CN111491827B - 通过投射轨迹照亮行车道区域的方法和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过机动车(1)照亮行车道区域的方法，该方法具有以下步骤：‑确定与机动车(1)在行车道(8)上的未来运动相关的轨迹，‑根据所确定的轨迹这样计算机动车(1)的前灯(2)的光分布，即，将轨迹路线(13)作为光分布的一部分投射到行车道(8)上，和‑通过前灯(2)将与光分布相对应的亮度分布(20)照射到行车道(8)上。为了能够更好地看出机动车(1)的驾驶，本发明提出，根据所确定的轨迹附加地这样计算光分布，即，利用该光分布除了表示出轨迹外还表示出机动车(1)的平行于其纵向方向的加速度。

Description

通过投射轨迹照亮行车道区域的方法和机动车
技术领域
本发明涉及一种通过机动车照亮行车道区域的方法。在此将与机动车在行车道上的未来运动相关的轨迹投射到行车道上。本发明的第二方面涉及一种具有照明装置的机动车。
背景技术
从现有技术中已知高分辨率前灯，其特别是可以分辨至少200、500、1000或2000个像素。这种高分辨率前灯可用于将图像和符号投射到行车道上。这样的高分辨率前灯可以具有例如矩阵发光件、微镜装置、液晶装置或激光扫描器。
在半自动或完全自动驾驶车辆与驾驶员控制车辆的混合运行中，由于未识别出驾驶策略而存在很高的潜在风险。特别地，人类驾驶员经常难以估计自动控制车辆的行为。
在这种情况下，文献DE 10 2014 226 254 A1公开了一种用于运行自动地或部分自动地驾驶的机动车的信号设备的方法，其中，根据所检测的交通参与者来驱控该信号设备，以便向检测到的交通参与者示出关于机动车和/或检测到的交通参与者的其他行为的信息。信号设备的至少一个信号装置可以布置在机动车的前灯上。
文件DE 10 2011 081 394 B3涉及一种用于突出显示车辆的预期运动路径的方法，该方法包括以下步骤：使用关于车辆环境的信息来确定交通状况。根据检测到的交通状况，通过行车道标记设备来突出显示预期的运动路径。例如，可以将车辆的前灯作为行车道标记设备来驱控。
文献DE 10 2012 025 354 A1涉及一种用于显示交通工具的动态参数变化的设备和方法。为进行显示，将预确定的不规则性投射到交通工具的周围环境的表面上。该预确定的不规则性通过发光件、例如前灯投射到表面上。
发明内容
因此本发明的目的是，使得能够、尤其是使其他交通参与者能够更好的看出机动车的驾驶。
根据本发明，该目的通过一种用于由机动车照亮行车道区域的方法以及一种具有用于照亮行车道区域的照明装置的机动车来实现。
本发明基于一种通过机动车照亮行车道区域的方法，该方法具有以下步骤：确定与机动车在行车道上的未来运动相关的轨迹；根据所确定的轨迹这样计算机动车的前灯的光分布，即，将轨迹路线作为光分布的一部分投射到行车道上；通过前灯将与光分布相对应的亮度分布照射到行车道上。在本发明的一些实施方式中，可以基于机动车所处的交通状况来确定轨迹。为此例如可以利用机动车的环境传感器系统检测交通状况，该环境传感器系统包括例如雷达传感器、激光雷达传感器、摄像机和/或超声传感器。另选或附加地，可以检测驾驶员的或用于车辆自主运行的控制装置的控制命令来确定轨迹。通过控制命令可以预先规定机动车在行车道上的未来运动。例如，通过控制命令连续地驱控车辆的转向装置、制动装置以及加速装置。换句话说，根据控制命令可以推导出，在机动车在行车道上未来运动期间将执行哪些转向操纵、制动操纵和加速操纵。机动车的未来运动尤其涉及的是机动车在至少五米、十米、二十米或五十米的距离的运动。换句话说，有利地，未来的运动不仅是根据机动车的瞬时加速度、转向或减速度来外推的，而且是预先计算的。
为了更好地看出机动车的运动，本发明提出，根据所确定的轨迹附加地这样计算光分布，即，利用该光分布除了表示出轨迹外还表示出机动车的平行于其纵向方向的加速度。换句话说，轨迹路线和机动车的速度变化都通过光分布表现。因此通过将光分布投射到行车道上，通过在行车道上的投射既示出轨迹路线，又示出机动车的速度变化。
正加速度(加速)和负加速度(制动)都被理解为机动车的平行于其纵向方向的加速度。因此，速度增加和速度减少都被理解为机动车的平行于其纵向方向的加速度。
例如，利用符号来表现机动车的平行于其纵向方向的加速度，该符号作为光分布的一部分被投射到行车道上。为此尤其是可以预先确定一个对于其他机动车的驾驶员而言能够特别直观地理解的符号。该符号优选地可以表现机动车的平行于其纵向方向的加速度指向哪个方向和/或该加速度有多大。例如，该符号可以表现机动车是在加速还是在制动。以这种方式，可以以特别直观的方式来表现机动车的平行于其纵向方向的加速度。
可以利用线条来表现轨迹路线，该线条重现轨迹路线并作为光分布的一部分被投射到行车道上。该线条可以具有机动车在未来运动中要遵循的走向。通过利用线条来示出轨迹，可以以特别直观易懂的方式看出机动车的未来运动。
在本发明的一个实施方式中，这样计算光分布，即，除了线条还将符号投射到行车道上。换句话说，在向行车道上投射与光分布相对应的亮度分布中，除了示出表现轨迹路线的线条外，还示出表现机动车的速度变化或加速度的符号。以这种方式，可以更直观易懂地示出机动车的未来运动。
一个改进方案提出，利用至少一个箭头来表现机动车的平行于其纵向方向的加速度，该至少一个箭头与加速度的方向相应地取向并且作为光分布的一部分被投射到行车道上。换句话说，通过至少一个箭头表现机动车的速度变化，该至少一个箭头与速度变化的方向相应地取向。特别地，该至少一个箭头沿行进方向取向来表现机动车的未来加速，以及该至少一个箭头与行进方向相反地取向来表现机动车的未来制动。该至少一个箭头可以是上述符号的一部分。例如，该符号部分地由或只由该至少一个箭头构成。通过箭头使得能够特别直观地看出机动车的平行于其纵向的加速度。
优选地，在机动车在轨迹路线中将沿纵向方向改变加速度的位置上投射所述至少一个箭头/符号。以这种方式，通过符号/至少一个箭头不仅可以示出机动车将平行于其纵轴线进行加速，还可以示出在哪个位置进行加速。
一个改进方案提出，通过与轨迹垂直地取向的线条、特别是停车线来表现机动车的未来的停车，该线条作为光分布的一部分被投射到行车道上。机动车的未来的停车特别应理解为，机动车在其未来运动的范围内制动到停止状态。在这种情况下轨迹可以终止在机动车停止时的停车点处。在这种情况下，该另外的线条、特别是停车线可以与轨迹垂直地延伸通过停车点。通常，可以在机动车在未来停车时停在的位置上示出所述另外的线条、特别是停车线。通过这种方式可以向其他交通参与者表明机动车即将停车。
在确定轨迹时可以例如从用于控制自动驾驶的驾驶员辅助系统接收轨迹。这种驾驶员辅助系统通常连续地计算轨迹以用于控制这种自动驾驶。在这种情况下，可以通过驾驶员辅助系统计算轨迹。优点是，可以使其他交通参与者得知车辆未来自主运动的方式。
一个改进方案提出，通过可随时间变化的亮度分布的连续变化(Animation)沿着轨迹表现机动车的平行于其纵向方向的加速度，该亮度分布与光分布相应地被投射到行车道上。例如，借助可随时间变化的亮度分布在行车道上示出光源。可随时间变化的亮度分布的动画可以具有运动方向。在以光源作为动画的示例中，光源的群速度和/或相速度的方向可以对应于运动方向。通过可随时间变化的亮度分布提供了另一特别直观的可能性来示出机动车的平行于其纵向方向的加速度。
一个改进方案提出，如果机动车沿轨迹路线的速度在未来增加，则光分布的亮度也沿着轨迹路线增加，而如果机动车沿轨迹路线的速度在未来降低，则光分布的亮度沿着轨迹路线减小。换句话说，如果机动车在未来加速，则光分布的亮度增加，而如果机动车在未来制动，则光分布的亮度降低。例如，如果机动车的速度在未来降低，则可以沿着轨迹路线相对于基准值局部地减小光分布的亮度，如果机动车的速度在未来增加，则可以沿着轨迹路线相对于基准值局部地提高该光分布的亮度。沿着轨迹路线在发生速度改变的位置处调整光分布的亮度。因此，不仅示出了机动车的速度将改变，而且还示出了机动车的速度将在哪个位置处改变。
本发明还包括一种机动车，其具有用于照亮行车道区域的照明装置，该照明装置具有：确定单元，该确定单元用于确定与机动车在行车道上的未来运动相关的轨迹；计算单元，用于根据所确定的轨迹以如下方式计算机动车的前灯的光分布，即，将轨迹路线作为光分布的一部分投射到行车道上；和控制单元，用于以如下方式驱控前灯，即，使得前灯发出与该光分布相应的亮度分布。根据本发明，计算单元被设计为，根据所确定的轨迹附加地这样计算光分布，即，利用该光分布除了表示出轨迹外还表示出机动车的平行于其纵向方向的加速度。
前灯优选设计为高分辨率前灯。前灯可以具有例如矩阵发光件、微镜装置、液晶装置或激光扫描器。
所述机动车特别是汽车，例如乘用车或载重车。机动车可以具有用于驱动的内燃发动机和/或电机。特别地，机动车被设置为执行完全自动或部分自动的驾驶。为此，机动车可以具有驾驶员辅助系统，用于控制车辆的自动驾驶。特别地，确定单元被设计用于从驾驶员辅助系统接收轨迹。
本发明还包括所描述的实施方式的组合。
本发明还包括根据本发明的机动车的改进方案，其具有已经结合根据本发明的方法的改进方案所描述的特征。因此，在此不再描述根据本发明的机动车的相应的改进方案。
附图说明
下面描述本发明的实施例。为此，图1示出了机动车的示意性鸟瞰图，该机动车的未来运动被投射到行车道上。
下面说明的实施例是本发明的优选实施例。在示例性实施例中，实施例的所描述的部分各自代表本发明的可彼此独立看待的各个特征，这些特征还彼此独立地改进了本发明，因此还应单独地或以与示出的组合不同的方式被视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施方式也可以由本发明的已经描述的其他特征来补充。
在附图中，具有相同功能的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了具有照明装置9的机动车1，该照明装置用于照亮行车道8的行车道区域。照明装置9包括两个前灯2，其在各自的照射区域21中发出亮度分布20。此外，在当前情况下，照明装置9包括确定单元3、计算单元4和控制单元5。控制单元5被设计用于控制前灯2的亮度分布20。
确定单元3确定与机动车1在行车道8上的未来运动有关的轨迹。特别地，通过该轨迹明确地规定了机动车1在行车道8上在至少5米、10米、20米、50米或100米的距离的未来运动。通过该轨迹可以为机动车1预先规定一系列的转向操纵和加速操纵。例如，可以根据行车道8上的交通状况和/或基于机动车1的驾驶员的控制命令来确定轨迹。然而，机动车1在此被设计为执行自动驾驶。在自动驾驶的情况下，机动车1可以自行控制，而无需机动车1的驾驶员干预。在这种情况下，机动车1例如没有驾驶员，而只有乘员。另选地，机动车1也可以是空车。机动车1具有驾驶员辅助系统6，以用于控制自动驾驶。驾驶员辅助系统6被设计用于控制机动车1的自动驾驶。为了控制自动驾驶，通过驾驶员辅助系统6计算与机动车1在行车道8上的未来运动有关的轨迹。通过确定单元3从驾驶员辅助系统6接收该轨迹。
计算单元4根据该轨迹来计算机动车1的每个前灯2的各自的光分布。以如下方式计算各自的光分布，即，将轨迹的路线13作为光分布的一部分投射到行车道8上。根据图1，该轨迹由线条14表示。换句话说，机动车1在本示例中在自动驾驶的情况下沿着线条14行驶。
前灯2被设计为高分辨率前灯。前灯2可以分别具有例如矩阵发光件、微镜装置、液晶装置或激光扫描器。
在本示例中，机动车1将根据确定的轨迹以恒定速度沿线条14行进至点18。从点18开始，机动车1将降低其速度，即制动，并因此随着速度降低继续沿着线条14行驶。通过制动操纵，计划将机动车1在点19处停车。这两个点18、19大体上表征了轨迹的如下部分，在该部分中规划了机动车1的平行于其纵向方向的加速度。换句话说，点18表示加速操纵开始的点，而点19表示加速操纵结束的点。如已经解释的那样，术语“加速操纵”既指制动又指加速。
计算单元4以如下方式计算前灯2的光分布，即，将线条14以及符号10和停车线12都作为光分布的一部分投射到行车道8上。换句话说，计算单元计算出前灯2必须发出什么样的亮度分布20，从而在行车道8上示出线条14、符号10和停车线12。因此在光分布方面涉及的是为了驱控前灯2而计算的计算变量。基于所计算的光分布，控制单元5以这样的方式驱控前灯2，使得前灯2中的每个都发出与各自的光分布相对应的亮度分布20。
因此，由亮度分布20在行车道8上示出符号10、线条14和停车线12。
符号10包括至少一个箭头11，在当前情况下是两个箭头11。该至少一个箭头11可以与机动车1的平行于其纵向方向的加速度的矢量相应地取向。机动车1的平行于其纵向方向的加速度例如可以通过制动或加速来实现。换句话说，可以增加或降低机动车1的速度。在当前情况下，机动车1的速度从点18处开始降低。因此，在当前情况下，所述至少一个箭头11与轨迹路线13反向地取向。在另一示例中，机动车1提高其速度，至少一个箭头11可以与轨迹路线13相应地取向。
有利地，将符号10或所述至少一个箭头11布置在机动车1开始改变速度或平行于行驶方向的加速度的位置。另选地或附加地，可以在轨迹路线13的如下部分上示出另外的符号15，在该部分上规定了平行于行驶方向的加速度。这些另外的符号15可以例如仿照符号10。然而，在此符号15小于符号10。在当前情况下，由于在这两个点18、19之间设置了制动操纵，因此沿着在点18和19之间的轨迹路线13示出了另外的符号15。
由停车线12表现机动车1预计在点19处停车的事实。停车线12在点19处与轨迹路线13垂直地取向。通过显示停车线12，可以向其他行交通参与者示出机动车1预计在点19处停车。
在本发明的未示出的其他实施方式中规定，代替符号10、箭头11和/或另外的符号15，要么示出在点18和19之间可随时间变化的亮度分布，要么沿着在点18和点19之间的轨迹路线13增大或减小该亮度分布20的亮度。
例如，光分布在围绕路线13的局部区域中的亮度表现所规定的机动车1在相应点处的速度。在这种情况下，速度的增加可以通过亮度分布20沿着路线13变亮来示出。速度的降低可以通过亮度分布沿着路线13变暗来示出。
总体上，实施例示出了如何能够、尤其是使其他交通参与者能够更好地全面了解机动车的未来的运动。

Claims (10)

1.一种用于通过机动车(1)照亮行车道区域的方法，具有以下步骤：
-确定与机动车(1)在行车道(8)上的未来运动相关的轨迹，
-根据所确定的轨迹这样计算机动车(1)的前灯(2)的光分布，即，将轨迹路线(13)作为光分布的一部分投射到行车道(8)上，和
-通过前灯(2)将与光分布相对应的亮度分布(20)照射到行车道(8)上，其中，
-根据所确定的轨迹附加地这样计算光分布，即，利用该光分布除了表示出轨迹外还表示出机动车(1)的平行于其纵向方向的加速度，
其特征在于，
如果机动车(1)的速度沿着轨迹路线(13)在未来增加，则光分布的亮度沿着轨迹路线(13)增加，如果机动车(1)的速度沿着轨迹路线(13)在未来降低，则光分布的亮度沿着轨迹路线(13)降低。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用符号(10)来表现机动车(1)的平行于其纵向方向的加速度，该符号作为光分布的一部分被投射到行车道(8)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用线条(14)来表现轨迹路线(13)，该线条重现轨迹路线(13)并作为光分布的一部分被投射到行车道(8)上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用线条(14)来表现轨迹路线(13)，该线条重现轨迹路线(13)并作为光分布的一部分被投射到行车道(8)上，这样计算光分布，即，除了线条(14)还将符号(10)投射到行车道(8)上。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用至少一个箭头(11)来表现机动车(1)的平行于其纵向方向的加速度，该至少一个箭头与加速度的方向相应地取向并作为光分布的一部分被投射到行车道(8)上。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过与轨迹路线(13)垂直地取向的另外的线条来表现机动车(1)的未来的停车，该另外的线条作为光分布的一部分被投射到行车道(8)上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述另外的线条是停车线(12)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在确定轨迹时，从用于控制自动驾驶的驾驶员辅助系统(6)接收轨迹。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过可随时间变化的亮度分布(20)的动画沿着轨迹表现机动车(1)的平行于其纵向方向的加速度，该亮度分布与光分布相应地被投射到行车道(8)上。
10.一种具有用于照亮行车道区域的照明装置(9)的机动车(1)，具有：
-确定单元(3)，用于确定与机动车(1)在行车道(8)上的未来运动相关的轨迹，
-计算单元(4)，用于根据所确定的轨迹以如下方式计算机动车(1)的前灯(2)的光分布，即，将轨迹路线(13)作为光分布的一部分投射到行车道(8)上，和
-控制单元(5)，用于以如下方式驱控前灯，即，使得前灯(2)发出与光分布相应的亮度分布(20)，其中
-计算单元(4)被设计成，根据所确定的轨迹附加地这样计算光分布，即，利用该光分布除了表示出轨迹外还表示出机动车(1)的平行于其纵向方向的加速度，
其特征在于，
-所述机动车(1)被设计成，这样示出光分布：如果机动车(1)的速度沿着轨迹路线(13)在未来增加，则光分布的亮度沿着轨迹路线(13)增加，如果机动车(1)的速度沿着轨迹路线(13)在未来降低，则光分布的亮度沿着轨迹路线(13)降低。
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