CN112996694A - 用于机动车辆的车道识别 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆的照明系统200，该照明系统包括：‑图像捕捉装置(205)，被配置为采集车辆行驶的道路(R)的图像(I)，所述道路(R)包括道路上被标记的车道(110)；‑照明模块(215)，被配置为在道路上投射道路标记(120)；其中，所述照明系统(200)被配置为过滤与所述道路上被标记的车道(110)相对照的所述道路上被投射的道路标记(120)。

Description

用于机动车辆的车道识别
技术领域
本发明涉及一种车辆，特别地涉及一种用于向车辆提供驾驶辅助的照明系统和同步方法。
背景技术
如今，机动车辆包括越来越多的辅助驾驶员驾驶的系统。例如，这些系统向驾驶员提供关于环境的信息，诸如障碍物、盲区中的车辆，并且可以帮助驾驶员留在自己的车道或帮助驾驶员进行超车。因此，这些系统提高了安全性，并因此允许减少道路事故的数量。这些系统称为高级驾驶辅助系统(ADAS)。
此外，机动车辆明显地向自动车辆和自动驾驶车辆发展。在自动车辆中，控制命令的管理可以通过例如用于停车操作或低速驾驶的控制系统来自动确保。在自动驾驶车辆中，控制命令的管理可以通过用于所有驾驶任务的控制系统来自动确保。
为了实现诸如车道保持、车道对中、辅助驾驶员或自动车辆或自动驾驶车辆的超车辅助之类的功能，ADAS特别地必须检测道路车道和道路边界。因此，ADAS当前配备有能够采集车辆前方道路的图像的相机和能够计算该道路上被标记的车道的位置的计算单元。
为了将由相机采集并由计算单元计算出的信息传输给驾驶员或自动车辆或自动驾驶车辆的乘员，ADAS可以包括照明系统，所述照明系统用于显示或在道路上投射多幅象形图。如图1所示，照明模块可以在道路上显示或投射例如白线的线120，以便在超越另一车辆时显示车辆的尺寸或车辆的轨迹、或显示与其他车辆的安全距离。
但是，当ADAS的相机在照明模块正在投射出线的情况下采集道路图像时，计算单元无法区分道路上被标记的车道和被投射的线。这种无法区分导致安全问题。传输到驾驶员的信息或传输到自动车辆或自动驾驶车辆的控制系统的信息不准确。投射线可能没有被投射在正确的位置，并且驾驶员可能无法识别是否有足够的空间来通过或超越其他车辆，并且控制系统可能无法使车辆在道路上居中并且可能使车辆摆动。
发明内容
本发明的目的是提供一种照明系统，该照明系统通过改善车道检测以避免道路上被标记的车道与由车辆的照明模块所投射的道路标记之间的任何混淆来提高安全性。
本发明的另一目的是提供用于使车辆的照明模块的操作与车辆的图像捕捉装置的操作同步以特别是在低照明条件下为机动车辆提供驾驶辅助的不同的方法。
根据本发明的实施例，提供了一种机动车辆的照明系统。所述照明系统包括：图像捕捉装置，所述图像捕捉装置被配置为采集所述车辆行驶的道路的图像，所述道路包括所述道路上被标记的车道；照明模块，所述照明模块被配置为在所述道路上投射道路标记；控制单元，其中，所述照明系统被配置为过滤与所述道路上被标记的车道相对照的所述道路上被投射的道路标记。
在一个实施例中，所述照明模块被配置为使用脉冲光束在道路上投射道路标记。
在一个实施例中，所述图像捕捉装置包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置为计算所述道路上被标记的车道的位置，并且所述控制单元被配置为基于所述道路上被标记的车道的位置来计算待投射在所述道路上的道路标记的位置。
在第一非限制性实施例中，所述控制单元还被配置为将待投射在所述道路上的道路标记的位置发送到所述图像处理单元，并且所述图像处理单元整合(integrate)所述待投射在所述道路上的道路标记的位置，以便区分所述道路上被标记的车道和所述道路上被投射的道路标记。
在第二非限制性实施例中，所述照明模块被配置为使用脉冲光束在所述道路上投射道路标记，并且所述图像处理单元还被配置为：在所述图像中识别与所述脉冲光束相对应的所述道路上被投射的道路标记，以便区分所述道路上被标记的车道和所述道路上被投射的道路标记。
在一个实施例中，所述图像处理单元被配置为：
-区分与所述道路上被投射的道路标记相对应的脉冲光区域，和与所述道路上被标记的车道相对应的非脉冲区域，
-排除脉冲光区域，
-记住非脉冲区域，
-将关于非脉冲区域的信息传送给控制单元。
在一个实施例中，所述图像捕捉装置具有采集频率，并且所述照明模块具有脉冲频率，所述脉冲频率比所述采集频率更低。
在一个实施例中，所述脉冲频率是所述采集频率的约数。
在第三非限制性实施例中，所述控制单元被配置为：在第一模式下，停用所述照明模块并且同时启动所述图像捕捉装置，以及在第二模式下，启动所述照明模块并且同时停用所述图像捕捉装置。
在一个实施例中，所述图像捕捉装置包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置为计算所述道路上被标记的车道的位置，并且所述控制单元被配置为基于所述道路上被标记的车道的位置来计算待投射在所述道路上的道路标记的位置。此外，所述照明模块被配置为投射分段的照明光束。
在一个实施例中，所述图像捕捉装置以脉冲方式进行操作，在所述脉冲方式中，在预定时间间隔T1期间启动图像的采集，并且在预定时间间隔T2期间停用图像的采集，所述时间间隔T1之后按顺序接着所述时间间隔T2。所述图像捕捉装置被配置为：在所述第一模式下操作持续所述预定时间间隔T1，并且在所述第二模式下操作持续所述预定时间间隔T2。所述图像捕捉装置被配置为：在脉冲的上升边启动所述第一模式，并且在所述脉冲的下降边启动所述第二模式，所述脉冲持续时间对应于所述预定时间间隔T1。
在所述第一模式期间，所述图像捕捉装置被配置为在所述脉冲的上升边向所述控制单元发送同步信号，并且所述控制单元被配置为在接收到所述同步信号时向所述照明模块发送停用信号，并且所述图像捕捉装置被配置为在所述时间间隔T1期间采集图像。在所述第二模式期间，所述图像捕捉装置被配置为在所述脉冲的下降边向所述控制单元发送同步信号，并且所述控制单元被配置为在接收到所述同步信号时向所述照明模块发送启动信号，并且所述照明模块被配置为在所述预定时间间隔T2期间在所述道路上投射道路标记。
在一个实施例中，所述时间段T1和所述时间段T2在大约14ms至66ms的范围内。
根据本发明的另一实施例，还提供了一种方法，所述包括以下步骤：
-通过图像捕捉装置采集车辆行驶的道路的图像；
-通过照明模块在所述道路上投射道路标记；以及
-过滤与所述道路上被标记的车道相对照的所述道路上被投射的道路标记。
在第一非限制性实施例中，所述方法还包括：
-通过所述图像捕捉装置内的图像处理单元计算所述道路上被标记的车道的位置；
-通过控制单元基于所述道路上被标记的车道的位置来计算待投射在所述道路上的道路标记的位置。
在一个实施例中，所述方法还包括：
-从所述控制单元将待投射在所述道路上的道路标记的所述位置发送到所述图像处理单元；以及
-通过所述图像处理单元整合待投射在所述道路上的道路标记的所述位置，以便区分所述道路上被标记的车道和所述道路上被投射的道路标记。
在第二非限制性实施例中，所述方法还包括：
-通过所述照明模块使用脉冲光束在所述道路上投射道路标记；
-通过所述图像捕捉装置内的图像处理单元在所述图像中识别与所述脉冲光束相对应的所述道路上被投射的道路标记，以便区分所述道路上被标记的车道和所述道路上被投射的道路标记。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于使机动车辆的照明模块与图像捕捉装置的操作同步的方法，所述方法包括：通过所述图像捕捉装置采集所述车辆行驶的道路的图像；以及通过所述照明模块在所述道路上投射道路标记。所述方法还包括：在第一模式下，通过控制单元停用所述照明模块，并且同时启动所述图像捕捉装置；和在第二模式下，通过所述控制单元启动所述照明模块，并且同时停用所述图像捕捉装置。
所述方法还包括：计算所述道路上被标记的车道的位置；以及基于所述道路上被标记的车道的位置来计算待投射在所述道路上的道路标记的位置。
在一个实施例中，所述方法包括：以脉冲方式操作所述图像捕捉装置，在所述脉冲方式中，在预定时间间隔T1期间启动图像的采集，并且在预定时间间隔T2期间停用图像的所述采集，所述时间间隔T1之后按顺序接着所述时间间隔T2。在所述第一模式下操作所述图像捕捉装置持续所述预定时间间隔T1；以及在所述第二模式下操作所述图像捕捉装置持续所述预定时间间隔T2。
进一步地，在一个实施例中，在所述第一模式下所述图像捕捉装置的操作包括以下步骤：通过所述图像捕捉装置在所述脉冲的上升边向所述控制单元发送同步信号；通过所述控制单元在接收到所述同步信号时向所述照明模块发送停用信号；以及通过所述图像捕捉装置在所述预定时间间隔T1期间采集所述图像。
在一个实施例中，在所述第二模式下操作所述图像捕捉装置包括以下步骤：通过所述图像捕捉装置在所述脉冲的所述下降边向所述控制单元发送同步信号；通过所述控制单元在接收到所述同步信号时向所述照明模块发送启动信号；以及通过所述照明模块在所述预定时间间隔T2期间在所述道路上投射所述道路标记。
应注意的是，所有被描述的实施例都是非限制性的。
因此，本发明提供了照明系统和不同的方法，其中的同步方法用于通过同步照明模块的操作和图像捕捉装置的操作来准确地区分道路上被标记的车道和由照明模块所投射的道路标记。被标记的车道和被投射的道路标记的准确区分使得车辆的驾驶员或ADAS系统能够在低照明条件下使车辆在正确的路径上行驶，从而可以防止发生事故。
附图说明
为了完成描述并且为了对本发明提供更好的理解，提供了一组附图。所述附图构成说明书的组成部分并且示出了本发明的实施例，该实施例不应被解释为限制本发明的范围，而仅作为如何实施本发明的示例。附图包括以下特征。
图1示出了根据本发明的一个实施例的带有道路上被标记的车道和由机动车辆的照明模块投射的道路标记的机动车辆的示意图。
图2是根据本发明的一个实施例的机动车辆的照明系统的框图的示意图，所述照明系统包括图像捕捉装置、照明模块和控制单元。
图3a示出了根据第一非限制性实施例的图像捕捉装置的功能、照明模块的功能和控制单元的功能，
图3b示出了根据第二非限制性实施例的图像捕捉装置的功能、照明模块的功能和控制单元的功能，
图3c示出了根据第三非限制性实施例的图像捕捉装置的功能、照明模块的功能和控制单元的功能，
图4是根据本发明的一个实施例的由图3a的照明系统执行的方法的流程图。
图5是根据本发明的一个实施例的由图3b的照明系统执行的方法的流程图。
图6a至图6c示出了根据本发明的一个实施例的信号的时间上的进程。
图7是根据本发明的一个实施例的由图3c的照明系统执行的用于使联接至机动车辆的图像捕捉装置和照明模块的操作同步的方法的流程图。
具体实施方式
以下详细的说明书参照附图描述了所公开的系统和方法的各种特征和功能。说明性的系统实施例和方法实施例并不意味着是限制性的。可以容易地理解的是，所公开的系统和方法的某些方面可以以多种不同的配置来布置和组合，在本文中考虑了所有这些配置和组合。
在道路上操作的自动驾驶车辆可以依赖于识别车道边界或该道路上的车道标记以进行导航。被配置为控制车辆的计算装置，即高级驾驶辅助系统(ADAS)，可以被配置为访问可以指示道路上的车道边界的道路信息。通常，联接至车辆的图像捕捉装置捕捉车辆的行驶道路的图像，并且该图像被进一步处理以识别道路上的车道边界。但是，在某些情况下，所捕捉的道路信息可能包含车道边界的估计的不准确。例如，在夜间，车辆的前照灯可以投射道路标记，例如道路上的车道，并且由图像捕捉装置捕捉的道路信息可以包括与被投射的道路标记有关的信息以及车道边界或道路上的车道标记。这可能给识别车道边界或道路上的车道标记以进行导航的计算装置造成混淆。
本发明主题涉及一种用于区分在道路上被标记的车道和由机动车辆的照明模块所投射的道路标记的照明系统和同步方法。
图2是根据本发明的实施例的机动车辆的照明系统的框图的示意图。该机动车辆例如是乘用车。
如图2所示的照明系统200包括：图像捕捉装置205，所述图像捕捉装置205被配置为采集该车辆行驶的道路R(在图1中示出)的图像(在图3a至图3c中示出的功能f1)，所述道路R包括在道路上被标记的车道110(在图1中示出)；照明模块215，所述照明模块215被配置为在道路上投射道路标记120(在图1中示出)(在图3a至3c中示出的功能f2)；和控制单元220。
在一方面，图像捕捉装置205可以是被配置为捕捉车辆的行驶道路的图像的任何相机(例如，静态相机、视频相机)。在一方面，图像捕捉装置205联接到车辆，并且可以被定位在车辆的后视镜后面，或被定位在车辆的前保险杠处。
此外，在一个实施例中，图像捕捉装置205包括：图像处理单元225，该图像处理单元225用于处理所捕捉的图像以计算在图1所示的道路上被标记的车道110的位置p1(在图3a至3c中示出的功能f3)；图像传感器230，借助于该图像传感器230捕捉道路的图像；和快门235。特别地，图像处理单元225计算所述道路上被标记的车道110的坐标。
快门235用于覆盖图像传感器230免受环境区域的影响。快门235可以在打开位置和关闭位置之间来回移动。图像传感器230电联接至图像处理单元225。
在一个实施例中，图像捕捉装置205可以电联接至照明模块215。照明模块215至少包括光源240，并且照明模块215被配置为投射分段的照明光束(在图3a至图3c中示出的功能f4)。所述分段的照明光束是具有多个分段的束，所述分段是可选择性地启动的以投射诸如线之类的道路标记。在第一示例中，照明模块215包括微反射镜矩阵。微反射镜可以在两个角度之间切换。在第一角度位置，从照明模块215的光源240接收的光被沿第一方向反射并且有助于形成照明光束。在第二角度位置，所接收的光被沿第二方向反射，并且不帮助形成照明光束。
在第二示例中，照明模块215的光源240是诸如激光二极管之类的激光光源，并且照明模块215包括光转换装置，从激光光源发射的光被引导到该光转换装置上。激光光源扫描该光转换装置以绘制图像，该图像被投射以形成照明光束。
在第三示例中，照明模块215包括多个光源。每个光源与光学元件相关联以形成光段。每个光段被投射元件投射以形成照明光束。
在第四非限制性示例中，照明模块215的光源240是任何类型的LED。
在第五非限制性示例中，照明模块215的光源240是红外光源。
分别参照图3a、图3b和图3c，根据3个非限制性实施例进一步描述照明系统200。
在图3a所示的第一非限制性实施例中，控制单元220被配置为基于道路上被标记的车道110的位置p1来计算待投射在该道路上的道路标记120的位置p2(在图3a中示出的功能f5)。特别地，控制单元220计算道路标记120的坐标。
控制单元220进一步被配置为将所述待投射在道路上的道路标记120的位置p2发送到所述图像处理单元225(在图3a中示出的功能f6)。
在接收到所述位置p2时，图像处理单元225对所述待投射在道路上的道路标记120的所述位置p2进行整合，以便区分道路上被标记的车道110和道路上被投射的道路标记120(在图3a中示出的功能f7)。因为在道路上被标记的车道110的位置p1对于图像处理单元225是已知的，由于位置p1和位置p2不同，尤其是由于不同的坐标，所述图像处理单元225可以将被投射的道路标记120与道路上的车道标记110区分开。因此，当图像捕捉装置205采集道路R的图像I时，该图像捕捉装置205采集道路上被标记的车道110和道路上被投射的道路标记120，然后由于位置p1和位置p2，该图像捕捉装置205过滤出所述道路上被投射的道路标记120，从而使得所述道路上被投射的道路标记120对于ADAS的控制命令的管理无需被考虑。因此，这避免了所述道路上被标记的车道110与所述被投射的道路标记120之间的混淆。
在图3b所示的第二非限制性实施例中，照明模块215被配置为使用脉冲光束W1在道路上投射道路标记120(在图3b中示出的功能f2)，并且图像处理单元225被进一步配置为在所述图像I中识别与脉冲光束W1相对应的道路上被投射的道路标记120(在图3b中示出的功能f8)，从而区分出所述道路上被标记的车道110和所述道路上被投射的道路标记120。
脉冲光束W1由照明模块215产生，特别地由不连续发射光束的光源240产生。所述脉冲光束W1由一连串的光脉冲形成，最通常地由供应发射所述光束的光源240的调频的电信号来形成。
在较短的时间段内，在每个被发射的光脉冲之间不再发出光束，其中所述被发射的光脉冲的重复是周期性的。因此，光束的脉冲特性必然被所考虑的光束的时间非常短的中断转化。有利地，这种中断对于人来说是不可见的，这种中断或是通过选定的脉冲频率(有时该脉冲频率也被称为调频)或是通过使用不可见的射线(例如，红外线)，这种中断导致对于人眼来说是不可见的闪烁。
因此，图像处理单元225被配置为：
-区分与道路上被投射的道路标记120相对应的脉冲光区域、与道路上被标记的车道110相对应的非脉冲区域(在图3b中示出的功能f10)，
-排除脉冲光区域(在图3b中示出的功能f11)，
-记住非脉冲区域(在图3b中示出的功能f12)，
-将关于非脉冲区域的信息传送到控制单元220(在图3b中示出的功能f13)。这些信息将被用于ADAS的控制命令的管理。
因此，图像处理单元225由于脉冲光束W1而过滤出道路上被投射的道路标记120，使得这些道路上被投射的道路标记120对于ADAS的控制命令的管理来说不被考虑。因此，它避免了所述道路上被标记的车道110与所述被投射的道路标记120之间的混淆。
应当注意，图像捕捉照相机205被设定成使得该图像处理单元225能够识别以脉冲方式发出的被投射的道路标记120。实际上，在由图像捕捉装置205所捕捉的道路的图像I上，被投射的道路标记120的反射将通过有规律的闪光(flicker)被反射。相反，因为被标记的车道110存在于由图像捕捉装置205所捕捉的所有图像上，所以被标记的车道110不会导致闪烁。
在一个非限制性实施例中，图像捕捉装置205具有图像I的采集频率fq1，并且照明模块215具有(被投射的道路标记120的)脉冲频率fq2，所述脉冲频率fq2低于所述采集频率fq1。因此，例如，在由图像捕捉装置205所采集的两个相继的图像I中，所述道路上被标记的车道110将始终出现，而所述被投射的道路标记120将仅出现在一个图像I中，而不出现在后续的图像I中。图像处理单元225因此能够在所述被标记的车道110和所述被投射的道路标记120之间进行自动地区分。这避免了两个不同标记之间的混淆。
在一个非限制性实施例中，照明模块215以属于可见光谱的频率进行发射，从而使得被投射的道路标记120可被驾驶员看见；该照明模块215由具有非常高的占空比的电压供电，以便不降低所考虑的车辆的整体照明性能，所述占空比例如为约百分之九十的占空比，也就是说，脉冲光束W1被中断了总发射时间的百分之十，在一个非限制性实施例中，这特别地可以通过LED来实现。在一个非限制性实施例中，脉冲频率fq2是所述采集频率fq1的约数。在一个非限制性示例中，脉冲频率fq2为15赫兹，而采集频率fq1为30赫兹、或每秒30张图像。数字的约数表示通过将所考虑的数除以自然数而获得的值。15赫兹的脉冲频率是指如下事实：产生脉冲光束W1的照明模块225每秒发出15个脉冲。更一般地，照明模块225的脉冲频率fq2被选择为低于图像捕捉装置205的采集频率fq1的频率。因此，可以肯定的是，在给定的时刻在所有捕捉的图像I上可获得闪光(也被称为闪烁)。为脉冲频率fq2选择约数可以非常规则地并且在有限数量的连续的图像I上观察到这种闪烁。在此处所举的示例中，每两个图像都会观察到一次闪烁。
应注意，所使用的脉冲频率fq2对于图像处理单元225来说是已知的。该已知(的脉冲频率)可以克服误解来自外部调制光源的信号的风险，所述外部调制光源例如是所考虑的车辆之外的其他等效车辆的调制光源。
在图3c中示出的第三非限制性实施例中，控制单元220被配置为在第一模式下停用照明模块215(在图3c中示出的功能f20)、并且同时启动图像捕捉装置205(在图3c中示出的功能f21)，并且该控制单元220还被配置为在第二模式下启动照明模块215(在图3c中示出的功能f22)、并且同时停用图像捕捉装置205(在图3c中示出的功能f23)。
在一个非限制性实施例中，控制单元220还被配置为基于所述道路上被标记的车道110的位置来计算所述待投射在道路上的道路标记120的位置p2(在图3c中示出的功能f5)。特别地，控制单元220计算道路标记120的坐标。
控制单元220还被配置为将所述待投射在道路上的道路标记120的所述位置p2发送到所述图像处理单元225(在图3c中示出的功能f6)。
如前所述，图像捕捉装置205被配置为在第一模式和第二模式下操作。在一个实施例中，图像捕捉装置205被配置为在第一模式下操作持续预定时间间隔T1，并且在第二模式下操作持续预定时间间隔T2。图像捕捉装置205的快门235在第一模式和第二模式下在打开位置与关闭位置之间来回移动，以便启动和停用该图像捕捉装置205的操作。为了使图像捕捉装置205和照明模块215的操作同步，在车辆行驶时间T期间，快门235的移动与照明模块235的切换同步地发生。
图像捕捉装置205以脉冲方式操作，在脉冲方式中，在预定时间间隔T1期间启动图像的采集，并且在预定时间间隔T2期间停用图像的采集，以顺序的方式，所述时间间隔T1之后接着所述时间间隔T2。在图3a中示出了在车辆行驶时间T期间图像捕捉装置205的周期性切换。图像捕捉装置205的操作在状态“0”与状态“1”之间切换。所述状态“0”是不活动状态，其中图像捕捉装置205被停用，即被关闭。相反，在状态“1”中并且因此在活动状态下，图像捕捉装置205被启动，即被打开。
在一个实施例中，控制单元220被配置为使图像捕捉装置205的操作与照明模块215的操作同步。例如，控制单元220是照明模块215的驱动器。在照明模块215定位于前照灯中的情况下，控制单元220可以是前照灯的驱动器。控制单元220被配置为在从图像捕捉装置205接收到同步信号时向照明模块215或发送启动信号或发送停用信号。
在第一模式中，图像捕捉装置205被配置为在脉冲的上升边向控制单元220发送同步信号。此外，控制单元220被配置为在接收到同步信号时向照明模块205发送停用信号，并且图像捕捉装置205被配置为在预定时间间隔T1期间采集图像。时间间隔T1对应于整合时间，该整合时间是图像捕捉的持续时间。所捕捉的图像被图像处理单元225处理，以计算在道路上被标记的车道210的位置。特别地，图像处理单元225计算在道路上被标记的车道110的坐标。通过处理该图像来对道路上被标记的车道的坐标进行计算对于本领域技术人员而言是公知的，并且因此在本文中不提供计算的细节。此外，通过图像处理单元225将道路上被标记的车道110的坐标发送到控制单元220。
而在第二模式下，图像捕捉装置205被配置为在脉冲的下降边向控制单元220发送同步信号。控制单元220被配置为在接收到同步信号时向照明模块205发送启动信号，并且照明模块205被配置为在预定时间间隔T2期间将道路标记投射在道路上。照明模块205基于所计算的车道坐标而将标记投射在道路上。时间间隔T2对应于照明模块205的操作时间。时间间隔T2的大小被设置为使得车辆的驾驶员可以始终看到道路上被标记的车道110，而且没有任何闪烁。
根据本发明的实施例，预设的时间间隔T1和T2的值在大约14ms至大约66ms的范围内。即，所述图像捕捉装置205和照明模块215以在大约15Hz至大约70Hz的范围内的频率在活动状态与非活动状态之间切换。在另一实施例中，时间间隔T1和T2的值等于50ms，即，图像捕捉装置205和照明模块215以50Hz的频率在活动状态与非活动状态之间切换。在上述范围内选择预设的时间间隔T1和T2，使得闪烁对于人眼而言是不可见的，并且由此使得驾驶员和乘员可以看到连续的光。
在车辆行驶时间T期间，图像捕捉装置210与照明模块215同步地操作，使得在图像捕捉装置205的操作期间，照明模块210不会在道路上投射道路标记120，并且因此可以没有任何混淆地识别出道路上被标记的车道110。因此，在自动驾驶车辆中，对该车辆进行领航的ADAS系统可以容易地识别所述道路上被标记的车道120以进行导航。类似地，通过基于对道路上被标记的车道110的标识来投射道路标记120，自动车辆的驾驶员可以容易地识别是否有足够的空间来通过或超越其他车辆，从而可以防止事故的发生。
现在参照图6a至图6c，更详细地说明根据本发明主题的实施例的图像捕捉装置205和照明模块215的同步操作。在图6a中，示出了图像捕捉装置205的操作，并且因此示出了图像捕捉装置205的状态的时间上的进程(temporal progress)。特别地，在图6a中示出了图像捕捉装置的快门的移动的时间上的进程，该快门在打开位置和关闭位置之间移动。在图6b中，示出了脉冲的时间上的进程。在图6c中，示出了照明模块215的操作的时间上的进程。
如已经参照图2所解释的，图像捕捉装置205在车辆行驶时间T期间以第一模式和第二模式操作，使得在图像捕捉装置205的操作期间，车道标记120不被照明模块210投射在道路上。
在一个实施例中，在同步过程的开始时，照明模块215中的光源240可以被切换为关闭持续某一时间段。从图6a和图6c可以明显看出，在同步过程开始时，在第一图像的捕捉和处理期间，光源被切换为关闭持续某一时间段。预定时间间隔T1对应于整合时间，即捕捉图像所需的时间，并且时间间隔T2对应于在T1期间所捕捉的图像的处理时间。图像的处理包括：计算道路上被标记的车道110的坐标，以及将计算出的道路上被标记的车道的坐标发送到控制单元220。
在用于捕捉和处理第一图像的持续时间消逝之后，图像捕捉装置205将从第一图像计算出的道路上被标记的车道的坐标发送到控制单元220。
随后，在时间间隔T1期间开始第二图像的捕捉，并且控制单元220基于在第一图像中的被标记的车道的坐标来计算将在时间间隔T1中待投射的道路标记的坐标。在一个实施例中，在脉冲的上升边，图像捕捉装置205向控制单元220发送同步信号，并且图像捕捉装置205在时间间隔T1期间捕捉第二图像。控制单元220进而在脉冲的上升边期间向照明模块发送停用信号以停用该照明模块。此外，在脉冲的下降边，图像捕捉装置205将同步信号发送到控制单元220，并且控制单元220将启动信号发送到照明模块205。
在第二图像的处理时间期间，照明模块205被启动，以基于从第一图像计算出的车道的坐标而在道路上投射道路标记。在第二图像的捕捉期间，即在整合时间期间，照明模块215被停用，以便在图像捕捉的同时不投射道路标记。类似地，从图6a和图6c可以明显看出，在第三图像的处理期间，照明模块215基于从第二图像计算出的投射车道的坐标而被启动；并且在第三图像的整合时间期间，照明模块215被停用。
因此，在车辆行驶时间T期间，照明模块215与图像捕捉装置205同步地操作，使得照明模块215的停用与图像捕捉装置205的启动同时发生，反之亦然，这从图6a和图6c中可以明显看出。
照明系统200被配置为执行方法1，如图4和5所示，所述方法1包括以下步骤：
-在步骤S210所示的F210(205、I、R、110)中，通过图像捕捉装置205采集车辆行驶的道路R的图像I，所述道路R包括道路上被标记的车道110；
-在步骤S220所示的F220(215、120)中，通过照明模块215在道路120上投射道路标记；以及
-在步骤S230所示的F230(110、120)中，将与道路上被标记的车道110相对照的道路上被投射的道路标记120进行过滤。
根据图4所示的第一非限制性实施例，所述方法1还包括：
-在步骤S240所示的F240(225、p1)中，通过所述图像捕捉装置205内的图像处理单元225计算道路上被标记的车道110的位置p1；
-在步骤S250所示的F250(220、p2)中，通过控制单元220基于在道路上被标记的车道110的位置，计算待投射在道路上的道路标记120的位置p2；
-在步骤S260所示的F260(220、225、p2)中，从所述控制单元220将待投射在道路120上的道路标记的所述位置p2发送到所述图像处理单元225；以及
-在步骤S270所示的F270(225、p2、110、120)中，通过所述图像处理单元225整合待投射在道路上的道路标记120的所述位置p2，以便区分道路上被标记的车道110和道路上被投射的道路标记120。
根据图5所示的第二非限制性实施例，所述方法1还包括：
-在步骤S280所示的F280(215、120、W1)中，通过所述照明模块215使用脉冲光束W1在道路上投射道路标记120；
-在步骤S290所示的F290(225、I、120、W1、110)中，通过所述图像捕捉装置205内的图像处理单元225在所述图像I内识别与脉冲光束W1相对应的道路上被投射的道路标记120，以便区分道路上被标记的车道110和道路上被投射的道路标记120。
在一个非限制性实施例中，图像捕捉装置205具有采集频率fq1，并且照明模块215具有比所述采集频率fq1低的脉冲频率fq2。
在一个非限制性实施例中，脉冲频率fq2是采集频率fq1的约数。
图7是根据本发明的实施例的用于使机动车辆的照明模块215与联接至该机动车辆的图像捕捉装置205操作同步的方法2的流程图。该方法的步骤将参照图2中描述的部件进行描述。可以提供附加的步骤、不同的步骤或更少的步骤。可以按照除本文所呈现的顺序之外的顺序来执行步骤。如先前参照图2所解释的，图像捕捉装置205与照明模块的操作在第一模式和第二模式下同步地操作。
在步骤S410中，图像捕捉装置205在时间间隔T1中采集车辆行驶的道路的图像。在步骤S420中，照明模块215在道路上投射道路标记。在步骤S430中，该方法包括：在第一模式下，通过控制单元220停用照明模块215，并且同时启动图像捕捉装置205。在步骤S440中，该方法包括：在第二模式下，通过控制单元220启动照明模块215，并且同时停用图像捕捉装置205。
在第一模式中，图像捕捉装置205被配置为在脉冲的上升边向控制单元220发送同步信号。此外，控制单元220被配置为在接收到同步信号时向照明模块205发送停用信号，并且图像捕捉装置205被配置为在时间间隔T1期间采集图像。时间间隔T1对应于整合时间，该整合时间是图像捕捉的持续时间。然后，所捕捉的图像由图像处理单元225进行处理，以计算在道路上被标记的车道210的位置。特别地，图像处理单元225计算在道路上被标记的车道110的坐标。通过处理图像来计算道路上被标记的车道的坐标对于本领域技术人员是公知的，因此在本文不再提供计算的细节。此外，道路上被标记的车道110的坐标被发送到控制单元220。
而在第二模式下，图像捕捉装置205被配置为在脉冲的下降边向控制单元220发送同步信号。控制单元220被配置为在接收到同步信号时向照明模块205发送启动信号，并且照明模块205被配置为在预定时间间隔T2期间在道路上投射道路标记。照明模块215基于所计算的车道坐标而在道路上投射标记。时间间隔T2对应于照明模块的操作时间。时间间隔T2的大小被设置成使得车辆的驾驶员可以始终看到道路上被标记的车道110，而不会有任何闪烁。
在步骤S450中，在车辆行驶时间T期间重复照明模块210和图像捕捉装置205之间的同步过程。
因此，图像捕捉装置210与照明模块215同步地操作，使得在图像捕捉装置205的操作期间，照明模块210不在道路上投射道路标记120，从而可以没有任何混淆地识别出道路上被标记的车道110。因此，在自动驾驶车辆中，对车辆进行领航的ADAS系统可以容易地识别出道路上被标记的车道120以进行导航。类似地，通过基于道路上被标记的车道110的识别来投射道路标记120，自动车辆的驾驶员可以容易地识别是否有足够的空间来通过或超越其他车辆，从而可以防止事故的发生。
应当理解，本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下可以进行变化和修改。在这方面，作以下说明。因此，在一个非限制性实施例中，由照明模块215通过脉冲光束W1来投射道路标记120：
–对于第一非限制性实施例，其中被投射的道路标记120的位置p2被用于区分所述被投射的道路标记120和道路上被标记的车道110；以及
–对于第三非限制性实施例，其中在启动图像捕捉装置205的同时，停用照明模块215，并且反之亦然。

Claims (26)

1.一种机动车辆的照明系统(200)，所述照明系统包括：
-图像捕捉装置(205)，所述图像捕捉装置(205)被配置为采集所述车辆行驶的道路(R)的图像(I)，所述道路(R)包括所述道路上被标记的车道(110)；
-照明模块(215)，所述照明模块(215)被配置为在所述道路(R)上投射道路标记(120)；
-控制单元(220)；
其中，所述照明系统(200)被配置为过滤与所述道路上被标记的车道(110)相对照的所述道路上被投射的道路标记(120)。
2.根据权利要求1所述的照明系统(200)，其中，所述图像捕捉装置(205)包括图像处理单元(225)，所述图像处理单元(225)被配置为计算所述道路上被标记的车道(110)的位置(p1)，并且其中，所述控制单元(220)被配置为基于所述道路上被标记的车道(110)的所述位置来计算待投射在所述道路上的道路标记(120)的位置(p2)。
3.根据前一权利要求所述的照明系统(200)，其中，所述控制单元(220)还被配置为将待投射在所述道路上的所述道路标记(120)的位置(p2)发送到所述图像处理单元(225)，并且所述图像处理单元(225)整合所述待投射在所述道路上的所述道路标记(120)的位置(p2)，以便区分所述道路上被标记的车道(110)和所述道路上被投射的道路标记(120)。
4.根据权利要求1所述的照明系统(200)，其中，所述照明模块(215)被配置为使用脉冲光束(W1)在所述道路上投射道路标记(120)，并且所述图像处理单元(225)还被配置为：在所述图像(I)中识别与所述脉冲光束(W1)相对应的所述道路上被投射的道路标记(120)，以便区分所述道路上被标记的车道(110)和所述道路上被投射的道路标记(120)。
5.根据前一权利要求所述的照明系统(200)，其中，所述图像捕捉装置(205)具有采集频率(fq1)，并且所述照明模块(215)具有脉冲频率(fq2)，所述脉冲频率(fq2)比所述采集频率(fq1)更低。
6.根据前述权利要求4或5所述的照明系统(200)，其中，所述脉冲频率(fq2)是所述采集频率(fq1)的约数。
7.根据权利要求1所述的照明系统(200)，其中，所述控制单元(220)还被配置为：
-在第一模式下，停用所述照明模块(215)并且同时启动所述图像捕捉装置(205)，以及
-在第二模式下，启动所述照明模块(215)并且同时停用所述图像捕捉装置(205)。
8.根据权利要求7所述的照明系统(200)，其中，所述图像捕捉装置(205)包括图像处理单元(225)，所述图像处理单元(225)被配置为计算所述道路上被标记的车道(110)的位置(p1)，并且其中，所述控制单元(220)被配置为基于所述道路上被标记的车道(110)的所述位置来计算待投射在所述道路上的道路标记(120)的位置(p2)。
9.根据权利要求7或8所述的照明系统(200)，其中，所述照明模块(215)被配置为投射分段的照明光束。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的照明系统(200)，其中，所述图像捕捉装置(205)以脉冲方式进行操作，在所述脉冲方式中，在预定时间间隔T1期间启动图像的采集，并且在预定时间间隔T2期间停用图像的所述采集，所述时间间隔T1之后按顺序接着所述时间间隔T2。
11.根据权利要求10所述的照明系统(200)，其中，所述图像捕捉装置(205)被配置为：在所述第一模式下操作持续所述预定时间间隔T1，并且在所述第二模式下操作持续所述预定时间间隔T2。
12.根据权利要求10或11所述的照明系统(200)，其中，所述图像捕捉装置(205)被配置为：在脉冲的上升边启动所述第一模式，并且在所述脉冲的下降边启动所述第二模式，所述脉冲持续时间对应于所述预定时间间隔T1。
13.根据权利要求12所述的照明系统(200)，其中，在所述第一模式下，所述图像捕捉装置(205)被配置为在所述脉冲的所述上升边向所述控制单元发送同步信号，并且所述控制单元(220)被配置为在接收到所述同步信号时向所述照明模块发送停用信号，并且所述图像捕捉装置(205)被配置为在所述时间间隔T1期间采集图像。
14.根据权利要求12或13所述的照明系统(200)，其中，在所述第二模式下，所述图像捕捉装置(205)被配置为在所述脉冲的所述下降边向所述控制单元(220)发送同步信号，并且所述控制单元(220)被配置为在接收到所述同步信号时向所述照明模块(215)发送启动信号，并且所述照明模块(215)被配置为在所述预定时间间隔T2期间在所述道路上投射道路标记。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的照明系统(200)，其中，所述时间段T1的值和所述时间段T2的值在大约14ms至66ms的范围内。
16.一种方法(1)，所述方法包括以下步骤：
-通过所述图像捕捉装置(205)采集所述车辆行驶的道路(R)的图像(I)，所述道路(R)包括所述道路上被标记的车道(110)；
-通过所述照明模块(215)在所述道路(R)上投射道路标记(120)；以及
-过滤与所述道路上被标记的车道(110)相对照的所述道路上被投射的道路标记(120)。
17.根据前一权利要求所述的方法(1)，其中，所述方法(1)还包括：
-通过所述图像捕捉装置(205)内的图像处理单元(225)计算所述道路上被标记的车道(110)的位置(p1)；
-通过控制单元(220)基于所述道路上被标记的车道(110)的所述位置来计算待投射在所述道路上的道路标记(120)的位置(p2)。
18.根据前一权利要求所述的方法(1)，其中，所述方法(1)还包括：
-从所述控制单元(220)将待投射在所述道路上的道路标记(120)的所述位置(p2)发送到所述图像处理单元(225)；以及
-通过所述图像处理单元(225)整合待投射在所述道路上的所述道路标记(120)的位置(p2)，以便区分所述道路上被标记的车道(110)和所述道路上被投射的道路标记(120)。
19.根据权利要求16所述的方法(1)，其中，所述方法(1)还包括：
-通过所述照明模块(215)使用脉冲光束(W1)在所述道路上投射道路标记(120)；以及
-通过所述图像捕捉装置(205)内的图像处理单元(225)在所述图像(I)中识别与所述脉冲光束(W1)相对应的所述道路上被投射的道路标记(120)，以便区分所述道路上被标记的车道(110)和所述道路上被投射的道路标记(120)。
20.一种用于使车辆的照明模块(215)与图像捕捉装置(205)的操作同步的方法(2)，所述方法(2)包括以下步骤：
-通过所述图像捕捉装置(205)采集所述车辆行驶的道路的图像；
-通过所述照明模块(215)在所述道路上投射道路标记；和
-在第一模式下，通过控制单元(220)停用所述照明模块(215)，并且同时启动所述图像捕捉装置(205)；和
-在第二模式下，通过所述控制单元(220)启动所述照明模块(215)，并且同时停用所述图像捕捉装置(205)。
21.根据权利要求20所述的方法(2)，其中，所述方法包括：计算所述道路上被标记的车道的位置；以及基于所述道路上被标记的车道的位置来计算待投射在所述道路上的道路标记的位置。
22.根据权利要求20至21中任一项所述的方法(2)，其中，所述方法包括：
-以脉冲方式操作所述图像捕捉装置，在所述脉冲方式中，在预定时间间隔T1期间启动图像的采集，并且在预定时间间隔T2期间停用图像的所述采集，所述时间间隔T1之后按顺序接着所述时间间隔T2。
23.根据权利要求22所述的方法(2)，其中，所述方法包括：
-在所述第一模式下操作所述图像捕捉装置持续所述预定时间间隔T1；以及
-在所述第二模式下操作所述图像捕捉装置持续所述预定时间间隔T2。
24.根据权利要求22或23所述的方法(2)，其中，所述方法包括：
-在脉冲的上升边通过所述图像捕捉装置启动所述第一模式；以及
-在所述脉冲的下降边通过所述图像捕捉装置启动所述第二模式，所述脉冲持续时间对应于所述预定时间间隔T1。
25.根据权利要求24所述的方法(2)，其中，在所述第一模式下所述图像捕捉装置的操作包括以下步骤：
-通过所述图像捕捉装置在所述脉冲的所述上升边向所述控制单元发送同步信号；
-通过所述控制单元在接收到所述同步信号时向所述照明模块发送停用信号；以及
-通过所述图像捕捉装置在所述预定时间间隔T1期间采集所述图像。
26.根据权利要求24至25中任一项所述的方法(2)，其中，在所述第二模式下操作所述图像捕捉装置包括以下步骤：
-通过所述图像捕捉装置在所述脉冲的所述下降边向所述控制单元发送同步信号；
-通过所述控制单元在接收到所述同步信号时向所述照明模块发送启动信号；以及
-通过所述照明模块在所述预定时间间隔T2期间在所述道路上投射所述道路标记。
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