转动摄像机，至少相对于涉及车辆的横摇轴(roll axis)或纵轴的方位方向角调整摄像机的光轴。尤其是，在车辆执行车道变换操纵的同时，车辆的纵轴与摄像机的光轴之间的角度被增大。在车道变换操纵期间，车辆的纵轴朝相邻车道的车道方向以非平行或对角线方式定向。角度通常是尖角或锐角。沿着在主方向上沿着道路的相邻车道运动的物体将更有可能处于反射侧视镜的采集区域之外。通过使得摄像机会指向盲点区域的方式调整摄像机，驾驶员可在调整摄像机后注意或观察到这个盲点区域。显示器将显示示出盲点区域的内容的摄像图像。
在一个实施例中，物体检测单元检测在盲点区域内移动的物体。控制动作单元包括：
-激活动作单元的输出单元，其用于警告车辆的驾驶员物体检测单元检测到盲点区域内的物体，和/或
-激活动作单元的行驶控制单元，其用于改变车辆的转向角和/或车速。
物体检测单元可基于例如雷达信号和/或超声波信号检测物体，例如另一车辆。输出单元可被设计成声学上和/或视觉上和/或触觉上警告驾驶员。输出单元可包括至少一个光源，例如发光二极管(LED)，用于发射光信号，例如闪烁光。输出单元可包括用于生成例如噪声的声源。行驶控制单元可被设计成通过转向车辆自动中断车道变换操纵和/或通过使车辆减速而降低速度。
在一个实施例中，通过确定车辆的行驶轨迹和相邻车道的车道方向之间的角度来确定盲点区域。换言之，通过基于方向信号，观察车辆相对于道路的方位，控制单元可观察行驶方向的变换。如果行驶方向或行驶轨迹指向相邻车道，则行驶轨迹和相邻车道彼此呈锐角。例如，如果该角度大于预定值，则车道变换操纵可以以信号传送。实施例提供了根据车辆接近相邻车道的角度而适应性地确定盲点区域的优点。
在一个实施例中，根据车辆的行驶速度确定盲点区域。特别地，对于第一行驶速度，盲点区域可由第一方向轴限定。对于大于第一速度的第二速度，盲点区域可由第二方向轴限定，其中第二方向轴朝向车辆纵轴的角度比第一方向轴朝向车辆纵轴的角度小。通过本实施例，可以考虑驾驶员的反应时间。
在一个实施例中，从车辆的电子罗盘(磁力计)和/或陀螺仪接收方向信号。换言之，车载传感器被用于感测车道的方向。磁力计是表示空间点中的磁场方向的传感器。磁力计可以基于霍尔效应。磁力计可以集成在车辆的导航系统中。可替代地，可从连接至车辆的移动装置接收方向信号。移动装置可包括电子罗盘和/或陀螺仪。移动装置可以是例如智能手机或便携式导航系统。本实施例提供了车辆不必配备有磁力计的优点。
在一个实施例中，基于方向信号检测车道变换操纵本身。例如，可以生成表示相对于向北的方向以角度表示的车辆方位的时间信号。时间信号的时间导数表示代表车道变换的行驶方向的变换。
另外或可替代地，在一个实施例中，基于描述道路的几何形状的数字地图数据检测车道变换操纵。通过利用数字地图数据，可以区分车道变换操作和沿道路的弯曲路段的移动。数字地图数据的使用也可与从GNSS(全球导航卫星系统)传感器获得的位置数据组合使用，例如从GPS(全球定位系统)传感器获得的位置数据组合使用。
在一个实施例中，根据转向信号指示器的激活信号检测车道变换操纵。换言之，如果驾驶员激活了指示器，则假定存在车道变换操纵。
本发明还涉及一种用于车辆的控制单元。控制单元被设计成执行本发明方法的实施例的方法。控制装置可被设计成电子控制单元，其可安装在车辆中并且还可连接至车辆的摄像机、摄像机移动单元和显示器。通过从数据捕获单元接收方向信号，控制单元可以已描述的方式控制摄像机和显示器。
本发明还涉及一种机动车辆。机动车辆包括数据捕获单元、控制单元和动作单元，其中：
-数据捕获单元，其被设计成生成表示车辆相对于车辆在其上行驶的道路的方位的方向信号，
-控制单元，其被设计成检测车道变换操纵，其中通过车道变换操纵，车辆向相邻车道移动，基于方向信号确定覆盖相邻车道的盲点区域，并且根据已确定的盲点区域控制动作单元。控制单元是本发明控制单元的实施例。控制单元可从数据捕获单元接收方向信号，数据捕获装置还可安装在机动车辆中或可例如通过有线连接或无线连接的方式连接至机动车辆。
在一个实施例中，动作单元包括后视系统和移动单元，所述移动单元被设计成将后视系统的检测范围转向盲点区域。后视系统可以基于摄像机。摄像机的光轴指向车辆的后部区域。换言之，光轴可指向车辆后方的左侧或右侧的区域。由光轴和车辆的纵轴围成的角度可以在0°到45°的范围内。移动装置被设计成根据控制单元的控制信号调整光轴的方位方向角。移动单元可包括例如电动机和用于转动摄像机的任选齿轮机构。显示器可被设置成将摄像图像显示给车辆的驾驶员。
本发明的车辆可被设计为乘用车或货运车。
在一个实施例中，摄像机被集成在车辆的侧视镜中。侧视镜包括反射镜，其用于从车辆的后部区域观察至车辆的一侧，例如左侧或右侧。
显示器可被集成在侧视镜中。在另一实施例中，显示器被集成在车辆内部的中央后视镜中。在一个实施例中，显示器被设置为车辆内部中的显示屏，例如，安装在仪表板上的显示屏。
附图说明
在下文中，描述了说明如何可实施本发明的示例。附图表示：
图1示出本发明的机动车辆的实施例的示意图，
图2示出根据图1的机动车辆的侧视镜的示意图，
图3示出可集成至图2的侧视镜中的摄像机的示意图，
图4示出在车道变换操纵期间图1的车辆的示意图，
图5示出在图4的车道变换操纵期间根据图1的具有调整的摄像机的车辆的示意图。
具体实施方式
下面解释的示例是本发明的优选实施例。然而，在该实施例中，实施例的每一个描述的组件代表考虑为彼此独立的本发明的个别特征，其每一个还彼此独立开发本发明，因此还通过个别方式或除已示的组合之外的其他方式被视为本发明的组件。另外，还可以通过已经描述的本发明的另外的特征补充所描述的实施例。
在附图中，提供相同作用的元件分别用相同标号来标记。
图1示出了机动车辆1的俯视图。机动车辆1可以是例如汽车的客车或货车。图1示出了车辆1的前部2。未示出车辆1的后部3。车辆1可包括两个侧视镜4。侧视镜4可通过相应的方式构造。为此，下面的描述仅仅指一个单个的侧视镜4。侧视镜4可包括摄像机5和摄像机移动单元6。摄像机5和摄像机移动单元6代表动作单元。摄像机5代表后视系统。
侧视镜4还可包括反射镜7。摄像机5可以是视频摄像机。摄像机5可包括用于感测不同颜色的光以生成彩色图像的图像传感器。图像传感器还可设计成感测光强以生成基于光强的图像。传感器还可以设计成用于感测红外光。摄像机5的光轴8指向车辆的后部区域3。换言之，摄像机5的取景方向9指向车辆1的后部区域。光轴8不必须平行于车辆的纵轴10定向。光轴8和纵轴10可以锐角布置。摄像机5的检测范围11包括光轴8。检测范围11相应地覆盖车辆1的后部区域3的一部分。通过向镜7进行观看，驾驶员(未示出)可观察到同样指向车辆1的后部3的观察范围12。
摄像机5和摄像机移动单元6可连接至控制单元13。控制单元13可从摄像机5接收摄像图像14。控制单元13可通过将控制信号15发送出至移动单元6来控制摄像机移动单元6。车辆1可包括显示器16，每一个摄像机设置一个显示器。控制单元13可将每一个摄像机的摄像图像14分别传输至显示器16中的一个。
控制单元13可连接至罗盘单元17。罗盘单元17代表数据捕获单元。罗盘单元17生成表示车辆1相对于地球磁场19的方位的方向信号18。可替代地，方向信号18可通过陀螺仪生成。作为示例，磁场19的南北轴和车辆1的纵轴10之间围成的角度可通过方向信号18描述。罗盘单元17可被集成到车辆1中。例如，罗盘单元17可以是车辆1的导航系统的一部分。罗盘单元17和/或陀螺仪也可包括在可连接至车辆1的便携式装置或移动装置中。例如，罗盘单元17可包括在驾驶员可能将其带进车辆1中的智能手机或便携式导航系统中。
控制单元13可包括计算单元19。计算单元19可包括微控制器或微处理器。通过计算单元19，控制单元13可执行下述关于在车辆1正在执行车道变化操作的同时调整摄像机5的光轴8的方法。
对于以下说明，参照图2和图3。
图2和图3示出了带有摄像机5的侧视镜4。摄像机5可包括镜头部21和可选的照明部22。镜头部21可被设置成从车辆1的环境23接收光。接收的光被引导至光传感器。照明单元22可被设计成对环境23照明。例如，照明单元22可被设计为发射红外光。摄像机5可枢转地支撑在侧视镜4中的旋转轴24的周围。通过移动或枢转摄像机5，摄像机移动单元6根据控制信号15变换光轴8的方位方向角25。摄像机移动单元6可例如包括电动机26和用于调整摄像机5的方位方向角25的齿轮机构27。
图4和图5示出了在车辆1的车道变换操纵期间控制单元可如何辅助驾驶员。
图4和图5示出了在车道变换操纵期间的车辆1。示例假设车辆1正在沿着道路28移动。驾驶员正沿着行进方向30在第一车道29上行驶。驾驶员想变换至第二车道31。例如，车道31是车道29的右侧的相邻车道。在车道31上，例如另一辆汽车的物体32在移动。物体32沿着车道31的车道方向33正在移动，即以与行进方向30相同的方向。图4说明了驾驶员可能不能通过利用带有观察范围12的镜7看到物体32。物体32处于盲点区域34内，盲点区域34是驾驶员后方且处于侧视镜7的观察范围12之外的区域。物体32处于观察范围12之外的原因是车辆1没有与物体32平行移动。纵轴10和车道方向33处于锐角的角度35。
计算单元19例如基于方向信号18检测车道变换操纵。计算单元19还可考虑描述道路28的几何形状的数字地图数据36，尤其是描述车道29和车道31的布置的数字地图数据36。计算单元19还可从用于从例如GPS的GNSS接收信号的接收器48接收坐标或地理位置37。计算单元19还可从能通过驾驶员激活或控制的指示器40接收激活信号39。
在计算单元19已经检测到车道变换操纵开始后，计算单元19可基于方向信号18和地图数据36确定角度35。然后，计算单元19可确定盲点区域34。换言之，计算单元19可生成描述盲点区域34的位置的几何数据。
在已经确定盲点区域34后，计算单元19可生成用于激活摄像机移动单元6的控制信号15。摄像机移动单元6变换摄像机5的方位方向角25使得摄像机5的光轴8转向盲点区域34。换言之，检测范围11被移动以覆盖盲点区域34(见图5)。通过一个显示器16使由摄像机5生成的摄像图像40对于驾驶员是可视的。因此，在显示器上将物体32显示或示出给驾驶员。因此，虽然物体32未在镜7中出现，但是驾驶员能看见物体32。从而，将靠近车辆1的物体32的存在性或位置通知给驾驶员。然后，驾驶员可对车道变换操纵期间的情况作出反应。
用于捕获方向信号的最好元件是电子罗盘，然后，控制单元可计算用于动作单元的值以补偿驾驶员的视野。因为在例如如果目标车道与当前车道平行的一些特定情况下，陀螺仪可解决问题，所以陀螺仪也许是第二考虑的可能性。
摄像机和移动单元的结合是可能的动作单元。旋转附属镜是另一种可能性，其也可补偿驾驶员的视野，成本更低。然后旋转附属镜不是基于摄像机的。
此外，动作单元不但可补偿驾驶员的视野，而且，如果集成侧雷达，则还可通过闪烁LED信号和/或一些噪音来提醒驾驶员。此外，汽车可启动减速以避免碰撞。
总体而言，示例示出了本发明提供的如何消除盲点区域的系统。

Claims (13)

1.一种用于在车辆(1)正在道路(28)的车道(29)上行驶时操作所述车辆(1)的方法，其中控制单元(13)执行以下步骤：
-从数据捕获单元(17)接收方向信号(18)，其中所述方向信号(18)表示所述车辆(1)相对于所述道路(28)的方位，
-检测车道变换操纵，其中通过所述车道变换操纵，所述车辆(1)向所述道路(28)的相邻车道(31)移动，
-基于所述方向信号(18)确定覆盖所述相邻车道(31)的盲点区域(34)，
-根据已确定的所述盲点区域(34)控制动作单元(5、6)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述动作单元(5、6)包括：
-通过控制移动单元(6)使所述动作单元(5、6)的后视系统(5)的检测范围转向所述盲点区域(34)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述后视系统(5)包括反射侧视镜(7)和/或后向摄像机(5)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中物体检测单元检测在所述盲点区域(34)内移动的物体(32)，其中控制所述动作单元(5、6)包括：
-激活所述动作单元的输出单元，其用于警告所述车辆的驾驶员所述物体检测单元检测到所述盲点区域内的所述物体，和/或
-激活所述动作单元的行驶控制单元，其用于改变所述车辆的转向角和/或速度。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述盲点区域(34)通过确定所述车辆(1)的行驶轨迹和所述相邻车道(31)的车道方向(33)之间的角度(35)来确定。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中根据所述车辆(1)的行驶速度确定所述盲点区域(34)。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中从所述车辆(1)的电子罗盘(17)和/或陀螺仪或连接至所述车辆(1)的移动装置接收所述方向信号(18)。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中基于所述方向信号(18)检测所述车道变换操纵。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中基于描述所述道路(28)的几何形状的数字地图数据来检测所述车道变换操纵。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中根据转向信号指示器的动作信号来检测所述车道变换操纵。
11.一种被设计成执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法的控制单元(13)。
12.一种机动车辆，其包括数据捕获单元(17)、控制单元(13)和动作单元(5、6)，其中
-所述数据捕获单元(17)被设计成生成表示所述车辆相对于所述车辆(1)在其上行驶的道路(28)的方位的方向信号(18)，
-所述控制单元(13)被设计成检测车道变换操纵，其中通过所述车道变换操纵，所述车辆(1)向相邻车道(31)移动，被设计成基于所述方向信号(18)确定覆盖所述相邻车道(31)的盲点区域(34)，并且被设计成根据已确定的所述盲点区域(34)控制所述动作单元(5、6)。
13.根据权利要求12所述的机动车辆(1)，其中所述动作单元(5、6)包括后视系统(5)和移动单元(6)，所述移动单元(6)被设计成将所述后视系统(5)的检测范围转向所述盲点区域(34)。
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