用于泊车引导的加装组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于求取车辆（10）与位于车辆侧面的对象（12）之间的相对位置的方法以及一种具有用于实施所述方法的构件的加载组件。首先在所述车辆（10）从所述对象（12）旁驶过时通过至少一个侧面的对象检测传感器（14）检测所述对象（12）。通过在所述车辆（10）中设置的摄像机系统（22）检测车辆运动（30），所述摄像机系统在不同的拍摄时刻（48、50）产生视频图像（36、38）。随后进行所检测的车辆运动（30）与所述摄像机系统（22）在车辆中的装配位置（44）、所述至少一个对象检测传感器（14）的位置和参考点（46）的关联。随后确定所述车辆（10）相对于之前检测的对象（12）的变化的相对位置。
【专利说明】用于泊车引导的加装组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于求取车辆与对象之间的相对位置的方法以及一种用于实施所述方法的装置。
【背景技术】
[0002]DE102006/010295A1涉及一种用于道路交通中的对象检测的立体摄像机系统。为了速度检测使用一种摄像机系统。所述摄像机系统包括至少两个不同种类的图像摄取装置。各个图像摄取装置的摄取范围至少部分重叠并且图像摄取装置的数据拼接成一个3D图像。在一种特别构型中提供在不同的谱范围中敏感的图像摄取装置。
[0003]DE102005/003354A1涉及一种用于检测速度、特别是碰撞对象与车辆之间的相对速度的摄像机。在碰撞对象接近车辆的过程期间在不同的测量时间检测相对速度以及碰撞对象与车辆之间的距离。根据相对速度和距离的测量值预先计算可能的碰撞时刻。与测量时间一起存储相对速度和距离的测量值和/或预先计算的真实碰撞时刻，以及检测车辆与碰撞对象的实际碰撞时刻。将实际碰撞时刻与预先计算的可能碰撞时刻进行比较并且如此选择相对速度的测量值，使得所属的预先计算的可能碰撞时刻具有与实际碰撞时刻的最小偏差。
[0004]DE10221513A1公开了一种用于求取速度的图像分析装置。公开了用于在显示单元上以与原始格式在宽度高度比例方面不同的显示格式显示以原始格式电子检测的原始图像作为变形的显示图像。确定具有至少一个转换部分的变形函数，所述变形函数将原始坐标转换成显示坐标，其中使图像的主区域不变形并且变形地成像图像的周边范围。
[0005]典型地，驾驶员辅助系统在车辆中提供一个或多个附加装置用于在确定的行驶情况中支持驾驶员。这些附加装置或者子系统例如是SDW(Seitenwarnungssysteme:侧面警告系统)、ABS (Antiblockiersystem:防抱死系统)、ESP
(Elektronisches Stabilitatsprogramm:电子稳定程序)、距离调节速度控制器(“AdaptiveCruise Control ”，ACC:自适应巡航控制)或泊车辅助装置(“Park Distance Control”，PDC:泊车距离控制)。
[0006]特别是在狭窄的调整情况(例如泊车操纵)中或在驾驶员具有仅仅受限的调整可能性的情况中，驾驶员辅助系统可以支持驾驶员。为此，驾驶辅助系统典型地包括被动转向引导，即没有驾驶员的主动转向干预的转向引导。通过这种方式可以在纵向泊车或横向泊车期间支持驾驶员。这样的驾驶辅助系统可以至少部分地成批地集成在车辆中，其中基于超声的泊车辅助装置也作为通过非专业人员可安装的加装组件获得。
[0007]也存在在困难情况中的操纵时例如在停车楼中通过视听警告和信息支持驾驶员的驾驶员辅助系统。基于倒车摄像机的泊车辅助装置也可以在一种可能的实施形式中实施为容易安装的自加装组件。可以简单地安装在车辆中的加装组件是基于超声的泊车辅助装置。
[0008]此外，侧面警告系统(SDW)是已知的，其中实现对车辆旁的对象的距离警告，其中这些对象在之前从旁驶过期间由距离传感机构检测并且关于其相对于从旁驶过的车辆的位置被追踪。因此这些对象在警告的时刻不再需要由距离传感机构检测，这导致侧面传感器的省略。在此，概念“虚拟侧面传感器”也是常用的。所述系统与常规的泊车导航功能的区别在于，也可以警告和通知对象和障碍物，即使这些对象和障碍物当前不位于传感机构的检测范围中，其中传感机构可以基于超声或雷达。这通过以下方式成为可能:这些系统在内部由其周围环境形成地图或类似的信息结构，并且这些系统通过当前车辆位置作为基础用于识别危险。出于这个原因，这样的系统需要测距法，即提供当前车辆位置的子系统。
[0009]在应用侧面警告系统时已经形成的困难是以下情况:为了确定对象位置在不再检测对象的时间中需非常准确地确定相对于所述对象的车辆运动。其原因在于，所进行的与真实位置的偏差的估计(例如在大约IOcm的数量级上)绝对可以导致这样的对象与例如车辆的外视镜的碰撞。
[0010]出于所述原因，根据侧面警告系统的迄今已知的实施变型方案强制地充分利用车辆的ESP或ABS系统的路径信息。但这又以车辆内部CAN总线(Controller AreaNetwork-Bus:控制器局域网总线)的入口和分别待分析处理的CAN消息的准确知晓为前提。
[0011]尤其在可加装的系统中，车辆内部的CAN总线的入口非常困难或根本不可能。由此仅仅在非常高的开销的情况下能够实现提供加装组件形式的侧面警告系统(SDW)。
【发明内容】
[0012]根据本发明提出，基于视频信息确定车辆相对于之前、例如在从旁驶过的范畴中检测的对象的车辆运动。对此，例如在车辆的尾部区域中、在关于车辆的旋转中心——例如后轴线的中心预定义的装配位置中设置有车辆内部的视频摄像机。优选地，在摄像机相对于周围环境的运动方面分析处理其图像。在计算上使所检测的运动与摄像机和对象检测传感器的装配位置相关联。在此，对象传感器例如可以是SDW传感器，其可以作为超声传感器在前方侧面施加在车辆上。
[0013]根据所述关联确定车辆与之前检测的对象的相对位置变化。
[0014]遵循根据本发明提出的解决方案，进行由通过超声距离传感器、即通过在侧面安装在车辆上的SDW传感器的对象检测得到的信息与基于视频图像的移位识别的车辆运动的组合。优选地，在根据本发明提出的解决方案中使用例如在车辆的尾部区域中可固定安装的视频摄像机，其同样如可加装地设计的距离检测传感器那样装配在车辆中，所述距离检测传感器例如根据超声原理工作。加装组件正好包括施加在尾侧的视频摄像机、具有信号输出的控制设备(其是听觉的或视觉的)以及至两个在侧面施加在车辆上的距离检测传感器的连接，所述距离检测传感器优选根据超声距离测量的原理工作。
[0015]优选在计算上使车辆的所检测的运动与视频摄像机和对象检测传感器和车辆旋转点的固定装配位置相关联。车辆运动的根据本发明提出的检测也可以用于被动泊车引导。这理解为用于车辆驾驶员的支持系统，所述支持系统通过转向和行驶指示沿着之前计算的轨迹引导驾驶员并且支持优选在向后方向上进行的泊车操纵。
[0016]通过根据本发明提出的解决方案，车辆内部的数据总线、例如车辆内部的CAN总线的入口不是必要的。由此存在以下可能性:提供不具有与安装在车辆中的其他系统——例如ABS系统或者ESP系统的关联的独立系统，从而加装组件的实施在省去以上访问要求的情况下是可实现的。由此可以非常低成本地、包括仅仅少量构件地构造按照根据本发明的用于确定车辆运动和求取碰撞的系统的加装组件。
[0017]根据本发明提出的加装组件的构件是至少两个用于侧面距离警告(SDW)的传感器、一个控制设备以及一个可装配在尾侧的视频摄像机以及所述构件之间的相应数据传输线路。
[0018]在根据本发明提出的解决方案的应用中，通过加装组件除经典地在车辆中安装的测距法以外使用光学测距法，其中后者基于车轮脉冲传感器工作。通过除安装在车辆中的经典测距法以外附加地使用光学测距法可以尤其在小车辆速度的范围中提高经典测距法的精度和可用性。在所述范围中，安装在车辆中的大多车轮脉冲传感器不提供可靠的行驶方向信息，其然而可以在使用光学测距法的情况下通过根据本发明提出的装置的光学测距法得到支持。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]以下根据附图深入描述本发明。
[0020]附图示出:
[0021]图1:车辆的第一行驶情况，所述车辆经过设置在侧面的对象；
[0022]图2:在经过所述对象之后并且在接近所述对象时根据图2的车辆的第二行驶情况；
[0023]图3:根据通过车辆内部的视频摄像机拍摄的视频图像分析处理的来自对象检测和车辆运动跟踪的信息的组合的示意图。
【具体实施方式】
[0024]以下根据实施例描述根据本发明提出的解决方案，根据所述实施例摄像机系统、特别是视频摄像机设置在车辆10的尾部区域中并且因此检测车辆10后面的区域。同样良好地存在以下可能性:摄像机系统22安装在挡风玻璃的区域中或车辆的侧玻璃之一上。决定性的是摄像机系统22的固定安装地点及其连续拍摄图像、特别是视频图像的能力，所述图像被传送给控制设备18。在根据图1的示图中示出了车辆10沿着位于车辆10左侧旁边的对象经过。
[0025]由根据图1的示图得知，车辆10在行驶方向16上运动。例如静止的对象12在车辆10的侧面在根据图1的实施例中位于车辆10的左侧。所述对象12在车辆10在行驶方向16上运动期间通过尤其在侧面位于车辆10上的对象检测传感器14检测。对象检测传感器14例如可以涉及超声传感器，其设置在车辆10的挡泥板的区域中并且通过示意地设置的连接线路20向控制设备18传送数据。控制设备18与车辆10的电源连接但表示用于求取车辆与位于侧面的对象12之间的相对位置的加装组件的可加装的构件。此外，在车辆10中、特别是在尾部区域中设有摄像机系统22。摄像机系统22检测位于车辆10后面的检测区域24，所述检测区域例如包括地面结构26，如在图1中示出的那样。摄像机系统22同样通过至少一个连接线路20与同样例如设置在车辆10的车顶上的控制设备18连接以交换数据。摄像机系统22尤其实现为视频摄像机，其连续地拍摄视频图像，由所述视频图像可以求取车辆运动，例如车辆10在行驶方向16上的轨迹30。如开始已经提及的那样，摄像机系统22可以不设置在车辆10的尾部区域中而是也设置在乘客车厢内的侧面或者也设置在车辆10的挡风玻璃的区域中。
[0026]借助附图标记46表示参考点，所述参考点例如可以通过车辆10的后轴线的中心表示。作为参考点46也可以选择车辆10的车身的其他固定点，例如在具有后置驱动、传动轴通道等等的车辆中。根据本发明的摄像机系统22装配在车辆10内部的固定安装位置44中，在此例如在尾部区域中在车辆10的后窗玻璃的紧后面。
[0027]通过连接线路20与控制设备18连接的对象检测传感器14发出例如与车辆10的纵侧垂直走向的超声信号，所述超声信号通过波传播28表示。
[0028]装配在安装位置44中——在根据图1的实施变型方案中在车辆10的尾部区域中——的摄像机连续地在不同的拍摄时刻48和位置50拍摄视频图像，所述视频图像同样被连续地传送给控制设备18。
[0029]由根据图2的示图可以得知车辆10的行驶情况，其中所述车辆虽然在侧面已经经过障碍物12但由于相应的转向回转接近所述障碍物。
[0030]由根据图2的示图得知，车辆10的行驶方向已经改变。在根据图1的示图中存在在行驶方向16上的直线行驶，而如在图2中示出的那样车辆已经根据轨迹30向左运动并且已经接近之前在经过时通过对象检测传感器14的超声信号28检测到的对象12直至一个小的距离。此外图2示出:通过车辆的尾部区域10中的摄像机系统22检测的检测区域24与在第一拍摄时刻48在车辆在行驶方向16上直线行驶时通过摄像机系统22检测的区域相比也已经改变。这意味着，在第一拍摄时刻48拍摄的视频图像不同于在第二拍摄时刻50 (参见根据图2的示图)——在车辆10的向左运动时——进行拍摄的第二视频图像38。两个视频图像36、38在不同的拍摄时刻48、50通过摄像机系统22产生，由所述两个视频图像可以求取车辆10关于周围环境的相对运动。
[0031]完整起见应提及的是，车辆10在其相对于对象12的位置中包括加装组件的相同构件，即至少一个对象检测传感器14、至少一个控制设备18以及在此设置在车辆10的尾部区域中的摄像机系统22。各个构件一对象检测传感器14以及控制设备18以及摄像机系统22类似于根据图1的示图通过连接线路20相互连接，所述连接线路用于所述构件之间的数据交换。
[0032]由图1与图2的比较和在那里示出的车辆10的位置得知，通过在第一拍摄时刻48通过摄像机系统22拍摄的、传送给控制设备18的第一视频图像36以及通过传送另外的、在第二拍摄时刻50通过摄像机系统22拍摄并且被传送给控制设备18的第二视频图像38，可以追踪相对于之前通过传感器14检测到的对象12的车辆运动30。为此，在位置固定地安装在车辆10中的摄像机系统22相对于周围环境的运动方面分析处理在不同的拍摄时刻48,50拍摄的视频图像36、38。通过视频图像36、38的分析处理检测到的车辆运动30与摄像机系统22的安装位置44以及同样静止地设置在车辆10上的对象检测传感器14的计算关联允许车辆运动30的分析处理。此外使通过摄像机系统检测到的车辆运动30与车辆旋转点46、在此例如车辆10的后轴线的中心相关联。
[0033]根据所述关联确定车辆10相对于之前检测的对象12的相对位置变化。在根据图2的示图中标明:在车辆10的在那里发生的对之前在根据图1的从旁驶过中在车辆10的左侧检测到的对象10的接近时，通过控制设备18产生警告信号。所述警告信号可以涉及听觉警告信号和/或视觉警告信号，类似于在用于泊车的驾驶辅助系统中那样，从而向车辆驾驶员指示与静止对象12的即将发生的碰撞。
[0034]由根据图3的示图得知，如何将信息、即摄像机系统的视频图像以及由对象检测传感器拍摄的信息相互关联。
[0035]图3示出，当在不同的拍摄时刻48、50拍摄的视频图像36、38叠加时探测这些视频图像之间的视频图像移位40。所述视频图像移位通过组合42被发送给控制设备18。通过摄像机系统22连续地拍摄以及同样连续地向控制设备18发送视频图像移位40的检测、即相对于周围环境的车辆运动30的探测。
[0036]此外同样向控制设备传送通过对象检测传感器14的对象检测34。根据图1在所述对象旁驶过期间由至少一个对象检测传感器14检测对象12(参见根据图1和2的示图)，以及在其相对于车辆10的位置方面相应地追踪其运动，从而对象12在输出听觉警告或视觉警告的时刻不再需要直接由距离传感机构检测，而是已经在控制设备18中归类为“存在”。
[0037]通过相对于周围环境的车辆运动30的分析处理(所述车辆运动通过在不同的拍摄时刻46、48检测的视频图像36或者38的分析处理确定)在考虑摄像机系统22在车辆中的装配位置以及至少一个对象检测传感器14的位置的情况下以及在考虑参考点46的情况下，可以确定车辆10与之前在根据图1的从旁驶过中检测到的对象12的相对位置变化。DS对象检测图34符号化一组信息。在这组信息中包含了由对象检测传感器14获取的距离值。这些信息与由摄像机系统22的图像的拍摄和位于这些图像之间的时间移位40获取的信息组合。
[0038]相应于在图2中示出的车辆10接近静止的对象12，可以确定之前检测到的对象12的相对位置变化，并且根据车辆10与对象12的所计算的距离向驾驶员输出适合的警告信息，例如听觉警告音或以不同颜色闪烁的发光二极管(LED)。
[0039]根据本发明提出的用于求取车辆10与位于车辆侧面的对象12之间的相对位置的方法以有利的方式不需要车辆内部的数据总线、尤其不需要CAN数据总线入口。由此以有利的方式得出:根据本发明提出的方法的构件可以低成本地构造为独立系统，不具有与其他在车辆10中安装的系统关联。仅仅需要与车辆10的车载网络的连接。
[0040]特别地，可以将用于随后实现用于求取车辆10与位于车辆侧面的对象12之间的相对位置的驾驶辅助系统的构件设计为加装组件。所述加装组件以有利的方式包括至少一个随后在车辆中可装配的、例如用于安装在车辆10的挡泥板中的对象检测传感器14、一个控制设备18以及一个摄像机系统22，所述控制设备一方面可以与车辆10的车载网络连接而另一方面可以包括用于在接近对象12时向车辆驾驶员输出听觉警告和/或视觉警告的输出单元，所述摄像机系统尤其涉及视频摄像机系统。
[0041]以上借助图1和2关于设置在车辆10的尾部区域中的安装位置44描述了摄像机系统22,而优选构造为视频摄像机的摄像机系统22也可以装配在挡风玻璃的区域中或在侧面装配在车辆中。仅仅重要的是摄像机系统22在车辆10中的固定安装位置，因为通过所述摄像机系统求取其相对于车辆10的周围环境的运动。以上将参考点46例如定义为例如车辆旋转点，如车辆10的后轴线的中心。当然也可以定义其他参考点46。
[0042]加装组件，即根据本发明提出的用于求取车辆10与位于车辆侧面的对象12之间的相对位置的装置的独立单元除至少一个对象检测传感器14、控制设备18和尤其视频摄像机以外还包括摄像机系统连接线路22，其事后可以敷设在车辆中例如在车辆的车顶中，从而也可以在视觉上吸引人地实现加装组件的装配。
[0043]根据本发明提出的用于求取车辆10与位于车辆侧面的对象12之间的相对位置的方法在其事后可装配的加装组件的形式中也可以使用在被动泊车引导的范畴中。在根据本发明提出的加装组件的功能中——其中采用测距法一可以在车辆10经过泊车位时通过对象检测传感器14、例如超声传感器检测所述泊车位。通过所接收的信号可以测量所获取的关于泊车位的长度和深度以及位置角的信息。通过根据本发明提出的摄像机系统22可以检测车辆10的位置变化并且这些信息可以进入虚拟地图，所述虚拟地图能够实现泊车位的识别和归类以及测量。除这种类型实现的泊车位测量以外可以在使用根据本发明提出的解决方案的情况下实现到所述泊车位中的被动引导。在此在动用以上获取的关于泊车位的位置、大小和角位置以及自身车辆相对于泊车位的车辆位置的信息的情况下计算最优的泊车轨迹。所计算的轨迹允许向驾驶员提供转向指示，由此转向运动导致车辆10沿着所计算的轨迹的运动。此外，可以给驾驶员关于待行驶的路径和方向的指示，这例如如此长地实现，直至存在下一转向指示。
[0044]在向驾驶员输出指示、特别是转向指示期间总是考虑所计算的轨迹上的当前实际车辆位置。在实际车辆位置变化时，重新计划轨迹或者考虑新识别的、位于之前计算的车辆轨迹上的障碍物。通过根据本发明提出的解决方案可以在所述阶段中实施以下功能:
[0045]摄像机系统22允许检测车辆10的变化的位置。因此，能够实现与其偏差的轨迹重新计算。由此得到更新的信息，其可以输出给驾驶员，例如以下信息:以当前转向回转还可以行驶多远。通过这些关系存在以下可能性，为了以恒定的转向回转到达路段上的终止点要求停止并且预给定新的转向回转。此外存在以下可能性，将由对象检测传感器14在路上检测到的信息记录到内部虚拟地图中，从而这些信息可以考虑到道路规划、视觉地或听觉地发出的对象警告中。
【权利要求】
1.一种用于求取车辆(10)与位于所述车辆侧面的对象(12)之间的相对位置的方法，所述方法具有以下方法步骤: a)在所述车辆(10)从旁驶过时通过至少一个对象检测传感器(14)检测所述对象(12)； b )通过设置在所述车辆(10 )中的摄像机系统(22 )检测车辆运动(30 )，所述摄像机系统在不同的拍摄时刻(48、50 )产生视频图像(36、38 ); c)将所检测的车辆运动(30)与所述摄像机系统(22)的装配位置(40)、所述至少一个对象检测传感器(14)和车辆旋转点(46)的位置相关联； d)确定所述车辆(10)相对于之前根据方法步骤(a)检测到的对象(12)的相对位置变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述摄像机系统(22)在所述车辆运动(30 )期间连续地产生视频图像(36、38 )。
3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述车辆运动(30)基于所述视频图像(36、38)相对于根据方法步骤(a)之前检测的对象(12)进行。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在控制设备(18)中在所述摄像机系统(22)相对于所述车辆(10)的周围环境的运动方面分析处理所述视频图像(36、38)。
5.根据以上权利要求中`任一项所述的方法，其特征在于，根据由所述车辆(10)相对于所述对象(12)的位置变化得到的距离生成听觉警告和/或视觉警告。
6.一种用于实施根据以上权利要求中任一项所述的方法的装置，其特征在于，所述装置实施为用于车辆(10)的加装组件并且包括所述以下构件中的至少一个: ?至少一个可在侧面装配在所述车辆(10)上的对象检测传感器(14)； ?控制设备(18)； ?摄像机系统(22)； ?用于建立这些构件之间的数据传输的连接线路(20 )。
7.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制设备(18)包括用于警告信号的听觉输出单元和/或视觉输出单元。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制设备(18)不依赖于车辆内部数据传输系统、特别是CAN总线的信息。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述摄像机系统(22)装配在所述车辆(10)的尾部区域中或所述车辆(10)的挡风玻璃的区域中或所述车辆(10)的侧玻璃的区域中。
10.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述摄像机系统(22)关于所述车辆(10)的竖轴装配在一个参考点(46)中、特别是关于车辆旋转点(46)装配。
【文档编号】G06T7/20GK103608217SQ201280029283
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年5月15日 优先权日:2011年6月15日
【发明者】T·朔伊尔勒, M·施耐德 申请人:罗伯特·博世有限公司