CN1904549A - 通告车辆安全距离的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于通告车辆安全距离的设备和方法，该设备包括：第一照相机，用于拍摄车辆的前方；第一距离测量单元，用于在预定控制下测量距前方车辆的距离；第二照相机，用于拍摄车辆的后方；第二距离测量单元，用于在预定控制下测量距后方车辆的距离；存储单元，用于存储车辆前方和后方的车道式样及参考式样，以检测是否存在通过第一和第二照相机所拍摄的前方和后方车辆；控制器，用于将所拍摄的图像与前方和后方参考式样进行比较以检测前方和后方车辆，检测被检测车辆的车道，并控制第一和第二距离测量单元测量距离。

Description

通告车辆安全距离的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种车辆安全系统，尤其是涉及一种通告车辆安全距离的设备和方法，用于确定前/后目标是否是车辆，确定前/后车辆的行驶车道，并显示到前/后车辆的距离。
背景技术
由于汽车制造业和电子业的快速发展，配备最新电子设备的汽车非常先进。其中一种最先进的汽车技术是用于防止各种交通事故的安全系统。这样的安全系统有，用于防止与包括汽车或行人在内的目标发生碰撞的防撞系统、用于在碰撞中保护司机的气囊系统以及用于防止汽车盗窃的防盗系统。
作为上述各种系统中的防撞系统，有一种后方警报装置，用于确定后方是否存在目标，当存在有后方目标的时测量并显示该后方目标距司机所驾车辆之间的距离，还有一种防撞装置，用于测量距前方车辆的距离，当前方车辆的距离小于参考距离时，给车辆减速。
然而，后方警报装置和防撞装置利用距离测量传感器来测量距目标的距离，根据测得的距离产生警报并降低速度。因此，难以检测在具有很多弯的道路所处区域的目标。由于难以检测该目标，就有了不能测量距目标的距离的缺陷。为了解决这种缺陷，正在开发和销售具有安装于前部和尾部并允许司机利用其肉眼进行直接检查的照相机的装置。然而，即使在这些装置中，当司机在驾驶时瞌睡，危险也可能在利用距离测量传感器检测目标并测量距离的时候发生。
而且，后方警报装置仅可以在车辆倒退的时候检测后方目标。因此，缺陷是，当车辆驶向前方的同时并改变车道时，就不能测量距后方目标的距离。
发明内容
因此，本发明设计了一种通告车辆安全距离的设备和方法，能够基本克服传统技术中一个或多个局限及缺点。
本发明的一个目的是提供一种通告车辆安全距离的设备和方法，用于确定前/后方目标是否为车辆，确定前/后方车辆的行驶车道，并显示距前/后车辆的距离。
本发明的其他优点、目标和特征在下面的描述中部分给出并且在本领域普通技术人员考察下述说明书后是显而易见的，或者可以通过本发明的实施例而了解。本发明的目标和其他优点可以通过书面说明书和权利要求书以及附图中特别指出的结构而实现和获得。
为实现上述和其他目标和优点，并且根据在此实施和广泛描述的本发明意图，提供一种通告车辆安全距离的设备，该设备包括：第一照相机，用于拍摄车辆的前方；第一距离测量单元，用于在预定控制下测量距前方车辆的距离；第二照相机，用于拍摄车辆的后方；第二距离测量单元，用于在预定控制下测量距后方车辆的距离；存储单元，用于存储车辆前方和后方的车道式样及参考式样，以检测在通过第一和第二照相机所拍摄的图像中是否存在前方和后方车辆；控制器，用于将所拍摄的图像与前方和后方参考式样进行比较以检测前方和后方车辆，检测被检测车辆的车道，并控制第一和第二距离测量单元以测量距离。
在本发明的另一方面中，提供一种通告车辆安全距离的设备，该设备包括：前方车辆检测器，用于检测前方行驶车辆以及该车辆的行驶车道，测量距该被检测车辆的距离，并输出该被检测车辆的车道信息和测得的距离；后方车辆检测器，用于检测后方行驶车辆以及该车辆的行驶车道，测量距该被监测车辆的距离，并输出该被监测车辆的车道信息和测得的距离；显示单元，用于接收和显示被检测的前方和后方车辆的车道信息和测得的距离；以及控制器，用于从各个前方和后方车辆检测器接收被检测车辆的车道信息和测得的距离，并控制显示单元以显示所接收到的车道信息和距离。
在本发明再一个方面中，提供一种在车辆安全距离通告设备中通告车辆安全距离的方法，该车辆安全距离通告设备包括：分别提供在前方和后方的至少一个照相机和至少一个距离测量单元；以及存储单元，用于存储车辆前方部分和后方部分的车道式样和参考式样，该方法包括：第一步骤，当设定在车辆安全距离通告模式时，启动照相机和距离测量单元；第二步骤，检测前方和后方车辆；第三步骤，检测被检测车辆的行驶车道；第四步骤，测量距被检测车辆的距离；以及第五步骤，显示测得的距离。
需要理解的是，前述概要以及后面对本发明的详细描述仅是示例性的，其目的仅用于解释。
附图说明
结合附图以帮助理解本发明，并且附图被包含并组成本说明书的一部分，显示了本发明的实施例并且与详细描述一起解释了本发明的原理。在附图中：
图1显示了根据本发明第一实施方式的通告车辆安全距离的设备的构造；
图2显示了根据本发明第二实施方式的通告车辆安全距离的设备的构造；
图3是显示根据本发明的通告车辆安全距离的方法的流程图；
图4是显示图3中检测前/后车辆的方法的流程图；
图5是显示图3中检测车道的方法的流程图；
图6是根据本发明的测量距前/后车辆距离的例子；
图7是根据本发明的测量距前/后车辆距离的另一例子；
图8显示了根据本发明的检测前/后车辆的车辆参考式样；
图9显示了根据本发明的显示距前/后车辆距离的例子。
具体实施方式
现在详细参考本发明优选实施例，其示例显示在附图中。在可能的情况下，在整个附图中使用相同的参考数字来指示相同或相似部件。
本发明提供一种方法，用于为本车前方和后方拍摄，将所拍摄的前方和后方的图像与预先存储的前方及后方部分的式样进行比较以检测车辆，确定被检测车辆是否正处于本车的车道上还是处于其它车道上，当被检测车辆被确定为处于相同车道上的时候测量距被检测车辆的距离，以及向司机显示测得的距离。
更进一步地，在本发明中，照相机和距离测量单元集成为一个单元，该单元以三对三的方式提供在本车的前方和后方，中间单元测量在本车行驶车道上的距离，两个侧边单元检测以本车行驶车道为中心的两个车道上的车辆并检测距被检测车辆的距离。
而且，本发明包括提供在车内镜和侧边镜处的显示单元，用于显示测得的距离和车道信息。
在下文中，将参考附图对根据本发明的通告安全距离的设备的构造和操作进行描述。
图1显示了根据本发明第一实施方式的通告车辆安全距离的设备的构造；图9显示了根据本发明的显示距前/后车辆距离的例子。
参考图1和图9，本发明的通告车辆安全距离的设备包括控制器10、存储单元20、显示单元30、包括第一数码照相机43和第一距离测量单元45的前方单元40、包括第二数码照相机53和第二距离测量单元55的后方单元50。所述前方单元40和后方单元50各有三个，但需要注意的是，由于它们执行相同的构造和相同的操作，因此将只对一个单元的构造和操作进行描述。
所述控制器10控制通告车辆安全距离的设备的总体操作。
所述存储单元20包括用于存储控制本发明设备的操作的控制程序的区域；用于临时存储在执行所述控制程序期间产生的数据的区域；以及用于存储车辆前方和后方部分式样以及车道式样的区域。
如图9所示，显示单元30在控制器10的控制下显示是否在前方和后方车道上检测到车辆以及距被检测车辆的距离。如图9所示，显示单元30可提供在本车的车内镜上，甚至也可以以相同类型提供在侧边镜上。所述显示单元30还可以利用诸如通用图形液晶显示器来提供图形显示。
所述前方单元40包括第一数码照相机43用于拍摄前方，以及第一距离测量单元45用于利用所述第一数码照相机43测量距被检测车辆的距离。
所述后方单元50包括第二数码照相机53用于拍摄后方，以及第二距离测量单元55用于利用所述第二数码照相机53测量距被检测车辆的距离。
下面将详细介绍根据本发明的控制器10的操作。所述控制器10将通过第一和第二照相机拍摄的图像与各个第一照相机和第二照相机的前方和后方参考式样进行比较，检测前方和后方车辆，检测被检测车辆的车道，控制所述第一和第二距离测量单元以测量距被检测车辆的距离，并在显示单元30上显示测得的距离。
图2显示了根据本发明第二实施方式的通告车辆安全距离的设备的构造。
下面参考图2，本发明通告车辆安全距离的设备包括控制器10、存储单元20、显示单元30、前方车辆检测器60以及后方车辆检测器70。
在本发明的第二实施方式中，为了降低图1中控制器10的工作负担，所述前方车辆检测器60和后方车辆检测器70执行如下的控制操作，即检测前/后车辆，检测车道，并测量距被检测车辆的距离。所述控制器10从前方车辆检测器60和后方车辆检测器70接收距被测车辆的距离，并在显示单元30上显示接收到的距离。
所述前方车辆检测器60包括：第一数码照相机63，用于拍摄前方；第一距离测量单元65，用于测量距利用所述第一数码照相机63检测到的车辆的距离；以及第一车辆和车道检测器67，用于存储车辆前方部分和后方部分的式样以及车道式样，将在所述第一数码照相机63中拍摄的图像与车辆前方部分的式样进行比较以检测车辆，将车道与所述车道式样进行比较以识别车道，并控制所述第一距离测量单元65以测量距被检测车辆的距离并输出测量的距离到控制器10。
所述后方车辆检测器70包括：第二数码照相机73，用于拍摄后方；第二距离测量单元75，用于测量距利用所述第二数码照相机73检测到车辆的距离；以及第二车辆和车道检测器77，用于存储车辆前方部分和后方部分的式样以及车道式样，将在所述第二数码照相机73中拍摄的图像与车辆后方部分的式样进行比较以检测车辆，将车道与所述车道式样进行比较以识别车道，并控制所述第二距离测量单元75以测量距被检测车辆的距离并输出测量的距离到控制器10。
图3是显示根据本发明的通告车辆安全距离的方法的流程图。下面的描述将参考图1和图3进行说明。
首先，在步骤311中，控制器10设定在安全距离通告模式。该安全距离通告模式在电源加到所述安全距离通告设备上时自动设定，或者当用户按下按键输入单元(未显示)上的按键以执行安全距离通告模式时设定。
如果在步骤311中设定了车辆安全距离通告模式，则在步骤313中，所述控制器10启动前方单元40和后方单元50。
当启动前方单元40和后方单元50时，在步骤315中，控制器10执行检测前/后车辆的程序(routine)。在该检测程序，确定在通过第一数码照相机43和第二数码照相机53所拍摄的图像中是否存在车辆。
当通过所述检测程序检测到车辆时，在步骤317中，控制器10执行检测车道的程序。这是在负责各自车道的前方单元40和后方单元50中执行的，从而防止在曲线道路上的错误测量。
当执行了检测车道的程序之后，在步骤318中，控制器10控制前方的第一距离测量单元45及后方的第二距离测量单元55来测量距被检测车辆的距离，并且在步骤319中，在显示单元30上显示测得的距离。
当测量到距被检测车辆的距离时，在步骤321中，控制器10继续确定被检测车辆是否改变了车道。如果在步骤321中确定为被检测车辆改变了车道，则在步骤323中，控制器10停止相应被检测车辆的跟踪以及距离的测量。
图4是显示图3中检测前/后车辆的方法的流程图，图8显示了根据本发明的检测前/后车辆的车辆参考式样。图3中的车辆检测方法将参考图1、3、4、8进行描述。
在步骤411中，控制器10启动第一数码照相机43和第二数码照相机53，拍摄前方和后方。当启动对前方和后方的拍摄时，在步骤413中，控制器10读取存储在存储单元20中的图8所示的参考式样，也就是车辆前方或后方部分的式样，并将该式样与所拍摄的图像进行比较，在步骤415中，确定所述式样是否与所拍摄的图像一致。当在步骤415中检测到一致的图像时，在步骤417中，控制器10跟踪被检测车辆。为了跟踪被检测车辆，数码照相机可以构造为可移动硬件，或以软件构造。所期望的是，即使当数码照相机在软件中启动，可旋转地构造各距离测量单元以更准确地测量距离。
图5是显示图3中检测车道的方法的流程图；图6是根据本发明的测量距前/后车辆距离的例子；图7是根据本发明的测量距前/后车辆距离的另一例子。下面将参考图1以及图5至图6来进行描述。
在步骤511中，控制器10从存储单元20读取车道式样，将所读取的车道式样与所拍摄的图像进行比较，确定被检测车辆和本车之间是否有车道。
如果在步骤511中确定被检测车辆和本车之间有车道，则在步骤513中，控制器10判定该被检测车辆行驶在不同车道上，并继续进行图3中的步骤315。
相反，如果确定被检测车辆和本车之间没有车道，则在步骤515中，控制器10判定该被检测车辆行驶在相同车道上，并继续执行步骤318。
在检测车道的程序中，中间的前方单元40和后方单元50确定被检测车辆是否行驶在与本车实际相同的车道上。更进一步地，右边的前方单元40以及后方单元50将本车实际的行驶车道的右方车道视为本车的行驶车道。而且，左边的前方单元40和后方单元50将本车实际的行驶车道的左方车道视为本车的行驶车道。因此，当检测到该车道时，控制器10对于右边的前方单元40和后方单元50执行检测程序而不考虑实际位于右边的一个车道，并且对于左边的前方单元40和后方单元50执行检测程序而不考虑实际位于左边的一个车道。
该检测车道的程序在于降低在图7中弯道上的误差。具体来说，图7中的701代表本车，703代表前方车辆，如果没有检测到车道，则该前方车辆703会被错误地认为行驶在本车所行驶的车道上。为了防止这种误差，在本发明中执行该检测车道的程序。
在图6中显示了行驶在通常的直线道路上的车辆，在本车601中，距前方车辆603的距离显示在图9中车内镜的左上方，距另一前方车辆605的距离显示在该车内镜的中央，并且，由于在右边车道没有车辆，因此显示距离为0。如图9所示，距后方车辆的距离显示在车内镜的下边。
如上所述，本发明的优点在于，通过照相机检测所述目标是否为车辆以及被检测车辆是否行驶在相同车道上，从而测量距被检测车辆的距离，因此，司机可以具有更确切的信息。
而且，本发明的优点还在于，可以提供前/后车辆更确切的信息并将这些信息应用在传统的防撞系统中，从而提供更好的稳定性。
而且，本发明的优点还在于，司机可以识别距后方车辆(该车辆行驶于本车将要改变到的目标车道上)的准确距离，从而能够更方便和安全地改变到目标车道。换言之，本发明的优点在于解决了司机在改变车道的情况下当观察反光镜时难以识别距后方车辆的实际距离的缺陷。
尽管参考示例实施例描述了本发明，本领域技术人员可以理解，可以对其做出各种修改而不背离由所附权利要求书及其等价物所限定的本发明的实质和范围。

Claims (19)

1.一种用于通告车辆安全距离的设备，该设备包括：
第一照相机，用于拍摄车辆的前方；
第一距离测量单元，用于在预定控制下测量距前方车辆的距离；
第二照相机，用于拍摄车辆的后方；
第二距离测量单元，用于在预定控制下测量距后方车辆的距离；
存储单元，用于存储车辆前方和后方的车道式样及参考式样，以检测在通过第一和第二照相机所拍摄的图像中是否存在前方和后方车辆；
控制器，用于将所拍摄的图像与前方和后方参考式样进行比较以检测前方和后方车辆，检测被检测车辆的车道，并控制第一和第二距离测量单元以测量距离。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一照相机与所述第一距离测量单元集成，所述第二照相机与所述第二距离测量单元集成。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述集成的第一照相机和第一距离测量单元以三对三提供，以检测行驶车道和该行驶车道两边车道上的前方车辆。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，当检测到车辆和车道时，所述控制器控制与被检测车辆的行驶车道相对应的照相机和距离测量单元去跟踪该被检测车辆。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器在被跟踪车辆改变到另一车道时停止跟踪。
6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述集成的第二照相机和第二距离测量单元以三对三提供，以检测行驶车道和该行驶车道两边车道上的后方车辆。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，当检测到车辆和车道时，所述控制器控制与被检测车辆的行驶车道相对应的照相机和距离测量单元去跟踪该被检测车辆。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述控制器在被跟踪车辆改变到另一车道时停止跟踪。
9.根据权利要求6所述的设备，进一步包括显示单元，用于显示距每个车道上的被检测的前方和后方车辆的距离。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述显示单元提供在车内镜上。
11.根据权利要求9所述的设备，其中，所述显示单元提供在侧边镜上。
12.一种用于通告车辆安全距离的设备，该设备包括：
前方车辆检测器，用于检测前方行驶车辆以及该车辆的行驶车道，测量距该被检测车辆的距离，并输出该被检测车辆的车道信息和测得的距离；
后方车辆检测器，用于检测后方行驶车辆以及该车辆的行驶车道，测量距该被监测车辆的距离，并输出该被监测车辆的车道信息和测得的距离；
显示单元，用于接收和显示被检测的前方和后方车辆的车道信息和测得的距离；以及
控制器，用于从各个前方和后方车辆检测器接收被检测车辆的车道信息和测得的距离，并控制显示单元以显示所接收到的车道信息和距离。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述前方和后方车辆检测器中的每一个按三对三的方式提供以检测行驶车道和该行驶车道两侧车道上的前方车辆。
14.根据权利要求12所述的设备，其中，所述前方或后方车辆检测器包括：
照相机，用于拍摄车辆的前方或后方；
距离测量单元，用于在预定控制下测量距前方或后方车辆的距离；以及
车辆和车道检测器，用于存储车道式样以及车辆前方部分和后方部分的参考式样，将通过照相机拍摄的图像与所述的前方或后方参考式样进行比较以检测前方或后方车辆，检测被检测车辆的车道，并控制距离测量单元测量该距离。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述前方或后方车辆检测器包括：
照相机，用于拍摄车辆的前方或后方；
距离测量单元，用于在预定控制下测量距前方或后方车辆的距离；以及
车辆和车道检测器，用于存储车辆前方部分和后方部分的车道式样以及参考式样，将通过照相机拍摄的图像与所述的前方或后方参考式样进行比较以检测前方或后方车辆，检测被检测车辆的车道，并控制距离测量单元以测量该距离。
16.一种在车辆安全距离通告设备中通告车辆安全距离的方法，该车辆安全距离通告设备包括：分别提供在前方和后方的至少一个照相机和至少一个距离测量单元；以及存储单元，用于存储车辆前方部分和后方部分的车道式样和参考式样，该方法包括：
第一步骤，当设定在车辆安全距离通告模式时，启动照相机和距离测量单元；
第二步骤，检测前方和后方车辆；
第三步骤，检测被检测车辆的行驶车道；
第四步骤，测量距被检测车辆的距离；以及
第五步骤，显示测得的距离。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二步骤包括以下步骤：
通过照相机拍摄前方和后方；
将所拍摄的前方和后方的图像与所述参考式样进行比较以检测车辆；以及
连续跟踪被检测车辆。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第三步骤包括以下步骤：
将所拍摄的图像与车道式样进行比较，确定在被检测车辆和本车之间是否有车道；以及
如果所述车道被确定为在被检测车辆和本车之间，回到第二步骤，否则，确定该被检测车辆和本车行驶在相同的车道上并继续进行第四步骤。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，该方法进一步包括：
第六步骤，显示距前方车辆和后方车辆的距离，确定前方或后方车辆是否改变了车道；
第七步骤，当前方或后方车辆改变了车道时，停止跟踪相应的车辆。
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