CN110573377A - 用于发光信号指示机动车辆的车道变换的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆(13)的发光信号指示车道变换的装置，具有：至少一个元件，所述至少一个元件用于检测所述车辆(13)的车道变换；以及至少一个控制模块，所述至少一个控制模块被配置成接收和处理来自车道变换检测元件的信息，并且从而控制至少一个发射和投射元件，所述至少一个发射和投射元件被配置成将至少一个象形图(15、16、20)投射到道路上。

Description

用于发光信号指示机动车辆的车道变换的装置

技术领域

本发明涉及照明和/或信号指示领域，特别是机动车辆照明和/或信号指示领域，并且本发明更特别地涉及信号指示机动车辆特别是自主车辆的车道变换。

背景技术

目前，机动车辆的车道变换借助于方向指示灯来进行信号指示，方向指示灯的闪烁向车辆外部发出发光信号，以提醒道路使用者。此外，方向指示灯的致动伴随着车辆内部(例如仪表板上)的发光信号，以便在此时向车辆的乘员给出车道变换情况的提醒。在乘客舱中，这种发光显示还可以伴随有音频信号。

然而，这些信号在使用自主车辆或自动车辆的情况下可能证明是不够的。

在车辆识别的某些预设情况下，自动汽车能够接管驾驶员，而自主车辆负责与从发动机的开启到其停止的与车辆的运动有关的所有决定。

当车辆负责驾驶时，无论它是自主车辆还是自动车辆，驾驶员可能倾向于不再像他自己驾驶车辆时那样多地关注道路场景。尽管由闪烁给出的信号可以允许车辆的用户并且特别是该车辆的驾驶员理解该车辆已经做出车道变换的决定，但相比之下，所述信号没有允许车辆的用户理解这种决定的信息，这对于这些用户来说可能会不知所措。

因此，目前有必要向这些用户提供解决方案，以便不仅允许他们被告知车辆已经决定变换车道，而且允许他们简单且快速地理解这种车道变换的原因。

发明内容

本发明属于这种情况，并且旨在使这些车道变换的信号指示更有效和更精确，特别是在使用自主车辆或自动车辆的情况下。

本发明的主题涉及一种用于发光信号指示机动车辆的车道变换的装置或用于利用发光信号来指示机动车辆的车道变换的装置。该装置包括用于检测所述车辆的车道变换的至少一个元件，和至少一个控制模块，该至少一个控制模块被配置成接收和处理来自用于检测车道变换的一个或更多个元件的信息，并且相应地控制至少一个发射和投射元件，该至少一个发射和投射元件被配置成将至少一个象形图投射到道路上。

用于发射和投射发光信号的一个或更多个元件可以布置在车辆的前部、车辆的后部、或者甚至布置在车辆的至少一个侧部上。还可以设想将多个这些装置组合，在这种情况下，车辆可能包括用于在其前部、后部和至少一个侧部发射和投射光信号的元件。因此，象形图在道路上的投射位置将可能根据各种遇到的驾驶情况而被调整。

根据本发明的一个实施例，投射到道路上的至少一个象形图是由控制模块计算的象形图序列。

象形图序列包括多个预定义的象形图，该多个预定义的象形图由一个或更多个发射和投射元件同时或依次地投射。

控制模块因此可以计算至少一个指令，该至少一个指令将被发送到发射和投射元件，该发射和投射元件被配置成根据与车辆及其乘员的特性有关的信息来投射对应于该指令的象形图序列。

“车辆及其乘员的特性”是指独立于该车辆的外部环境的所有特性，例如车辆的高度、该车辆的驾驶员的座椅高度、或者甚至该车辆的驾驶员的高度。可以理解，考虑这些特定的特性允许确定将象形图投射在道路上的最佳位置，以便提高车辆的驾驶员和该车辆的乘客对所投射的象形图序列的可见性。

根据本发明的一个示例性实施例，控制模块还可以根据与存在于包括根据本发明的装置的车辆的环境中的第三方车辆的特性有关的信息来命令将被传输到发射和投射元件的至少一个指令。因此，象形图序列将可能被投射，以便也容易地被这些第三方车辆的驾驶员和乘客看到。

根据本发明的装置还可以包括用于分析环境的至少一个单元，该至少一个单元被配置成实时检测道路上的物体的存在，并且可选地检测道路上物体的类型。

因此，用于分析环境的这些单元可以包括用于获取和处理图像的装置，该用于获取和处理图像的装置被配置成解释道路上的物体的存在。这些用于获取和处理图像的装置可以例如是与能够解释由这些获取装置发送的信号的软件包相关联的摄影或视频装置、激光装置或雷达装置。

用于分析环境的这些单元还可以被配置成实时计算车辆与围绕该车辆的物体分开的距离。

可以由用于分析环境的这些单元检测到的物体是各种各样的，并且可以例如包括无论是停止还是移动的其它道路用户，或者道路施工区域。

因此，当诸如第三方车辆的移动物体正被超车时，当诸如道路施工区域的不动物体正被超过时，或者当正在进行的与预定义路线相关的车道变换时，所投射的象形图序列将可能例如不同。例如，所投射的象形图的频率或类型将可能根据所检测的情况的类型而被调整。

根据本发明的装置的控制模块可以根据由该控制模块基于来自一个或更多个检测元件的信息确定的车道变换的情况并且根据与车辆的环境有关的信息来计算象形图序列，并且特别地计算该序列的形状和投射区域，与车辆的环境有关的信息由用于分析环境的单元传输到该控制模块。控制模块相应地将至少一个指令传输到至少一个发射和投射元件，该至少一个发射和投射元件被配置成投射所计算的象形图序列。

在操作或操纵期间并且根据用于分析环境的单元对新数据的实时获取，该控制模块还可以计算在被投射的过程中的象形图序列的修改，即新的象形图序列，并且相应地将新的指令传输到发射和投射元件。

可以规定所有这些指令被传输到第一发射和投射元件。作为一种变型，可以将对应于象形图序列的第一部分的第一指令发送到第一发射和投射元件，而将对应于象形图序列的第二部分的第二指令发送到第二发射元件。然后，这两个指令可以由这两个指令分别被传输到的发射和投射元件同时或依次地执行。

例如，第一指令可以被传输到放置在车辆前部的发射和投射元件，而第二指令可以被传输到放置在车辆后部的第二发射和投射装置。

控制模块因此可以将指令发送到一个或更多个发射和投射元件。

这些指令例如包括将被投射的象形图的形状、它们的颜色以及它们在道路上的位置，被投射的象形图的形状、它们的颜色以及它们在道路上的位置不仅取决于车辆的特性，而且还取决于其他道路用户的位置，这些道路用户的位置例如构成由用于分析环境的单元所传输的信息的一部分。

根据本发明的装置的至少一个发射和投射元件可以包括光学微机电系统。

这些微机电系统根据光源的位置反射由光源发射的光线，并且所有由此反射的光线形成一个或更多个象形图。这些微机电系统可以由能够围绕轴线旋转的反射镜组成，以便每个反射镜以设定的旋转速度在两个极限位置之间枢转。在第一位置，所反射的光线朝向发射和投射元件的出口定向，而这些光线在第二位置被阻挡。每个反射镜的位置为所有反射镜限定了能够形成像素光束的给定配置，该给定配置能够通过使适当改变反射镜的位置而以固定或可变的方式投射图像。

本发明还涉及一种配备有根据本发明的用于辅助变换车道的至少一个装置的机动车辆。

本发明特别涉及自主车辆或自动车辆。具体地，借助于象形图在道路上的投射提醒或警告车道变换，提醒或警告车辆的驾驶员和所有乘客车辆确实已经考虑了变换车道的需要。例如，用户看到物体变得越来越近，并且可以被重新确信以看到车辆投射示出车辆将采用的车道的象形图序列。

本发明还包括一种用于发光信号指示车道变换的方法，包括检测车辆的车道变换的步骤；利用控制模块计算适于所检测的情况的至少一个象形图序列的步骤；将与利用控制模块计算的象形图序列相对应的至少一个指令传输到被配置成将该象形图序列投射到道路上的至少一个发射和投射元件的步骤；以及利用这些发射和投射元件将至少一个象形图投射到道路上的步骤。

根据本发明的一个实施例，该信号指示方法还可以包括：利用用于分析环境的单元来获取与车辆的环境有关的信息的步骤；利用这些用于分析环境的单元将该信息传输到控制模块的步骤；以及在考虑与车辆的环境有关的所述信息的同时利用该控制模块计算要投射的象形图序列的步骤。

附图说明

通过阅读以下以指示方式给出的详细描述，参考在以下附图中示出的本发明的实施例的各种示例，本发明的其它特征、细节和优点将变得更加清楚明显，其中：

图1是以流程图的形式的根据本发明的用于发光信号指示车道变换的装置的操作的示意图；

图2至5是在第一种情况下由根据本发明的装置实现的发光信号指示方法的示意性表示；

图6是在第二种情况下由根据本发明的装置实现的发光信号指示的方法的示意性表示。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的用于发光地信号指示车道变换的装置1的操作。

发光信号指示装置1包括至少一个元件2，所述至少一个元件2用于检测车道变换；至少一个控制模块3；至少一个元件4，所述至少一个元件4用于发射和投射发光信号；和至少一个单元6，所述至少一个单元6用于分析环境。

车道变换检测元件2可以例如是卫星地理定位系统，卫星地理定位系统根据由车辆的用户在行程开始时编程的路线来检测即将发生的车道变换。用于检测车道变换的元件2还可以是用于驱动包括根据本发明的装置1的自主车辆的软件包，其作出变换车道的决定。根据本发明的一个实施例，还可以设想组合多个不同的检测元件2，以便能够在机动车辆可能遇到的任何车道变换的情况下触发根据本发明的发光信号指示装置1。

车道变换信息7被传输至控制模块3，控制模块3相应地计算至少一个象形图，并且有利地计算构成象形图序列9的多个象形图，以投射到道路上。在图1中示意性示出的示例中，控制模块3计算将被投射到道路上的象形图序列9。为此，与该象形图序列9对应的指令8被控制模块3传输到至少一个发射和投射元件4，所述至少一个发射和投射元件4被构造成将象形图序列9投射到道路上。

“象形图序列”的意思是一个接一个的多个象形图，并且其逻辑时序形成随时间变化的信息传递数据。

发射和投射元件4可以被布置成相对于车辆向前、向后或者甚至侧向地投射象形图序列9。给定的车辆可以具有多个发射和投射元件4，所述多个发射和投射元件4被布置成将象形图序列9的所有或一些投射到不同的区域中。这些发射和投射元件4彼此独立地起作用，并且因此可以根据由控制模块3发送的指令同时或相继地投射象形图。

根据本发明的一个实施例，发射和投射元件4包括与形成微机电系统(MEMS)的微镜矩阵阵列相关联的至少一个光源。这些微机电系统由能够反射由光源发射的光线中的一些光线的可移动反射镜组成，每个反射镜被安装成使得能够围绕轴线旋转，以便以设定的旋转速度在两个极限位置之间枢转。每个反射镜的位置为所有微镜限定了能够形成像素图像的给定配置。因此，通过适当的改变反射镜的位置，可以以固定或可变的方式投射至少一个象形图。

控制模块3可以考虑多个参数来计算象形图序列9和要被发送到发射和投射元件4的对应的指令8。该控制模块3例如可以根据车辆及其乘员的特性12计算与象形图序列9对应的指令8。应当注意，车辆的特性与该车辆的外部环境无关。

这些特性12例如可以涉及座位的位置和/或方向、车辆的乘员的位置和/或高度、汽车的高度或者甚至乘客的数量。所有这些特性12一起特别地允许控制模块3计算用于投射象形图序列9的最佳区域，所述最佳区域允许车辆的驾驶员和该车辆的最大可能数目的乘员看到所投射的象形图序列9，并且因此被提醒或警告即将发生的车道变换。

如图1所示，根据本发明的发光信号指示装置1可以包括用于分析车辆的外部环境的至少一个单元6。用于分析环境的该单元6特别地被配置成检测和解释在包括根据本发明的装置1的车辆的环境中的物体的存在。用于分析环境的该单元还可以被配置成测量外部发光度，以分析道路的表面的类型或者甚至检测该道路中的突起或粗糙块的存在。用于分析环境的该单元6还可以被配置成计算车辆与检测到的物体分开的距离。

用于分析环境的单元6可以包括用于获取和处理图像的装置，该装置被配置为解释道路上物体的存在。获取装置可以特别地包括照片视频装置、雷达系统、激光装置或允许收集相同类型数据的任何其它传感器。然后，用于分析环境的该单元6还包括用于处理能够解释物体的存在和位置的所收集的图像的装置。

用于分析环境的单元6将这样收集到的信息传输到控制模块3，然后，控制模块3可以在计算要投射的象形图序列9的期间代替考虑车辆的特性12而考虑该信息，或者除了考虑车辆的特性12之外还考虑该信息。可选地，该信息可以由用于实时分析环境的单元6收集，然后，从而使得控制模块3能够例如根据第三方车辆的位置的变化来修改要实时投射的象形图序列9。

用于分析环境的单元6能够检测到的物体是变化的，并且包括车辆易于与之发生碰撞的任何物体。例如，所述物体可能其它车辆(无论是否在行驶中)、行人或甚至是道路施工区域的问题。

由用于分析环境的单元6传输到控制模块3的关于外部环境的信息可以允许该控制模块3适配要投射的象形图序列9的至少一个外观。控制模块3将例如修改该象形图序列9的形状、颜色或甚至强度。举例来说，用于发射和投射发光信号的元件4将可能因此包括至少一个能够投射各种颜色的发光信号的RGB(红-绿-蓝)二极管。此外，关于在车辆的环境中存在物体的信息还允许控制模块3适配象形图序列9的投射区域，使得象形图序列9对于在该环境中存在的所有用户是清楚可见的。

例如，象形图序列9可以被投射到所检测的物体14之外，使得位于该物体后面的道路用户也可以感知到被投射到地面上的该序列。

作为上述结果，控制模块3可以考虑与车辆及其乘员的特性有关的信息以及由用于分析环境的单元6传输到该控制模块3的与环境有关的信息两者。控制模块3然后可以计算象形图序列9和对应于该象形图序列9的投射的指令8，使得车辆的用户和在该车辆的环境中存在的用户被提醒或警告即将发生的车道变换和要求车道变换的原因。

图2至5示出了实现根据本发明的发光信号指示装置的第一车道变换的情况。在这些图中，自主的第一车辆13配备有根据本发明的发光信号指示装置1。示出了在用于分析环境的单元检测到物体14的存在的情况下的自主的第一车辆13。在该示例中，物体14是以比自主的第一车辆13移动的速度低的速度移动的第二车辆，于是自主的第一车辆13做出超越该物体14的决定。用于检测车道变换的元件检测即将发生的车道变换，并将关于该车道变换的信息以及需要该车道变换的原因发送到控制模块，控制模块然后计算要投射到道路上的象形图序列。

根据本发明的一个变型实施例，发光信号指示装置1可安装在传统车辆中，然后由该传统车辆的驾驶员做出变换车道以超越物体14的决定。应当理解，在该变型中，一个或更多个象形图的投射主要允许车辆的其它乘员被告知车道变换的原因，在该情况下驾驶员知道这些原因。

根据图2至5中所示的实施例，所投射的象形图序列包括五个不同的象形图15、16、17、18、19，其中的某些象形图被同时投射，而其中的其它象形图被依次或相继地投射。具体地，在该实施例中，控制模块可以在各个部分中共享该象形图序列，并且因此将各种指令传输到各种发射和投射元件，指令中的每一个对应于所计算的象形图序列的部分中的一个。在图3中，示出了两个象形图15、16，其限定了象形图序列的第一部分。第一象形图15表示指示将由第一车辆13执行的车道变换的箭头，而第二象形图16向位于第一车辆13后面的用户指示将由该第一车辆13执行车道变换。第一象形图15被投射到由第一车辆13的乘员和被检测物体14的乘员可见的区域中，而第二象形图16被投射到至少由跟随第一车辆13的一个或更多个车辆的乘员可见的区域中。

象形图序列的第二部分在图4中用两个新的象形图17、18表示。这些新的象形图17、18指示车道变换正在进行中，该车道变换在当前情况下对应于超车操作。象形图17提醒或警告到达第一车辆13后面的用户，超车操作正在进行中，而象形图18指示第一车辆13的运动的方向，以便使第一车辆13的乘员和物体14的乘员都可以看到超车操作的进展。最后，例如如图5所示，控制模块可以提供象形图序列的第三部分，象形图序列的第三部分包括再次不同的象形图19，象形图19指示第一车辆13将返回到其最初所在的车道。

控制模块被配置成考虑如上所述的车辆及其乘员以及其它道路用户的特性来计算这些象形图中的每一个的最佳投射区域。因此，象形图被投射成对所有道路用户可见，使得向所有道路用户提醒或警告所执行的操作以及该操作的进展。

例如，在图2至图5所示的示例中，象形图15、18和19通过布置在第一车辆13的前部的发射和投射元件被投射到道路上，而象形图16和17通过布置在该第一车辆13的后部的发射和投射元件被投射到道路上。

布置在车辆的前部的发射和投射元件可以例如放置在侧后视镜或中央后视镜中，并且布置在车辆的后部的发射和投射元件可以例如放置在传统照明系统附近。

图6本身示出了第二车道变换的情况，其中由用于分析环境的单元检测到的并促使车辆13变换车道的物体14是道路施工的区域。在这种情况下，控制模块从用于分析环境的单元接收指示通过用于检测车道变换的元件检测到车道变换的信息和指示要被超过的物体14是道路施工的区域的信息。借助于该信息，控制模块计算象形图序列的投射的形状和位置。在该示例中，三个象形图15、16、20由多个发射和投射元件同时投射。根据上述内容，这些象形图包括向第一车辆13的驾驶员和乘员指示即将发生的车道变换的象形图15，以及提醒或警告位于第一车辆13后面的用户该第一车辆13将开始车道变换的象形图16。在该第二种情况下，还投射附加的象形图20，象形图20允许提醒或警告跟随该车辆的道路用户即将发生的车道变换与道路施工的区域的存在相关。

如上所述，用于分析环境的单元可以实时操作，并且因此可以实时地将信息发送到控制模块。因此，在意外的情况下，例如诸如第三方车辆的快速到达，控制模块可以根据这些新参数重新计算象形图序列，并且相应地向发射和投射元件发送新的指令。

以上描述清楚地解释了本发明如何允许实现为其设定的目的，特别是通过提供一种用于发光信号指示车辆的车道变换的装置，该装置基于关于车辆及其环境的信息将象形图或象形图序列投射到道路上，提醒或警告所述车辆的用户以及位于该车辆的环境中的其他用户即将发生或正在进行的车道变换。本发明具有许多有利的应用，无论是向用户通知车道变换的问题还是需要这种车道变换的原因的问题。

当然，本领域技术人员可以对刚才以非限制性示例的方式描述的用于发光信号指示车辆的车道变换的装置进行各种修改，只要采用了用于检测车道变换的至少一个元件、被配置成计算与至少一个象形图对应的至少一个指令的至少一个控制模块、以及用于发射和投射所述象形图的至少一个元件。

在任何情况下，本发明并不限于本文具体描述的实施例，并且特别地包括任何等同装置和这些装置的任何技术上可行的组合。

Claims (15)

1.一种用于利用发光信号来指示机动车辆(13)的车道变换的装置(1)，其特征在于，所述装置包括：至少一个元件(2)，所述至少一个元件用于检测所述车辆(13)的车道变换；以及控制模块(3)，所述控制模块被配置成一方面接收和处理来自用于检测车道变换的一个或更多个元件(2)的信息(7)，并且另一方面计算至少一个指令(8)，并且将所述至少一个指令(8)传输到至少一个发射和投射元件(4)，其中所述至少一个指令(8)用于投射作为所述信息(7)的结果的至少一个象形图(15、16、17、18、19、20)，所述发射和投射元件被配置成将所述至少一个象形图(15、16、17、18、19、20)投射到道路上。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述控制模块(3)根据与所述车辆及其乘员的特性(12)有关的信息来计算所述至少一个指令(8)。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其中，用于分析所述车辆的外部环境的至少一个单元(6)被配置成检测道路上的物体(14)的存在。

4.根据权利要求3所述的装置(1)，其中，用于分析环境的至少一个单元(6)包括用于获取和处理图像的装置，所述装置被配置成解释道路上的物体(14)的存在。

5.根据权利要求3或4所述的装置(1)，其中，用于分析环境的所述至少一个单元(6)被配置成计算所述车辆(13)与围绕所述车辆(13)的物体(14)分开的距离。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的装置(1)，其中，所述控制模块(3)根据车道变换的情况和与所述车辆的外部环境有关的信息来计算用于投射至少一个象形图(15、16、17、18、19、20)的所述至少一个指令(8)，其中，由所述控制模块(3)基于来自一个或更多个检测元件(2)的信息确定所述车道变换的情况，与所述车辆的外部环境有关的所述信息通过用于分析环境的至少一个单元(6)被传输到所述控制模块(3)。

7.根据权利要求6所述的装置(1)，其中，所述控制模块(3)被配置成经由用于分析环境的所述至少一个单元(6)实时接收新数据，以便在车道变换期间根据由用于分析环境的单元(6)获取的这些新数据来计算至少一个新象形图(15、16、17、18、19、20)，并且相应地向所述至少一个发射和投射元件(4)发送至少一个新指令(8)。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其中，投射到所述道路上的所述至少一个象形图(15、16、17、18、19、20)是由所述控制模块(3)计算的象形图序列(9)。

9.根据权利要求8所述的装置(1)，其中，所述控制模块(3)将与所述象形图序列(9)对应的所有指令传输到第一发射和投射元件(4)，所述第一发射和投射元件被配置成将所述象形图序列(9)投射到所述道路上。

10.根据权利要求8所述的装置(1)，其中，所述控制模块(3)将与所述象形图序列(9)的第一部分相对应的第一指令传输到所述第一发射和投射元件(4)，并且将与所述象形图序列(9)的第二部分相对应的第二指令传输到第二发射和投射元件(4)，所述第二发射和投射元件被配置成将所述象形图序列(9)投射到所述道路上，这两个指令能够由它们被传输到的发射和投射元件(4)同时或依次地执行。

11.根据权利要求9或10所述的装置(1)，其中，所述控制模块(3)根据与所述车辆的外部环境有关的信息将所述指令发送到一个或更多个发射和投射元件(4)，与所述车辆的外部环境有关的信息已经由用于分析环境的所述至少一个单元(6)传输到所述控制模块。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其中，用于发射和投射所述发光信号的至少一个元件(4)包括光学微机电系统。

13.一种机动车辆(13)，所述机动车辆配备有根据前述权利要求中的任一项所述的发光信号指示装置(1)。

14.一种用于利用发光信号来指示车道变换的方法，其特征在于，所述方法包括检测车辆(13)的车道变换的步骤；利用控制模块(3)计算适于所检测的情况的至少一个象形图序列(9)的步骤；将与利用控制模块(3)计算的象形图序列(9)对应的至少一个指令传输到至少一个发射和投射元件(4)的步骤，所述至少一个发射和投射元件(4)被配置成将所述象形图序列(9)投射到道路上；以及利用这些发射和投射元件(4)将所述象形图序列(9)投射到道路上的步骤。

15.根据权利要求14所述的方法，包括：利用用于分析环境的单元(6)获取与车辆(13)的环境有关的信息的步骤；利用所述用于分析环境的单元(6)将与车辆的环境有关的所述信息发送到控制模块(3)的步骤；以及考虑与车辆(13)的环境有关的所述信息利用所述控制模块(3)计算要投射的象形图序列(9)的步骤。