CN109703555A - 用于探测道路交通中被遮蔽的对象的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆100的、在使用无源车辆传感器106的情况下探测在道路交通中的至少一个被遮蔽的对象的方法，其中，所述方法首先包括读取由所述无源车辆传感器106提供的输入信号112的步骤，所述输入信号112代表光束110，所述光束被位于车道上和/或车道边缘处的对象的表面反射或者散射。最后，所述方法包括处理所述输入信号112的步骤，以便探测在所述道路交通中的被遮蔽的对象。

Description

用于探测道路交通中被遮蔽的对象的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的、在使用无源车辆传感器的情况下探测在道路交通中的至少一个被遮蔽的对象的设备或方法。本发明的内容也是一种计算机程序。

背景技术

从数十年来，使用传感器用于在道路交通中实现驾驶员辅助功能已经属于现有技术。在此，传感器主要完成探测对象，例如车辆或者行人以及车道标记的任务。原则上，在此所使用的技术可以被划分为有源传感装置和无源传感装置。有源传感装置本身发射电磁波或者声波并且不久之后探测到被要探测的对象反射回的波。这包括雷达传感器、激光雷达系统和超声波传感器。无源传感装置本身不发射波，而是仅接收在本车辆外部产生的光。这主要包括视频摄像机。

发明内容

在该背景下，借助在这里所提出的方案提出一种用于车辆的、在使用无源车辆传感器的情况下探测在道路交通中的至少一个被遮蔽的对象的方法、一种用于操控车辆的部件的方法，此外提出一种使用这种方法的设备以及最后提出一种相应的计算机程序。通过在下面列举的措施实现所提出设备的有利扩展方案和改进方案。

在这里所提出的方案可以作为用于车辆的方法，在该方法中，借助无源车辆传感器在光学上探测不能够被直接看到的对象，而为此不使用雷达技术、激光雷达技术或者超声波技术。

提出一种用于车辆的、在使用无源车辆传感器的情况下探测在道路交通中的至少一个被遮蔽的对象的方法，其中，该方法包括以下步骤：

读取由所述无源车辆传感器提供的输入信号，其中，该输入信号代表被位于车道上和/或车道边沿处的对象的表面已经反射或散射的光束；和

处理所述输入信号，以便探测在道路交通中的被遮蔽的对象。

所述被遮蔽的对象可以是迎面驶来的车辆。所述车辆可以是用于运送人员的车辆，例如高度自动化行驶的车辆。所述无源车辆传感器可以是视频摄像机和/或不主动发射信号的传感器。所述输入信号可以代表被位于车道上和/或车道边沿处的对象的表面已经反射或散射的光束。

根据一个实施方式，读取的和/或处理的步骤可以在车辆外部的计算机单元中被实施。这样的车辆外部的计算机单元例如可以通过云端服务器构成。这样的实施方式提供以下优点：能够保持在车辆中的用于实施在这里所提出方案的步骤的计算机单元的性能低，由此可以节省制造成本。

根据一个实施方式，在处理的步骤中，在车辆外部的计算机单元中实施的信号处理的结果可以被传输返回给车辆的部件。在这里所提出的方案的这种实施方式提供以下优点：借助来自车辆外部的计算机单元的信号(该信号与信号处理的结果相关或者代表该结果)来操控车辆的部件，例如驾驶员辅助系统的部件或者远光灯辅助装置，使得同样能够保持在车辆中的用于实施在这里所提出方案的步骤的计算机单元的性能低，以便节省制造成本。

根据一个实施方式，在处理的步骤中，借助神经网络处理输入信号。在这里所提出方案的这样的实施方式通过使用神经网络而提供非常有效的学习能力的优点。

根据一个实施方式，在处理的步骤中，可以分析评估输入信号的时间上的走势。在这里所提出方案的这样的实施方式有利地利用，对输入信号的时间上的走势的处理通常减少包含在输入信号中的测量不准确性的不利影响。这使得例如能够更可靠地估计要探测的对象的特性或者更可靠地预测输入信号的未来值，使得由此可以从输入信号的处理中实现更大的效用。

根据一个实施方式，在处理的步骤中，可以分析评估通过输入信号代表的光束的至少一个颜色信息。该颜色信息例如可以理解为在输入信号中的光波长中包含的或者通过所述光波长反映或者代表的信息。在这里所提出方案的这样的实施方式提供以下优点：通过分析评估颜色信息能够进行对被遮蔽对象的探测的进一步改进或者精确化。

根据一个实施方式，在处理的步骤中，可以在使用颜色信息的情况下求取关于对象的信息。这样的信息例如可以是所述对象关于车辆的行驶方向或者运动方向。这样的实施方式提供以下优点：同样能够进行对被遮蔽对象的探测的进一步改进。例如，在探测出在输入信号中代表的红光部分时可以推断出以下结论：所述对象可能是在前行驶的、被遮蔽的车辆，该在前行驶的车辆包含输入信号中的尾灯部分。由此，车辆中的驾驶员辅助系统例如能够将由该被遮蔽的对象引起的车辆危险评价为比在输入信号中代表例如能够由作为被遮蔽对象的迎面驶来的车辆发出的白光部分的情况下概率更小。

提出一种用于操控车辆部件的方法，其中，该方法响应探测到的对象地包括输出用于操控车辆部件的控制信号的步骤。例如，车辆的这样的部件可以是车辆的驾驶员辅助系统或人员保护系统。在这里所提出的方案的这样的实施方式提供以下优点：通过考虑探测出的被遮蔽的对象进一步提高车辆部件的效用。

该方法例如可以在软件或者硬件中或者在由软件和硬件组成的混合形式中例如在控制器中被执行。

此外，在这里所提出的方案实现一种设备，该设备构造为用于在相应的装置中执行、操控或者实现在这里所提出的方法的一种变型的步骤。通过本发明的该呈设备形式的实施变型可以快速且有效地解决本发明所基于的任务。

为此，所述设备可以具有至少一个用于处理信号或者数据的计算单元、至少一个用于存储信号或数据的存储单元、至少一个连接到传感器或者连接到促动器的、用于读取来自传感器的传感器信号或者用于将数据信号或控制信号输出给促动器的接口和/或至少一个用于读取或者输出数据的通信接口，所述数据嵌入到通信协议中。所述计算单元例如可以是信号处理器、微控制器或者类似装置，其中，所述存储单元可以是闪存、EEPROM或磁性存储器。所述通信接口可以构造为用于无线地和/或有线地读取或者输出数据，其中，可以有线地读取或者输出数据的通信接口能够例如以电或者光学的形式从相应的数据传递线路中读取这些数据或能够将这些数据输出到相应的数据传递线路中。

在本发明中，设备可以理解为电器，所述电器处理传感器信号并且根据所述传感器信号输出控制信号和/或数据信号。所述设备可以具有能够以硬件和/或软件形式构造的接口。在硬件形式的构造方式中，所述接口例如可以是所谓的系统ASIC的部分，该部分包含设备的不同功能。然而，所述接口也能够是本身的集成电路或者至少部分地由离散的结构元件组成。在软件形式的构造方式中，所述接口可以是软件模块，所述软件模块例如除了其它软件模块外存在于在微控制器上。

计算机程序产品或者具有程序代码的计算机程序也是有利的，所述计算机程序可以存储在机器可读的载体或者存储介质上，如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器并且用于执行、实现和/或操控按照前面所说明的实施方式之一的方法的步骤，尤其当程序产品或者程序在计算机或者设备上被实施时。

附图说明

在附图中示出并且在下面的说明书中更详细地阐述在这里所提出的方案的实施例。附图示出了：

图1示出一个车辆的示意性的横截面视图，该车辆具有根据一个实施例的用于探测在道路交通中的至少一个被遮蔽对象的设备；

图2示出一个示例性的交通状况的示意性俯视图，该交通状况用于使用根据一个实施例的用于探测在道路交通中的被遮蔽对象的方法；

图3示出一个车辆传感器的摄像机图像的视图，该车辆传感器用于借助根据一个实施例的方法分析评估；

图4根据一个实施例的用于探测在道路交通中的至少一个被遮蔽对象的方法的流程图；和

图5用于车辆的、在使用无源车辆传感器的情况下探测在道路交通中的被遮蔽对象的方法的一个实施例的流程图以及随后的根据一个实施例的用于操控车辆部件的方法。

在下面本发明的有利实施例的说明中，对于在不同附图中所示的并且起相似作用的元件使用相同的或者相似的附图标记，其中，省去对这些元件的重复说明。

具体实施方式

图1示出车辆100的示意性的横截面视图，该车辆具有根据一个实施例的用于探测在道路交通中的至少一个被遮蔽对象的设备102。车辆100包括用于探测在道路交通中的被遮蔽对象的设备102以及计算机单元104，其中，计算机单元104替代地也可以是外部的服务器、例如云端计算机。用于探测在道路交通中的被遮蔽对象的设备102利用无源车辆传感器106并且将信号输出给部件108。根据一个实施例，无源车辆传感器106可以是摄像机。该摄像机本身不发射电磁波，但接收光束110，该光束在车辆100外部产生。根据一个实施例，部件108是车辆100的驾驶员辅助系统、前照灯控制单元、转向单元、人员保护系统或者制动单元。

车辆传感器106构造为用于将输入信号112提供给计算机单元104。输入信号112在此代表光束110(或者由车辆传感器106接收的图像的部分)，该光束已经被位于车道上和/或车道边沿处的对象的表面反射或散射。计算机单元104构造为用于读取输入信号112并且在使用读取的输入信号112情况下，响应(实际)探测到的对象地将控制信号114提供给车辆100的部件108，其中，控制信号114代表用于操控车辆100的部件108的信息。

用于探测在道路交通中的被遮蔽对象的方法的目标可以在于，使无源车辆传感器106、例如摄像机能够探测在道路交通中的被遮蔽对象并且由此提升行驶安全性和行驶舒适性。在许多情况下，这也可能导致在车辆100中省去有源传感器的安装并且将无源车辆传感器106安装在所述有源传感器的位置处，所述无源车辆传感器不具有有源传感器的缺点。这些缺点例如包括用于构造和校准的大的费事、大的空间消耗和能量消耗以及关于电磁相容性和环境相容性的要求。假如由此总体上在车辆100中安装更少的传感器，则可以减少每个车辆100的制造成本。

图2示出一个示例性的交通状况的示意性俯视图，该交通状况用于使用根据一个实施例的用于探测在道路交通中的被遮蔽对象301的方法。

用于探测被遮蔽对象的设备102的安装在车辆100中的电磁波车辆传感器根据电磁波识别在进一步的道路走势中的对象301，所述设备例如是将可见光或者不可见光成像的摄像机，所述电磁波由要识别的对象301生成，并且之后，在所述电磁波到达车辆传感器106用于在用于探测被遮蔽对象的设备102中进一步处理之前，该电磁波已经在其他对象的表面上被反射或者散射。在下面还将更详细地介绍的、根据一个实施例的用于探测在道路交通中的被遮蔽对象301的方法能够识别位于道路走势的不能够直接看清的区域中的对象301，而在此不使用有源传感装置，即不必独立发射电磁波。

通过车辆传感器106可以识别其他交通参与者，尽管所述其他交通参与者位于车辆传感器的不能够直接看清的区域中，例如在弯道之后。由此可以显著缩短在确定的应用情况中引入措施时的反应时间。这提高了安全性和行驶舒适性。

为了直观说明，在图2中示出一种交通状况，该交通状况用于使用探测在道路交通中的被遮蔽对象的方法：在夜间，本车辆100位于车道305的弯道之前。被遮蔽的对象301位于弯道中不能够直接看清的区域中，其中，根据一个实施例，所述被遮蔽的对象是迎面驶来的别的车辆301。所述不能够看清的区域通过以下方式产生：在安装在车辆100中的车辆传感器106和要探测的车辆301之间有另外的对象302、例如住宅区，该另外的对象阻挡了看到别的车辆301的视野。在对象302和车辆100的看到对象302的最外点的视线306之间产生死角304。该角度304是不能够直接看清的区域。别的车辆301的前照灯是打开的并且射出一个光锥307到周围环境中。该光锥落到位于车道边沿处的对象308和对象310上。在所示的示例中，对象308在此是第三车辆并且对象310是护栏。光锥307在作为对象308的第三车辆的表面上和/或在作为对象310的护栏上被反射或者扩散地散射。在车辆传感器106中使用摄像机，该摄像机感测在车辆100之前的视角312。

图3示出根据一个实施例的车辆传感器的摄像机图像400的视图。摄像机图像400例如是根据图2所示的一个示例性交通状况的从本车辆看到的视图，该交通状况用于使用探测在道路交通中的被遮蔽对象301的方法。

摄像机图像400由本车辆的车辆传感器通过处理在视角312中接收的光而产生并且代表相应于图1中示图的输入信号112。迎面驶来的别的车辆在车辆传感器的摄像机图像400中不可见，因为它被对象302遮蔽。然而，在第三车辆(对象308)的和/或护栏(对象310)的表面上可见多个明亮的光斑402，所述光斑由被遮蔽车辆的被反射或散射的前照灯光引起。车辆传感器探测到光斑402并且提供或者分析由此产生的输入信号112。由在计算机单元104中进行的信号分析例如得出：迎面驶来的车辆位于对象302之后。尽管不能够直接看到所述迎面驶来的车辆，但本车辆现在例如已经将自身的前照灯(未示出)从远光灯切换为近光灯，其方式是：发送相应的控制信号114给车辆部件108。由此可以防止使迎面驶来的车辆的驾驶员炫目。

常规的远光灯辅助装置只有当能够直接看到迎面交通时才能够近光照明。然而，这对于防止迎面交通的远光灯炫目通常已经太晚。因为所描述的场景不构成不寻常的状况并且当前生产大量的基于无源传感器的远光灯辅助装置，因此可以认为经常发生这样的炫目事件。通过使用在这里所提出的方法可以避免这些令人不快的并且甚至可能危险的事件中的大部分。如果本车辆以增加的速度运动，附加地，行车速度也能够自动地略微减小，以便降低事故风险。在有利的条件下，可以在能够直接看到迎面驶来的车辆之前几秒已经引入各个措施、如调整速度，使得不损失行驶舒适性。在一些情况中，通过及早引入的缓和地减小速度可以防止突然的紧急制动，所述突然的紧急制动在不使用本发明的情况下将是必需的，以避免事故。

图4示出根据一个实施例的具有用于探测在道路交通中的被遮蔽对象的方法的流程图500。

在步骤502中，车辆传感器接收电磁波、例如可见光或者不可见光，所述电磁波被位于车道边沿处和/或车道上的对象的表面反射或者散射。所述电磁波明确不是由本车辆生成的波。这些电磁波在(车辆)传感器中被转换为输入信号。在步骤504中，所述输入信号被传送给计算机单元。在步骤506中，在所述计算机单元中借助软件分析输入信号。在一个可选的步骤508中，所述软件在分析输入信号的范畴内求取电磁波到车辆传感器上的入射方向。

在另一可选的步骤510中，软件将在步骤508中求出的入射方向配属给已经由其它测量(例如其它传感器的测量)知道的对象，所述对象的表面可能已反射或者散射电磁波。在步骤512中，所述软件复查，输入信号是否是被反射或者散射的电磁波。在一个可选的步骤514中，如果输入信号是被反射或者散射的电磁波，则所述软件求取电磁波在反射或者散射之前初始从哪个方向入射，即求取初始方向。在另一可选的步骤516中，所述软件将在步骤514中求出的电磁波初始方向与已经由其它测量或者由地图数据知道的车道几何形状进行比较。在步骤518中，所述软件或者直接使用来自步骤512的信号复查的结果，或者使用来自步骤516的电磁波初始方向和车道几何形状之间的比较结果，以便由此得出结论：在车道的进一步走势中或者在其周围环境中存在已生成电磁波的对象。在一个可选的步骤520中，所述软件执行对输入信号的进一步检查，以便将生成波的对象归入确定的类别，例如迎面驶来/在前行驶的乘用车、两轮车或路灯。在此目标是，更准确地具体指出在随后的步骤522中要引入的措施，例如，当所述对象是迎面驶来的车辆时，本车辆应当近光照明；然而当所述对象是路灯时，本车辆不必近光照明。如果在步骤518中已得出结论：在车道的进一步走势中或者在其周围环境中存在对象，则在步骤522中引入相应的措施，所述措施可能在可选的步骤520中被更准确地具体指出。

根据本方法的一个实施例，在说明书中所提到的计算机单元并非必须位于车辆中。取而代之地，也能够将输入信号或者随后进行的信号处理的部分结果传递给不在本车辆中的计算机单元。这样的外部计算机单元例如能够位于服务器中，其中，可以通过无线电进行数据的传递。在该设计方式中，在外部计算机单元上将执行信号处理步骤中的一个或者多个步骤。然后，该车辆外部的信号处理结果又可以被传输给承载车辆传感器的车辆，以便可以输出用于操控车辆部件、例如远光灯辅助装置的控制信号。

根据本发明的一个实施例，删除可选的方法步骤508、510、514和516。直接根据输入信号，例如借助人工神经网络来评估，在车道的进一步走势中或者在其周围环境中是否存在这样的对象：该对象已生成被探测的电磁波并且该对象的存在要求引入措施。

根据本方法的一个实施例，为了使信号处理的结果鲁棒，使用基于从输入信号的时间上的走势中获取附加信息的方法。如果在每个时间点仅分析评估车辆传感器的一个瞬间记录，这些信息将不可用。为了分析评估时间上的信号走势，例如可以在时间维度上过滤、例如平滑输入信号。当车辆传感器是成像的摄像机，例如也能够在预定义的时间窗中来分析，观察到的光斑的亮度或者形状如何变化，以便由此推断出光的初始处。当使用人工神经网络用于信号分析评估时，可以这样构造所述神经网络，使得在其中被处理的数据部分地在较长时间上对在网络中进行的计算产生影响，例如在使用递归神经网络时是这种情况。

根据本发明的一个实施例，为了使信号处理的结果鲁棒，此外还可以分析评估颜色信息。为此可以将入射到车辆传感器上的光进行光谱分解，例如其方式是：所述光投射到设有滤色器的像素阵列上。色彩分析可以被用于能够更准确地说明，所接收的光多大概率地由车辆前照灯生成。为此，将求出的颜色或者求出的光谱分布与存储在软件中的光谱数量进行比较。在此，所存储的光谱来源于在标准化车辆前照灯的研发阶段期间所执行的测量。

图5示出用于车辆的、在使用无源车辆传感器的情况下探测在道路交通中的被遮蔽对象的方法600的一个实施例的流程图以及根据一个实施例的随后的用于操控车辆部件的方法650。方法600和650例如可以在使用根据图1所描述的用于探测在道路交通中的被遮蔽对象的设备的情况下被实施。

方法600包括步骤601，在该步骤中，读取由无源车辆传感器提供的输入信号，其中，该输入信号代表被位于车道上和/或车道边沿处的对象表面已经反射或散射的光束。此外，在步骤603中，处理所述输入信号，以便探测在道路交通中的被遮蔽的对象。

例如，步骤601可以相应于图4的步骤502和504，而步骤603相应于在图4中用附图标记506标明的步骤。

用于操控车辆部件的方法650不但包括方法600的步骤，而且包括步骤651，在所述步骤中，响应探测到的对象地输出用于操控车辆部件的控制信号。

如果一个实施例包括第一特征和第二特征之间的“和/或”关联，那么这应当解读为，该实施例根据一个实施方式既具有第一特征又具有第二特征而根据另一实施方式或者仅具有第一特征或者仅具有第二特征。

Claims (11)

1.一种用于车辆(100)的、在使用无源车辆传感器(106)的情况下探测在道路交通中的至少一个被遮蔽的对象(301)的方法(600)，其中，所述方法(600)包括以下步骤：

-读取(601)由所述无源车辆传感器(106)提供的输入信号(112)，其中，所述输入信号(112)代表光束(110)，所述光束被位于车道(305)上和/或车道边缘处的对象(308、310)的表面反射或者散射；和

-处理(603)所述输入信号(112)，以便探测在所述道路交通中的所述被遮蔽的对象(301)。

2.根据权利要求1所述的方法(600)，其中，所述读取(601)的步骤和/或所述处理(603)的步骤在车辆外部的计算机单元(104)中被实施。

3.根据权利要求2所述的方法(600)，其中，在所述处理(603)的步骤中，在所述车辆外部的计算机单元(104)中实施的信号处理的结果被传输返回给所述车辆(100)的部件(108)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(600)，其中，在所述处理(603)的步骤中，借助人工神经网络处理所述输入信号(112)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(600)，其中，在所述处理(603)的步骤中，分析评估所述输入信号(112)的时间上的走势。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(600)，其中，在所述处理(603)的步骤中，分析评估通过所述输入信号(112)代表的光束(110)的至少一个颜色信息。

7.根据权利要求6所述的方法(600)，其中，在所述处理(603)的步骤中，在使用所述颜色信息的情况下求取关于所述对象(301)的信息。

8.一种用于操控车辆(100)的部件(108)的方法(650)，其中，所述方法(650)包括根据前述权利要求中任一项所述的方法(600)的步骤，并且响应探测到的对象(301)地包括输出(651)用于操控所述车辆(100)的部件(108)的控制信号(114)的步骤。

9.一种设备(102)，所述设备设置为用于在相应的单元中实施和/或操控根据权利要求1至8中任一项所述的方法(600)的步骤。

10.一种计算机程序，所述计算机程序设置为用于实施和/操控根据权利要求1至8中任一项所述的方法(600)的步骤。

11.一种机器可读的存储介质，在所述机器可读的存储介质上存储有根据权利要求10所述的计算机程序。