CN109324329A - 用于驾驶危险检测的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及用于驾驶危险检测的方法和设备。一种系统包括基于车辆的处理器，所述处理器被配置为接收道路扫描指令。所述处理器还被配置为：指示车载声呐扫描即将到达的地形部分，并且响应于所述指令，从声呐接收扫描数据。所述处理器还被配置为：将扫描数据转换为至少显示障碍物和高程的视觉显示，并且在车载显示器上呈现所述视觉显示。
Description
技术领域
说明性实施例总体上涉及用于驾驶危险检测的方法和设备。
背景技术
许多汽车制造商生产能够越野驾驶或在泥路驾驶的车辆。一部分驾驶员喜欢驾驶这些类型的车辆，并且这些车辆通常被设计为处理各种潜在危险。然而，由于驾驶状况的性质，即使设计良好的车辆也会遇到诸如大型隐藏岩石、树桩、洞等问题。由于车辆没有在铺砌的道路上行驶，所以驾驶员将经常难以视觉上识别这些危险中的一些危险。
这些车辆中的许多车辆也可在恶劣天气下在崎岖地形上行驶。在潮湿或有雪的状况下，障碍物很容易在水下或雪下在视觉上被遮盖。
即使是标准的公路车辆也会遭遇到水雪视觉障碍的问题。当发生洪水时，看起来可以通行的道路实际上可能具有深水区，如果驾驶员驾驶穿过积水，则深水区将会淹没发动机。驾驶员可能不知道道路的倾斜或下降，并且可能继续通过看似低水位的道路，却遇到实际上会使发动机不能工作的深度。
发明内容
在第一个说明性实施例中，一种系统包括基于车辆的处理器，所述处理器被配置为接收道路扫描指令。所述处理器还被配置为指示车载声呐扫描即将到达的地形部分，并且响应于所述指令，从声呐接收扫描数据。所述处理器还被配置为将扫描数据转换为至少显示障碍物和高程的视觉显示，并且在车载显示器上呈现所述视觉显示。
在第二个说明性实施例中，一种计算机实现的方法包括：响应于乘员扫描指令，使用车载声呐扫描车辆前方的道路部分。所述方法还包括：将声呐扫描数据转换为至少显示道路障碍物的视觉图像，并且在车载显示器上呈现视觉图像。
在第三个说明性实施例中，提供一种用于存储指令的非暂时性存储介质，当由处理器执行所述指令时，使得处理器执行包括以下操作的方法：从车载声呐接收声呐数据，并且从车载相机接收图像，所述声呐数据和图像两者都是针对车辆前方的道路部分并响应于乘员指令而被采集的。所述方法还包括：将所述声呐数据和图像合并为数字表示，所述数字表示显示在图像中包括通过声呐数据测量的障碍物和高程的视觉指示的图像；并且在车载显示器上显示所述数字表示。
附图说明
图1示出了说明性的车辆计算系统；
图2示出了声呐映射路面的两个视图的说明性呈现；
图3示出了路面映射的说明性处理；
图4示出了说明性图像呈现处理。
具体实施方式
根据需要，在此公开详细的实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅是说明性的，并且可以以各种和可替代形式来实施。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要求保护的主题的代表性基础。
图1示出了用于车辆31的基于车辆的计算系统(VCS)1的示例框式拓扑图。这种基于车辆的计算系统1的示例为由福特汽车公司制造的SYNC系统。设置有基于车辆的计算系统的车辆可包含位于车辆中的可视前端界面4。如果所述界面设置有例如触摸敏感屏幕，则用户还能够与所述界面进行交互。在另一说明性实施例中，通过按钮按压、具有自动语音识别和语音合成的口语对话系统来进行交互。
在图1所示的说明性实施例1中，处理器3控制基于车辆的计算系统的至少一部分操作。设置在车辆内的处理器允许对命令和例程进行车载处理。另外，处理器连接到非持久性存储器5和持久性存储器7两者。在这个说明性实施例中，非持久性存储器是随机存取存储器(RAM)，持久性存储器是硬盘驱动器(HDD)或闪存。一般而言，持久性(非暂时性)存储器可包括当计算机或其它装置掉电时保存数据的所有形式的存储器。这些存储器包括但不限于：HDD、CD、DVD、磁带、固态驱动器、便携式USB驱动器和任何其它适合形式的持久性存储器。
处理器还设置有允许用户与所述处理器进行交互的多个不同的输入。在这个说明性实施例中，麦克风29、辅助输入25(用于输入33)、USB输入23、GPS输入24、屏幕4(可以是触摸屏显示器)以及蓝牙输入15全部被设置。还设置了输入选择器51，以允许用户在各种输入之间进行切换。针对麦克风和辅助连接器两者的输入在被传送到处理器之前由转换器27对所述输入进行模数转换。尽管未示出，但是与VCS进行通信的众多车辆组件和辅助组件可使用车辆网络(诸如但不限于，CAN总线)向VCS(或其组件)传送数据并传送来自VCS(或其组件)的数据。
系统的输出可包括但不限于视觉显示器4以及扬声器13或立体声系统输出。扬声器连接到放大器11，并通过数模转换器9从处理器3接收其信号。还可分别沿19和21所示的双向数据流产生到远程蓝牙装置(诸如，个人导航装置(PND)54)或USB装置(诸如，车辆导航装置60)的输出。
在一个说明性实施例中，系统1使用蓝牙收发器15与用户的移动装置53(例如，蜂窝电话、智能电话、PDA或具有无线远程网络连接能力的任何其它装置)进行通信(17)。移动装置随后可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信(55)来与车辆31外部的网络61进行通信(59)。在一些实施例中，蜂窝塔57可以是Wi-Fi接入点。
移动装置与蓝牙收发器之间的示例性通信由信号14表示。
可通过按钮52或类似的输入来指示移动装置53与蓝牙收发器15的配对。相应地，CPU被指示车载蓝牙收发器将与移动装置中的蓝牙收发器进行配对。
可利用例如与移动装置53相关联的数据计划、话上数据或DTMF音在CPU 3与网络61之间传送数据。可选地，可期望包括具有天线18的车载调制解调器63，以便在CPU 3与网络61之间通过语音频带传送数据(16)。移动装置53随后可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信(55)来与车辆31外部的网络61进行通信(59)。在一些实施例中，调制解调器63可与蜂窝塔57建立通信(20)，以与网络61进行通信。作为非限制性示例，调制解调器63可以是USB蜂窝调制解调器，并且通信20可以是蜂窝通信。
在一个说明性实施例中，处理器设置有包括用于与调制解调器应用软件进行通信的API的操作系统。调制解调器应用软件可访问蓝牙收发器上的嵌入式模块或固件，以完成与(诸如，在移动装置中发现的)远程蓝牙收发器的无线通信。蓝牙是IEEE 802PAN(个域网)协议的子集。IEEE 802LAN(局域网)协议包括Wi-Fi并与IEEE 802PAN具有相当多的交叉功能。两者都适用于车辆内的无线通信。可在本领域使用的另一通信方式是自由空间光通信(诸如，IrDA)和非标准化消费者红外(IR)协议。
在另一实施例中，移动装置53包括用于语音频带或宽带数据通信的调制解调器。在话上数据的实施例中，当移动装置的拥有者可在数据被传送的同时通过装置说话时，可实施已知为频分复用的技术。在其它时间，当拥有者没有正在使用装置时，数据传送可使用整个带宽(在一个示例中是300Hz到3.4kHz)。尽管频分复用对于车辆与互联网之间的模拟蜂窝通信而言会是常见的，并仍在被使用，但其已经很大程度上被用于数字蜂窝通信的码域多址(CDMA)、时域多址(TDMA)、空域多址(SDMA)的混合体所替代。如果用户具有与移动装置关联的数据计划，则所述数据计划可允许宽带传输，并且所述系统可使用宽得多的带宽(加速数据传送)。在另一实施例中，移动装置53被安装至车辆31的蜂窝通信装置(未示出)所替代。在另一实施例中，移动装置(ND)53可以是能够通过例如(但不限于)802.11g网络(即，Wi-Fi)或WiMax网络进行通信的无线局域网(LAN)装置。
在一个实施例中，传入数据可经由话上数据或数据计划通过移动装置，通过车载蓝牙收发器，并进入车辆的内部处理器3。例如，在某些临时数据的情况下，数据可被存储在HDD或其它存储介质7上，直至不再需要所述数据时为止。
可与车辆进行接口连接的其它的源包括：具有例如USB连接56和/或天线58的个人导航装置54、具有USB 62或其它连接的车辆导航装置60、车载GPS装置24、或具有与网络61的连接能力的远程导航系统(未示出)。USB是一类串行联网协议中的一种。IEEE 1394(火线TM(苹果)、i.LINKTM(索尼)和LynxTM(德州仪器))、EIA(电子工业协会)串行协议、IEEE1284(Centronics端口)、S/PDIF(索尼/飞利浦数字互连格式)和USB-IF(USB开发者论坛)形成了装置-装置串行标准的骨干。多数协议可针对电通信或光通信被实施。
此外，CPU可与各种其它的辅助装置65进行通信。这些装置可通过无线连接67或有线连接69来进行连接。辅助装置65可包括但不限于：个人媒体播放器、无线保健装置、便携式计算机等。
此外或可选地，可使用例如Wi-Fi(IEEE 803.11)收发器71将CPU连接到基于车辆的无线路由器73。这可允许CPU在本地路由器73的范围内连接到远程网络。
除了由位于车辆中的车辆计算系统执行示例性处理之外，在某些实施例中，还可由与车辆计算系统通信的计算系统来执行示例性处理。这样的系统可包括但不限于：无线装置(例如但不限于，移动电话)或通过无线装置连接的远程计算系统(例如但不限于，服务器)。这样的系统可被统称为车辆关联的计算系统(VACS)。在某些实施例中，VACS的特定组件可根据系统的特定实施方式来执行处理的特定部分。通过示例而非限制的方式，如果处理具有利用配对的无线装置发送或者接收信息的步骤，则很可能由于无线装置不会与自身“发送和接收”信息，而使得无线装置不执行所述处理的该部分。本领域的普通技术人员将理解何时将特定的计算系统应用于给定的解决方案是不适当的。
在此讨论的每一个说明性实施例中，示出了可由计算系统执行的处理的示例性的非限制性示例。对于每个处理，为了执行所述处理的有限目的，执行所述处理的计算系统可变成被配置为用于执行所述处理的专用处理器。所有处理不必被全部执行，并被理解为可被执行以实现本发明的要素的处理的类型的示例。根据需要，可向示例性处理添加额外的步骤或从示例性处理中去除额外的步骤。
关于在示出说明性处理流程的附图中描述的说明性实施例，应当注意的是，为了执行由这些附图示出的示例性方法中的一些或全部的目的，通用处理器可暂时用作专用处理器。当执行提供指令的代码以执行方法的一些或全部步骤时，处理器可暂时改变意图用作专用处理器，直到所述方法完成时为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预配置的处理器进行操作的固件可使处理器充当专用处理器，所述专用处理器被提供用于执行方法或所述方法的某种合理的变型的目的。
由越野驾驶员和在严峻状况中(在较低程度上)的驾驶员遇到的潜在困难是车辆障碍物可能视觉上被遮盖。大多数越野驾驶员在驾驶时不希望缓慢行进，以避免因越野状况造成的损坏或伤害。虽然许多公路驾驶员可能会小心翼翼地尝试驾驶通过积水，例如，一旦发动机变得足够潮湿(诸如，如果火花塞变潮湿)，车辆就会变得不能运行，并且驾驶员(即使是谨慎的驾驶员)将会被困。
说明性实施例提出了使用被包括在车辆的任何适合部分(例如，前部、后部、侧部等)上的声呐或类似感测技术，其能够映射前方道路的隐藏特征(可包括但不限于，松软区、洞、岩石和原木以及甚至积水或积雪的深度)。使用这种技术可允许驾驶员在相对确信车辆不会被困或受损的情况下行进，并且驾驶员可避开识别出的障碍物或者缓慢行驶过障碍物。感测技术能够在多个方向上进行感测，或者可被设置在与期望进行感测的位置相对应的车辆的部分上。
能够基于反射能力和/或密度来映射对象的感测技术可提供突出显示密度的区别或者对象的存在的道路图像。以类似方式，所述技术可提供积雪或积水的深度信息，这是因为地面会比其顶部的物质密度更大且更具反射性(当该物质至少是以水为基础的时)。相机图像还可被提供给驾驶员和/或被呈现为与声呐数据合并。这允许驾驶员更容易地看到贴近车辆前方的物体。
当驾驶员遇到有问题的驾驶品质的状况时，驾驶员可接近该状况的边缘并请求扫描前方道路。扫描和视觉图像可经由车辆HMI向驾驶员提供指示即将到达的道路的任何潜在危险和一般状况(以及深度，如果可应用的话)的视觉数据。由于车辆能够知晓安全驾驶“深度”，所以如果车辆未被设计为行驶通行检测到的积水或积雪的深度，则说明性实施例还可警告驾驶员可能的失去行驶能力状况。
图2示出了声呐映射路面的两个视图的说明性呈现。该图示出了在驾驶员接近或遇到关注区时可在车辆HMI 201上呈现的两个示例显示。左侧是投影前视图。在该示例中示出的数据是推测的，这是因为通常不会有显示车辆的侧视图的看向车辆的相机(除非车辆具有例如无人机)。
基于所获得的传感器数据，说明性处理可显示车辆203、与积水207的接近度和道路205高程剖面。在此，所述剖面包括具有不同检测深度的积水207和隐藏在水下但由声呐检测到的障碍物209。
图例211示出了各种测量的水深，其可包括突出显示或改变车辆未被制造为行驶通过的深度的颜色。显示器还包括警告213的部分，所述部分向驾驶员呈现可能与即将进行的驾驶相关的任何重要警告。在这个实例中，积水太深并且存在隐藏的障碍物。
第二视点215示出了道路前方的前视图，所述前视图可由车辆相机捕获或以数字方式呈现，并且包括表示检测到的状况的传感器数据。基于特定相机可看到的内容和/或相机安装的位置，可从任何相机的角度看到该视图。在此，道路被示出为向前(如果在视觉上不可用，则以数字方式插入)，并且表示了检测到的障碍物217的大致位置。该视图将会允许驾驶员通过向左转向而导航绕过障碍物217。
该视图还示出了表示水深的高程线219，并且如果积水太深而不能行进，则可再次警告或通知用户(视觉上、听觉上或二者)。如果车辆很可能(可能性超过阈值百分比)因继续行进变得失去行驶能力，则车辆甚至可根据需要阻止向前行驶超过道路上的阈值点，以便自动地阻止过度损坏或停机。因此，例如，如果测试显示车辆在3英尺长的范围内有50％的可能性可通过2.5英尺深的积水，则可以在警告的情况下允许车辆行进，但是如果有90％的可能性发生发动机故障，则可阻止车辆行进。如果期望和允许，该安全功能还可以是所有者可启用或可禁用的。
图3示出了路面映射的说明性处理。在该示例中，处理在被用户请求时开始，这通常是在用户已经接近有问题的驾驶区域时。虽然处理可能是不间断的处理，但由于车辆的移动，准确性可能会受到影响，并且可通过接近将被映射的区域、停止和启用声呐来获得更准确的结果。检测的品质和快速性也可能是采用或需要采用的技术的因素。
处理在301启用车辆声呐，并且在303接收可扫描的声呐区域内的对象和表面状况的读数。然后，处理使用该数据在305映射即将到达的地形。这可包括：例如识别障碍物、识别前方道路的松软区域、深度映射、表面映射以及可通过测量的和检测的数据构建的任何其它需要的结果。
然后，处理在307显示前方区域的视觉表示，所述视觉表示可包括图2中示出的视图中的任一视图、自上向下的表示或者视觉上指示障碍物的存在和/或驾驶状况的任何其它合适的表示。
分析所接收的传感器数据可揭示在道路前方存在一个或更多个危险状况。在这些实例中，处理可在309将所述状况识别为警告状况。处理可在311利用视觉指示和/或听觉指示(诸如但不限于，视觉警告、状况周围的视觉指示、听觉警告等)来突出这些状况。
在313，一些状况可能是“严重状况”，所述“严重状况”可能导致车辆或乘员的严重损伤。例如，行驶通过积雪的车辆可能会意识到前方埋藏的裂口或湖，并且如果积雪遮挡了视线则驾驶员可能不知道。在这种情况下，车辆可在315自动停止并向驾驶员提供车辆停止的原因。如果允许，则驾驶员可在317超驰停止命令并保持运动，但特定状况(大的埋藏的洞、不可清除的障碍物等)可由于合法性或几乎确定的严重人身伤害或车辆损坏而导致处于无法超驰的状态。
图4示出了说明性的图像呈现处理。在这个示例中，处理融合了相机图像和声呐图像，以呈现利用关于可能无法在视觉上检测的状况的改进的信息来增强的即将到达的驾驶状况的视觉视图。
处理在401、403捕获即将到达的区域的前视相机图像和声呐图像。根据相机和声呐的角度和品质，处理还可指示驾驶员移动得更接近于有问题的区域，并且可继续这样的重复，直到获得适合的数据集为止。由于道路表面/地面将通常是密实的且可检测的对象，因此该处理通常可“知道”其是否已经捕获了包括一直到地面的数据的合适数据集。换言之，如果仅仅看起来不存在地面，则存在大洞(例如，坑、湖、裂口)、非常松软的地面或者车辆角度正在妨碍准确的声呐图像。
一旦已经捕获了相机图像和声呐图像两者的合适版本，则处理在405合并来自两个图像的数据，以获得利用声呐数据增强的即将到达的地形的真实视图。然后，处理在407显示该图像，以使驾驶员可看到即将到达的地形的改进的和增强的视图。
如前所述，处理可在409确定是否存在关于即将到达的地形的任何警告状况。如果存在警告，则处理在411向远程数据库报告位置并在413向远程数据库报告警告(如果连接可用的话)。虽然将只有一个或几个车辆曾经会遇到许多越野状况，但是当声呐数据不可用或准确性不可靠时，具有这些状况的知识库可允许增强的信息。当处理正在报告警告时，处理还可在415报告当前位置并在417请求先前与该位置相关联的任何警告。这可包括例如由其它车辆采集的其它声呐读数以及行进通过所述状况的其它车辆所遇到的任何实际状况。这种数据在通常行驶的道路或小径上可能更有用，在通常行驶的道路或小径上，多个车辆更可能被添加到现有的状况数据集。
一旦检测到和/或接收到任何警告，则处理随后在419将视觉指示添加到显示的图像中，并且添加任何听觉警告。然后，处理向驾驶员显示现已包括警告的图像。
虽然以上描述了示例性实施例，但并不意在这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。更确切地，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，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可以以逻辑方式将各个实现的实施例的特征组合，以形成在此描述的实施例的情境适当的变型。
Claims (20)
1.一种系统，包括：
基于车辆的处理器，被配置为：
接收道路扫描指令；
指示车载声呐扫描即将到达的地形部分；
响应于所述道路扫描指令，从车载声呐接收扫描数据；
将扫描数据转换为至少显示障碍物和高程的视觉显示；
在车载显示器上呈现所述视觉显示。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置为：
指示车辆相机拍摄即将到达的地形部分的照片；
从车辆相机接收所述地形的图像数据；
通过将从扫描数据获得的高程和障碍物数据叠加到图像数据上而将扫描数据转换为视觉显示。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，显示障碍物的视觉显示包括在即将到达的地形上的隐藏在视野之外的物理障碍物的数字表示。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，显示障碍物的视觉显示包括在即将到达的地形上的表面一致性偏差的数字表示。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，显示高程的视觉显示将所述高程示出为覆盖在即将到达的地形上的液体的深度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置为：
基于车辆行驶通过覆盖在即将到达的地形上的液体，并且至少基于通过扫描数据测量的液体深度，确定车辆发动机故障可能性；
针对所述故障可能性而警告车辆乘员。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述处理器还被配置为：
确定所述故障可能性高于预定阈值，并且响应地阻止车辆行驶经过即将到达的所述故障可能性高于所述预定阈值的地形而通过任何区域。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置为：
基于车辆在即将到达的地形上遇到通过扫描数据识别的障碍物，确定车辆损坏可能性；
针对所述车辆损坏可能性而警告车辆乘员。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置为：
基于在即将到达的地形上的扫描数据，确定严重危险可能性，所述严重危险可能性表示可能的车辆损坏、健康风险或者发动机关闭中的至少一个高于预定阈值可能性；
针对所述严重危险可能性而警告车辆乘员；
基于扫描数据，阻止车辆在与所述严重危险可能性对应的地形上行驶。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为：在视觉显示上突出显示根据扫描数据确定的风险区域。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理器被配置为：提供与风险区域对应的视觉文本或听觉警告，以识别风险。
12.一种计算机实现的方法，包括：
响应于乘员扫描指令，使用车载声呐扫描车辆前方的道路部分；
将声呐扫描数据转换为至少显示道路障碍物的视觉图像；
在车载显示器上呈现视觉图像。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述道路障碍物包括道路上的隐藏在视野之外的物理障碍物的数字表示。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述道路障碍物包括道路上的表面一致性偏差的数字表示。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括：显示表示覆盖道路的物质的深度的高程线。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述物质包括水。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括：
从车辆相机获取道路的照片；
其中，所述转换包括将所述照片和声呐扫描数据合并，以产生视觉图像，使得视觉图像显示所述照片，其中，在所述照片上视觉地表示声呐扫描数据。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括；
基于车辆行驶通过覆盖在前方道路部分上的物质，并且至少基于通过声呐扫描数据测量的物质深度，确定车辆发动机故障可能性；
针对所述故障可能性而警告车辆乘员。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
确定所述故障可能性高于预定阈值，并且响应地阻止车辆行驶经过所述故障可能性高于所述预定阈值的前方道路部分而通过任何区域。
20.一种用于存储指令的非暂时性存储介质，当由处理器执行所述指令时，使得处理器执行包括以下操作的方法：
从车载声呐接收声呐数据，并且从车载相机接收图像，所述声呐数据和图像两者都是针对车辆前方的道路部分并响应于乘员指令而被采集的；
将所述声呐数据和图像合并为数字表示，所述数字表示显示在图像中包括通过声呐数据测量的障碍物和高程的视觉指示的图像；
在车载显示器上显示所述数字表示。
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