CN107531181A - 用于在两条交叉的道路的区域中控制车辆的外后视镜替代系统的方法和系统以及具有这种系统的外后视镜替代系统 - Google Patents

用于在两条交叉的道路的区域中控制车辆的外后视镜替代系统的方法和系统以及具有这种系统的外后视镜替代系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在两条交叉的道路(S1、S2)的区域中控制车辆(F)的外后视镜替代系统(100)的方法，在其中车辆(F)在第一道路(S1)上运动，其中，确定第二道路(S2)的坡度，并且根据第二道路(S2)的确定的坡度确定视角范围，其中，根据取决于第二道路(S2)的确定的坡度确定的视角范围调节外后视镜替代系统(100)的至少一个摄像机(10)。

Description

用于在两条交叉的道路的区域中控制车辆的外后视镜替代系 统的方法和系统以及具有这种系统的外后视镜替代系统
技术领域
本发明涉及一种用于在两条交叉的道路的区域中控制车辆的外后视镜替代系统的方法，在其中，车辆在第一道路上运动。本发明还涉及一种用于在两条交叉的道路的区域中控制车辆的外后视镜替代系统的系统，其中，车辆在第一道路上运动。此外，本发明涉及一种用于车辆的外后视镜替代系统。
背景技术
已知的是，在车辆、尤其商用车(例如货车)中，外后视镜至少部分地通过一个或多个摄像机和一个或多个布置在车辆的内部空间中的显示装置(例如屏幕或显示器，其示出摄像机的尤其呈视频图像的形式的图像)替代，以便尤其在车辆的空气阻力方面改善车辆的空气动力学。这种外后视镜替代系统例如在文献DE 199 513 76 A1、DE 10 2011 010624 A1和DE 10 2013 001 835 A1中进行了说明。
在具有支持摄像机的外后视镜替代系统的车辆中，在显示装置上示出由摄像机探测的在车辆后方和旁边的交通情况的确定的区域。该区域如此调节，即，车辆的驾驶员清楚看到后方的情况，类似于惯常地通过常规的后视镜或外后视镜看到的那样。如果车辆靠近交叉路口，例如开到主要道路、尤其大街上，驾驶员必须能清楚看到将在上面行驶的道路。由文献DE 10 2011 010 624 A1已知一种方法，在其中外后视镜替代系统的镜面区域在车辆的侧面扩展，以便例如将死角区域最小化。
然而，一些道路(例如两条街道、一条街道和一条自行车道或人行道、或一条街道和一条用于轨道车辆的轨道)的交叉路口如此设计，即，两条彼此汇聚的交叉的道路具有差异明显的坡度。在这种情况下可能发生摄像机(其水平地，即，垂直于车辆的总轴线，指向)的区域没有最佳地取向或调节，以便识别出在其他可能有先行权的道路上的车辆、骑自行车的人或行人。在这种情况下，具有常规外后视镜的车辆的驾驶员例如通过向前弯曲来改变其头部位置，使得驾驶员可借助于外后视镜很好地看清交叉的道路。在基于摄像机的外后视镜替代系统中这种头部位置的改变不起作用，因为外后视镜替代系统的显示装置仍然显示出街道的相同的截段。
发明内容
在该背景下，本发明提出了一种根据权利要求1的用于在两条交叉的道路的区域中控制车辆的外后视镜替代系统的方法。通过本发明还提出了一种根据权利要求12的用于在两条交叉的道路的区域中控制车辆的外后视镜替代系统的系统以及一种根据权利要求14的具有这种系统的外后视镜替代系统。在从属权利要求中说明了本发明的适宜的设计方案和有利的改进方案。
根据本发明的方法的特征在于，确定第二道路的坡度，并且根据确定的第二道路的坡度确定视角范围，其中，根据取决于确定的第二道路的坡度确定的视角范围调节外后视镜替代系统的至少一个摄像机。
因此，根据本发明的方法涉及这样的道路的坡度，车辆恰好没有在该道路上并且车辆将有可能在该道路上行驶，在其中通过确定该第二道路的坡度调整外后视镜替代系统的一个或多个摄像机的视角范围。此时，在通过交叉路口期间可调节或改变外后视镜替代系统的一个或多个摄像机的视角范围，使得一个或多个摄像机可最佳地探测该第二道路。因此，在该方法中，不仅调节外后视镜替代系统的摄像机，使得可看到车辆恰好在上面的第一道路，而且附加地根据通过确定的第二道路的坡度确定的视角范围调节外后视镜替代系统的该相同的摄像机或另一摄像机，以便同样可看到第二道路，车辆将有可能在该第二道路上行驶，或者行人、骑自行车的人和/或轨道车辆在该第二道路上运动。无法通过外后视镜替代系统完全探测在第二道路上的交通或交通参与者，并且由此忽视在第二道路上的其他的交替参与者或障碍的风险，可由此明显得到降低。
为了调节摄像机，使得可很好地看清车辆在当前的时刻所处的或在上面行驶的第一道路，可优选地规定：确定车辆的倾斜角度。车辆的倾斜基本上相应于沿着车辆的纵轴线的视角。由此可参考指向纵轴线的摄像机的当前的位置确定指向第二道路的摄像机的相对的调节角度。车辆的倾斜的确定例如可借助3D-Giro数据进行。
替代地或附加地，可确定第一道路的坡度。然后，除了通过第二道路的坡度确定的视角范围之外，可根据第一道路的确定的坡度确定另一视角范围。
优选地规定，外后视镜替代系统在车辆的每一车辆侧部具有第一摄像机和第二摄像机，其中，根据借助于第一道路的坡度确定的视角范围调节第一摄像机，并且根据借助于第二道路的坡度确定的视角范围调节第二摄像机。因此，车辆侧部的两个摄像机可彼此独立地进行调节。然后可通过第一摄像机可显示出第一道路，车辆当前时刻在第一道路上运动，并且通过第二摄像机可显示出第二道路，其与第一道路交叉，并且车辆可能在稍后的时刻在该第二道路上运动。然后，各摄像机的图像可在位于车辆的内部空间中的显示装置上显示出来。
但同样可行的是，车辆的每一车辆侧部相应布置有仅仅一个摄像机。此时，该一个摄像机的摄像机调节例如可如此进行，即，摄像机至少部分地覆盖两个视角范围。但还可规定，摄像机交替地调节到借助于第一道路的坡度确定的视角范围和借助于第二道路的坡度确定的视角范围上，使得在车辆的内部空间中的显示装置上可示出两个视角范围的图像。
优选地，第一道路的坡度和/或第二道路的坡度通过车辆的当前的位置的数据(即，车辆在当前时刻的位置)和环境地图的数据来确定。车辆的当前的位置的数据例如可借助于车辆传感器单元来确定。此外，同样可行的是，车辆的当前的位置的数据和/或环境地图的数据借助于导航单元来确定。导航单元可如此构造，即，其可借助于GPS传感器数据确定车辆的当前位置，并且利用地图数据、尤其环境地图数据的信息，导航单元可确定道路上的最大可能的路段。导航单元可通过GPS传感器系统获得数据以及例如通过通常在车辆中存在的CAN总线获得车辆数据。导航单元可由现有的地图数据确定车辆在当前的时刻在上面运动的第一道路的坡度以及毗邻的、尤其是交叉的道路的坡度。道路的坡度数据还被称为电子水平线，它的值通常以25至50m的间距来计算并且可覆盖约5至6km的范围。
为了确定第一道路的坡度和/或第二道路的坡度，有利的是，对沿着第一道路和/或第二道路的限定的路段的多个坡度值取平均值。在确定坡度时，可在确定的路段上，例如在两条道路的交叉路口前的最后的500m，对坡度值取平均值，以便获得用于调节摄像机的改善的坡度值。为了确定坡度而要考虑的路段的长度可取决于不同的参数。一参数例如可为第一道路以及第二道路的道路类型，其中，在此还可考虑，具有不同的道路类型。道路类型例如意指城内的道路(尤其街道)或城外的道路(尤其街道，例如快车道)，其中，城内的道路具有与城外的道路不同的道路类型。如果道路是快车道，车辆可在上面以很高的速度行驶，有意义的是，观察较长的路段，因为车辆每秒经过更大的距离。车辆在道路上可行驶得越快，在确定坡度时应考虑的路段应越长。另一参数可为在第一道路和/或第二道路上存在的速度限制。此外，参数可为在车辆之间的速度差。此外，参数可为由通过很多车辆的测量取中间值的速度。
如果没有路段用于确定第一道路的坡度和/或第二道路的坡度，还可在相应的道路的仅仅一个点或位置处确定第一道路的坡度和/或第二道路的坡度。
此外，在确定借助于第一道路的坡度确定的视角范围和/或借助于第二道路的坡度确定的视角范围时，可同时探测第一道路的弯道走向和/或第二道路的弯道走向。第一道路的弯道走向和/或第二道路的弯道走向例如可通过已知的方法基于导航单元的导航数据确定。
此外，可在确定借助于第一道路的坡度确定的视角范围和/或借助于第二道路的坡度确定的视角范围时同时探测车辆的驾驶员的头部运动。为了探测驾驶员的头的位置，可使用车辆传感器，其执行例如用于驾驶员的疲劳识别的方法。探测驾驶员的头部运动可通过确定驾驶员的头部位置和/或视角来实现，其中，通过探测驾驶员的头部运动可确定或估计驾驶员想注视的视角。由此可确保在显示装置上示出第一道路和/或第二道路的对驾驶员特别重要的图像。
本发明的特征还在于一种用于在两条交叉的道路的区域中控制外后视镜替代系统的系统，其中，车辆在第一道路上运动，该系统具有：至少一个数据探测单元，在其中确定第二道路的坡度；至少一个评估单元，在其中根据确定的第二道路的坡度确定视角范围；和至少一个控制单元，借助于其根据取决于确定的第二道路的坡度确定的视角范围调节外后视镜替代系统的至少一个摄像机。
至少一个数据探测单元和/或至少一个评估单元和/或至少一个控制单元可集成在控制器中。但它们还可构造为单独的控制器。
数据探测单元可具有导航单元和/或车辆传感器单元，借助于它们可确定第一道路的坡度和/或第二道路的坡度。
本发明的特征还在于用于车辆的外后视镜替代系统，其具有：至少一个布置在车辆的内部空间中的显示装置，其与摄像机连接并且示出由摄像机拍摄的图像；和如上文说明、构造和改进的那样的系统，借助于其可调节至少一个摄像机，以用于最佳地探测在第一道路和第二道路上的交通情况。
附图说明
下面结合本发明的优选的实施例的说明并借助附图进一步阐述本发明的其他改进措施。
其中：
图1示出了第一道路和与第一道路交叉的第二道路的示意性的图示，
图2示出了第一道路和与第一道路交叉的第二道路的另一示意性的图示，其中，示出了不同的坡度，
图3示出了第一道路和与第一道路交叉的第二道路的另一示意性的图示，其中，示出了不同的视角范围，以及
图4示出了外后视镜替代系统的示意性的图示。
具体实施方式
在图1中示出了第一道路S1和与第一道路S1交叉的第二道路S2。在此处示出的目前时刻在第一道路S1上的车辆F需要在稍后的时候将行驶到第二道路S2上。在此处示出的实施例中，在第二道路S2上行驶有另一车辆FA，该另一车辆在车辆F行驶时必须被车辆F注意到，以避免事故。
在图2和图3中再次以另一视角示出了两条道路S1和S2。
如可在图2中识别出的那样，两条道路S1和S2具有不同的坡度。车辆F在当前的时刻在上面行驶的第一道路S1为向下倾斜的车道，即，从上方过来，而车辆F将在稍后的时刻在上面行驶的第二道路S2是上升的，即，从下方过来。如果车辆F现在行驶到两条道路S1和S2的交叉路口，外后视镜替代系统100的摄像机10在其视角范围中根据第一道路S1的坡度和第二道路S2的坡度进行调节，并且由此进行控制，使得车辆F的驾驶员可最佳地探测在第一道路S1上以及在第二道路S2上的交通情况。
在此可根据下文的说明进行一个或多个摄像机10的控制。在图4中示意性地示出了外后视镜替代系统100的各个单元。
导航单元11首先识别出车辆F行驶到第一道路S1与第二道路S2交叉的交叉路口。然后，导航单元11基于车辆F的当前的位置和环境地图的数据相应确定在交叉路口前后约2km的第一道路S1的坡度和第二道路S2的坡度。
坡度还可通过车辆的车辆传感器单元12确定并且例如通过CAN总线提供给导航单元11。
然后将所确定的关于坡度的数据传送给评估单元13。评估单元13根据第一道路S1的确定的坡度确定第一视角范围，并且根据第二道路S2的确定的坡度确定第二视角范围。
再将确定的视角范围传送给控制单元14，控制单元与外后视镜替代系统100的一个或多个摄像机10连接，使得可根据确定的视角范围调节摄像机10。
优选地将第一摄像机10调节到根据第一道路S1的坡度确定的第一视角范围上。然后将第二摄像机10调节到根据第二道路S2的坡度确定的第二视角范围上，使得可根据第二道路S2的在交叉路口之前的部分最佳地调节摄像机10的视角，从而可及时识别出在第二道路S2上行驶的车辆FA。在此，在计算视角范围时同时考虑在交叉路口之前的第二道路S2的坡度。
一个或多个摄像机10的调节可持续地随着在车辆F的当前的位置处的新的坡度数据、尤其第一道路S1的坡度来更新，并且一个或多个摄像机10的视角范围可持续地相应地进行调整。
例如可如在图2和图3中示出的那样确定视角范围。在此，γ1是在走过的路段上取平均值的第一道路S1的坡度，γ2是在交叉路口之前的路段上取平均值的第二道路S2的坡度，γ3是在车辆F的位置处的当前的坡度值，SBl是外后视镜替代系统100的垂直于车辆轴线的通常的可见范围，SB2是在考虑到第一道路S1的坡度的情况下移动了Δα2的可见范围，并且SB3是附加地考虑了第二道路S2的坡度的移动了Δα3的可见范围，在此处示出的实施例中在交叉路口处应行驶到该第二道路上。
由在车辆F的当前的位置处的道路S1的在此负的坡度γ3和到目前为止驶过的道路S1的坡度可确定监视道路S1的摄像机10的视角范围的改变Δα2。于是，在图3中标出的可见范围SB2被摄像机10覆盖。
第二摄像机10的视角范围应如此调节，即，可见范围SB3良好可见地覆盖道路S2。为此，借助于导航单元11的在交叉路口前的确定的分段上的数据确定坡度γ2。然后可由车辆F的当前的位置的坡度γ3和第二道路S2的坡度γ2确定第二摄像机10的视角范围的改变Δα3，并且摄像机10可相应地进行调节。
此时，通过根据之前说明的方法调节的第二摄像机10拍摄的第二道路S2的图像现在可在外后视镜替代系统100的一个或多个显示装置15上示出，使得驾驶员最佳地看见第二道路S2的交通状况。因此，驾驶员可最佳地看清交通流并且因此进一步降低事故的风险。
图4示出了外后视镜替代系统100的结构。外后视镜替代系统100具有至少一个布置在车辆F的内部空间中的显示装置15，其通过一个或多个控制单元14与一个或多个摄像机10连接并且示出由一个或多个摄像机10拍摄的图像。可与控制单元14连接一个或多个车辆传感器16，其例如可确定车辆F的驾驶员的头部运动。外后视镜替代系统100还具有用于在至少两条交叉的道路S1、S2的区域中控制外后视镜替代系统100的系统200，该系统具有：至少一个数据探测单元17，在其中确定车辆F在当前的时刻在上面运动的第一道路S1的坡度和与第一道路S1交叉的第二道路S2的坡度，车辆F可在稍后的时刻在第二道路上运动，或者车辆F仅仅与第二道路交叉而过并且继续在第一道路S1上行驶；至少一个评估单元13，在其中根据第一道路S1的确定的坡度确定第一视角范围并且根据第二道路S2的确定的坡度确定第二视角范围；和至少一个控制单元14，借助于其根据第二视角范围调节外后视镜替代系统100的至少一个摄像机10。数据探测单元17可具有导航单元11、与导航单元11连接的一个或多个车辆传感器单元12以及同样与导航单元11连接的GPS传感器18。数据探测单元17通过导航单元11与评估单元13连接。
本发明在其实施方案方面不限于上述优选的实施例。而是可想到许多变体，描述的方案即使在实施方案根本不同的情况下也使用该变体。由权利要求、说明书或附图得悉的所有特征和/或优点连同结构细节、空间布置和方法步骤可单独地以及以各种组合有技术贡献。

Claims (14)

1.一种用于在两条交叉的道路(S1、S2)的区域中控制车辆(F)的外后视镜替代系统(100)的方法，在其中所述车辆(F)在第一道路(S1)上运动，其中，确定第二道路(S2)的坡度，并且根据所述第二道路(S2)的确定的坡度确定视角范围，其中，根据取决于所述第二道路(S2)的确定的坡度确定的视角范围调节所述外后视镜替代系统(100)的至少一个摄像机(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述车辆(F)的倾斜角度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定所述第一道路(S1)的坡度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一道路(S1)的确定的坡度确定另一视角范围。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述外后视镜替代系统(100)在所述车辆(F)的每一车辆侧部具有第一摄像机(10)和第二摄像机(10)，其中，所述第一摄像机(10)根据借助于所述第一道路(S1)的坡度确定的视角范围调节，并且所述第二摄像机(10)根据借助于所述第二道路(S2)的坡度确定的视角范围调节。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述车辆(F)的当前的位置的数据并且利用环境地图的数据确定所述第一道路(S1)的坡度和/或所述第二道路(S2)的坡度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助于车辆传感器单元(12)确定所述车辆(F)的当前的位置的数据。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，借助于导航单元(11)确定所述车辆(F)的当前的位置的数据和/或所述环境地图的数据。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述第一道路(S1)的坡度和/或所述第二道路(S2)的坡度，对沿着所述第一道路(S1)和/或所述第二道路(S2)的限定的路段的多个坡度值取平均值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在确定借助于所述第一道路(S1)的坡度确定的视角范围和/或借助于所述第二道路(S2)的坡度确定的视角范围时，同时探测所述第一道路(S1)的弯道走向和/或所述第二道路(S2)的弯道走向。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在确定借助于所述第一道路(S1)的坡度确定的视角范围和/或借助于所述第二道路(S2)的坡度确定的视角范围时，同时探测所述车辆(F)的驾驶员的头部运动。
12.一种用于在两条交叉的道路(S1、S2)的区域中控制车辆(F)的外后视镜替代系统(100)的系统(200)，其中，车辆(F)在第一道路(S1)上运动，该系统具有：至少一个数据探测单元(17)，在所述数据探测单元中确定第二道路(S2)的坡度；至少一个评估单元(13)，在所述评估单元中根据所述第二道路(S2)的确定的坡度确定视角范围；和至少一个控制单元(14)，借助于所述控制单元根据取决于所述第二道路(S2)的确定的坡度确定的视角范围调节所述外后视镜替代系统(100)的至少一个摄像机(10)。
13.根据权利要求12所述的系统(200)，其特征在于，数据探测单元(17)具有导航单元(11)和/或车辆传感器单元(12)。
14.一种用于车辆(F)的外后视镜替代系统(100)，该外后视镜替代系统具有：至少一个摄像机(10)；至少一个布置在车辆(F)的内部空间中的显示装置(15)，所述显示装置与所述摄像机(10)连接并且显示由所述摄像机(10)拍摄的图像；和根据权利要求12或13构造的系统(200)，借助于该系统能调节所述至少一个摄像机(10)。
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