CN108140112B - 驾驶员辅助系统的功能能力检查 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定车辆（1）、尤其是机动车辆的驾驶员辅助系统（2）的功能能力的方法，其中，该驾驶员辅助系统（2）具有至少一个光传感器（3，9）和至少一个摄像机传感器（4，10），它们在车辆（1）上被构造和/或对准以用于检测至少基本上相同的环境。规定为，将至少一个通过光传感器（3，9）所确定到的第一亮度值与至少一个通过摄像机传感器（4，10）所确定的第二亮度值进行比较，并且通过亮度值的比较确定驾驶员辅助系统（2）的功能能力。

Description

驾驶员辅助系统的功能能力检查
技术领域
本发明涉及一种用于确定车辆、尤其是机动车辆的驾驶员辅助系统的功能能力的方法，其中，该驾驶员辅助系统具有至少一个光传感器和至少一个摄像机传感器，它们在车辆上被构造和/或对准以用于检测至少基本上相同的环境。
此外，本发明还涉及一种用于执行该方法的设备以及具有这种设备的驾驶员辅助系统和一种机动车辆。
背景技术
当前的机动车辆越来越多地装备有用于检测外部或内部环境的光传感器和摄像机传感器。因此，光传感器通常被固定在车辆的前部区域中，尤其是在挡风玻璃的上部的后方，以便例如检查车辆的外部环境的光条件（Lichtverhältnisse）。借助尤其是通过控制器来检查和评估由光传感器或摄像机传感器提供的数据，于是车辆的照明装置、尤其是前照灯例如被启动。例如检测与前方行驶车辆的间距的摄像机传感器同样地被安装在车辆的前部区域中。因此，外部和/或内部环境的检测为驾驶员辅助系统提供信息，所述信息例如关于是否面临交通事件中的危险，是否需要启动前照灯，或者驾驶员是否分心或疲劳。在涉及车辆乘客的安全性的应用情况下，光传感器和摄像机传感器的功能能力以及因此驾驶员辅助系统的功能能力非常重要。
发明内容
根据本发明规定：将至少一个通过光传感器所确定的第一亮度值与至少一个通过摄像机传感器所确定的第二亮度值进行比较，并且通过亮度值的比较来确定驾驶员辅助系统的功能能力。根据本发明的方法具有的优点是：对驾驶员辅助系统的功能能力的确定基于已经存在于车辆上的装置。因此，不需要使用用于光传感器和/或摄像机传感器的附加的检查装置。当光传感器和/或摄像机传感器布置和/或对齐以用于检测相同的环境、尤其是相同环境的区域并且传感器的没有故障的运行被得出时，则由此假定，由于光传感器和/或摄像机传感器确定相同或近似的亮度值。尤其当无故障的运行不再存在时，那么因此出现亮度值的偏差。为了实施该方法，优选地将光传感器与摄像机传感器进行比较，并且选择第一亮度值作为参考值。可替代地，也可以将摄像机传感器与光传感器进行比较，其中，将第二亮度值被选择作为参考值。优选地，根据外部环境将更合理的亮度值确定为参考值。例如，如果光传感器在晴天驶入隧道时记录到第一亮度值的降低，而摄像机传感器的第二亮度值则保持不变，因此推断出摄像机传感器的功能故障。
根据本发明的一个优选扩展方案规定为，光传感器的在时间上依次所检测到的第一亮度值的第一曲线和摄像机传感器的依次所检测到的第二亮度值的第二曲线被确定并且被相互比较，以便确定驾驶员辅助系统的功能能力。这种实施方式的优点是：只要第一曲线和第二曲线相同或类似，就推断出驾驶员辅助系统有功能能力。例如在晴天时在驶入或驶出隧道的情况下假设为，光传感器和摄像机传感器这样响应于从明至暗或从暗到明的变化，使得第一曲线和第二曲线尤其是具有相似的斜度或者斜度的至少一个相同的方向。在此，曲线之间显著的偏差显示出：光传感器或摄像机传感器的功能故障。在此，优选将根据外部环境更合理的曲线确定为参考曲线。
优选规定为，只有当曲线至少基本上在相同的时间具有至少基本上相同的斜度变化时，于是才在这些曲线的比较中判定为驾驶员辅助系统有功能能力。这种实施方式的优点是，尤其是当这些曲线的斜度变化指向相同的方向并且具有相同或几乎相同的斜度时，那么就推断出有功能能力。如果亮度变化由这两个传感器领会得不同，则例如从光传感器方面，第一斜度例如以与摄像机传感器的第二斜度偏差的方式被确定，其中第一斜度例如对应于参考斜度，那么就识别出：该摄像机传感器具有功能故障。
特别优选规定为，由至少两个光传感器和/或由至少两个摄像机传感器所检测到的亮度值被分别相互比较，并且然后，当在比较过程中识别出所检测到的亮度值彼此之间的如下偏差时，则判定为功能故障：该偏差大于能够预先给定的极限值。该方法的这种实施方式的优点是：光传感器尤其是与摄像机传感器无关地被比较，并且反之亦然。例如，如果存在两个光传感器的两个第一亮度值并且它们彼此之间的偏差处于极限值以下，则推断出光传感器有功能能力。否则，如果该偏差处于极限值以上，则优选使用用于比较的第三个第一亮度值。如果该第三个第一亮度值基本上与所述两个第一亮度值之一一致，也即，如果彼此的偏差位于极限值以下，则由此得出结论：在如下光传感器上存在功能故障，该光传感器的所检测的亮度值与另外两个光传感器的亮度值不一致。根据该方法的另一有利的实施方式，两个第一亮度值和两个第二亮度值也可以被相互比较。如果两个第一亮度值和两个第二亮度值之一的偏差处于极限值以下，则能够根据其得出结论：如下传感器具有功能故障，由该传感器检测出与其他三个亮度值偏差的、其中一个第二亮度值。其它优选的实施方式涉及至少两个第一亮度值与至少一个第二亮度值的比较，或者至少一个第一亮度值与至少两个第二亮度值的比较。通过极限值考虑到，两个相同传感器之间在传感器特定的参量方面的微小的、尤其是生产引起的偏差不被判定为功能故障，其中传感器特定的参量诸如是灵敏度或响应时间。
根据本发明的一种优选扩展方案规定为，由至少两个光传感器同时所检测的第一亮度值来确定第一亮度值，其中，这些光传感器被对准以用于检测相同的环境。这种实施方式的优点是：通过确定第一亮度值，尤其是作为第一平均值，使在至少两个单独的第一亮度值之间的微小的、尤其是生产引起的偏差得到均衡。优选将第一平均值与摄像机传感器的第二亮度值进行比较，或者与由至少两个摄像机传感器形成的第二亮度值进行比较。
特别优选地规定为，从由至少两个摄像机传感器同时所检测的第二亮度值来确定第二亮度值，其中，摄像机传感器被对准以用于检测至少基本上相同的环境。这种实施方式的优点是：通过确定第二亮度值、尤其是第二平均值，使在至少两个单独的第二亮度值之间的微小的、尤其是生产引起的偏差得到均衡。优选地，将第二平均值与光传感器的第一亮度值进行比较，或者与由至少两个光传感器形成的第一亮度值进行比较。优选将第一平均值与第二平均值相互比较。
根据本发明的一种优选扩展方案规定为，根据卫星支持的导航系统的数据和/或当下的时间来确定额定亮度值，并且将第一亮度值和/或第二亮度值与该额定亮度值进行比较，以便确定驾驶员辅助系统的功能能力。这种实施方式的优点是：因此提供附加的亮度值，该附加的亮度值被与所测量的第一亮度值和第二亮度值进行比较。在此情况下，借助于额定亮度值来确定第一亮度值和第二亮度值其中更合理的一个。那么所述更合理的一个是参考值。例如，如果在夜间行驶时的第一亮度值和额定亮度值彼此一致，然而第二亮度值却与之偏差，因此则由此推断出：由于第二亮度值的偏差，在摄像机传感器中存在功能故障。
根据本发明的设备的特征在于专门设置的控制器，该控制器在常规的使用中执行根据本发明所述的方法。其它优点和优选的特征由以上描述的内容和实施例中得出。
根据本发明的驾驶员辅助系统的特征在于专门设置的设备，该设备在常规的使用中执行根据本发明所述的方法。
根据本发明的车辆、尤其是机动车的特征在于根据本发明的驾驶员辅助系统。
附图说明
在下文中应根据实施例进一步阐述本发明。为此，其中在下面：
图1示出具有根据一种实施例的驾驶员辅助系统的车辆的示意图，和
图2示出用于确定光传感器和/或摄像机传感器的功能能力的流程图。
具体实施方式
图1以简化图示出具有驾驶员辅助系统2的车辆1。安装在车辆1中的驾驶员辅助系统2具有光传感器3、摄像机传感器4和控制器5。该控制器5与警报装置6连接。光传感器3和摄像机传感器4在向前行驶的方向上向前指向地安装在车辆1的挡风玻璃7的内侧上。在此，光传感器3和摄像机传感器4在车辆1中这样对准，使得它们检测出车辆1的相同的或几乎相同的外部环境，如由虚线8表明。可选地，将附加的光传感器9和附加的摄像机传感器10安装在挡风玻璃7的内侧上，使得它们检测出车辆1的相同或几乎相同的外部环境。可替代地，光传感器3和9以及摄像机传感器4和10可以向内指向，使得其检测车辆1的内部环境。光传感器3，9和摄像机传感器4，10被固定在壳体12，13，14，15中。控制器5具有控制单元16并且尤其具有非易失性存储器17。照明装置18与控制器5连接。
根据车辆1的外部环境，光传感器3检测第一亮度值并且摄像机传感器4检测第二亮度值。第一亮度值和第二亮度值被传输到控制器5。如果控制器5检测出：第一亮度值或第二亮度值减小，因此通常例如通过启动照明装置18来进行驾驶员辅助系统2的调节干预。在当前的实施例中，摄像机传感器4是CCD摄像机或CMOS摄像机，或者也是其它已知的装置。
对于该方法的当前实施方案而言，第一亮度值和第二亮度值被传输到控制器5并且在那里被相互比较。为此，由控制器5实施至少一个计算过程和比较过程。如果通过比较过程确定第一亮度值和第二亮度值之间的偏差，则例如由警报装置6进行警报信号的发出。
在图2中示例性示出的用于确定车辆1的驾驶员辅助系统2的功能能力的流程中，光传感器3和摄像机传感器4在第一步骤S1中检测相同的外部环境。 在此，在第二步骤S2中，光传感器3确定第一亮度值，并且摄像机传感器4确定第二亮度值。所确定的第一亮度值和所确定的第二亮度值在第三步骤S3中被传输到控制器5并且在那里例如借助软件算法被相互比较。
在第四步骤S4中，控制器5将第一亮度值和第二亮度值之间的偏差与能够预先给定的极限值进行比较。
如果在第一亮度值和第二亮度值之间的偏差小于极限值（j），则驾驶员辅助系统2在第五步骤S5中确定：光传感器3和摄像机传感器4以无故障的方式运行。
如果该偏差大于极限值（n），则驾驶员辅助系统2在第六步骤S6中确定：传感器其中的一个具有功能故障。
为了确定其中哪个传感器具有功能故障，则控制器5执行合理性检查。在此，相应的第一亮度值或第二亮度值被确定作为参考值，其更准确地再现车辆1的外部环境的光条件并且因此是更合理的。
如果仅存在第一亮度值和第二亮度值，则当前在第七步骤S7中将第一亮度值和/或第二亮度值与额定亮度值进行比较。额定亮度值当前根据卫星支持的导航系统的数据来被确定，其中，该导航系统检测地点、时间和/或天气数据。
例如，从存储在控制器5中的并且控制器5能够访问的数据库或表中提取关于在特定时间或在特定地点所存在的光条件的数据。
如果例如光传感器3的第一亮度值和额定亮度值彼此一致，然而摄像机传感器4的第二亮度值和额定亮度值不一致，则确定：一方面，第一亮度值是参考值，并且另一方面，摄像机传感器4具有功能故障。
另一方面，如果例如摄像机传感器4的第二亮度值和额定亮度值彼此一致，然而光传感器3的第一亮度值和额定亮度值不一致，则确定：一方面，第二亮度值是参考值，并且另一方面，光传感器3具有功能故障。
如果不仅存在光传感器3的第一亮度值和/或摄像机传感器4的第二亮度值，则控制器5优选在第八步骤S8中执行合理性检查。
为此，在第九步骤S9中，由附加的光传感器9和/或附加的摄像机传感器10检测附加的第一亮度值和/或附加的第二亮度值。在此，附加的光传感器9和附加的摄像机传感器10被分配给车辆1的基本上相同的外部环境8，并且优选相对于光传感器3和相对于摄像机传感器4冗余地工作。
附加的确定的第一亮度值和/或附加确定的第二亮度值在第十步骤S10中被传输至控制器5并进行评估。
接着，它们被提供给步骤8中的合理性检查。
在第十一步骤S11中，合理性检查将第一亮度值和/或第二亮度值与附加的第一亮度值和/或附加的第二亮度值进行比较。优选地，以无故障的方式运作的传感器的亮度值具有偏差，该偏差小于极限值（j）。
如果在两个亮度值之间的偏差大于极限值，则在第十二步骤S12中在传感器上确定出功能故障，该传感器的亮度值与其它亮度值其中的每一个都偏差（n）。
如果例如附加的第一亮度值相应于第一亮度值，则确定：附加的光传感器9和光传感器3以无故障的方式运作。同时，驾驶员辅助系统2因此确定摄像机传感器4的功能故障。
如果例如附加的第二亮度值相应于第二亮度值，则确定：附加的摄像机传感器10和摄像机传感器4以无故障的方式运作。同时，驾驶员辅助系统2因此确定光传感器3的功能故障。
如果例如附加的第二亮度值相应于第一亮度值，则确定：附加的第二摄像机传感器10和第一光传感器3以无故障的方式运作。同时，驾驶员辅助系统2因此确定摄像机传感器4的功能故障。
如果附加的第一亮度值相应于第二亮度值，则同样适用。
对于在步骤S3中第一亮度值和第二亮度值的比较而言可选地，控制器5由第一亮度值形成第一曲线并由第二亮度值形成第二曲线，并且将第一曲线和第二曲线进行比较，尤其是将第一曲线的第一斜度和和第二曲线的第二斜度进行比较。
如果驾驶员辅助系统2在比较过程中确定这些曲线之间的显著的偏差，例如与能够预先给定的极限值偏离的偏差，则在这此推论出传感器之一的故障功能。
在此还能够设想的是，为了确定有故障的传感器，要么将由额定亮度值构成的曲线用于比较，要么根据步骤9和步骤10检测并通过控制器5形成由第一亮度值和/或第二亮度值构成的附加曲线并用于比较。
根据接下来以虚线方式示出的另一实施例，在S2和S9中所确定的第一亮度值和/或第二亮度值以及附加的第一亮度值和/或附加的第二亮度值在步骤S13中共同地在控制器5中被评估。尤其是，控制器5优选由至少两个第一亮度值确定第一平均值和/或由至少两个第二亮度值确定第二平均值。
如果存在第一平均值和第二平均值，则控制器5在步骤S14中将第一平均值与第二平均值进行比较。如果在两个平均值之间的偏差小于极限值（j），则在步骤S15中确定：例如光传感器3，9和摄像机传感器4，10以无故障的方式运作。
如果偏差大于极限值（n），则驾驶员辅助系统2在步骤S16中确定：传感器其中至少之一具有功能故障。
随后，优选地，将第一平均值与第二亮度值进行比较或将第二平均值与第一亮度值进行比较，以便确定有故障的传感器。
为了示例性地描述该方法，当前，第一平均值由各个第一亮度值A和B组成，并且第二平均值由各个第二亮度值C和D组成。在此，A和B应由无故障的光传感器3，9来检测。
如果第一平均值与第二平均值有偏差，则根据该示例将至少一个单独的第二亮度值C或D，优选将每个单独的第二亮度值C,D与第一平均值进行比较。
当然，第二平均值与至少一个第一亮度值A，B的比较也是可能的。
如果第一平均值等于第二亮度值之一，也即例如等于C，则确定：不仅光传感器3,9而且检测第二亮度值C的单个摄像机传感器4也以无故障的方式运作。
如果第一平均值相对于第二亮度值其中之一的偏差大于极限值，也即例如第一平均值相对于D的偏差大于极限值，则确定：检测到第二亮度值D的摄像机传感器10具有功能故障。
如果由各个第二亮度值C和D形成的第二平均值被与每个单独的第一亮度值A，B比较，其中，D由故障的摄像机传感器10检测到，则在每个比较中，大于极限值的偏差被确定出。
因为根据本示例没有由此确定出有故障的传感器，则控制器5优选在步骤S17中执行两个比较方向。在此，不仅将第一平均值与各个第二亮度值进行比较而且也将第二平均值与各个第一亮度值进行比较，并且由此确定出具有功能故障的传感器。
于是，根据本示例，优选在第一平均值与各个第二亮度值C,D的上面所描述的比较之后，确定出故障的摄像机传感器4。
可选地，还可能的是，根据步骤S7，通过第二亮度值C，D与额定亮度值的比较来确定出故障的摄像机传感器4。
如果第二亮度值C，D应与各个附加的第一亮度值或第二亮度值进行比较，则根据上面所描述步骤S8进行对于故障的传感器的确定。由平均值进行的比较于是又成为各个亮度值的比较。

Claims (13)

1.一种用于确定车辆（1）的驾驶员辅助系统（2）的功能能力的方法，其中，所述驾驶员辅助系统（2）具有至少一个光传感器（3，9）和至少一个摄像机传感器（4，10），所述光传感器和所述摄像机传感器在所述车辆（1）上被构造和/或对准以用于检测至少基本上相同的环境，其特征在于，将至少一个通过所述光传感器（3，9）所确定的第一亮度值与至少一个通过所述摄像机传感器（4，10）所确定的第二亮度值之间的偏差与能够预先给定的极限值进行比较，以便确定所述驾驶员辅助系统（2）的所述功能能力，其中如果在所述第一亮度值和所述第二亮度值之间的偏差大于所述极限值，则确定：所述光传感器（3，9）和所述摄像机传感器（4，10）其中至少之一具有功能故障，并且其中根据卫星支持的导航系统的数据和/或当下的时间来确定额定亮度值，并且将所述第一亮度值和/或所述第二亮度值与所述额定亮度值进行比较，以便确定所述至少一个光传感器（3，9）和摄像机传感器（4，10）其中哪个具有功能故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光传感器（3，9）的在时间上依次所检测到的第一亮度值的第一曲线和所述摄像机传感器（4，10）的在时间上依次所检测到的第二亮度值的第二曲线被确定并且被互相比较，以便确定所述驾驶员辅助系统（2）的所述功能能力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，只有当所述曲线在相同时间具有相同的斜度变化时，于是才在所述曲线的所述比较中判定为所述驾驶员辅助系统（2）有所述功能能力。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，由至少两个光传感器（3，9）和/或至少两个摄像机传感器（4，10）所检测到的所述亮度值分别被相互比较，并且当在比较过程中识别出所述检测到的亮度值彼此之间的如下偏差时，则判定所述驾驶员辅助系统（2）有所述功能能力：所述偏差小于能够预先给定的极限值。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，由所述至少两个光传感器（3，9）同时所检测到的所述第一亮度值来确定所述第一亮度值，其中，所述至少两个光传感器被对准以用于检测至少基本上相同的环境。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，由所述至少两个摄像机传感器（4，10）同时所检测到的所述第二亮度值来确定所述第二亮度值，其中，所述至少两个摄像机传感器被对准以用于检测相同的环境。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆（1）是机动车辆。
8.一种用于运行车辆（1）的驾驶员辅助系统（2）的设备，其中，所述驾驶员辅助系统（2）具有至少一个光传感器（3，9）和至少一个摄像机传感器（4，10），所述光传感器和所述摄像机传感器在所述车辆（1）上被构造和/或对准以用于检测相同的环境，其特征在于，专门设置的控制器（5），所述控制器（5）在常规的使用中执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述车辆（1）是机动车辆。
10.一种用于车辆（1）的驾驶员辅助系统（2），所述驾驶员辅助系统具有根据权利要求8所述的设备。
11.根据权利要求10所述的驾驶员辅助系统（2），其特征在于，所述车辆（1）是机动车辆。
12.一种车辆（1），所述车辆具有根据权利要求10所述的驾驶员辅助系统（2）。
13.根据权利要求12所述的车辆（1），其特征在于，所述车辆（1）是机动车辆。
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