CN111332185A - 一种交互式灯光预警系统、方法及车辆 - Google Patents

一种交互式灯光预警系统、方法及车辆 Download PDF

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CN111332185A CN202010130607.7A CN202010130607A CN111332185A CN 111332185 A CN111332185 A CN 111332185A CN 202010130607 A CN202010130607 A CN 202010130607A CN 111332185 A CN111332185 A CN 111332185A
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Abstract

本发明属于汽车主动安全领域，公开了一种交互式灯光预警系统、方法及车辆，所述系统包括感知系统、交互控制系统和灯光投射系统；所述感知系统用于检测车辆前行方向是否有行人及行人与车辆之间的距离，并采集上述检测信息；所述交互控制系统用于根据所述检测信息判断行人是否在预设距离L内，若是，则生成用以提醒行人先行的第一光型交互图像，若否，则生成用以警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像；所述灯光投射系统用于在车辆前行方向预设距离L内的路面上投射所述第一光型交互图像或第二光型交互图像，其中，所述第一光型交互图像适于跟随行人位置的移动而移动。本发明能提高通行效率和行车安全性。

Description

一种交互式灯光预警系统、方法及车辆
技术领域
本发明涉及一种交互式灯光预警系统、方法及车辆，属于汽车主动安全领域。
背景技术
车灯或灯光系统是一种汽车安全件，各大车厂针对车灯推出了各种主动安全功能，如AFS(自适应前照大灯)、远近光切换和防炫目等，这些灯光系统大部分只实现了照明功能。
矩阵式大灯是一种可独立控制各发光单元的像素化照明系统，当搭载该系统的车辆侦测发现道路上有其他交通参与者处于大灯照明的某一像素区域内时，系统可智能地调节该像素的亮度，避免被照者感到危险的眩目，而没有其他交通参与者的空间继续保持高亮度的照明，这样，既能保证照明质量，又不会对道路上其他交通参与者形成眩目，在一定程度上保证了夜间道路上各交通参与者的行车安全。
随着交通状况越来越复杂，对人车信息交互的需求越来越高，现有的像素化照明系统不能满足驾驶员与行人之间以及驾驶员与周围环境之间信息交流和沟通的需要，各交通参与方之间的动作意图相互不清楚，导致通行效率下降，行车安全性降低，迫切需要既能实现高质量的照明又能实现驾驶员与行人之间以及驾驶员与周围环境之间进行信息交互沟通的灯光系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种交互式灯光预警系统、方法及车辆，通过交互式灯光向其他交通参与者传递明确的预警信息，提高通行效率和行车安全性。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种交互式灯光预警系统，包括感知系统、交互控制系统和灯光投射系统；所述感知系统用于检测车辆前行方向是否有行人及行人与车辆之间的距离，并采集上述检测信息；所述交互控制系统用于根据所述检测信息判断行人是否在预设距离L内，若是，则生成用以提醒行人先行的第一光型交互图像，若否，则生成用以警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像；所述灯光投射系统用于在车辆前行方向的路面上投射所述第一光型交互图像或第二光型交互图像；其中，所述第一光型交互图像适于跟随行人位置的移动而移动。
进一步地，还包括礼让行人按钮；当行人在预设距离L内时，若车辆司机手动触发了所述礼让行人按钮，则生成并投射所述第一光型交互图像，若未触发所述礼让行人按钮，则所述交互控制系统生成用以警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像，所述灯光投射系统在行人面前的路面上投射所述第三光型交互图像。
进一步地，在生成所述第二光型交互图像的同时，所述交互控制系统还生成高亮光型，所述灯光投射系统将所述高亮光型投射于行人眼部以下的身体区域，以向车辆司机标识行人位置。
进一步地，所述感知系统包括感知单元和信息采集单元；所述感知单元包括用于检测行人及行人与车辆之间距离的红外摄像头或可见光摄像头或近红外摄像头；所述红外摄像头或可见光摄像头或近红外摄像头的信号输出端连接至所述信息采集单元的信号输入端。
进一步地，所述交互控制系统包括交互控制单元和图像生成单元；所述交互控制单元用于判断行人是否在预设距离L内；所述图像生成单元用于根据所述交互控制单元判断结果生成所述第一光型交互图像或第二光型交互图像。
进一步地，所述灯光投射系统包括图像解析单元、阵列式LED控制器、阵列式LED、投影模组光机系统和电源驱动模块；所述图像解析单元用于接收所述交互图像并解析其各像素的灰度值，生成所述阵列式LED控制器可识别的驱动指令，阵列式LED控制器响应所述图像解析单元传输来的所述驱动指令，以控制所述阵列式LED各像素的亮灭以及灰度，阵列式LED根据所述驱动指令执行各像素的亮灭以及灰度，所述投影模组光机系统将阵列式LED的亮灭以及灰度情况投射出去。
进一步地，还包括补光单元，所述补光单元适于在环境光黑暗时对车辆前行方向进行照射补光。
本发明第二方面提供一种后车免碰撞交互式预警方法，包括如下步骤：(1)检测车辆前行方向是否有行人及行人与车辆之间的距离，并采集上述检测信息；(2)根据所述检测信息判断行人是否在预设距离L内，若是，则生成用以提醒行人先行的第一光型交互图像，若否，则生成用以警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像；(3)在车辆前行方向的路面上投射所述第一光型交互图像或第二光型交互图像；其中，所述第一光型交互图像适于跟随行人位置的移动而移动。
进一步地，在车辆中设置礼让行人按钮，当行人在预设距离L内时，若车辆司机手动触发了所述礼让行人按钮，则生成并投射所述第一光型交互图像，若未触发所述礼让行人按钮，则生成用以警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像，在行人面前的路面上投射所述第三光型交互图像。
进一步地，在生成所述第二光型交互图像的同时还生成高亮光型，将所述高亮光型投射于行人眼部以下的身体区域，以向车辆司机标识行人位置。
本发明第三方面提供一种车辆，包括第一方面任一技术方案所述的交互式灯光预警系统，并适于通过所述交互式灯光预警系统执行第二方面任一技术方案所述的交互式灯光预警方法。
通过本发明的上述技术方案，在车辆的前行方向上感知到行人时，根据行人与车辆之间距离的远近分别投射不同光型的交互图像，在人车距离较远时投射用于警示车辆司机注意避让行人的交互图像，特别是晚上可以辅助司机尽早发现行人，从而提前采取减速等安全措施，有效防止因车速过快而发生碰撞行人的交通事故，提升行车安全性；在人车距离较近时投射用以提醒行人先行的交互图像，该图像明确表明车辆将主动停车让行人先行，避免人车双方都在猜测对方下一步的动作意图而处于徒劳的等待状态，有效提高通行效率。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1为本发明系统一实施例的原理框图；
图2为本发明系统又一实施例的原理框图；
图3为本发明系统另一实施例的原理框图；
图4为本发明方法第一实施例的流程图；
图5为本发明方法第二实施例的流程图；
图6为本发明方法第三实施例的流程图；
图7为本发明方法第四实施例的流程图；
图8为现有车辆司机视角路况图；
图9为本发明实施例中车辆司机视角路况图；
图10为本发明实施例中用以警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像示意图；
图11为本发明实施例中用以警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像示意图；
图12为本发明实施例中在行人眼部以下身体投射标识行人位置的高亮光型示意图。
附图标记说明
补光单元1；感知系统2；感知单元2.1；信息采集单元2.2；交互控制系统3；交互控制单元3.1；图像生成单元3.2；灯光投射系统4；图像解析单元4.1；阵列式LED控制器4.2；阵列式LED4.3；投影模组光机系统4.4；警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像5.1；警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像5.2；行人眼部以下高亮光型5.3；车辆司机的眼部中心6；行车路面7；车辆风挡8；车辆车身9；行人10。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
如图1所示，本发明交互式灯光预警系统的一个实施例，包括感知系统2、交互控制系统3和灯光投射系统4；其中，感知系统2一方面检测车辆前行方向的路面上是否有行人，另一方面，如有行人，则进一步测量行人与车辆之间的距离，同时采集上述两方面的检测信息输送至交互控制系统3；交互控制系统3根据该检测信息判断行人是否在预设距离L内，该预设距离L是指车辆前行方向路面上的行人与车辆之间的距离，可以通过交互控制系统3的人机界面进行设置、修改和保存，如可将L设为20m，具体数值根据司机的驾驶习惯进行设定，若车辆前行方向路面上的行人在预设距离L内，如L≤20m，则交互控制系统3生成用以提醒行人先行的第一光型交互图像，并由灯光投射系统4将该第一光型交互图像投射在行人面前的路面上，第一光型交互图像跟随行人位置的移动而移动，以告知行人本车将停止，行人可以安全通过，省却了无谓的等待时间，通行效率大大提升；需要说明的是，该第一光型交互图像的具体图案可以是动态的，也可以是静态的，可以是纯文字，如“礼让行人”、“请行人先行”等，也可以是图文并茂的，其中图案的具体形式以行人能够明确无误地理解为准；若车辆前行方向路面上的行人不在预设距离L内，如L＞20m，则交互控制系统3生成用以警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像，并由灯光投射系统4将该第二光型交互图像投射在行人面前的路面上；如图10所示，为该第二光型交互图像的一种示例，形象地以斑马线上动态的人像表示有行人在过马路，当然，并不限于图示的图像，任何能表达类似含义的图像均可采用；车辆司机驾车时视线一直注视前方路面，很容易第一时间看到该投影图像，并采取减速等安全措施，以避让行人，提高行车安全性。
在本发明交互式灯光预警系统的一个实施例中，还包括与交互控制系统3相关联或电连接的礼让行人按钮(图中未示出)；当交互控制系统3判断行人在预设距离L内时，可以通过警示灯、警示音或语音向车辆司机提示该判断结果，若司机知晓行人在预设距离L内时一般会手动触发礼让行人按钮，此时交互控制系统3检测到该触发动作后即生成第一光型交互图像，并由灯光投射系统4将提醒行人先行的第一光型交互图像投射在行人面前的路面上，第一光型交互图像跟随行人位置的移动而移动。还有一种例外情况是，即使司机知晓行人在预设距离L内时也不手动触发礼让行人按钮，即司机存在侥幸心理，想继续前行，这时，交互控制系统3自动生成用以警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像，同时由灯光投射系统4在行人面前的路面上投射该第三光型交互图像。如图11所示，为该第三光型交互图像的一种示例，当然，并不限于图示的图像，任何能表达类似含义的图像均可采用；行人过马路时视线一直注视前方路面，很容易第一时间看到该投影图像，并采取停步避让等安全措施，以避免碰撞，提高行车安全性。礼让行人按钮属于手动介入模式，其是为了防止自动模式下车辆司机未及时发现已自动投射出提醒行人先行的第一光型交互图像，此时如车辆继续前行，很容易碰撞到已确信车辆停车让行的正在放心过马路的行人。由此可见，礼让行人按钮为人为失误增设了一道可靠的安全防线，确保不会发生车辆司机和行人双方意图不一的意外危险情况。
在本发明交互式灯光预警系统的一个实施例中，交互控制系统3自动生成警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像的同时还生成高亮光型，并由灯光投射系统4将该高亮光型投射于行人眼部以下的身体区域，以向车辆司机标识行人位置，进一步警示司机注意避让行人。如图12所示，为该高亮光型的一种示例，灯光照射在行人头部下方的全部身体，灯光自动避开了行人的眼睛，避免对行人造成炫目，同时能使司机第一时间发现行人的准确位置，以便提前规划好行车路线，有效避免碰撞事故的发生。
如图2所示，在本发明交互式灯光预警系统的一个实施例中，感知系统2包括感知单元2.1和信息采集单元2.2，感知单元2.1包括检测车辆前行方向是否存在行人及测量行人与车辆之间距离的摄像头，该摄像头可采用可见光摄像头，为便于夜间检测行人，该摄像头还可采用红外摄像头或近红外摄像头等模组；信息采集单元2.2采集摄像头的检测信息并传给交互控制系统3；交互控制系统3包括交互控制单元3.1和图像生成单元3.2，交互控制单元3.1基于图像识别算法，通过摄像头所检测图像上行人/车辆的像素大小来计算人、车大小和相对位置关系，从而求得人车之间的距离，并根据该人车距离判断行人是否在预设距离L内，图像生成单元3.2根据判断结果的不同生成不同光型的交互图像，具体地，如判断结果是行人在预设距离L内，则生成提醒行人先行的第一光型交互图像，如判断结果是行人不在预设距离L内，即超出该预设距离L，则生成警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像，判断结果与生成的图像种类是一一对应的，且该对应关系预先存储在交互控制单元3.1中，工作时成对调用即可；灯光投射系统4包括图像解析单元4.1、阵列式LED控制器4.2、阵列式LED4.3和投影模组光机系统4.4，图像解析单元4.1用于接收由图像生成单元3.2送来的交互图像并解析其中各像素的灰度值，生成阵列式LED控制器4.2可识别的驱动指令，阵列式LED控制器4.2响应图像解析单元4.1传输来的所述驱动指令，以控制所述阵列式LED4.3各像素的亮灭以及灰度，阵列式LED4.3根据所述驱动指令执行各像素的亮灭以及灰度，所述投影模组光机系统4.4将阵列式LED4.3的亮灭以及灰度情况投射至路面上，即形成图10-12所示的警示效果。
如图3所示，在本发明交互式灯光预警系统的一个实施例中，还包括补光单元1，补光单元1连接至感知单元2.1，当环境光比较黑暗时，如夜晚，启动该补光单元1对车辆前行方向进行照射补光后再由感知单元2.1进行检测，以提高对行人的检测准确率。
如图4所示，本发明交互式灯光预警方法的一个实施例，包括以下步骤：S101判断车辆前行方向是否有行人，若是，继续到步骤S102，若否，则重复本步骤；S102判断行人与车辆之间的距离是否在预设距离内，即判断人车距离是否≤预设距离，若否，继续到步骤S103，若是，转至步骤S104；S103在车辆前行方向的路面上投射警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像，然后转至步骤S101开始下一次循环；S104在车辆前行方向的路面上投射提醒行人先行的第一光型交互图像，第一光型交互图像跟随行人位置的移动而移动，然后转至步骤S101开始下一次循环。
如图5所示，在本发明交互式灯光预警方法的一个实施例中，包括以下步骤：S201判断车辆前行方向是否有行人，若是，继续到步骤S202，若否，则重复本步骤；S202判断行人与车辆之间的距离是否在预设距离内，即判断人车距离是否≤预设距离，若否，继续到步骤S203，若是，转至步骤S204；S203在车辆前行方向的路面上投射警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像，然后转至步骤S201开始下一次循环；S204判断司机是否触发了礼让行人按钮，若是，继续到步骤S205，若否，转至步骤S206；S205在车辆前行方向的路面上投射提醒行人先行的第一光型交互图像，第一光型交互图像跟随行人位置的移动而移动，然后转至步骤S201开始下一次循环；S206在车辆前行方向的路面上投射警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像，然后转至步骤S201开始下一次循环。
如图6所示，在本发明交互式灯光预警方法的一个实施例中，包括以下步骤：S301判断车辆前行方向是否有行人，若是，继续到步骤S302，若否，则重复本步骤；S302判断行人与车辆之间的距离是否在预设距离内，即判断人车距离是否≤预设距离，若否，继续到步骤S3031和S3032，若是，转至步骤S304；S3031在车辆前行方向的路面上投射警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像，然后转至步骤S301开始下一次循环；S3032在行人眼部以下身体投射标识行人位置的高亮光型，然后转至步骤S301开始下一次循环；S304在车辆前行方向的路面上投射提醒行人先行的第一光型交互图像，第一光型交互图像跟随行人位置的移动而移动，然后转至步骤S301开始下一次循环。
如图7所示，在本发明交互式灯光预警方法的一个实施例中，包括以下步骤：401判断车辆前行方向是否有行人，若是，继续到步骤S402，若否，则重复本步骤；S402判断行人与车辆之间的距离是否在预设距离内，即判断人车距离是否≤预设距离，若否，继续到步骤S4031和S4032，若是，转至步骤S404；S4031在车辆前行方向的路面上投射警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像，然后转至步骤S401开始下一次循环；S4032在行人眼部以下身体投射标识行人位置的高亮光型，然后转至步骤S401开始下一次循环；S404判断司机是否触发了礼让行人按钮，若是，继续到步骤S405，若否，转至步骤S406；S405在车辆前行方向的路面上投射提醒行人先行的第一光型交互图像，第一光型交互图像跟随行人位置的移动而移动，然后转至步骤S401开始下一次循环；S406在车辆前行方向的路面上投射警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像，然后转至步骤S401开始下一次循环。
本发明车辆的实施例中，可以包括上述本发明交互式灯光预警系统的任一实施例，并可执行上述本发明交互式灯光预警方法的任一实施例，且具有上述任一实施例所具有的技术效果或优点，此处不再赘述。
如图8和9所示，车辆司机的眼部中心6位于某一车道行车路面7的中央附近，矩形框部分为车辆风挡8，车辆车身9占据行车路面7，行车路面7上有行人10。如图8所示，现有技术中车辆前行时，夜晚行车时，不管前方是否有行人，路面上无任何车辆投射的警示信息，行人全身也处于黑暗状态，不容易识别到行人的位置，存在非常大的安全隐患。如图9所示，本发明车辆的实施例中，该车辆前行时，可根据上述交互式灯光预警系统或交互式灯光预警方法实施例中提及的具体情况分别投射警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像5.1、警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像5.2和行人头部以下高亮光型5.3，投射高亮光型5.3后，行人头部以下由于灯光的照射变亮(图9中行人头部无灯光照射是黑暗的，头部以下有灯光照射是明亮的)，相比现有技术，提供了全面的行车警示信息，大大提高行车安全性。
上述图像均是真实地投射在路面上，且跟随车道线相对位置固定，就像真实存在于路面的图标一样，而非悬浮于路面或空中的虚拟效果，具有强烈的驾驶体验感和与其他交通参与者之间的交互体验感。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (11)

1.一种交互式灯光预警系统，其特征在于，包括感知系统、交互控制系统和灯光投射系统；
所述感知系统用于检测车辆前行方向是否有行人及行人与车辆之间的距离，并采集上述检测信息；
所述交互控制系统用于根据所述检测信息判断行人是否在预设距离L内，若是，则生成用以提醒行人先行的第一光型交互图像，若否，则生成用以警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像；
所述灯光投射系统用于在车辆前行方向的路面上投射所述第一光型交互图像或第二光型交互图像；其中，所述第一光型交互图像适于跟随行人位置的移动而移动。
2.根据权利要求1所述的交互式灯光预警系统，其特征在于，还包括礼让行人按钮；
当行人在预设距离L内时，若车辆司机手动触发了所述礼让行人按钮，则生成并投射所述第一光型交互图像，若未触发所述礼让行人按钮，则所述交互控制系统生成用以警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像，所述灯光投射系统在行人面前的路面上投射所述第三光型交互图像。
3.根据权利要求1所述的交互式灯光预警系统，其特征在于，在生成所述第二光型交互图像的同时，所述交互控制系统还生成高亮光型，所述灯光投射系统将所述高亮光型投射于行人眼部以下的身体区域，以向车辆司机标识行人位置。
4.根据权利要求1所述的交互式灯光预警系统，其特征在于，所述感知系统包括感知单元和信息采集单元；
所述感知单元包括用于检测行人及行人与车辆之间距离的红外摄像头或可见光摄像头或近红外摄像头；
所述红外摄像头或可见光摄像头或近红外摄像头的信号输出端连接至所述信息采集单元的信号输入端。
5.根据权利要求1所述的交互式灯光预警系统，其特征在于，所述交互控制系统包括交互控制单元和图像生成单元；
所述交互控制单元用于判断行人是否在预设距离L内；
所述图像生成单元用于根据所述交互控制单元判断结果生成所述第一光型交互图像或第二光型交互图像。
6.根据权利要求1所述的交互式灯光预警系统，其特征在于，所述灯光投射系统包括图像解析单元、阵列式LED控制器、阵列式LED、投影模组光机系统和电源驱动模块；
所述图像解析单元用于接收所述交互图像并解析其各像素的灰度值，生成所述阵列式LED控制器可识别的驱动指令，阵列式LED控制器响应所述图像解析单元传输来的所述驱动指令，以控制所述阵列式LED各像素的亮灭以及灰度，阵列式LED根据所述驱动指令执行各像素的亮灭以及灰度，所述投影模组光机系统将阵列式LED的亮灭以及灰度情况投射出去。
7.根据权利要求1-6任一项所述的交互式灯光预警系统，其特征在于，还包括补光单元，所述补光单元适于在环境光黑暗时对车辆前行方向进行照射补光。
8.一种交互式灯光预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)检测车辆前行方向是否有行人及行人与车辆之间的距离，并采集上述检测信息；
(2)根据所述检测信息判断行人是否在预设距离L内，若是，则生成用以提醒行人先行的第一光型交互图像，若否，则生成用以警示车辆司机注意避让行人的第二光型交互图像；
(3)在车辆前行方向的路面上投射所述第一光型交互图像或第二光型交互图像。
9.根据权利要求8所述的交互式灯光预警方法，其特征在于，在车辆中设置礼让行人按钮，当行人在预设距离L内时，若车辆司机手动触发了所述礼让行人按钮，则生成并投射所述第一光型交互图像，若未触发所述礼让行人按钮，则生成用以警示行人有车辆靠近的第三光型交互图像，在行人面前的路面上投射所述第三光型交互图像。
10.根据权利要求8或9所述的交互式灯光预警方法，其特征在于，在生成所述第二光型交互图像的同时还生成高亮光型，将所述高亮光型投射于行人眼部以下的身体区域，以向车辆司机标识行人位置。
11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的交互式灯光预警系统，并适于通过所述交互式灯光预警系统执行权利要求8-10任一项所述的交互式灯光预警方法。
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