CN113711286A - 感测系统及车辆 - Google Patents

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CN113711286A CN202080029920.XA CN202080029920A CN113711286A CN 113711286 A CN113711286 A CN 113711286A CN 202080029920 A CN202080029920 A CN 202080029920A CN 113711286 A CN113711286 A CN 113711286A
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Abstract

感测系统(100)包括照明装置(110)、照相机(120)、以及运算处理装置(130)。照明装置(110)将沿本车(200)的行进方向延伸的图案(PTN)描绘于路面(2)。照相机(120)对车辆前方的路面进行拍摄。运算处理装置(130)基于被摄入到照相机(120)的图像(IMG)中的、照明装置(110)所描绘的图案(PTN)和其他交通参与者所描绘于路面(2)的图案来对本车和其他交通参与者的状态进行检测。

Description

感测系统及车辆
技术领域
本发明涉及车载用的感测系统。
背景技术
为了自动驾驶或前照灯的配光的自动控制，会利用对存在于车辆周围的物体的位置及种类进行感测的感测系统。感测系统包含传感器、以及对传感器的输出进行分析的运算处理装置。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特开2016-030527号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
以往，作为传感器，从可见光照相机、红外线照相机、LiDAR(Light Detection andRanging，Laser Imaging Detection and Ranging：光探测和测距、激光成像探测和测距)、ToF照相机及毫米波雷达、超声波声呐等中，考虑用途、要求精度及成本来进行选择。
然后，基于被摄入到传感器的输出图像中的物体的形状等，对物体的种类(汽车、行人)等进行判定，并计算碰撞的可能性等。然而，物体的种类非常多，且物体的朝向及到物体的距离多种多样。例如，在到物体的距离较远的情况下，被摄入到图像中的物体的像会变得非常小，难以对其进行判别。此外，难以根据图像来判断物体正向哪个方向移动。此外，在物体存在于传感器的死角的情况下，无法进行检测。
本发明在这样的状况下完成，其一个方案的例示性目的之一在于提供一种与以往不同的新方式的感测系统。
[用于解决技术课题的技术方案]
本发明的一个方案包括：照明装置，其在路面描绘沿本车的行进方向延伸的第1图案；照相机；以及运算处理装置，其基于被摄入到照相机的图像中的、第1图案和其他交通参与者所描绘于路面的第2图案，对本车和其他交通参与者的状态进行检测。
另外，以上构成要素的任意组合、以及将本发明的表达方式在方法、装置、系统等之间转换后的结果，作为本发明的方案也是有效的。
[发明效果]
根据本发明，能够提供一种与以往不同的新方式的感测系统。
附图说明
图1是实施方式的感测系统的框图。
图2是对例示性的行驶场景进行说明的图。
图3是表示车辆的照相机在图2的场景中拍摄到的图像的图。
图4的(a)、图4的(b)是对包含距离信息的图案进行说明的图。
图5的(a)～图5的(c)是表示包含速度信息的图案的图。
图6是对另一行驶场景进行说明的图。
图7是表示车辆的照相机在图6的场景中拍摄到的图像的图。
图8的(a)是表示被与行人相关联地描绘的图案的图，图8的(b)是对车载系统对行人的检知进行说明的图。
图9的(a)～图9的(d)是表示图案的变形例的图。
图10是表示通知存在障碍物的图案的图。
图11是表示变形例3的感测系统的图。
具体实施方式
(实施方式的概要)
本说明书所公开的一个实施方式涉及一种车载用的感测系统。感测系统包括：照明装置，其在路面描绘沿本车的行进方向延伸的第1图案；照相机；以及运算处理装置，其基于被摄入到照相机的图像中的、第1图案和其他交通参与者描绘于路面的第2图案，对本车和其他交通参与者的状态进行检测。
照相机的主要被摄体并非其他交通参与者，而是由其他交通参与者描绘于路面的图案，拍摄的并非物体的像本身，而是该物体描绘于路面的图案。并且，能够基于本车所描绘的图案与其他交通参与者所描绘的图案的几何学关系来对本车和物体的状态进行检测。因为无需物体像的分析，所以照相机的分辨率也可以较低，此外，因为只要对被描绘于路面的图案，即光进行检测即可，所以照相机的灵敏度也可以较低。
也可以是，运算处理装置对第1图案与第2图案的交叉进行检测。存在2个交叉的检测能够通过极简单的图像处理来进行这样的优点。
也可以是，其他交通参与者为车辆，第2图案被以沿其他交通参与者的行进方向延伸的方式描绘。在第1图案与第2图案交叉的情况下，能够推定：有本车与其他交通参与者向相同的地点(即2个图案的交点)行进乃至碰撞的可能。
也可以是，其他交通参与者为行人，第2图案包含包围行人的虚拟线的至少一部分。在第1图案与第2图案交叉的情况下，能够推定：有在本车的行进方向存在行人乃至碰撞的可能。
也可以是，行人周围的第2图案由交通基础设施所具备的照明装置来描绘。或者，也可以是，由行人所携带的照明装置来描绘。
也可以是，第1图案由红外线的光束来描绘。在该情况下，能够不给行人或驾驶员造成麻烦地，进行车辆彼此的感测。
也可以是，第1图案由可见光的光束来描绘。在该情况下，会产生如下这样的次级效果：能够向行人等明确地示出本车的行进方向。
也可以是，第1图案包含距本车的距离的信息。例如，既可以向第1图案附加刻度，也可以将图案分割为多个部分，并根据距本车的距离来确定各部分的波长。
也可以是，第1图案包含本车的速度信息。例如既可以根据速度来使第1图案的波长变化，也可以对第1图案进行调制来使其承载车速信息，还可以使第1图案的长度反映速度信息。
也可以是，在由照相机检测到行人时，照明装置将第3图案描绘于行人的周边。由于在行人未携带描绘包围自己的第2图案的照明的情况下，检知到该行人的车辆的照明装置会代替其描绘，因而其他车辆会易于检测到该行人。
(实施方式)
以下，参照附图，基于优选的实施方式对本发明进行说明。实施方式并不对发明进行限定，仅为例示，实施方式所记述的一切特征及其组合不一定都是发明的本质特征。针对各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。
图1是实施方式的感测系统100的框图。感测系统100被搭载于车辆200。感测系统100包括照明装置110、照相机120、以及运算处理装置130。
照明装置110将沿本车200的行进方向延伸的图案PTN描绘于路面2。照明装置110也可以被内置于前照灯210。也可以是，照明装置110包含被内置于左右前照灯210的2个光源，图案PTN由2个光源所生成的2根光束形成。在此，以简单的矩形来表示图案PTN，但其形状不被特别地限定。
照相机120主要对车辆前方的路面2进行拍摄。照相机120针对照明装置110所描绘的图案PTN具有灵敏度。换言之，照明装置110所照射的光束，即图案PTN的颜色(波长)并不被特别地限定，只要能够由照相机120拍摄到即可。
在一个实施例中，图案PTN也可以由红外线的光束来描绘。在该情况下，因为行人或驾驶员会无法视认图案PTN，所以能够不造成麻烦地，进行车辆彼此的感测。
在一个实施例中，图案PTN也可以由可见光的光束来描绘。在该情况下，会产生如下这样的次级效果：能够向行人等明确地示出本车的行进方向。
照相机120的设置位置不被特别地限定，如图1所示，既可以是室内镜的背面，也可以是前格栅，还可以是前保险杠。或者，也可以是，照相机120被与照明装置110一同收容于前照灯210。
本车的照明装置110所描绘的图案PTN和其他交通参与者(不仅包含车辆、行人，还包含信号灯等交通基础设施或墙壁及建筑物、障碍物等)所描绘于路面2的图案(在图1中未图示)会被摄入到照相机120的图像IMG中。
运算处理装置130接收照相机120的图像IMG，并基于摄入到图像中的图案PTN来检测本车和其他交通参与者的状态。
以上是感测系统100的构成。由搭载感测系统100的车辆形成交通系统或交通社会。在该系统/社会中，在许多车辆搭载有图1所示的感测系统100。
以下，参照几个场景，针对感测系统100所进行的感测进行说明。
图2是对例示性的行驶场景进行说明的图。在车辆201和车辆202，搭载有相同的感测系统100，各车辆201、202将向行进方向延伸的图案PTN1、PTN2描绘于路面。
在图2的行驶场景中，2个车辆201、202被楼4隔开，因此各车辆的驾驶员无法通过目视确认彼此车辆的存在。
图3是表示车辆201的照相机120在图2的场景中拍摄的图像IMG1的图。本车201所照射的图案PTN1和另一车202所照射的图案PTN2被摄入在该图像IMG1中。
运算处理装置130能够通过图像处理，容易地仅提取出本车及其他交通参与者所描绘于路面的图案PTN1、PTN2。并且，能够基于图案PTN2来检知看不到的车辆202的存在。此外，因为该图案PTN2沿行进方向延伸，所以能够推定：在图中，车辆202正从右向左行进。进而，运算处理装置130对多个图案PTN1、PTN2是否交叉进行判定。在该例中，2个图案PTN1、PTN2交叉。检测图案PTN1、PTN2的交叉能够通过极简单的图像处理来进行。
在2个图案PTN1与PTN2交叉的情况下，能够推定：存在本车201与其他交通参与者(车辆202)向相同的地点(2个图案的交点)P1行进乃至碰撞的可能。运算处理装置130在存在碰撞可能的情况下，能够报知驾驶员并催促回避行动。或者，能够在搭载感测系统100的车辆搭载有自动驾驶系统的情况下，根据感测系统100的输出，对转向及油门、制动中的至少一个进行控制，并进行转向、加速、减速、停止等。
在此，针对从车辆201观察到的图像进行了说明，而在另一车辆202中，也会进行同样的处理。车辆202的感测系统100的照相机120生成包含本车202所形成的图案PTN2、以及与其正交的另一车201所形成的图案PTN1的图像。由此，车辆202的感测系统100能够推定：从本车观察，车辆201正从左方向右方行驶。
也可以是，照明装置110使图案PTN承载距离信息。图4的(a)、图4的(b)是对包含距离信息的图案PTN进行说明的图。图4的(a)的图案PTN按每预定的间隔具有空间。图4的(b)的图案的波长(颜色)根据距本车的距离而不同。在该例中，越是近前侧，波长就越短，但也可以与其相反。由于在图案PTN中包含距离信息，因而能够在图3的场景中，从照相机图像IMG中取得本车201与点P1的距离、以及另一车202与点P1的距离。
也可以是，照明装置110使图案PTN承载速度信息。图5的(a)～图5的(c)是表示包含速度信息的图案PTN的图。在图5的(a)中，图案PTN的长度与速度具有相关。在图5的(b)中，图案PTN的宽度与速度具有相关。在图5的(c)中，图案PTN的闪烁频率与速度具有相关。或者，也可以是，使图案PTN的波长(颜色)根据车速来变化。
通过使图案PTN承载距离与车速信息这两者，能够得到以下效果。即，根据图3的图像，本车201与点P1的距离能够从图案PTN1取得，本车的速度能够从车辆的系统取得。此外，另一车202与点P1的距离及另一车202的速度能够从图案PTN2取得。因此，能够计算出另一车202到达点P1为止的所需时间，此外，也能够计算出本车201到达点P1为止的时间。因此，能够基于这些时间来判定碰撞的可能性或对制动的紧急度及制动的强度进行控制。
图6是对另一行驶场景进行说明的图。车辆201和车辆202在对向车道上反向行驶。
图7是表示车辆201的照相机120在图6的场景中拍摄的图像IMG1的图。在该图像IMG1中，也摄入了本车201所照射的图案PTN1、以及另一车202所照射的图案PTN2。在该场景中，运算处理装置130能够基于图案PTN2来检测对向车202的存在。应注意的是，对于该检测，并未利用对向车202本身的像。换言之，即使不拍摄对向车202，也能够基于被描绘于路面的图案PTN2来间接地检测对向车202。
在图7的图像IMG1中，图案PTN1与图案PTN2未交叉。因此，运算处理装置130能够判定为碰撞的可能性较低。
在此前的说明中，对车辆200描绘图案PTN的情况进行了说明，但车辆以外的交通参与者也能够描绘图案。
图8的(a)是表示被与行人300相关联地描绘的图案PTN3的图。行人的速度与汽车的速度相比足够低，即使沿行人的行进方向来描绘图案，也没有什么意义。倒不如说，应该优先向所有方向而非仅是行人前方的车辆，告知自身的存在。从该观点出发，与行人300有关的图案PTN3被以包围行人300的方式描绘于路面。图案PTN3既可以为圆形，也可以为多边形。也可以是，图案PTN3由行人自身所携带的专用照明装置140来描绘。另外，该图案PTN3不一定需要包围行人300，只要包含包围行人300的虚拟线的至少一部分即可。
或者，也可以是，将照相机和照明装置设置于信号灯等交通基础设施，该照相机对行人进行检测，该照明装置用于描绘表示行人的图案PTN3。
图8的(b)是对车载的系统100对行人300的检知进行说明的图。被搭载于车辆200的感测系统100能够通过对预定形状、预定颜色(波长)的图案PTN3进行检测来间接地检测行人300的存在。此外，运算处理装置130能够根据图案PTN1与图案PTN3的位置关系来检测出行人300位于本车的行进方向。进而，运算处理装置130能够通过判定图案PTN1与PTN3是否交叉来判定与行人的碰撞可能性。
以上，针对本发明，基于实施方式进行了说明。本领域技术人员应理解的是，该实施方式仅为例示，在它们的各构成元素或各处理过程的组合中，可能存在各种变形例，且那样的变形例也在本发明的范围之内。以下，针对这样的变形例进行说明。
(变形例1)
在此前的说明中，将照明装置110所描绘的图案设为矩形，但不限于此。图9的(a)～
图9的(d)是表示图案PTN的变形例的图。如图9的(a)所示，图案PTN也可以为椭圆。或者，如图9的(b)所示，既可以为梯形，或者也可以为三角形。如图9的(c)所示，也可以越在前方，宽度就越大。如图9的(d)所示，图案PTN也可以被分割为多个部分。例如，图9的(d)的图案PTN被分割为左右2根，以示出车宽。如图9所示，在将图案PTN左右分割的情况下，也可以利用内置于左侧灯具的光源来描绘左侧的部分，利用内置于右侧灯具的光源来描绘右侧的部分。
此外，也可以是，图案PTN根据车种(乘用车、货车、摩托车、带原动机的自动两轮车等)或车辆规格、主体大小或排气量等而不同。
(变形例2)
也可以是，将表示存在障碍物的图案描绘于障碍物附近的路面。图10是表示通知存在障碍物的图案PTN4的图。例如，在现状中，故障车220利用警示标志牌(三角显示板)或发烟筒来将其存在告知后续车辆。代替它们地或者除它们以外地，能够使用照明装置150，该照明装置150将具有预定的形状及颜色的图案PTN4描绘于路面。
除了通知故障车的存在以外，该照明装置150还能够用于各种场景。例如，在施工现场中，在1个车道禁止通行的情况下，能够使用照明150来示出该车道。
(变形例3)
图11是表示变形例3的感测系统100A的图。除了上述感测系统100外，感测系统100A还进一步包括照明装置160，该照明装置160将图案PTN5描绘于前车240后侧的路面。该图案PTN5与行进方向垂直地延伸。由此，后续车辆能够在向前方照射的图案PTN与前车240的图案PTN5交叉的情况下，判定为存在追尾的可能。
(变形例4)
也可以是，被搭载于其他车辆的照明装置描绘与图8的(a)所示的行人300有关的图案PTN3。也可以是，感测系统100在由照相机120检测到行人300时，使照明装置110描绘包围行人300的图案PNT3。在行人300未携带照明装置140的情况下，或者在上述交通基础设施不具备照明装置的情况下，由于检知到行人的车辆的照明装置会代替其描绘图案PTN3，因而其他车辆会易于检测到该行人。
虽然基于实施方式，使用具体的语句来对本发明进行了说明，但实施方式仅表示本发明的原理、应用的一个侧面，在实施方式中，在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想的范围内，允许对许多变形例或配置进行变更。
[工业可利用性]
本发明涉及车载用的感测系统。
[附图标记说明]
2 路面
100 感测系统
110 照明装置
120 照相机
130 运算处理装置
140 照明装置
150 照明装置
160 照明装置
200 车辆
210 前照灯
300 行人

Claims (11)

1.一种感测系统，其特征在于，包括：
照明装置，其将沿本车的行进方向延伸的第1图案描绘于路面，
照相机，以及
运算处理装置，其基于摄入到上述照相机的图像中的、上述第1图案和其他交通参与者所描绘于路面的第2图案来对上述本车和上述其他交通参与者的状态进行检测。
2.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于，
上述运算处理装置对上述第1图案与上述第2图案的交叉进行检测。
3.如权利要求1或2所述的感测系统，其特征在于，
上述其他交通参与者为车辆，上述第2图案被以沿作为上述其他交通参与者的上述车辆的行进方向延伸的方式描绘。
4.如权利要求1或2所述的感测系统，其特征在于，
上述其他交通参与者为行人，上述第2图案包含包围上述行人的虚拟线的至少一部分。
5.如权利要求4所述的感测系统，其特征在于，
与上述行人相关联的上述第2图案由交通基础设施来描绘。
6.如权利要求1～5的任何一项所述的感测系统，其特征在于，
上述第1图案为红外线。
7.如权利要求1～5的任何一项所述的感测系统，其特征在于，
上述第1图案为可见光。
8.如权利要求1～7的任何一项所述的感测系统，其特征在于，
上述第1图案包含距本车的距离的信息。
9.如权利要求1～8的任何一项所述的感测系统，其特征在于，
上述第1图案包含本车的速度信息。
10.如权利要求1～9的任何一项所述的感测系统，其特征在于，
在由上述照相机检测到行人时，上述照明装置以包围上述行人的方式来描绘第3图案。
11.一种车辆，其特征在于，包括：
如权利要求1～10的任何一项所述的感测系统，以及
自动驾驶系统，其根据上述感测系统的输出来控制转向及油门、制动中的至少一个。
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