CN107009966A - 即将到来的车辆的主动检测和增强的可视化 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种即将到来的车辆的主动检测和增强的可视化。一种车辆设置有诸如摄像机和雷达装置的多个物体检测装置，所述物体检测装置被配置为检测从后方接近的车辆。所述物体检测装置感测接近的车辆相对于所述车辆的相对距离和相对速度。基于所述相对距离和相对速度，至少一个控制器被配置为确定指示即将到来的车辆将用多长时间与所述车辆发生潜在碰撞的预期碰撞时间。所述控制器可被配置为：点亮后视镜上的在接近的车辆在后视镜中出现的位置处的彩色显示器，并且基于接近的车辆的相对距离和相对速度来改变所述彩色显示器的颜色。

Description

即将到来的车辆的主动检测和增强的可视化
技术领域
本公开涉及配备有计算机化系统的车辆，所述计算机化系统被配置为检测接近的车辆并向驾驶员提供用于增强对接近的车辆的意识的发光显示器。
背景技术
车辆上的后视镜和侧视镜向车辆的驾驶员提供从后方接近的车辆的直接视觉。然而，特别是在驾驶员几乎没有时间去看镜子中的其它车辆时，从视觉上确定车辆距离多远或车辆正以多快的速度接近可能是很困难的。这可能影响驾驶员确定改变车道是否安全的能力。
当前许多的车辆配备有主动盲区规避系统。这些系统通常包括被配置为在驾驶员难以观察的车辆的盲区中检测物体的传感器。在物体处于盲区中时，侧视镜上的灯被点亮。
发明内容
根据一个实施例，一种车辆包括后视镜、多个传感器和控制器。所述传感器被配置为检测所述车辆后方的第二车辆的相对距离和相对速度。所述控制器被配置为：点亮后视镜上的在第二车辆在后视镜中出现的位置处的彩色显示器，并且基于所述相对距离和相对速度来改变所述彩色显示器的颜色。
所述控制器可被配置为：(1)响应于所述相对距离小于第一距离阈值并且所述相对速度超过第一速度阈值，将所述颜色变为红色；(2)响应于所述相对距离超过第二距离阈值或者所述相对速度小于第二速度阈值，将所述颜色变为绿色；(3)响应于所述相对距离小于第一距离阈值并且所述相对速度在第一速度阈值与第二速度阈值之间，将所述颜色变为黄色，其中，第二距离阈值不小于第一距离阈值并且第二速度阈值不大于第一速度阈值。
在另一个实施例中，提供一种在车辆中增强驾驶员意识的方法。所述方法包括：检测接近所述车辆的第二车辆的相对距离和相对速度，点亮后视镜上的在第二车辆在后视镜中出现的位置处的彩色显示器，基于所述相对距离和相对速度来改变所述彩色显示器的颜色。
根据本发明的一个实施例，所述改变步骤包括：响应于所述相对距离小于第一距离阈值并且所述相对速度超过第一速度阈值，将所述颜色变为红色。
根据本发明的一个实施例，所述改变步骤包括：响应于所述相对距离超过第二距离阈值或者所述相对速度小于第二速度阈值，将所述颜色变为绿色，其中，第二距离阈值不小于第一距离阈值并且第二速度阈值不大于第一速度阈值。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：根据预期碰撞时间，改变所述彩色显示器的颜色，其中，预期碰撞时间是基于第二车辆的相对距离和相对速度的。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于预期碰撞时间小于第一阈值而将所述颜色变为红色，响应于预期碰撞时间超过第一阈值但未超过第二阈值而将所述颜色变为黄色，响应于预期碰撞时间超过第二阈值而将所述颜色变为绿色。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：在后视镜上显示预期碰撞时间。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：基于驾驶员输入来点亮侧视镜上的转向信号，并且基于所述第二车辆的相对距离和相对速度来改变所述转向信号的颜色。
在又一个实施例中，一种车辆包括摄像机，所述摄像机被配置为记录所述车辆后方场景的图像。多个传感器被配置为确定所述车辆后方的第二车辆的相对距离和相对速度。显示器被配置为显示所述图像。控制器被配置为在所述图像中检测第二车辆，并且用颜色点亮所述显示器上的第二车辆，所述颜色基于所述第二车辆的相对速度和相对距离而改变。
根据本发明，提供一种车辆，所述车辆包括摄像机、多个传感器、显示器和控制器，所述摄像机被配置为记录所述车辆后方场景的图像；所述多个传感器被配置为确定所述车辆后方的第二车辆的相对距离和相对速度；所述显示器被配置为显示所述图像；所述控制器被配置为在所述图像中检测第二车辆，并且用颜色点亮所述显示器上的第二车辆，所述颜色基于所述第二车辆的相对速度和相对距离而改变。
根据本发明的一个实施例，所述控制器被配置为：响应于所述相对距离小于第一距离阈值并且所述相对速度超过第一速度阈值，将所述颜色变为红色。
根据本发明的一个实施例，所述控制器被配置为：响应于所述相对距离超过第二距离阈值或者所述相对速度小于第二速度阈值，将所述颜色变为绿色，其中，第二距离阈值不小于第一距离阈值并且第二速度阈值不大于第一速度阈值。
根据本发明的一个实施例，所述控制器被配置为：根据预期碰撞时间来改变所述颜色，其中，预期碰撞时间是基于所述相对速度和相对距离的。
根据本发明的一个实施例，所述控制器被配置为：在所述显示器上显示预期碰撞时间。
根据本发明的一个实施例，所述控制器被配置为：使用在显示器上与第二车辆重叠的半透明颜色点亮第二车辆。
附图说明
图1是根据一个实施例的车辆检测系统的俯视示意图；
图2是根据一个实施例的在观看后视镜时的对出现在后视镜中的车辆设置彩色着色的车辆后方环境的视图；
图3A至图3C是车厢和侧视镜的多个视图，在所述视图中，侧视镜设置有基于接近的车辆以各种颜色点亮的发光转向信号；
图4是根据本公开的多个实施例的示出多个彩色显示器位置的侧视镜和车厢的视图；
图5是示出了由至少一个控制器实施的用于检测接近的车辆并警告驾驶员以提高整体意识的算法的示例的流程图。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例并且其它实施例可采用各种和替代的形式。附图不必按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未明确被示出或描述的实施例。示出的特征的组合针对典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的各种特征的组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。
现在参照图1，用于主车辆12的主动车辆检测和控制系统10具有至少一个控制器14。至少一个控制器14可以是连接到存储器并被专门配置为实现并执行以下所述方法和动作的一个或更多个微处理器、计算机或其它基于微处理器的控制器。为了简短起见，这些硬件平台将被简称为“控制器”14。
多个物体检测装置被连接到控制器14。这些物体检测装置在图1中被表示为安装到车辆12的多个雷达装置16和摄像机18。例如，可将雷达装置作为停车辅助系统的一部分安装到车辆12的后保险杠。雷达装置16响应于其视场20内存在物体而生成物体信号。例如，摄像机18可被安装到车辆的顶部或后保险杠上，并可包括一个或更多个摄像机、CCD或CMOS型装置。多个摄像机可形成视觉系统以与雷达装置协作。雷达装置16能够感测物体(诸如另一车辆30)的存在以及从主车辆12到物体的距离。当将摄像机作为立体成像对使用时，摄像机一起运行，使得其能够检测从车辆到物体的距离。可选地，雷达可用于检测视场内的物体并且视觉系统可被配置为确认视场内物体的存在并将物体的类别和尺寸提供给控制器14。在另一个实施例中，多个摄像机18可单独使用建立的三角测量技术来确定物体的存在以及从车辆到物体的距离、确定物体的类别特征以及物体的尺寸，所述物体的尺寸可包括面积、高度或宽度或它们的组合。
物体检测装置16和18的实际位置和定位可以变化且并不意在受到限制。并且，在整个车辆中设置的物体检测装置16和18的数量可根据车辆的特定构造而变化。物体检测装置16和18可被布置为检测从后方接近的车辆以及可能处于盲区(驾驶员可能难以通过观看镜子来看所述盲区)中的车辆。
应理解的是，物体检测装置并不仅限于雷达装置和摄像机。例如，根据本领域技术人员的知识可使用激光雷达、声纳和其它此类装置。这些物体检测装置在与由控制器14执行的软件结合使用时可检测其它车辆30的尺寸以及从主车辆到其它车辆30的距离。
计时器或时间源也被连接到控制器14。随后可将车辆12与任何接近的车辆30之间的相对距离与时间进行比较，使得控制器14可计算接近的车辆30的靠近速度或接近速度。例如，雷达装置16可检测到接近的车辆30，所述接近的车辆30距车辆12有40米的距离。距离被不断地检测。一秒钟以后，接近的车辆30的距离被检测为30米。控制器14因此计算出靠近速度为10m/s。基于靠近速度，控制器14可通过将靠近速度与接近的车辆30的剩余距离进行比较来确定预期碰撞时间。
速度传感器(未示出)也连接到控制器14。速度传感器从表示车辆的车轮转速的数据中确定车辆12的速度。例如，合适的速度传感器可包括在每个车轮上的传感器，所述传感器由控制器14进行均分；控制器14随后将车轮转速转换为车辆速度。例如，速度传感器的合适类型可包括齿轮传感器(诸如在防抱死制动系统上使用的齿轮传感器)。
通过使用来自速度传感器的数据，控制器14可粗略估计接近的车辆30的实际速度。为此，控制器14将接近的车辆30的相对靠近距离与主车辆12的实际速度进行比较。根据下面概述的方法，可向车辆的驾驶员提示计算出的接近的车辆的实际速度或者以其它方式从视觉上向车辆的驾驶员提供计算出的接近的车辆的实际速度。
在驾驶时改变车道往往是危险的但又必要的操作。后视镜和侧视镜被设置在车辆上，以提高驾驶员在试图改变车道时的意识。然而，以快速扫视的方式确定其它车辆正以多快的速度接近往往是很困难的。并且，如果驾驶员在试图从视觉上确定接近的车辆正以多快的速度行驶以及改变车道是否安全时将其视线从道路移开太长的时间，则驾驶员正在将其自身(和其它乘员)置于危险中。
本公开的各个实施例包括用于检测即将到来的车辆的主动车辆检测系统以及向驾驶员提供用于增强意识的数据的相应视觉提示，从而帮助驾驶员确定改变车道是否安全。根据以下所述的实施例，物体检测装置确定接近的车辆相对于驾驶员的车辆的位置和速度。通过使用颜色(例如，红色、黄色和绿色)点亮后视镜或侧视镜上的特定区域来从视觉上将该信息提供给驾驶员，以及时向驾驶员提供对周围环境增强的意识。这可以有助于帮助驾驶员确定改变车道是否安全。
参照图2，示出了如通过后视镜41看到的环境的视图40。在该镜子中示出了三个不同车辆42、44和46，以向驾驶员指示三个车辆在驾驶员的车辆后方并且潜在地接近驾驶员的车辆。提供随附的数据52、54和56，所述随附的数据52、54和56针对每个相应的车辆42、44和46提供信息。该数据可包括相应车辆的速度、从驾驶员的车辆到所述车辆的距离以及预期碰撞时间。还可通过镜子中的LED或其它光源将该数据以视觉方式提供给驾驶员。按照上面所提供的，可基于确定的接近的车辆的靠近速度以及从驾驶员的车辆到接近的车辆的距离来确定预期碰撞时间。
后视镜包括壳体，在所述壳体中设置有光源(诸如LED等)。光源被连接到控制器14。基于从主车辆到其它车辆的距离，并且基于其它车辆的靠近速度或实际速度，控制器被配置为点亮镜子上的彩色显示器。彩色显示器可在其它车辆在镜子中出现的位置处出现，或者可选地，彩色显示器可在镜子中的固定位置出现。基于确定的接近的车辆的靠近速度以及从驾驶员的车辆到接近的车辆的距离(例如，预期碰撞时间)，点亮的彩色显示器可以是红色、黄色或绿色的。
如果预期碰撞时间小于第一预定时间阈值(例如，2秒)，则彩色显示器为红色，以指示不建议改变车道。如果预期碰撞时间超过该第一预定时间阈值但小于第二预定时间阈值(例如，4秒)，则彩色显示器为黄色，以指示如果驾驶员改变车道则存在潜在的危险。如果预期碰撞时间超过第二预定时间阈值，则彩色显示器为绿色，以指示执行车道改变是安全的。当然，这些颜色不意在受到限制，所述第一阈值和所述第二阈值两者也不意在受到限制。这些阈值可被预先确定并被设置为会区分什么会被视为是“安全的”车道改变或“不安全的”车道改变的任意时间值。
针对控制器如何确定在何处点亮彩色显示器来设想各种实施例。在一个实施例中，后视镜实际上是显示来自放置在车辆的后挡风玻璃附近的摄像机(所述摄像机被配置为记录车辆后方的场景)的视频馈送的视频显示器。控制器随后在位于车厢中的通常安装了常规后视镜的屏幕上显示记录的场景。用于在屏幕上显示场景的系统设置有形状检测软件，以识别出现在显示器上的车辆的外观。控制器随后将在屏幕上示出的车辆与由物体检测装置提供的数据对应，以使视频馈送中正在行驶的那些车辆42、44和46与对应的数据参数组52、54和56相关联。基于确定的车辆在屏幕上的位置，控制器可基于车辆的相对距离和相对速度对所述车辆进行突出显示、着色或以其它方式将所述车辆着色成红色、黄色或绿色。
在另一个实施例中，后视镜是常规的镜子，但是它的壳体还包括镜子后面的LED或其它光源，以点亮出现在镜子中的车辆的位置。为此，后视镜可在壳体内配备有其自己的摄像机，并且控制器可包括用于确定驾驶员面部和/或眼睛的位置的面部识别软件。基于该位置，控制器可为驾驶员推断车辆将会在镜子中何处出现。随着驾驶员移动其头部，车辆42、44和46在镜子中的位置也会改变，具有相关控制器的镜子中的摄像机可相应地移动点亮的彩色显示器的位置。
在又一个实施例中，摄像机中的一个还是车道检测系统的一部分，使得摄像机和控制器可确定行驶的车道。视场可以是至少三个车道，所述至少三个车道包括车辆正在行驶的车道以及直接左转和直接右转的车道。汽车在该车道中的相对速度和相对距离将使得后视镜中的在镜子的左、中或右区域中的相应LED与驾驶员将从后视镜看到的车道一致。
设置在后视镜上的实际彩色显示器可以以各种形式出现。在非限制性的示例中，在镜子中出现的车辆可设置有以下形式：(1)围绕该车辆带颜色的框，(2)在该车辆下方、上方或侧部的带颜色的线，(3)在该车辆周围的光环。在其它实施例中，控制器被简单配置为在不考虑车辆在镜子中出现的位置的情况下激活镜子中的位于固定的(consistent)预定位置处的红灯、黄灯或绿灯。在该实施例中，驾驶员可快速扫视以看到任何点亮的颜色，从而确定车道改变是否安全，而无需在镜子中寻找个别车辆。
控制器14可被配置为在接近的车辆被确定为距主车辆的距离超过预定阈值的情况下，不在出现在镜子中的接近的车辆周围提供彩色显示器。例如，如果传感器或摄像机检测到距离主车辆100米远的车辆，则控制器可不提供相应的彩色显示器，这是因为车辆超出80米的预定距离阈值。该预定距离阈值可根据车辆的特性进行设置，而不意在受到限制。此外，预定距离阈值可随着主车辆速度变化而变化。例如，当主车辆正以增加的速度行驶时，预定距离阈值可在距离上增加，以利用色显示器提供更多车辆。
可连同使用预定距离阈值一起，使用用于显示彩色显示器的预定的预期碰撞时间阈值来配置控制器。在一个示例中，任何检测到的具有大于10秒的预期碰撞时间的接近车辆将不会使得控制器激活用于该车辆的彩色显示器。
图3A至图3C示出了可通过控制器基于接近的车辆的相对距离和相对速度来命令的附加安全预防措施。侧视镜60可包括点亮的转向信号显示器，以向外部车辆发出驾驶员意图转向或改变车道的警告。本公开设想响应于以上所述的控制来改变这些转向信号显示器的颜色。如果任何检测到的接近的车辆使得控制器激活“红色”的彩色显示器，指示由于接近的车辆的相对距离和相对速度而使得改变车道是不安全或不可取的，则还将以“红色”点亮侧视镜上的转向信号(如在图3A中示出为62)。在使用中，转向信号将响应于车辆的驾驶员推动车厢内的转向信号拉杆而在侧视镜上点亮；在侧视镜上点亮的转向信号将具有与在后视镜中出现的颜色相对应的颜色。如果后视镜中的任何一个车辆被着色成红色，则转向信号将相应地在62被点亮成红色。在后视镜中没有任何车辆被着色成红色的情况下，转向信号将被点亮成黄色(如在图3B中示出为64)，或者，如果没有车辆被着色成黄色，则转向信号将被点亮成绿色(如在图3C中示出为66)，以指示改变车道是安全的。
图4示出了在使用本公开概述的控制系统时的车辆12内部以及侧视镜60的透视图。后视镜中的车辆被着色成红色、黄色或绿色。侧视镜60上的转向信号62、64和66根据以上描述而被点亮。
中控台也设置有发光显示器，诸如在本领域中已知的多媒体显示器。例如，在车辆倒车时，中控台显示器可显示来自后置摄像机的视频馈送。由后视摄像机或任何相应的雷达装置检测到的任何物体可响应于其预期碰撞时间或其相对于车辆的相对距离和相对速度而被着色成红色、黄色或绿色。
图5示出了由控制器实施的用于根据以上所述的系统提高车辆驾驶员的视觉意识的示例性算法100的流程图。在102，控制器从摄像机、雷达装置和/或以上所述的其它物体检测装置接收信号。这些信号由处理器进行处理，以确定哪些物体或其它车辆正在从后方接近。
在104，控制器从物体检测装置接收关于距接近的车辆的距离以及接近的车辆的相对速度(例如，靠近速度)的信号。对于每个接近的车辆，控制器被配置为根据以上所提供的描述确定从主车辆到接近的车辆的距离、接近的车辆与主车辆相比的速度以及可选地接近的车辆的实际速度。在106，控制器随后处理该信息以确定接近的车辆的各自的预期碰撞时间(即，接近的车辆与主车辆碰撞将花费的时间)。可将该信息可选地显示给驾驶员。
在108，控制器将接近的车辆的测量距离与(以上讨论的)预定距离阈值进行比较。如果该车辆的距离超过预定距离阈值，则控制器将不会在镜子上提供与该车辆对应的发光或彩色显示器；控制器将返回到102。
在110，根据以上所提供的描述，控制器将预期碰撞时间与第一时间阈值进行比较。这允许控制器确定什么颜色应被点亮供驾驶员查看，并解释为安全的车道改变或不安全的车道改变。在110，如果预期碰撞时间超过第一时间阈值，则在112，在后视镜中出现的接近的车辆被设置有绿色的彩色显示器。
在114，如果预期碰撞时间未超过第一时间阈值但是超过比第一时间阈值小的第二时间阈值，则在116，在后视镜中出现的接近的车辆被设置有黄色的彩色显示器。
在114，如果预期碰撞时间既没有超过第一时间阈值也没有超过第二时间阈值，则在118，在后视镜中出现的接近的车辆被设置有红色的彩色显示器。
在此公开的处理、方法或算法可被传输到处理装置、控制器或计算机/通过处理装置、控制器或计算机来实现，其中，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可按照多种形式被存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，其中，所述多种形式包括但不限于：永久地存储在非可写存储介质(诸如ROM装置)上的信息以及可改变地存储在可写存储介质(诸如，软盘、磁带、CD、RAM装置和其它磁性介质和光学介质)上的信息。所述处理、方法或算法还可在软件可执行对象中被实现。可选地，可使用合适的硬件组件(诸如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或者其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地实现所述处理、方法或算法。
虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意在描述权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中所使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征进行组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管针对一个或更多个期望的特性，各种实施例已被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，根据特定的应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配的容易性等。因此，在任何实施例被描述为在一个或更多个特性上不如其它实施例或现有技术的实施方式的程度上，这些实施例并不在本公开的范围之外，并且可被期望用于特定的应用。

Claims (7)

1.一种车辆，包括：
后视镜；
多个传感器，被配置为：检测所述车辆后方的第二车辆的相对距离和相对速度；
控制器，被配置为：点亮后视镜上的在第二车辆在后视镜中出现的位置处的彩色显示器，并基于所述相对距离和相对速度来改变所述彩色显示器的颜色。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：响应于所述相对距离小于第一距离阈值并且所述相对速度超过第一速度阈值，将所述颜色变为红色。
3.如权利要求2所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：响应于所述相对距离超过第二距离阈值或者所述相对速度小于第二速度阈值，将所述颜色变为绿色，其中，第二距离阈值不小于第一距离阈值并且第二速度阈值不大于第一速度阈值。
4.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：在后视镜上显示预期碰撞时间，其中，预期碰撞时间是基于所述第二车辆的相对距离和相对速度的。
5.如权利要求4所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：基于预期碰撞时间，改变所述彩色显示器的颜色。
6.如权利要求1所述的车辆，还包括：侧视镜，其中，所述控制器被配置为：点亮侧视镜上的另一彩色显示器，其中，另一彩色显示器基于所述第二车辆的相对距离和相对速度来改变颜色。
7.如权利要求6所述的车辆，其中，另一彩色显示器是响应于车辆内的转向信号控制杆的移动而激活的转向信号。
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