CN111354208A - 一种车辆掉头提醒系统、方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车主动安全领域，公开了一种车辆掉头提醒系统、方法及车辆，所述系统包括交互控制系统和灯端执行系统；所述交互控制系统适于判断车辆是否具有掉头意图，若是，则自动生成掉头提醒图像；所述灯端执行系统适于通过车辆的信号灯自动显示所述掉头提醒图像。本发明通过含义明确的掉头标志向周围交通参与者传递车辆正在掉头的驾驶意图，以有效避免由于误解而导致交通事故。

Description

一种车辆掉头提醒系统、方法及车辆

技术领域

本发明涉及一种车辆掉头提醒系统、方法及车辆，属于汽车主动安全领域。

背景技术

传统的汽车信号灯具有示廓、制动提醒、转向提醒、倒车提醒和雾天恶劣天气警示等保障行车安全的预警功能，在正常交通状况和天气条件下基本可保证行车安全。

随着汽车保有量的上升，道路状况变得更为拥挤和复杂，驾驶人员即便保持良好的驾驶风格也无法完全避免由于其他交通参与者的失误对己方造成的安全威胁，有必要通过安全增强型的信号灯提前预警来有效避免因不良驾驶习惯/风格所带来的行车安全隐患。

传统的信号灯无法区分左转和掉头，掉头时转向灯也表现为左转。然而，对于正在左转或掉头车辆的后车或者对面来车的司机来说，对掉头车辆的应对措施与对左转车辆的应对措施是不一样的，后车如果将掉头车辆误认为左转车辆，会由于跟车太紧而在前车掉头时突然减速而导致追尾，对面来车如果将左转车辆误认为掉头车辆，尤其容易将跟在连续进行掉头的几辆车后面的左转车辆也误认为是掉头车辆，很容易发生双方快速靠近而碰撞的交通事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆掉头提醒系统、方法及车辆，通过含义明确的掉头标志向周围交通参与者传递车辆正在掉头的驾驶意图，以有效避免由于误解而导致交通事故。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种车辆掉头提醒系统，包括交互控制系统和灯端执行系统；所述交互控制系统适于判断车辆是否具有掉头意图，若是，则自动生成掉头提醒图像；所述灯端执行系统适于通过车辆的信号灯自动显示所述掉头提醒图像。

进一步地，车辆的掉头意图根据导航地图的提示或方向盘的左转角度来判断。

进一步地，所述车辆的信号灯为头部左信号灯和尾部左信号灯。

进一步地，所述交互控制系统包括信息采集单元、交互控制单元和图像输出单元；所述信息采集单元用于采集所述导航地图的掉头提示信息或方向盘的左转角度信息；所述交互控制单元用于根据所述导航地图的掉头提示信息或方向盘的左转角度信息判断车辆是否具有掉头意图；所述图像输出单元用于将所述掉头提醒图像传输至所述灯端执行系统。

进一步地，所述灯端执行系统包括：图像采集单元，用于接收所述掉头提醒图像；像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述掉头提醒图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。

进一步地，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光LED芯片、自发光LED芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光LED芯片与光学零件的组合中，自发光LED芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围；所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。

本发明第二方面提供一种车辆掉头提醒方法，包括如下步骤：(1)判断车辆是否具有掉头意图，若是，则自动生成掉头提醒图像；(2)在车辆信号灯自动显示所述掉头提醒图像。

进一步地，自动驾驶模式下，车辆的掉头意图根据导航地图的提示来判断；当导航地图提示前方掉头时，则自动生成所述掉头提醒图像。

进一步地，手动驾驶模式下，车辆的掉头意图根据方向盘的左转角度来判断；当方向盘的左转角度大于预设阈值时，则自动生成所述掉头提醒图像。

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车辆掉头提醒系统，并适于通过所述车辆掉头提醒系统执行第二方面任一技术方案所述的车辆掉头提醒方法。

通过本发明的上述技术方案，一方面，车辆掉头时可通过在信号灯上点亮的掉头提醒图像明确显示掉头意图，有助于行人和其他车辆准确识别车辆的驾驶意图，消除由于误判导致的交通事故；另一方面，该掉头提醒图像可通过导航地图的掉头提示自动触发或通过方向盘的左转角度超阈值半自动触发，其中通过导航地图的掉头提示自动触发模式同时适用于无人自动驾驶车辆和有人手动驾驶车辆，通过方向盘的左转角度超阈值半自动触发模式适用于有人手动驾驶车辆，使用范围广泛。

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为本发明系统一实施例中单个发光元件阵列的结构示意图；

图4为本发明系统一实施例中多个发光元件阵列组合的结构示意图；

图5为本发明系统或方法一实施例中的掉头提醒图像的示例图一；

图6为本发明系统或方法一实施例中的掉头提醒图像的示例图二；

图7为本发明系统或方法一实施例中的掉头提醒图像的示例图三；

图8为本发明方法第一实施例的流程图；

图9为本发明方法第二实施例的流程图。

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，本发明车辆掉头提醒系统的一个实施例，包括交互控制系统和灯端执行系统；所述交互控制系统适于判断车辆是否具有掉头意图，若是，则自动生成掉头提醒图像；所述灯端执行系统适于通过车辆的信号灯自动显示所述掉头提醒图像。该信号灯可以是尾部左信号灯，以提醒后车本车即将掉头，使后车注意减速避免追尾，也可以是头部左信号灯，以提醒对向直行来车或左侧右转来车本车即将掉头，使他们注意避让。当然，正常使用时一般是头尾两处的左信号灯同时显示该掉头提醒图像，以使各向来车均能准确识别本车的驾驶意图，有效降低行车安全隐患。需要说明的是，该掉头提醒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“掉头”，也可以是图文并茂的，其中图案的具体形式以司机能够明确无误地理解为准。

需要说明的是，车辆的掉头意图可通过不同的渠道获取，如，车辆的掉头意图可通过导航地图上的掉头提示信息判断车辆即将掉头，导航地图已事先规划好了行车路线，其中需要掉头的地方会提前发出掉头提示信息，通过导航地图设备与交互控制系统的交互实现对导航地图中掉头提示信息的采集，交互控制系统根据该掉头提示信息生成掉头提醒图像，最终通过灯端执行系统在信号灯进行显示。从导航地图提取掉头信息的模式可用于无人自动驾驶车辆，当然也可用于有人驾驶车辆。对于无人自动驾驶车辆，可以完全按照导航地图规划好的行车路线自动驾驶，在遇到需要掉头的路口时，自动提前开启左信号灯的掉头提醒图像，完成掉头后自动关闭信号灯的掉头提醒图像。基于中国的交通法规和驾驶习惯，包括车辆左驾驶位和道路右侧行驶，对于有人手动驾驶车辆，可以完全按照导航地图规划好的行车路线手动驾驶，在遇到需要掉头的路口时，自动提前开启左信号灯的掉头提醒图像，不需要人为手动开启左转向灯，完成掉头后自动关闭信号灯的掉头提醒图像。对于有人手动驾驶车辆，车辆的掉头意图也可通过方向盘的左转角度来获取，掉头时方向盘向左的转动角度(简称掉头转动角度)明显大于左转向时方向盘向左的转动角度(简称左转转动角度)，据此在掉头转动角度和左转转动角度二者之间设置一个掉头转角阈值，当方向盘的向左转角大于该阈值时即判断为掉头，反之则为左转向。这样，一旦方向盘的向左转角大于该阈值，即自动开启左信号灯的掉头提醒图像，不需要人为手动开启左转向灯。至于何时关闭左信号灯的掉头提醒图像，有多种方式可供选择，如，方向盘回正后关闭，或者该掉头提醒图像保持点亮一段时间后自动关闭。上述方向盘的转角信息可由交互控制系统通过车内通信总线从ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)中提取，其中，方向盘回正后的转角为0。

对于中国以外其他国家或地区的交通法规和驾驶习惯，包括车辆右驾驶位和道路左侧行驶，上述实施例可以直接应用或稍作适应性调整后应用，其基本原理是一样的，也在本发明技术方案的覆盖范围内。

如图2所示，在本发明车辆掉头提醒系统的一个实施例中，交互控制系统包括信息采集单元、交互控制单元和图像输出单元。信息采集单元用于采集所述导航地图的掉头提示信息或方向盘的左转角度信息，当采用从导航地图提取掉头提示信息的模式时，信息采集单元直接与导航地图设备进行通讯连接，当导航地图提示掉头时，信息采集单元即直接提取出该掉头提示信息并传送给交互控制单元；当采用通过方向盘的左转角度判断掉头意图时，信息采集单元通过车内通信总线从ECU中实时提取方向盘的转角信息。交互控制单元用于根据所述导航地图的掉头提示信息或方向盘的左转角度信息判断车辆是否具有掉头意图。当采用从导航地图提取掉头提示信息的模式时，交互控制单元根据该掉头提示信息生成掉头提醒图像，当采用通过方向盘的左转角度判断掉头意图时，交互控制单元将实时转角与预设阈值进行比较，若大于阈值，则生成掉头提醒图像。图像输出单元用于将所述掉头提醒图像传输至所述灯端执行系统。

如图2所示，在本发明车辆掉头提醒系统的一个实施例中，灯端执行系统包括：图像采集单元，用于接收所述掉头提醒图像；像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述掉头提醒图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。

图2中，有N个驱动单元和N个发光元件阵列，一个驱动单元对应一个发光元件阵列，每个驱动单元具有M路控制信号输出端，M的具体数值与该对应的发光元件阵列中独立发光单元的数量相同，一路控制信号控制一个独立发光单元。

具体地，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光LED芯片、自发光LED芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光LED芯片与光学零件的组合中，自发光LED芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围；其中，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。如图3所示，发光元件阵列包括9个独立发光单元，按三行三列排布，每个独立发光单元包括光源1和聚光器2，各独立发光单元之间通过连接板3连接成一个矩阵式发光元件阵列，光源1可选择LED。在该实施例中，LED发出的光经聚光器2射出，具体地，聚光器2包括入射面、导光柱、出光柱和出射面，LED发出的光经入射面依次进入导光柱和出光柱，最终由出射面射出。LED发出的光经聚光器2进行光学处理后可以聚焦于固定区域，并提供足够的亮度，使后车司机在较远的距离就可轻松辨识。作为一种替代方案，根据实际使用环境，聚光器2可替换为透镜或内配光镜，该二者均可将LED发出的光聚焦于固定区域，并提供足够的亮度。光源1发光的颜色可预先设置，或选用多色光源，根据实际需要进行现场控制选择。

实际的信号灯包括多个如图3所示的发光元件阵列，即是由多个发光元件阵列(可视为小阵列)组成的阵列(可视为大阵列)，如图4所示，为由四个小阵列组成的大阵列，总共有36个独立发光单元。假使图4所示的大阵列构成完整的信号灯显示单元，当需要显示“掉头”的“头”这个字时，则需该大阵列中的下列独立发光单元同时点亮(左为第一列，上为第一行)：第一列之第三、六行，第二列之第一、二、三、五行，第三列之第一、二、三、四行，第四列第一、二、三、四行，第五列之第三、五行和第六列之第三、六行，即这些需要点亮的独立发光单元与“头”字具有对应关系，该对应关系预先存储在像素分发单元中，实际需要显示“头”字时，直接调用像素分发单元中的该对应关系进行分配和定位相应的独立发光单元即可，像素分发单元的信号输出端电连接至各驱动单元，只需使能与该独立发光单元电连接的驱动单元的相应一路控制信号输出端即可达到点亮该独立发光单元的目的。

需要说明的是，信号灯的发光形式不限，包括但不限于闪烁、动画和静止图像。

作为一种替换，图3和图4中的独立发光单元可为自发光LED芯片或液晶显示器，这两种独立发光单元的控制模式与上述自发光LED芯片与光学零件组合形式的独立发光单元相同，实现的显示功能也相同，只是最终显示的图像亮度和清晰度有所差异，此处不再赘述。

具体地，第一图像包括文字部分和/或图形部分；其中，文字部分可包括“掉头”或其简略表达，如图7所示；图形部分可以采用与交通信号灯的掉头信号类似的U型箭头图标，如图5-6所示，其中图5所示的U型箭头图标可用于车尾的左信号灯，图6所示的U型箭头图标可用于车头的左信号灯。

为了起到显著的提醒效果，文字部分和/或图形部分的显示方式包括但不限于下面的形式：

1、闪烁效果，闪烁的频率可以任意调整。

2、变节奏闪烁效果，快慢频率的闪烁可以任意组合形成一个变节奏闪烁效果，例如3次快闪后长灭一段时间作为一个显示周期，或3次快闪3次慢闪作为一个显示周期。

3、呼吸效果/淡入淡出效果，一个呼吸周期的4个过程时间都可以分别调整，包括图标逐渐显现的时间、图标常亮的时间、图标逐渐消失的时间以及图标常灭的时间。

4、自适应更改动态变化频率，针对上述各种闪烁或者呼吸的效果，可以根据警示紧急级别自适应调整闪烁的快慢，比如非常紧急的警示可以采用快频率闪烁，警示相对不是很紧急的情况下可以自适应调整为慢频率闪烁。

5、流水效果，图像按照规定方向逐渐出现/消失的效果。

6、动画效果，比如小人跑步的动画效果、图像旋转/放大/缩小的效果等。

7、立体/3D效果。

如图8所示，本发明车辆掉头提醒方法的一个实施例，适用于通过导航地图的掉头提示自动触发模式，包括以下步骤：S101判断导航地图是否提示前方掉头，若是，继续到步骤S102，若否，则重复本步骤；S102生成掉头提醒图像并显示。不断循环上述步骤。具体操作过程与上述本发明车辆掉头提醒系统的实施例中公开的一致，此处不在赘述。

如图9所示，在本发明车辆掉头提醒方法的一个实施例中，适用于通过方向盘的左转角度超阈值半自动触发模式，包括以下步骤：S201判断车辆方向盘左转角度是否大于预设阈值，若是，继续到步骤S202，若否，则重复本步骤；S202生成掉头提醒图像并显示。不断循环上述步骤。具体操作过程与上述本发明车辆掉头提醒系统的实施例中公开的一致，此处不在赘述。

本发明车辆的实施例中，可以包括上述本发明车辆掉头提醒系统的任一实施例，并可执行上述本发明车辆掉头提醒方法的任一实施例，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。

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 (10)

1.一种车辆掉头提醒系统，其特征在于，包括交互控制系统和灯端执行系统；

所述交互控制系统适于判断车辆是否具有掉头意图，若是，则自动生成掉头提醒图像；

所述灯端执行系统适于通过车辆的信号灯自动显示所述掉头提醒图像。

2.根据权利要求1所述的车辆掉头提醒系统，其特征在于，车辆的掉头意图根据导航地图的提示或方向盘的左转角度来判断。

3.根据权利要求1或2所述的车辆掉头提醒系统，其特征在于，所述车辆的信号灯为头部左信号灯和尾部左信号灯。

4.根据权利要求2所述的车辆掉头提醒系统，其特征在于，所述交互控制系统包括信息采集单元、交互控制单元和图像输出单元；

所述信息采集单元用于采集所述导航地图的掉头提示信息或方向盘的左转角度信息；

所述交互控制单元用于根据所述导航地图的掉头提示信息或方向盘的左转角度信息判断车辆是否具有掉头意图；

所述图像输出单元用于将所述掉头提醒图像传输至所述灯端执行系统。

5.根据权利要求4所述的车辆掉头提醒系统，其特征在于，所述灯端执行系统包括：

图像采集单元，用于接收所述掉头提醒图像；

像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述掉头提醒图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；

信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。

6.根据权利要求5所述的车辆掉头提醒系统，其特征在于，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光LED芯片、自发光LED芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光LED芯片与光学零件的组合中，自发光LED芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围；所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。

7.一种车辆掉头提醒方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)判断车辆是否具有掉头意图，若是，则自动生成掉头提醒图像；

(2)在车辆信号灯自动显示所述掉头提醒图像。

8.根据权利要求7所述的车辆掉头提醒方法，其特征在于，自动驾驶模式下，车辆的掉头意图根据导航地图的提示来判断；当导航地图提示前方掉头时，则自动生成所述掉头提醒图像。

9.根据权利要求7所述的车辆掉头提醒方法，其特征在于，手动驾驶模式下，车辆的掉头意图根据方向盘的左转角度来判断；当方向盘的左转角度大于预设阈值时，则自动生成所述掉头提醒图像。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的车辆掉头提醒系统，并适于通过所述车辆掉头提醒系统执行权利要求7-9任一项所述的车辆掉头提醒方法。

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