用于在碰撞相关的状况中支持驾驶员的驾驶员辅助系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于在车辆（8）的碰撞相关的状况中支持驾驶员的驾驶员辅助系统，其中，所述驾驶员辅助系统包括至少一个用于距离测量的传感器（2）、分析处理单元（3）以及用于准备好有关所述车辆的表面几何尺寸的数据的存储装置（5）。在此，所述分析处理单元（3）设置用于，根据所述传感器（2）的信号创建所述车辆状况的三维图像、根据所述传感器（2）的信号及有关所述车辆（8）的表面几何尺寸的数据来求取车辆周围环境（F）的碰撞相关的点与车辆表面的间距、以及创建所述用于视觉上呈现所述车辆状况的三维图像的车辆状况特定的片段的数据组。
【专利说明】用于在碰撞相关的状况中支持驾驶员的驾驶员辅助系统
【背景技术】
[0001]本发明涉及一种驾驶员辅助系统，借助所述驾驶员辅助系统可以生成显示，由此，车辆的驾驶员尤其可以在碰撞相关的状况中一例如在泊车或操纵时得到对其车辆的更安全的前进运动的视觉的帮助。对此，在现有技术中提出不同的方法，这些方法中的多个能够概括为术语“泊车辅助系统”。在此，间距传感器测量车辆的附近的环境并且输出信号，通过所述信号可以进行自身车辆与相应的传感器区域中的碰撞相关的对象的间距的估计。
[0002]文献DE 10 2009 038 406 Al示出一种方法，在所述方法中产生可以用于在驾驶操纵时、尤其在泊车操纵时支持驾驶员的3D数据组(3D-DatensatZ)。
[0003]在此，对于预先已知的方法或系统的共同的是:或者不发生自身车辆与其他对象之间的碰撞相关的区域的空间呈现，或者从预给定的视角实现基于摄像机的呈现。
【发明内容】
[0004]因此本发明的任务在于，提供一种驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统全面地通知驾驶员碰撞相关的车辆状况。
[0005]根据本发明的驾驶员辅助系统通过根据权利要求1的特征组合来解决前述任务。在本发明的范畴内车辆的碰撞相关的状况应当理解为狭窄位置的行驶，在所述狭窄位置时由于与周围环境中的对象的小的间距驾驶员对车辆的概览的重要性增加。这种状况的示例为在车库中的以及在停车场上的以及在稠密的交通中尤其在建筑工地区域中的泊车、调车(Rangieren)0根据本发明，所述驾驶员辅助系统包括至少一个用于距离测量的传感器，所述至少一个传感器当然也能够用于其他驾驶任务或其他辅助系统。传感器类型的示例为视频传感器、雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器以及激光传感器。当然也可以在车辆中设置相应于所述传感器的发送器，以便激发在周围环境对象上的反射。根据本发明的系统的分析处理单元包括可编程处理器，所述可编程处理器可以结合根据本发明的教导实施数据处理的基本步骤。所述分析处理单元可以利用用于准备好数据的装置、尤其是存储器装置，其中，有关自身车辆的表面几何尺寸的数据被准备好。相应于不同车辆配置(具有挂车的行驶、具有车顶行李架的行驶、降低的空气悬架等)的表面几何尺寸也可以被保存在所述存储器装置中并且在相应的车辆配置中被应用。根据本发明，所述分析处理单元设置用于将从一个或多个传感器得到的信号拼合成周围环境的一个三维模型(“图像”)。为了在以下的存储过程中节省系统性能及存储空间，可以规定，已经在存储和使用周围环境图像之前减小在可能的碰撞方面被认为是不太相关的周围环境区域的数据量。例如，在图像内可以借助仅少量的数据点代表在空间上仅较少延展的、但在可能的碰撞方面非常相关的对象位置并且在随后构建对于驾驶员的呈现时视觉上突出所述位置。换句话说，例如在呈现中仅仅设置在自身车辆的保险杠的高度上的、碰撞相关的位置呈现为从地面延伸至预给定的高度的垂直的标杆或垂直的面，以便一方面必须操控尽可能少的数据，另一方面可靠地通知驾驶员在可能的碰撞方面的位置相关性。通过所述分析处理单元能够访问保存在存储器装置中的关于自身车辆的表面几何尺寸的数据的方式，对于所述分析处理单元可能的是，根据传感器数据求取车辆周围环境的点、尤其碰撞相关的点与车辆表面的间距并且量化所述间距。换句话说，所述分析处理单元可以比较所求取的彼此的间距并且作以下说明:在可能的碰撞方面将哪种间距归为特别相关的。在创建用于视觉上呈现驾驶操纵或车辆状况的数据组时，所述分析处理单元可以使用所述信息并且在呈现狭窄位置时可以将所述信息用于选择适合于驾驶员的视角。因此，根据本发明的驾驶员辅助系统提供以下优点:可以放大地和/或在其视角方面行驶(车辆)状况特定地优化地呈现在可能的碰撞方面归为特别相关的片段，由此可以使通过驾驶员的评价变得容易得多。
[0006]从属权利要求示出本发明优选的扩展方案。
[0007]优选地，根据本发明的驾驶员辅助系统可以对车辆与其周围环境之间的所求取的间距关于其相关性进行分类并且向系统的用户或车辆的驾驶者展示所述间距以进行选择。如果没有通过用户进行选择或者没有通过用户输入改变已经由系统作出的选择，则所述系统可以设置用于根据最小的当前的间距和/或最小的所预测的间距来选择视角。因此总是保证，将具有最高的碰撞相关性的状况呈现给系统的用户，只要他/她不认为另一种状况为更相关的。
[0008]此外，有利地可以规定，所述分析处理单元设置用于处理车辆的里程计数据，以便预测车辆的轨迹。换句话说，可以推导到目前为止所驶过的轨迹和/或如下分析处理当前的转向偏转和/或所选择的行驶速度级(“D”(驾驶)、“R”(倒车)):在准备好所述参数的情况下车辆向哪个方向运动。在求取所预测的轨迹之后，所述分析处理单元可以将用于视觉上呈现车辆状况的数据组扩展一符号，所述符号呈现所预测的轨迹。由此，驾驶员可以估计所选择的行驶速度级和/或所选择的转向偏转将如何影响车辆的进一步的运动。
[0009]此外可以规定，所述分析处理单元设置用于，在所预测的轨迹方面如下检查车辆周围环境的对象:是否即将发生自身车辆的碰撞和/或自身车辆预计将以何种间距经过所述对象。由此能够实现驾驶员的具体的通知，以便避开即将到来的碰撞并且估计所计算出的间距对于车辆的安全向前运动而言是否是足够的。
[0010]有利地可以规定，所述分析处理单元设置用于在视觉的呈现中突出或者视觉上标记以下对象:相对于所述对象，车辆位于碰撞路线上。例如可以(周期性地)改变大小和/或颜色、画出围绕相关对象的框或者给出有关所述对象的另一种类型的提示。替代地或附加地，可以谈及一种信号化单元，以便以适当的方式、尤其是视觉上和/或触觉上和/或听觉上通知车辆的驾驶员碰撞即将来临或者应当改变行驶方向或者应当减速行驶。与车辆的方
向盘稱合的振动传感器(Vibrationsgeber)-例如旋转的不平衡质量适合作为触觉的信
号化。附加地或替代地，可以产生交替的转向力矩来警告(“唤醒”)驾驶员。附加地或替代地，也可以传送关于可能的碰撞对象的一个(多个)位置的信息和/或对可取的避让操纵(例如通过不定期施加的力信号)的提示作为转向力矩。换句话说，可能的是，通过围绕静止位置的往复运动通过以下方式来对方向信息编码:向第一方向的运动比随后向第二方向的运动更快地进行。当然可以使这种往复运动叠加“全局的”转向力矩。附加地或替代地，可能的是，一方面通过方向盘的振动频率，另一方面通过振动的部位(例如，驾驶员座椅左侧、驾驶员座椅右侧、左半个方向盘、右半个方向盘)来对方向信息编码。不仅仅可以听觉上通知车辆的驾驶员碰撞即将来临，而且例如也可以通过周期重复的提示听觉上通知车辆的驾驶员当前求取的与碰撞对象的间距。由此，可以在驾驶员的驾驶任务中支持所述驾驶员，而对此不必使所述驾驶员的目光投到显示上。如果在车辆中设置抬头显示器，则也可以借助所述显示器将上述信息的视觉显示投影到车辆的挡风玻璃中。
[0011]此外有利地，通过以下方式评估与车辆周围环境的接近车辆的位置的间距:当碰撞对象与车辆表面的间距缩小时，所述碰撞对象变换其颜色，例如从“绿”通过“黄”变为“红”。替代地或附加地，狭窄位置的显示可以通过线、箭头和/或数值来补充，通过其通知车辆的驾驶员狭窄位置的情况以及所求取的例如以厘米为单位的当前的间距。这提供以下优点:在间距迅速变化时能够以颜色变化的形式实现当前的间距值的或者其评估的高的更新率，而仅仅能够大约每一秒钟一次地实现或者完全不能够实现当前的间距值的听觉的或触觉的再现。
[0012]此外有利地，可以提供发送装置及接收装置，所述驾驶员辅助系统或其分析处理单元可以访问所述发送装置及接收装置。所述分析处理单元可以响应于用户输入通过发送装置向外部设备发送用于三维地呈现狭窄位置的数据。所述外部设备例如可以是智能电话或平板PC。根据数据连接的速度可能有利的是，由驾驶员辅助系统向所述外部设备仅仅发送代表车辆与周围环境之间的所选择的间距的各个数据，所述外部设备必要时借助所述数据的相应的解释可能性再次呈现所传送的数据的呈现。另一方面，根据本发明的驾驶员辅助系统可以将已完成的图像数据发送到所述外部设备上(“流”)。在所述第一种情况下能够解释和分析处理在外部的设备中接收的数据(这也包括呈现视角的选择)，而对于所述第二种情况尤其可以规定，在外部设备上能够进行用户输入以选择所述呈现的视角并且向所述驾驶员辅助系统发送所述用户输入。这可以响应于所述控制数据的接收生成替代的视角并且向所述外部设备发送所述替代的视角。通过用于显示和控制车辆状况的三维图像的显示的外部设备的使用，与安装在车辆中的显示器无关地总是最优地通知驾驶员辅助系统的驾驶员或用户当前的车辆状况。此外，其他人可以致力于成功地导航通过狭窄位置。如果使用所述驾驶员辅助系统以便自动地实施确定的驾驶任务，则还可能的是，驾驶员在车辆之外通过所述外部设备追踪、控制所述导航以及确认以下确定的狭窄位置的经过:驾驶员认为所述狭窄位置的经过是合理的。此外，自动实施的驾驶操纵的通过外部设备的追踪提供以下优点:本身及附加地根据通过所述驾驶员辅助系统的呈现来追踪同一状况并且因此由所述驾驶员辅助系统学会确定的状况的解释方式。
[0013]尤其优选地，里程计数据包括关于车辆的当前的转向偏转的数据。由此，可以在车辆的静止状态中已经预测并且评估轨迹。以下根据附图进一步阐述本发明的上述特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]以下将参考附图详细地描述本发明的实施例。附图示出:
[0015]图1:根据本发明的驾驶员辅助系统的一个实施例的示意性的系统概览；
[0016]图2a:从驾驶员视角一种可能的车辆状况的视图；
[0017]图2b_e:从不同视角车辆状况的三维成像；
[0018]图3a、b:在车辆的左侧或右侧存在的狭窄位置的细节图；
[0019]图3c:狭窄位置的三维成像的片段，其中，示出并且定量地再现所述狭窄位置；
[0020]图4:三维成像，其中，示出所预测的轨迹及即将来临的碰撞；
[0021]图5:根据本发明的方法的一个实施例的步骤的概览。【具体实施方式】
[0022]图1示出根据本发明的驾驶员辅助系统I的部件的概览。为了间距测量，传感器2与分析处理单元3连接，所述传感器向所述分析处理单元提供所求取的测量数据。此外，分析处理单元3与运行状态传感器(Betriebszustandsgeber)4连接,所述运行状态传感器准备好确定的运行参数一例如当前的速度、当前所选择的行驶速度级以及有关车辆的当前的运行状态的其他信息。同样与所述分析处理单元3相连的存储装置5设置用于，可调用地准备好关于车辆的鉴于车辆的全部可能的配置(具有挂车、具有车顶行李架等)的表面几何尺寸的信息。所述分析处理单元可以通过里程计传感器6得到关于到目前为止所驶过的路程的以及尤其关于当前的转向偏转角的信息，以便由这些信息预测轨迹。此外，所呈现的根据本发明的驾驶员辅助系统I的实施例具有监视器11，所述监视器与分析处理单元3连接。所述监视器11用于呈现为了通知驾驶员所述分析处理单元3已经预处理的数据。最后但同样重要的，所呈现的驾驶员辅助系统具有发送接收单元9，所述发送接收单元使分析处理单元3能够向作为外部设备的平板PClO发送为了通知驾驶员而创建的数据组。所示全部部件设置用于在驾驶员辅助系统I的本发明的意义上共同作用，然而这不意味着，所呈现的全部部件不能够满足单独地或者组合地完成其他的任务和/或原本不能够设置用于其他的任务。
[0023]图2a从驾驶员视角示出一种可能的车辆状况的视图。停放的车辆与彼此重叠堆放的饮料箱构成车辆周围环境的对象，相对于所述对象关于与自身车辆的间距的信息可能是碰撞相关的。
[0024]图2b示出图2a中所呈现的驾驶状况的通过根据本发明的系统生成的三维成像。汽车及饮料箱不再能够识别为车辆及饮料箱，而是由与地面垂直设置的线取代，所述线设置在以下的这些位置处:所述位置具有相应的对象区域与自身车辆的最小的间距。换句话说，每一个对象通过一些线表征，所述线位于以下的这些位置处:在所述位置处可能首先发生与自身车辆的碰撞或接触。
[0025]图2c示出一种行驶状况的三维图像，在所述行驶状况中的车辆8作为自身车辆经过由停放的其他车辆组成的狭窄位置。呈现的视角如此选择，使得所述自身车辆完全地包含在所述呈现中。
[0026]图2d从鸟瞰图视角示出在图2c中存在的呈现，其中，观察者位于所述车辆8的垂直上方。停放的汽车的轮廓能够容易地识别为自身车辆周围环境的对象O。
[0027]图2e以相同的视角示出在图2c中所呈现的状况。相对于图2c，在图2e中绘出所预测的用于所述车辆8的轨迹7。这种也称为“行驶路径”的轨迹7基本上呈现为宽的亮的条带，所述车辆在其向前运动期间预计经过所述条带。
[0028]图3a从另一个视角示出在图2c中所呈现的车辆状况。观察者好像定位在车辆尾部后面大约I米处，其中，其目光几乎与车辆左侧对齐。从这个视角可以良好地估计在自身车辆的车辆左后视镜与停放的车辆之间存在的狭窄位置。观察者得到自身车辆与位于自身车辆纵向侧的停放的汽车之间的距离的有价值的概览。
[0029]图3b对于以下情况示出在图3a中所呈现的状况:狭窄位置及停放的汽车位于车辆右侧。[0030]图3c示出在图3a中所呈现的状况，其中，通过箭头作为指示器13突出在车辆左后视镜与停放的车辆之间存在的狭窄位置。箭头的起点设置在车辆后视镜的以下位置处:所述位置最接近所述停放的车辆。箭头尖终止在所述停放的车辆O的以下的那些位置:所述位置当前最接近车辆8的后视镜。在箭头内呈现数值“0.3”，其再现当前的间距为0.3米。
[0031]图4示出一种行驶状况，其中，所预测的轨迹7在周围环境对象O的成像之间穿过。因为所述轨迹7终止于碰撞对象k处，所以借助亮框作为指示器13视觉上突出所述碰撞对象k。在所述亮框内放大地呈现所述碰撞对象k的碰撞区域，从而成像的观察者得到更多的关于所述碰撞对象的信息。
[0032]图5示出一个实施例的步骤的概览，根据所述实施例根据本发明的驾驶员辅助系统生成根据本发明的呈现。通过例如接通车辆的点火、置入确定的行驶速度级或记录用户输入的方式来启动根据本发明的驾驶员辅助系统。随后，所述系统在步骤100中求取数据、尤其是有关车辆周围环境中的对象的距离的距离数据。在步骤200中求取对象是否设置在与自身车辆的不超过预给定的下限阈值的距离上。如果不是这种状况(N)，则在步骤100中收集其他的距离数据。如果不超过所述预给定的阈值(Y)，则在步骤300中加载有关车辆轮廓的或者车辆表面的几何尺寸的信息。随后，在步骤400中计算所述车辆与周围环境对象O之间的临界的间距值。在此，也可以收集多个可以考虑的间距数据并且准备好所述间距数据。在步骤500中，基于在步骤400中所求取的间距数据，选择一个视角来呈现存在的一个或多个狭窄位置。随后，在步骤600中由所选择的视角生成当前的狭窄位置的视图。在步骤700中载入里程计数据(例如，转向偏转)并且在步骤800中根据所述里程计数据预测用于车辆8的轨迹。在步骤900中，基于关于车辆环境及所预测的轨迹的当前的测量值来预测车辆8与所述车辆周围环境的所选择的对象的即将到来的临界的间距。随后在步骤1000中求取所预测的间距是否提示即将到来的碰撞或者是否提示待归为“临界的”间距。如果是这种状况，则在步骤1100中以适当的方式(例如通过将有关对象的着色或突出或者通过听觉信号和/或触觉信号)警告驾驶员。如果不必担心碰撞或者临界的间距(N)，则在步骤1200中检验用户输入是否已经要求了确定的视角以呈现所述狭窄位置或者车辆状况。如果是这种状况，则在步骤1300中计算并且呈现所选择的视角。如果不是这种状况(N)，则在步骤1400中计算一个视角，借助所述视角可以特别好地评价具有最高的碰撞相关性的狭窄位置。与用于选择呈现视角的用户输入无关地，在步骤1500中检验是否满足预先定义的中断条件。例如将一个确定的行驶速度级的选择、点火的切断、相应的预先定义的速度阈值的不超过或超过以及用户输入考虑为中断条件。如果满足中断条件(Y)，则终止由所述驾驶员辅助系统I执行的过程。否则(N)，先前所描述的流程重新开始步骤100。
[0033]本发明的核心思想在于，根据车辆与其周围环境的间距数据生成显示，在所述显示中包含碰撞相关的信息并且必要时如下给出其他的提示:在呈现的哪个位置上在估计或避开即将发生的碰撞方面的特别的注意力显得合适。对此，本发明如下放弃了公开的方法与做法:可以根据当前的车辆状况来选择或者建议碰撞相关的周围环境对象的成像的、车辆状况特定的视角。
[0034]虽然根据附图详尽地且详细地描述本发明，但本发明的保护范围仅通过所附权利要求书保持限定。
【权利要求】
1.一种用于在车辆(8)的碰撞相关的状况中支持驾驶员的驾驶员辅助系统,其中，所述驾驶员辅助系统包括: 至少一个用于距离测量的传感器(2)； 分析处理单元(3); 用于准备好有关所述车辆的表面几何尺寸的数据的装置(5 ); 其中，所述分析处理单元(3 )设置用于， 根据所述传感器(2)的信号创建车辆周围环境(F)的三维图像； 根据所述传感器(2)的信号及有关所述车辆(8)的表面几何尺寸的数据来求取所述车辆周围环境(F)的点与车辆表面的间距； 创建用于视觉上呈现当前的车辆状况的所述三维图像的车辆状况特定的片段的数据组。
2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其中，所述分析处理单元(3)设置用于，在创建所述用于视觉上呈现所述车辆状况的数据组时根据所求取的间距确定视角。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统，其中，在创建所述用于视觉上呈现所述车辆状况的数据组时响应于用户输入和/或根据在所述车辆周围环境(F)的碰撞相关的点与所述车辆表面之间的最 小的当前的和/或所预测的间距来选择视角。
4.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助系统，其中，所述分析处理单元(3)设置用于，由借助所述车辆(8)的里程计传感器(6)求取的数据来预测所述车辆(8)的轨迹(7)。
5.根据权利要求4所述的驾驶员辅助系统，其中，所述分析处理单元(5)设置用于，将代表所预测的轨迹(7)的数据集成进所述用于视觉上呈现所述车辆周围环境(F)的数据组中。
6.根据权利要求4或5所述的驾驶员辅助系统，其中，所述分析处理单元(5)设置用于求取鉴于所述车辆(8)的当前预测的轨迹(7)所述车辆周围环境(F)的对象(O)是否位于碰撞路线上。
7.根据权利要求6所述的驾驶员辅助系统，其中，所述分析处理单元(5)设置用于，当鉴于所述车辆(8)的所述当前预测的轨迹(7)所述车辆周围环境(F)的对象(O)位于碰撞路线上时， 在所述用于视觉上呈现所述车辆状况的数据组中突出碰撞对象(K)，和/或促使信号化单元(12)以适当的方式、尤其是视觉上和/或触觉上和/或听觉上通知所述车辆(8)的驾驶员。
8.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助系统，其中，所述分析处理单元(3)设置用于，尤其通过对象(O)的着色或者线、箭头和/或数值的显示来向所述驾驶员提供所述车辆(F)与对象(O)的当前的和/或所预测的间距的定性的评价和/或定量的信息。
9.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助系统，其中，所述驾驶员辅助系统包括发送装置与接收装置(9)，所述发送装置与接收装置优选用于无线地发送与接收，并且所述驾驶员辅助系统设置用于， 响应于用户输入向外部设备(10)发送所述用于视觉上呈现所述车辆状况的数据，和/或由外部设备(10)接收用户输入，所述用户输入尤其是用于选择所述车辆状况的所述三维图像的待显示的片段的视角。
10.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助系统，其中，所述里程计数据包括关于所述车辆(8)的当前的转 向偏转的数据。
【文档编号】G06K9/00GK103781696SQ201280044327
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2011年9月12日
【发明者】J·桑斯桑戈林, J·黑克尔, H·米伦茨 申请人:罗伯特·博世有限公司