CN107826110B - 用于车辆的驾驶员辅助系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种用于车辆(1)的驾驶员辅助系统和方法，车辆(1)被设计成在行车道(11)上移动。该系统包括：摄像装置(2)，被设计成承载在车辆(1)上并且捕获地面基础设施的图像；地面基础设施，被安装在所述行车道(11)的至少一部分上并且包括被设计成对用于行车道(11)的部分的推荐速度进行编码的至少一个地面标记(21)；车载推荐速度确定装置(3)，能够识别由摄像装置(2)所捕获的图像中的地面基础设施，并且被设计成对所捕获的图像中的地面标记进行解码，以实时确定推荐速度，并且传送推荐速度设定值；驾驶员辅助装置(4)，被设计成接收推荐速度设定值，并且当在行车道部分上驾驶车辆时，使用推荐速度设定值来辅助驾驶员。

Description

用于车辆的驾驶员辅助系统及方法
技术领域
本发明涉及一种通过确定如下车辆的推荐速度而进行操作的驾驶员辅助系统及方法：该车辆被设计成沿设置有地面基础设施的预定行车道移动，该地面基础设施旨在辅助所述车辆的驾驶员，以根据预定动态遵循预定路径。本发明特别地涉及用于公共交通的车辆，例如公共汽车或无轨电车，被装配到行车道的所述地面基础设施例如包括喷涂在地面上用于为所述车辆限定精确路径的标记，所述车辆具有视觉系统，该视觉系统被设计成读取并确定由所述基础设施(例如由所述标记)限定的路径，以在驾驶员驾驶车辆时辅助驾驶员。通过使用所述视觉系统进行光学引导的这种驾驶员辅助系统对于本领域的技术人员而言是公知的。
背景技术
与这样的车辆有关的一个问题特别是驾驶员根据行车道的局部背景或局部条件(如弯道或到达站台)来调整所述车辆的速度。交通标记通常用于针对不同的车辆类型指示用于车道的局部条件的最佳速度。其他解决方案使用GPS定位和特定地图来沿着行车道限定速度限制。车载系统使得可以通过读取安装在行车道侧边的限速标记来设置用于车道部分的最大许可速度，并且如果超过最大许可速度，则向驾驶员发出警告，例如听觉警告或视觉警告。
然而，现有的解决方案通常需要复杂的地面基础设施，该复杂的地面基础设施首先需要安装限速标记，其次需要安装指示路径的地面标记。此外，交通标记不能够使得连续指示速度。实际上，例如，交通标记在行车道的离散点指示在弯道开始时的最大速度，而不能够从弯道的起点至弯道的终点提供对最适合于弯道的速度的连续指示。
发明内容
本发明有助于简化用于车辆的行车道部分的推荐速度标记，并使其更精确或连续。本发明的优选变型还使得能够自动地以及至少暂时根据所述推荐速度来控制所述车辆的速度。
因此，本发明特别涉及通过确定沿行车道行驶的车辆的推荐速度而进行操作的驾驶员助系统，所述系统辅助驾驶员在例如所述车辆正在行驶的所述行车道的弯道上驾驶车辆，所述系统包括：
摄像装置，其被设计成承载在所述车辆上，所述摄像装置优选地被设计成安装在所述车辆的前部，所述摄像装置被设计成捕获安装在行车道上的地面基础设施的图像；
所述地面基础设施，其被安装在所述行车道的至少一部分上，所述地面基础设施包括至少一个地面标记，至少一个地面标记构成用于所述车辆的行车道的一部分的推荐速度的编码；
车载推荐速度确定装置，其能够识别由摄像装置所捕获的图像中的所述地面基础设施，并且被设计成通过对由摄像装置所捕获的图像中的推荐速度的编码进行解码，来实时确定用于所述行车道部分的推荐速度V，所述车载装置还被设计成传送推荐速度V设定值；
驾驶员辅助装置，其被设计成接收所述推荐速度V设定值，并且当驾驶员在所述行车道部分上驾驶车辆时，使用所述推荐速度V设定值辅助所述驾驶员。由辅助装置提供的所述辅助特别地可以采取各种形式：
辅助装置可以例如简单地实时向驾驶员通知由所述设定值提供的推荐速度V。该指示例如仅为驾驶员提供信息，以及/或者
辅助装置可以例如实时地将推荐速度V与所述车辆的实际速度进行比较，并且在车辆的实际速度超过推荐速度V的情况下警告驾驶员；
辅助装置可以例如根据实时确定的推荐速度V设定值来自动控制所述车辆的实际速度。换言之，根据该实施方式，通过辅助装置自动控制车辆的实际速度，以确保车辆的实际速度等于推荐速度V。此时，驾驶员具有被动的角色并且不再需要连续地控制车辆的速度，对于至少所述行车道部分，车辆的速度是由驾驶员辅助装置控制的。然而，所述驾驶员仍可以例如通过根据驾驶条件和/或行车道的条件使所述车辆加速或减速来控制车辆的速度。
本发明还特别有助于简化指示适于行车道的局部条件的速度所需的地面基础设施，并且还使得能够连续指示最适合于行车道部分或区段(例如弯道)的速度。
本发明还涉及一种用于沿行车道行驶的车辆的驾驶员辅助方法，该驾驶员辅助方法通过针对所述行车道的至少一部分确定所述车辆的推荐速度而进行，由此所述方法在所述车辆的驾驶员驾驶该车辆时，辅助该驾驶员，所述方法包括：
使用用于行车道的至少一部分的地面标记对推荐速度进行编码。所述方法还可以包括例如通过从行车道的起点延伸至终点的地面标记连续对推荐速度进行编码，或者仅在所述行车道的特定部分上，例如在弯道上或一般在需要车辆加速或减速的行车道部分上对推荐速度进行编码；
使用车载推荐速度确定装置来确定所述推荐速度V，所述车载装置被设计成通过对由承载在所述车辆上的摄像装置所捕获的图像中的推荐速度的所述编码进行解码，来实时确定所述推荐速度V；
优选地，通过所述车载确定装置来发送推荐速度V设定值，
使用推荐速度V设定值，以在驾驶员在所述行车道部分上驾驶车辆时，例如通过以下方式来辅助所述驾驶员：实时向所述驾驶员通知用于所述车道部分的推荐速度V；或者警告驾驶员已超过所述推荐速度；或者根据推荐速度V设定值来控制所述车辆的速度。
因此，根据本发明，用于确定推荐速度的车载装置特别地能够通过分析地面基础设施的地面标记并且通过确定与编码在所述地面标记中的推荐速度有关的信息来确定推荐速度V，因此所述地面标记可能具有双重功能：通过预先确定针对所述车辆的路径来引导所述车辆，以及通过将所述推荐速度编码在例如所述标记的图案中，优选地连续指示所述推荐速度。本发明例如使得可以通过改变地面标记的所述图案，来在行车道部分、例如弯道或公共汽车站的情况下的停止点提供对推荐速度的连续指示。事实上，根据本发明，通过所述地面标记的图案的变化来对用于所述行车道部分的推荐速度的变化进行编码。特别地，所述图案的几何形状保持不变，与推荐速度如何无关，但是所述几何形状的至少一个尺寸根据所述推荐速度而变化，例如设置图案是圆，并且所述圆的直径根据推荐速度而变化。
附图说明
为了帮助对本发明的理解，借助于以下附图提供了示例性实施方式和应用：
图1是根据本发明的驾驶员辅助系统的示例性实施方式。
图2是根据本发明的地面标记的示例性实施方式。
图3是推荐速度的编码的示例。
图4是通过改变地面标记自动控制车辆的速度的示例性实施方式。
具体实施方式
图1是装配有根据本发明的驾驶员辅助系统的车辆1的示意图。所述驾驶员辅助系统特别地包括：
摄像装置2，其被设计成捕获行车道11的图像，所述车辆1被设计成在该行车道11上行驶。所述摄像装置2优选地安装在所述车辆1的前部，使得所述摄像装置2能够捕获所述车辆1的前方的行车道11的图像，所述车辆向前行驶。所述摄像装置2特别地可以包括用于存储所捕获的图像的存储器；
地面基础设施，其被设计成针对行车道的至少一部分，对所述车辆的推荐速度进行编码。所述地面基础设施还可以用于通过针对所述车辆预先确定由所述地面基础设施预定的路径，来引导所述车辆1。根据本发明，所述地面基础设施包括至少一个标记21，至少一个标记应用于地面，以便对所述车辆在所述标记的位置处的所述推荐速度进行编码，这优选地也可以限定针对所述车辆的所述路径。根据本发明，承载在所述车辆上的摄像装置2被设计成捕获地面上的所述标记21的图像，以便从所述捕获图像收集对用于所述车辆1的所述推荐速度进行编码的信息；
承载在所述车辆1上的装置3，其被设计成使用由摄像装置2所捕获的图像实时确定所述车辆的推荐速度。所述车载装置3特别地连接至摄像装置2，以便实时取回(recover)地面基础设施的所述图像。所述车载装置3可以包括处理器和存储器，以便分析或存储所述图像。因此，所述车载装置3被特别地设计成：分析由摄像装置2获取的图像，根据获取的图像识别地面标记21，以及通过对来自由摄像装置2捕获的图像的推荐速度V的所述编码进行解码，例如通过识别所述地面标记的图案并且将唯一的推荐速度与所述图案进行匹配，来确定推荐速度V。当已经确定了推荐速度时，所述车载装置3被设计成实时创建和传送推荐速度设定值，即与用于所述车道部分的推荐速度有关的设定值，所述设定值特别地由所述车载装置3实时发送至驾驶员辅助装置4；
驾驶员辅助装置4，其继而被设计成在驾驶员驾驶所述车辆时，通过使用所述速度设定值辅助该驾驶员。所述辅助装置4特别地可以包括用于显示所述速度设定值的显示屏。这可以优选地通过如下操作而用作速度调整器：根据所述推荐速度V自动地控制所述车辆的速度，使得所述车辆的速度等于所述推荐速度V。优选地，辅助装置4以下面的方式中的至少一种方式辅助驾驶员：
例如使用所述显示屏和所接收到的推荐速度设定值实时向所述驾驶员通知推荐速度V；
警告驾驶员已经超过所述推荐速度。在该情况下，所述辅助装置例如包括处理器，该处理器能够将所述车辆的实际速度与推荐速度V进行比较，并且该处理器被设计成在超过推荐速度V的情况下，例如借助于视觉信号和/或听觉信号自动警告驾驶员；
根据推荐速度V设定值来控制所述车辆的速度。在该情况下，所述驾驶辅助装置4用作速度调整器，并因此被设计成根据推荐速度设定值的值随时间的变化并且因此根据地面标记21的变化来自动调整所述车辆的速度。
图2至图4是如本发明所要求保护的使用地面标记21的推荐速度编码的示例的更详细的视图。
图2示出可以应用于行车道的地面的不同地面标记，其分别为21A、21B、21C、21D，每一个地面标记用于对不同的推荐速度进行编码。地面标记例如包括由短划(dash)211形成的线所形成的图案，其被设计成例如通过向地面施加涂料而施加于行车道的地面，优选地，每个短划211的长度L对于不同的地面标记21A-21D是相同的，用于不同标记的短划之间的间隔对不同的编码速度进行编码。例如，标记21A包括由长度为XA的间隔分隔开的长度为L的短划的线，该长度XA用于对第一推荐速度、例如40km/h(千米/小时)进行编码。类似地，标记21B包括由长度为XB的间隔分隔开的长度为L的短划的线，该长度XB用于对第二推荐速度、例如30km/h进行编码，其中例如XA>XB。同样地，标记21C包括由长度为XC的间隔分隔开的长度为L的短划的线，该长度XC用于对第三推荐速度、例如20km/h进行编码的，其中例如XA>XB>XC。最后，标记21D包括由长度为XD的间隔分隔开的长度为L的短划的线，该长度XD用于对第四推荐速度、例如10km/h进行编码，其中例如XA>XB>XC>XD。因此，本发明提出了应用包括优选地具有相同长度的短划的线的地面标记，其中相继的短划之间的间隔或更精确地所述间隔的长度是推荐速度的函数，例如与推荐速度成比例。因此，特别地，所述间隔的长度用于对推荐速度进行编码。
根据该优选实施方式，确定装置3包括存储器，该存储器特别地将所述短划的长度L存储作为标称参数。所述确定装置3的存储器例如还可以包括表，该表包含作为输入的两个短划之间的间隔的长度值X，并且将针对每个输入、即针对两个短划之间的间隔的长度X的每个值的推荐速度值提供作为输出。所述确定装置还可以包括编码在程序中并且通过所述确定装置实现的函数，所述函数将两个相继的短划之间的间隔的长度X与唯一的推荐速度V进行匹配，如图3所示的那样。
确定装置能够对由摄像装置2所捕获的每个图像进行分析，以识别图像中的地面标记，并且确定使两个相继的短划分隔的长度X。事实上，对于每个图像，确定装置例如被设计成：在所述图像中测量(例如以像素为单位)与地面标记的短划的实际长度L相对应的长度L_i以及与地面标记的两个相继的短划之间的间隔的实际长度X相对应的长度X_i，并且通过使用三个量的简单的规则来计算两个短划之间的间隔的实际长度X：X＝(X_i/L_i)·L，其中L是存储在所述确定装置3的存储器中的标称参数，并且X_i和L_i是在由摄像装置所捕获的图像中测量的。在已经确定两个短划之间的间隔的值X时，确定装置3被设计成例如使用如图3所示的所述函数或所述表来确定推荐速度V。然后，将推荐速度V设定值发送至辅助装置4。
图4示出：当所述车辆在一段距离D中向前移动时，可通过确定装置根据图2所示的地面标记的图像进行测量的间距XA、XB、XC、XD与如下推荐速度之间的关系：该推荐速度分别为针对标记21A的40km/h、针对标记21B的30km/h、针对标记21C的20km/h以及针对标记21D的10km/h。根据本发明，辅助装置特别地被配置成使得能够遵循推荐速度设定值的变化从所述车辆的第一速度逐渐过渡至所述车辆的第二速度，如图4所示，在减速期间实现从与标记21A相对应的初始速度40km/h变化至与标记21D相对应的10km/h。根据本发明，短划之间的间距也可以从与初始速度(例如40km/h)对应的第一长度X1逐步变化至与最终速度(例如10km/h)对应的第二长度X2，以便借助于推荐速度设定值的连续变化保证从初始速度至最终速度的连续变化。辅助装置4特别地能够根据所接收到的推荐速度设定值自动控制所述车辆的速度，特别地，在预定时间段中执行从第一速度至第二速度的变化，以防止任何突然的减速或加速。
自然地，可以使用其他技术对推荐速度V进行编码，例如通过调整短划的长度和间隔的长度之间的比率，其中，此时所述长度之间的每个比率与推荐速度相对应。同样地，除了由短划的线形成的地面标记的图案外，在地面上可以使用其他图案对推荐速度进行编码，所述图案例如是以下几何图案，在该几何图案中，一个尺寸(例如长度或宽度)不改变(以下称为“不变尺寸”)，与要被编码的推荐速度如何无关，并且另一尺寸(例如相应地为宽度或长度)被称为“变量”，其根据要被编码的推荐速度而变化。一般地，为了确定用于行车道部分的推荐速度，特别地，确定装置计算由摄像装置捕获的图像中的所述图案的不变尺寸和可变尺寸之间的比率。优选地，确定装置包括表，该表将所述比率的值(作为所述表的输入)与推荐速度(作为来自所述表的输出)进行匹配。可选地且如上所述，所述确定装置可以包括被编码成程序的、针对所述比率的每个值给出推荐速度的函数，由此所述函数使得能够以与图3所示的函数类似的方式根据所述比率来确定推荐速度。
最后，本发明提出了一种用于车辆的简单驾驶员辅助方法和简单驾驶员辅助系统，其通过将推荐速度编码到用于引导的地面标记中，使得能够使用被设计成引导所述车辆的地面标记来控制车辆的速度。

Claims (10)

1.一种用于车辆(1)的驾驶员辅助系统，所述车辆(1)被设计成在行车道(11)上移动，所述系统包括：
摄像装置(2)，所述摄像装置(2)被设计成承载在所述车辆(1)上，并且被设计成捕获至少一个地面标记(21)的图像，所述至少一个地面标记(21)被设计成对用于所述行车道(11)的一部分的推荐速度进行编码；
车载推荐速度确定装置(3)，所述车载推荐速度确定装置(3)被设计成通过对由所述摄像装置(2)所捕获的图像中的所述地面标记进行解码，使用由摄像装置(2)所捕获的图像实时确定所述车辆的用于所述行车道(11)的推荐速度，并且传送推荐速度设定值；
驾驶员辅助装置(4)，所述驾驶员辅助装置(4)被设计成：接收所述推荐速度设定值，以及当驾驶员在所述行车道的所述部分上驾驶所述车辆时，使用所述推荐速度设定值来辅助所述驾驶员，
其特征在于，
所述地面标记(21)包括几何图案，所述几何图案包括可变尺寸和不变尺寸，所述可变尺寸能够根据所述推荐速度变化并且用于对所述推荐速度进行编码，而所述不变尺寸保持不变，与用于所述行车道的所述部分的推荐速度如何无关，并且所述车载推荐速度确定装置(3)被设计成根据在由所述摄像装置(2)所捕获的图像中测量的不变尺寸和可变尺寸之间的比率来计算所述推荐速度。
2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其中，所述驾驶员辅助装置(4)被设计成以下面的形式中的至少一种形式来提供辅助：
实时向所述车辆的驾驶员通知所述推荐速度设定值；
警告所述驾驶员已经超过所述推荐速度，所述驾驶员辅助装置被设计成实时地将所述车辆的实际速度与所述推荐速度设定值进行比较；
根据使用所述推荐速度设定值获得的推荐速度自动控制所述车辆的速度。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统，其中，所述几何图案是彼此间隔开的短划(211)的线，所述不变尺寸是每个短划(211)的相同长度L，并且所述可变尺寸是两个相继的短划之间的间隔的长度X，所述长度X根据用于所述行车道的所述部分的推荐速度变化并且用于对所述推荐速度进行编码。
4.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统，其中，所述几何图案是彼此间隔开的短划(211)的线，所述不变尺寸是相继的短划之间的间隔的相同长度X，并且所述可变尺寸是短划(211)的长度L，所述长度L根据用于所述行车道的所述部分的推荐速度变化并且用于对所述推荐速度进行编码。
5.根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其中，所述车载推荐速度确定装置(3)包括表或函数，所述表或函数被编码在程序中并且被配置成将在由所述摄像装置(2)所捕获的图像中测量的不变尺寸和可变尺寸之间的比率的输入数据与作为输出数据的唯一的推荐速度进行匹配。
6.根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其中，所述地面标记(21)被设计成预先确定针对所述车辆(1)的路径并且用作所述车辆(1)的引导装置。
7.一种用于车辆(1)的驾驶员辅助方法，所述车辆(1)沿行车道(11)行驶，所述驾驶员辅助方法通过针对所述行车道(11)的至少一部分确定所述车辆(1)的推荐速度而进行，所述方法包括：
使用用于所述行车道的至少一部分的地面标记(21)对推荐速度进行编码；
通过对由承载在所述车辆(1)上的摄像装置(2)所捕获的图像中的推荐速度的编码进行解码来实时确定所述推荐速度；
当驾驶员在所述行车道的所述部分上驾驶所述车辆时，使用所述推荐速度来辅助所述驾驶员，
其特征在于，
所述地面标记(21)包括几何图案，所述几何图案包括可变尺寸和不变尺寸，所述可变尺寸能够根据所述推荐速度变化并且用于对所述推荐速度进行编码，而所述不变尺寸保持不变，与用于所述行车道的所述部分的推荐速度如何无关，并且根据在由所述摄像装置所捕获的图像中测量的不变尺寸和可变尺寸之间的比率来计算所述推荐速度。
8.根据权利要求7所述的驾驶员辅助方法，其特征在于，以下面的方式中的一种方式使用所述推荐速度来辅助所述驾驶员：
通过实时向所述车辆的驾驶员通知所述推荐速度；
通过警告驾驶员已经超过所述推荐速度；
通过根据所述推荐速度自动控制所述车辆的速度。
9.根据权利要求7或8中的一项所述的驾驶员辅助方法，其特征在于，所述几何图案是彼此间隔开的短划(211)的线，所述不变尺寸是每个短划(211)的相同长度L，并且所述可变尺寸是两个相继的短划之间的间隔的长度X，所述长度X根据用于所述行车道的所述部分的推荐速度变化，以对所述推荐速度进行编码。
10.根据权利要求7所述的驾驶员辅助方法，包括：使用所述地面标记(21)来引导所述车辆(1)。
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