CN110392644A - 提供用于在驾驶机动车方面辅助驾驶员的光功能 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提供光功能的方法，该光功能用于在驾驶机动车方面为驾驶员提供辅助，其中激活(10)光功能，根据光功能确定光分布，确定(12)机动车的驾驶员的视角，以及如此控制机动车的投影装置(18)，使得投影装置根据光分布发出光。本发明的目的在于，改进用于在驾驶机动车方面辅助驾驶员的光功能的提供。根据本发明建议了，确定在驾驶员的视野中的周围环境的地形数据和/或确定在驾驶员的视野中的周围环境中的对象的对象数据以及根据地形数据和/或对象数据和视角确定光分布(14)。

Description

提供用于在驾驶机动车方面辅助驾驶员的光功能

技术领域

本发明涉及一种用于提供光功能的方法，该光功能用于在驾驶机动车方面为驾驶员提供辅助，其中激活光功能，根据光功能确定光分布，确定机动车的驾驶员的视角，以及如此控制机动车的投影装置，使得投影装置根据光分布发出光。本发明还涉及一种用于提供光功能的设备，该光功能用于在驾驶机动车方面为驾驶员提供辅助，其中该设备具有：用于基于配属于光功能的激活信号的接收来激活光功能的部件；用于根据光功能确定光分布的部件；用于确定机动车的驾驶员的视角的部件；以及控制单元，该控制单元用于提供控制信号以控制机动车的投影装置，使得投影装置根据光分布发出光。此外，本发明还涉及一种机动车。

背景技术

这种类型的方法和设备以及具有这种设备的机动车在现有技术中已广泛已知。它们用于提供光功能，该光功能例如用于照亮驾驶员驾驶机动车行驶的交通路径或行驶路径，或者用于提供可由驾驶员视觉获取到的信号。在此方面，例如，DE 10 2016 00 838 A1公开了一种用于便于对车辆定位的方法和控制单元。该教导尤其旨在改善对机动车的侧向定位，以便由此沿机动车的行驶方向相对于道路的布置在车道中的能量传递区段改善定位，从而改善能量传递。能量传递区段基于，借助于交变磁场提供能量，该能量可以通过借助于合适的能量耦合器从交变场获取能量而被提供给机动车。为了能够实现可使用的能量耦合，必须使机动车尽可能精确地相对于能量传递区段定向。为此目的，确定机动车前方的能量传递区段的侧向边界。另外，确定机动车的所确定的侧向位置与能量传递区段的固定的侧向边界的偏差。因此，在侧向边界内执行便于机动车的侧向定位的过程，从而辅助驾驶员将机动车保持在能量传递区段的侧向边界内。为此目的，在平视显示器(HUD)(也称为挡风玻璃显示或平视显示装置)中进行标志或符号的相应显示。另外，相应的标志可以投影到车辆前方的车道上，以便能够以期望的方式引导驾驶员。

虽然这种现有技术已经证实有效，但仍然存在缺点。通过目前的大灯和HUD，与地形/拓扑结构无关地显示相应的光分布或光功能。这可能导致，视觉显示对驾驶员而言不总是足够清晰的。结果可能导致错误引导。

发明内容

因此，本发明的目的在于，改进用于在驾驶机动车方面辅助驾驶员的光功能的提供。

作为解决方案，本发明提出了根据独立权利要求所述的方法、设备以及机动车。

根据从属权利要求所述的特征得到有利的改进方案。

在所述类型的方法方面尤其建议了，确定在驾驶员的视野中的周围环境的地形/地貌(Topografie)数据和/或确定在驾驶员的视野中的周围环境中的对象的对象数据，以及根据地形数据和/或对象数据和视角确定光分布。

在所述类型的设备方面尤其建议了，该设备具有用于确定在驾驶员的视野中的周围环境的地形数据和/或确定在驾驶员的视野中的周围环境中的对象的对象数据的部件，其中用于确定光分布的部件被设计成，根据地形数据和/或对象数据以及视角确定光分布。

在机动车方面尤其建议了，机动车包括本发明的设备。

本发明基于如下思想：通过考虑地形数据和/或对象数据并结合视角可以实现通过投影装置的更好的投影。在此，考虑地形数据和/或对象数据并结合视角的情况下优选可以如此校正投影或显示，即可以实现基本上在视觉上对驾驶员无干扰的投影或显示。因此，驾驶员可以基本上与投影面和投影面的特性无关地感知/获取/检测到投影或显示。尽管本发明当然特别针对作为机动车操控者的机动车驾驶员，但是本发明同样也可以针对以乘员作为驾驶员的情况使用。

例如，可以基于驾驶员的控制指令进行光功能的激活，这通过该驾驶员手动操作按钮，进行相应的语音输入、相应的手势输入等实现。但此外该激活也可以由机动车控制系统来促发，该机动车控制系统例如想要基于机动车的状态和/或机动车的周围环境对驾驶员进行相应的输出。例如，可以发出转弯建议等。该转弯建议可以例如是由机动车的导航系统激活的。

可以预先规定多种相应的光功能，从而要激活相应的光功能仅需要一个简单的、优选数字的控制信号。例如，可以为至少一种光功能分配一种光分布，该光分布例如存储在文件中。可以为相应的光功能分配明确的、相应的光分布，该光分布由投影装置以可见方式自动提供。光分布不仅可以包括标志、特别是符号，还可以包括对视野等的确定区域在视觉上的突出显示。

本发明利用对机动车驾驶员的视角的确定。为此目的，在车辆侧，特别是在驾驶员的位置的区域中可以布置一个或多个相应的传感器，通过该传感器可以检测头部位置，特别是眼睛位置或眼睛的定向。还可以相对于机动车的车辆纵向轴线确定驾驶员的高度位置以及视野的姿态。

此外，根据本发明，确定在驾驶员视野中的周围环境的地形数据。地形数据可以用于相应地调整光功能的光分布，从而在考虑地形数据的情况下，可以实现从驾驶员角度来看的基本上无失真的光分布显示。为此目的，备选地或补充地，也可以确定在驾驶员视野中的周围环境中的对象的对象数据。由此使得可以为驾驶员提供基本上不失真的投影和/或显示。此外，本发明使得能够将妨碍视线的地形或对象结合到光分布中，使其基本上不影响从驾驶员角度来看的投影或显示。由此即使在不利的边界条件下，特别是在地形或对象不利的条件下，也可以实现可靠的投影或显示。除此之外，还可以考虑所确定的驾驶员视角，来进一步改善对显示的校正。因此，本发明可以为驾驶员实现基本上不失真并且在考虑了所确定的地形和/或对象的情况下进行的可在视觉上检测到的投影或显示。

可以至少由机动车的大灯提供投影装置。大灯被设计用于提供对应于光功能的光分布并由控制单元的相应信号控制。然后，根据光分布如此调节光输出，使得大灯发出的光投射到投影面，特别是交通路径或车道上，从而可以在视觉上由驾驶员检测到。为此目的，优选地向在机动车前方的行驶方向上的车道上的区域中发射光，该区域通常可以在机动车的常规的行驶运行中被驾驶员很好地看到。

大灯优选是像素大灯。像素大灯是具有多个像素的大灯，该多个像素优选可以单独地发光。通过大灯控制器可以控制各个像素的光输出。像素大灯的像素优选地以矩阵的方式布置。像素通常由发光元件形成，该发光元件可以通过大灯控制器单独地控制其光输出。这些发光元件的控制可以基本上彼此独立地单独完成，从而可以通过像素大灯提供几乎任何光分布。因此，可以实现在像素大灯的光输出方面的高度灵活的光分布。发光元件例如可以是发光二极管、激光二极管，但基本上也可以是辉光灯、气体放电灯、它们的组合等。另外，像素大灯的像素也可以由发光材料提供，该发光材料可以通过激光光源的激光束逐点地和/或逐行地激活以实现光输出。在这种情况下，转换材料提供像素大灯的像素。在这种大灯中还可以规定，像素几乎没有限制地彼此过渡，例如由于激光的相应操控。这种大灯也称为激光扫描仪。

但投影装置此外也可以包括平视显示装置。平视显示装置—也称为平视显示器(HUD)(字面翻译：平视显示器)是一种显示装置，该显示装置可以使用户、在此是机动车的驾驶员在机动车的常规运行期间、尤其是在驾驶机动车时保持他的头部姿势或他的视线方向，因为根据光分布投影到其视野中的信息被如此投影到驾驶员的视野中，使得驾驶员可以保持他为驾驶机动车而选择的视角基本上不变。HUD通常至少在驾驶员位置的区域中将机动车的前挡玻璃或挡风玻璃用于相应的投影或显示。因此，HUD有时被称为前挡玻璃投影仪。除了提供相应光分布的投影单元之外，作为投影装置的HUD还包括相应可控的光源和光学单元。借助于光学单元，光源发出的光根据光分布被相应地引导至投影面上，优选至机动车的前挡玻璃上。因此，HUD也是具有进行成像的投影单元的显示装置，用于在光路中把虚拟图像、即图形信息投影到机动车的内部空间中的反射面上，该反射面通常由机动车的挡风玻璃或前挡玻璃提供。

本发明利用了这样的认知，即投影装置的计算可以优选地与投影装置的实际设计无关地进行。也就是说，既可以为大灯的投影、也可以为HUD上的投影使用配属于光功能的光分布的计算。对此的计算基本上甚至可以是相同的。在此只需要考虑HUD相对于可能的大灯的不同位置。然而，这可以借助于一个或多个参数等通过简单调整来完成。仅需要考虑，相应地适当地提供HUD和/或大灯的架构供使用。因此，当然应该如此选择该架构，使得还可以以给定的分辨率显示根据光功能的光分布。例如，可以给定达到约1百万像素或更高像素的分辨率。因此，根据本发明的投影装置可以是HUD和/或大灯。无论HUD还是大灯都被相应地设计，以便能够以合适的方式在驾驶员能够在视觉上感知的情况下显示对应于光功能的光分布。

优选规定了，根据视线条件确定光分布。视线条件是周围环境的、尤其是机动车周围的大气/气氛的视觉特性，例如雾、雨、雪以及周围环境亮度、外部光源的、特别是迎面而来的和/或在前行驶的机动车的光和/或类似事物，该视觉特性对于驾驶员而言会影响投影的能见度。这可以补充性地被考虑用于确定光分布。

根据改进方案提出了，如此控制投影装置，使得与机动车的姿态无关地、以机动车所行驶的交通路径的表面为基准来提供光分布。由此可以例如考虑到交通路径的不同特性，特别是在交通路径的表面方面的特性。因此，例如可以考虑到在例如交通路径由于潮湿而具有更强的反射时的反射特性，或者考虑到由于车道覆层的类型(即例如沥青、鹅卵石和/或类似事物)的原因而在显示方面的不同特性。

优选规定了，由驾驶员调整视角和/或根据机动车的车辆数据自动地调整视角。因此例如可以由驾驶员通过例如手动输入对视角进行相应的调整，从而可以借助于投影装置实现对他而言在视觉上能够更容易检测到的投影。但这也可以自动地并且根据机动车的车辆数据进行，例如，当驾驶员由于当前行驶状况而改变他的视角并且这被为此设置的传感器检测到时。然而也可以规定，基于位于机动车控制系统中的机动车的车辆数据自动地进行相应的调整，例如根据行驶速度、车道覆层的改变、借助于合适的传感器检测到的其他特性等。

根据改进方案规定了，投影装置包括至少两个像素大灯，像素大灯被如此控制，使得通过叠加大灯的光输出来提供光分布。这使得可以使用增大的投影面，因为利用两个像素大灯可以实现相应得到改进的、特别是增大的显示。此外当然还可以规定，通过大灯可以为投影提供更大的亮度、更大的对比度等。当周围环境亮度非常高并且仅利用唯一的像素大灯进行的投影由于低对比度原因而很难在视觉上被驾驶员检测到时，这是特别有利的。出于其他原因，使用两个大灯来显示光分布也可以是有利的—例如当天气特性(例如雨、雪等)干扰了交通路径或车道上的相应投影时。

优选地，投影装置包括至少一个平视显示装置，平视显示装置被如此控制，使得由平视显示装置提供光分布。平视显示装置使得可以在相应的投影面上、特别是反射面上、优选在机动车的挡风玻璃上为机动车的驾驶员提供相应的投影。由于驾驶员的能见度也取决于视野的其他特性，因此根据本发明的相应控制被证明是特别有利的。所以不仅能够自动地调整对比度和/或亮度，而且还可以在显示方面如此调整显示或投影的确定区域，使得即使在不利的背景下(例如当驾驶员的视野中存在视觉上不利的对象，例如建筑物等，这会对驾驶员干扰投影的视觉上的能见度)也能实现得到改善的能见度。由此可以对驾驶员实现得到改进的视觉识别。

因此，根据本发明的投影装置可以包括例如至少一个大灯和至少一个HUD。

另外建议了，超出于平视显示装置的显示区域的光分布至少部分由至少一个像素大灯来显示。该设计方案特别适用于大面积投影的显示，在显示大面积投影时平视显示装置本身是不足够的。利用本发明，基于对大灯和对平视显示装置的显示的共同计算，能够以简单的方式实现共同的投影或显示以及在利用这两种显示方案的情况下提供增大的投影面。由此实现了，提供具有更高分辨率的光分布，从而可以为驾驶员提供得到改进的图形显示。在此可以规定，大灯的显示与平视显示装置的显示至少部分地重叠。然而，也可以规定，它们彼此邻接并且基本上不重叠。无论怎样，通过本发明都可以实现：可以实现对驾驶员的视觉检测而言几乎无缝的共同的显示。

此外提出，在通过至少一个像素大灯显示光分布与通过平视显示装置显示光分布之间进行切换。这种设计方案尤其适合于由于当前的照明要求而不能够借助于大灯进行显示的情况。在这种情况下优选使用平视显示装置进行显示。在另一方面，反之也可以规定，平视显示装置被用于为驾驶员的个性化的投影，例如显示发动机数据等，但补充性地还期望或者说应该自动化地进行其他显示，以便例如能够显示警告或转弯指示等。由此也可以为驾驶员提供可选择的显示方案，从而驾驶员可以根据需要选择所需的投影面。例如可以规定，在高的周围环境亮度下设定在平视显示装置上的显示，相反在黑暗中在交通路径或在车道上借助于大灯进行显示。

对于根据本发明的方法所说明的效果和优点同样适用于根据本发明的设备以及配备有根据本发明的设备的机动车，反之亦然。相应地，可以用设备特征表达方法特征，反之亦然。

本发明还包括根据本发明的方法的改进方案，该改进方案具有已经结合根据本发明的机动车的改进方案描述的特征。因此，这里不再描述根据本发明的方法的相应的改进方案。

附图说明

在下文中，描述了本发明的实施例。唯一附图示出了根据本发明的方法实施的示意流程图。本发明的方法实施允许对投影装置进行失真补偿，该投影装置可以由机动车的HUD和/或大灯构成。

具体实施方式

在第一框10中，激活光功能。确定是否应激活灯功能。机动车的驾驶员可以例如通过操纵操作元件，像按钮、控制杆等，借助于语音输入或者也可以借助于的手势输入手动地请求光功能。另外也可以设置例如基于车辆数据来进行的自动激活。为此，更高级别的机动车控制系统——其中存在相应的车辆数据——向根据本发明的设备发送相应的激活信号。

根据本发明的方法的实施例可以利用一种设备来实现，该设备可以包括例如电子硬件电路和/或计算机单元作为部件。可以通过合适的计算机程序适当地控制计算机单元，以便能够提供所需的功能。当然，硬件电路和/或计算机单元可以至少部分地设计为集成半导体器件。此外，还可以将该设备至少部分地集成在更高级别的机动车控制系统中。

在框12中，根据接下来的步骤，针对相应的光功能确定相应的视角。为此目的，确定驾驶员的视角。为了良好地补偿相应光功能或配属于光功能的光分布在显示时的可能的失真，应该针对相应的光功能确定观察者的、此处是机动车的驾驶员的视角。可以规定，已经固定地为相应的光功能分配了视角。但备选地也可以规定，由驾驶员手动地或由更高级别的机动车控制系统自动地调整视角。

在框14中示出的后续步骤中，进行配属于光功能的光分布的计算。该计算利用了通过合适的传感器确定的在驾驶员或观察者的视野中的地形和/或对象的地形数据和/或对象数据。地形可以例如由于地区构造和/或类似原因形成。对象可以例如是其他交通参与者、驾驶员视野中的障碍物，但也可以是建筑物以及其他建筑和/或类似事物。优选地，定期地重新检测对象数据和/或地形数据，特别是根据机动车由于常规行驶运行而变化的位置。

对象可以例如是在世界坐标或类似物中确定的参照点。光分布可以根据对象而调整。因此可以基于这些数据例如对迎面而来的车辆和/或在前行驶的车辆隐光和/或对车道显光。另外，也可以根据与在前行驶车辆的距离而调整投影显示。此外，可以例如基于车辆数据调整光分布，该车辆数据可以包括例如诸如转向角、速度、行驶方向等参数。

优选地，为了准确地补偿失真，可以考虑投影面的地形，例如行驶路线的车道、在可见范围内的地区等的地形。因此除了道路外，投影面还可以是其他投影面，例如墙壁或类似物。如果例如要叠加地示出机动车的左边和右边的大灯的光分布，则在计算中也可以考虑地形的特性。以便能够通过相应的大灯实现投影的准确的叠加。

此外尤其有利的是，考虑观察者的、在此是驾驶员的头部位置。此外能够考虑到投影平面的倾斜，该倾斜例如在车辆正在实施其自身的常规行驶运行中的运动时例如由于车辆动力学和/或道路地形引起的摇摆和/或俯仰运动而造成。这也可以被考虑用于该方法的实施。利用这些数据可以实现：优选基本上总是在相同的水平和垂直距离投影所期望的光分布。

在此证明有利的是，既可以对于大灯的显示、也可以对于HUD的显示使用计算。切换可以简单地由此实现：考虑相应的调整因素，该调整因素考虑了大灯相对于HUD的不同的物理方面。就此可以通过根据本发明的方法实施方案来实现用于投影装置的控制信号的提供，该提供可以基本上独立于相应的投影装置。这为驾驶员辅助的应用方案打开了一个新领域。

在利用框16示出的下一步骤中，特别是为驾驶员检查能见度。为了分析相应光分布的能见度，可以考虑多个参数。因此可以考虑投影面的结构，该结构可以例如取决于投影面的反射度和其他的反射特性。另一个参数可以是关于投影面是否是湿的、被雪覆盖或被冰覆盖的信息。根据表面特性可以设定相应输出的光强度。因此还可以实现，例如由于表面特性不再能够显示相应光功能。例如，当周围环境过亮且不能进一步增加光分布的强度时，可能发生这种情况。此外，还可以考虑交通密度。例如，如果交通密度太高并且与其他车辆的距离一直太小，则同样可以规定，不能再激活光功能或不再显示相应的光分布。

在利用框18示出的另一步骤中进行输出。在该步骤中，由投影装置输出光分布。此外，在此可以规定，与在车辆侧和/或在更高级别的机动车控制系统方面选出的相应的投影装置匹配地进行输出。相应地在此可以为相应的投影装置规定了匹配。

根据本发明的方法实施方案优选被设置用于永久重复。这可以特别考虑到：机动车在使用本发明时处于特定的行驶运行中并且相应的数据根据机动车的相应的行驶位置而改变。这使得可以实现连续的方法实施，该方法实施使得能够基于根据本发明的特性而改善在驾驶机动车方面对驾驶员的辅助。

本发明还尤其利用如下思想：在诸如根据本发明的设备的控制器中通过共同的计算实现了，可以在诸如HUD和大灯之类的不同投影装置之间交互地显示功能。例如，可以既在HUD中也通过大灯显示转弯建议。此外还可以实现，例如当HUD的打开角度用尽并且可以通过大灯实现扩宽的显示时，可以从HUD功能转换到大灯功能，反之亦然。

优选地，相应匹配地设计HUD和大灯的架构。

实施例仅是对本发明的说明，而不是对其的限制。

以下说明的实施例是本发明的优选实施方案。在实施例中，实施方案的所述组件分别是本发明的单个的、可视作彼此独立的特征，该特征也分别彼此独立地改进本发明并进而也可以单个地或者以与示出的组合不同的组合视作本发明的组成部分。此外，所描述的实施方案也可以通过已经描述的本发明的其他特征来补充。

尽管已经参考在驾驶员方面的应用说明了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，投影装置当然也可以针对机动车中的另一和/或其他乘员进行调节和控制。因此，本发明的方法不必局限于作为机动车的操控者的驾驶员。因此，驾驶员也可以是乘员或任何车辆乘员。为此目的，可以设置合适的选择功能，该选择功能可以由驾驶员和/或乘员以及必要时还可以由车辆控制器操作。

Claims (10)

1.一种用于提供光功能的方法，该光功能用于在驾驶机动车方面为驾驶员提供辅助，其中

-激活(10)光功能，

-根据光功能确定光分布，

-确定(12)机动车的驾驶员的视角，以及

-如此控制(18)机动车的投影装置，使得投影装置根据光分布发出光，其特征在于，

-确定在驾驶员的视野中的周围环境的地形数据和/或确定在驾驶员的视野中的周围环境中的对象的对象数据以及

-根据地形数据和/或对象数据以及视角确定(14)光分布。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据视线条件确定(16)光分布。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如此控制投影装置，使得与机动车的姿态无关地、以机动车所行驶的交通路径的表面为基准来提供光分布。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由驾驶员调整视角；和/或根据机动车的车辆数据自动地调整视角。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，投影装置包括至少两个像素大灯，像素大灯被如此控制，使得通过叠加大灯的光输出来提供光分布。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，投影装置包括至少一个平视显示装置，平视显示装置被如此控制，使得由平视显示装置提供光分布。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，超出于平视显示装置的显示区域的光分布至少部分由至少一个像素大灯来显示。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在通过至少一个像素大灯显示光分布与通过平视显示装置显示光分布之间进行切换。

9.一种用于提供光功能的设备，该光功能用于在驾驶机动车方面为驾驶员提供辅助，其中所述设备具有：

-用于基于配属于光功能的激活信号的接收来激活光功能的部件(10)，

-用于根据光功能确定光分布的部件，

-用于确定机动车的驾驶员的视角的部件(12)，以及

-控制单元(18)，该控制单元用于提供控制信号以控制机动车的投影装置，使得投影装置根据光分布发出光，

其特征在于，

所述设备还具有：

-用于确定在驾驶员的视野中的周围环境的地形数据和/或用于确定在驾驶员的视野中的周围环境中的对象的对象数据的部件(14)，以及

-其中用于确定光分布的部件被设计成，根据地形数据和/或对象数据以及视角确定光分布。

10.具有根据权利要求9所述的设备的机动车。