用于表示传统灯光信号设备的信号的吸收器装置和用于车辆的辅助系统的制作方法

本发明涉及一种用于灯光标识设备或灯光信号设备的吸收器装置以及一种用于车辆的吸收器装置-辅助系统。

背景技术：

为了控制道路交通，通常使用于灯光标识设备或灯光信号设备。在此已知使用交通信号灯作为信号发射器。交通信号灯通过发出受控的灯光信号或灯光标识对交通参与者安排规定确定的行为。一般的欧洲灯光标识设备借助于红、黄和绿三种信号颜色来控制交通。交通信号灯的这些灯光信号针对车辆的相应驾驶员。但交通信号灯的使用尤其在引入使用传感器系统的自动驾驶或至少部分自动驾驶模式(例如仅在特定情况下或在特定道路上车辆自动驾驶)的过程中是不安全的并且因此不适合。虽然已知提供一种驾驶员辅助系统，其借助摄像机检测相应交通信号灯的信号颜色并将其通过车辆中适合的显示装置显示给车辆驾驶员。但基于错误解释的风险(例如基于能见度差而无法识别信号颜色)使用基于摄像机或光学的系统来评估相应交通信号灯的灯光标识是不安全的并且因此可能对道路交通造成潜在危险。换句话说，光学系统的错误概率取决于大气条件。此外，当今的计算机系统只能非常有限地识别信号设备。因此，尤其是对于自动驾驶而言这种操作方法是不适合的。

技术实现要素：

本发明的任务在于避免上述缺点并且提出一种解决方案，其使得车辆在无需人工干预或人工评估的情况下能实现可靠地识别灯光标识设备的信号。

根据本发明，该任务通过独立权利要求的特征来解决。优选的实施方式是从属权利要求的技术方案。

上述任务通过一种针对电磁传感器系统的吸收器装置来解决，所述吸收器装置具有至少一个孔，所述孔能通过孔挡板分别打开或关闭，这样构造所述吸收器装置，使得分别

-在孔打开的情况下进入穿过所述孔的电磁波不再离开吸收器装置；并且

-在孔关闭的情况下射到所述孔上的电磁波被反射。

术语电磁传感器系统包括这样的传感器系统，其能够通过发射信号或波以及通过检测从大气反射或反向散射的信号或波创建车辆的环境模型或环境模型的部分。

吸收器装置的几何形状和表面材料使得它们反射或反向散射或吸收电磁传感器系统的信号或波。换句话说，电磁传感器系统可将吸收器装置识别为物体。例如吸收器装置可构造成锥体、圆柱体、矩形或其它适合的几何形状。

吸收器装置包括至少一个孔。每个孔或开口是电磁传感器系统的信号或波能够进入穿过的开口。所述孔能通过孔挡板分别打开或关闭。每个孔能通过自身的、高度可靠的机构打开或关闭。从现有技术中已知安全或高度可靠的机构，例如考虑弹簧系统以及将电磁体用作致动器。附加或替代地，也可使用智能玻璃(smartglass)或智慧玻璃来调节孔的透明度。智能玻璃是可着色的玻璃片或包括可着色的玻璃片，其光透射率通过施加电压或加热而改变。

如果相应孔关闭，则电磁传感器系统的信号或波也在相应孔区域中被反射并且由相应传感器系统再次接收反向散射的信号或波。换句话说，传感器系统不能将封闭的孔与吸收器装置的壳体区分开或孔显得比壳体“更亮”。

如果相应孔打开，则吸收器装置构造成使电磁传感器系统的信号或波穿过孔进入吸收器装置的内部，但不能再次离开吸收器装置的内部。类似系统例如在太阳能技术中被已知为辐射热量计。

由此，电磁传感器系统能够将处于打开状态的相应孔与吸收器装置的壳体明确地区分开。

因此，通过吸收器装置能够有利地以安全的方式为电磁传感器系统表示传统交通信号灯的信号状态。

例如具有两个孔的吸收器装置的以下信号状态可表示交通信号灯的灯光信号：

交通信号灯吸收器装置

红色：两个孔均关闭；

黄色：一个孔打开，另一个孔关闭；

绿色：两个孔均打开。

该配置仅仅是示例性的配置。例如也可想到具有仅一个孔的吸收器装置，借助其仅表示红色灯光信号(孔关闭)和绿色灯光信号(孔打开)，在此例如黄色灯光信号也可配置给红色灯光信号(孔关闭)。

电磁传感器系统以可在很宽的大气干扰范围内安全使用的电磁波长工作。换句话说，不管天气如何都可使用电磁传感器系统。现有的交通信号灯设备可简单地通过吸收器系统进行扩展，所述吸收器系统的信号状态能够被电磁传感器系统安全且可靠地检测到。这对于自动驾驶尤为重要。但通过车辆中的输出单元向用户显示交通信号灯信号的传统驾驶员辅助系统也可受益于吸收器系统的信号状态通过电磁传感器系统的可靠的可识别性。如果车辆配备有至少两个技术上不同的电磁传感器系统(如雷达和激光雷达)并且两者都可彼此独立地读取所描述的吸收器系统，则交通信号灯信号可通过多种传感器系统读取。由此大大降低了错误读取交通信号灯的概率。

优选地，所述吸收器装置包括至少一种频率吸收材料，这样施加该频率吸收材料，使得电磁波分别在进入穿过敞开的孔时被频率吸收材料吸收。

频率吸收材料是吸收电磁传感器系统的信号或波的材料。从现有技术中已知使用由塑料或橡胶制成的喷漆或涂层来防止例如雷达探测。

例如频率吸收材料可包括频率吸收漆、如雷达吸收漆。附加或替代地，频率吸收材料可包括另一种频率吸收涂层、如发泡材料和/或橡胶和/或自粘吸收性膜等。这些也从现有技术中已知。

优选地，所述吸收器装置包括至少一个反射器，这样安装该反射器，使得电磁波分别在进入穿过敞开的孔时被反射器这样反射，使得电磁波不再离开所述吸收器装置。

所述吸收器装置可以包括至少一个反射器，这样安装该反射器，使得电磁传感器系统的穿过打开的孔进入到吸收器装置内部的电磁波或信号不能再次离开吸收器装置。

根据第二方面，所述任务通过一种灯光标识设备来解决，该灯光标识设备包括至少一个根据权利要求1至3中任一项所述的吸收器装置。

尤其是附加于传统交通信号灯从现有技术中已知的任何现有的灯光信号设备都可通过上述吸收器装置进行扩展，以便由电磁传感器系统可靠地识别和处理信号状态。

根据第三方面，所述任务通过一种用于车辆的辅助系统来解决，该辅助系统包括：

-检测单元，其包括用于检测吸收器装置的实际信号状态的电磁传感器系统；和

-车辆控制单元，其与检测单元通信和/或电气连接并且构造用于在辅助功能中考虑吸收器装置的被检测到的实际信号状态。

辅助系统可以是从现有技术中已知的用于车辆的驾驶员辅助系统，其借助光学系统来检测传统交通信号灯的当前信号状态并且通过车辆中适合的输出装置、如平视显示器向用户输出。

该驾驶员辅助系统可被检测单元代替和/或可通过包括电磁传感器系统的检测单元进行扩展。

附加或替代地，所述辅助系统可以是构造和/或设置用于执行车辆的至少一种自动驾驶模式的辅助系统。换句话说，每个车辆都可借助这种辅助系统自动驾驶。这种辅助系统从现有技术中已知。该辅助系统也包括具有电磁传感器系统的检测单元。电磁传感器系统可用于其它适合的目的、如用于连续生成车辆的环境模型。

检测单元构造用于如上所述使用电磁传感器系统来检测吸收器装置的实际信号状态，其相应于相应传统交通信号灯的当前信号。

所述辅助系统还包括车辆控制单元，该车辆控制单元与检测单元通信和/或电气连接。车辆控制单元构造用于在辅助功能中考虑吸收器装置的被检测到的实际信号状态。

在驾驶员辅助系统的示例中可鲁棒且防故障地输出信号状态。在自动驾驶的示例中自动驾驶模式可通过对已经安装的灯光信号设备扩展吸收器装置而鲁棒且防故障地检测该灯光信号设备的实际信号状态。

优选地，所述辅助功能包括部分自动地或自动地干预车辆的-驱动装置(纵向动力学)；和/或

-控制装置(横向动力学)；和/或

-信号表示装置；和/或

-通讯装置(如cartocar或者说车辆间通信，或cartox或者说车辆与环境通信)。

优选地，所述电磁传感器系统包括

-至少一个雷达传感器；和/或

-至少一个激光雷达传感器；和/或

-至少一个声纳传感器。

根据第三方面，所述任务通过一种包括根据权利要求5至7中任一项所述的辅助系统的车辆来解决。

通过研究下述优选实施方式的详细描述和附图可知本发明的所述和其它任务、特征和优点。可以看出，尽管分别描述了实施方式，但能够组合各个特征以形成附加的实施方式。

附图说明

图1a示意性示出传统交通信号灯；

图1b示意性示出用于表示传统灯光信号设备的信号的示例性吸收器装置；

图2a示意性示出吸收器装置的处于打开状态的孔；

图2b示意性示出吸收器装置的处于关闭状态的孔；

图3示意性示出汇入口，在该汇入口处车辆包括辅助系统，该辅助系统用于检测和处理通过吸收器装置表示的传统灯光信号设备的信号状态。

具体实施方式

图1a示意性示出在已知的灯光信号设备中使用的传统交通信号灯110。欧洲灯光标识设备借助交通信号灯来控制交通，交通信号灯可显示红、黄和绿三种信号颜色。交通信号灯110包括三个不同的灯光信号发射器112、114、116，通过它们分别显示一种信号颜色。红色信号颜色通常由最上方的灯光信号发射器112显示并向车辆驾驶员用信号表示不存在进入或继续驾驶许可。黄色信号颜色通常由中间灯光信号发射器114显示并向车辆驾驶员用信号表示应等待通过红色或绿色信号颜色显示的下一个信号。绿色信号颜色通常由下方灯光信号发射器116显示并向车辆驾驶员用信号表示通行。交通信号灯110的这些灯光信号在此针对车辆的相应驾驶员。

图1b示意性示出用于表示传统灯光信号设备的信号的示例性吸收器装置120，其能够被电磁传感器系统安全且可靠地检测到。吸收器装置120可借助至少一个孔122、124通过相应配置的信号状态来表示交通信号灯110的灯光信号。但在本示例中示出两个孔122、124。

术语电磁传感器系统包括传感器系统，该传感器系统能够通过发射信号或波以及通过检测从大气反射或反向散射的信号或波创建车辆的环境模型或环境模型的部分。每个电磁传感器系统可包括至少一个雷达传感器和/或至少一个激光雷达传感器和/或至少一个声纳传感器。此外，术语电磁传感器系统也包括借助可见范围内的光工作的摄像机系统。这些系统不发出电磁波，但可通过接收被物体或在物体上反射的电磁信号(与其发射源无关)来生成环境模型。

吸收器装置120的几何形状和表面材料使得吸收器装置反射或反向散射电磁传感器系统的信号或波。电磁传感器系统因此可识别吸收器装置120。

吸收器装置120包括至少一个孔122、124。每个孔122、124或开口是这样的开口，通过其电磁传感器系统的信号或波可进入到吸收器装置120中。孔122、124可分别通过孔挡板230打开或关闭(参见图2a和2b)。每个孔122、124可通过其自身的高度可靠的机构打开或关闭。安全或高度可靠的机构从现有技术中已知，例如可将使用电磁体作为致动器的弹簧系统用作关闭机构(未示出)。在另一种示例中，也可使用例如电磁和气动的多种打开机构，以减少错误概率。安全相关的信号状态“红色”尤其是可通过无能量的基本状态“常闭”或者说“在正常情况下关闭”来表示。

如果相应孔口122、124关闭，则电磁传感器系统的信号或波也在相应孔口122、124区域中被反射并且由相应传感器系统再次接收反向散射的信号或波。换句话说，传感器系统不能将封闭的孔122、124与吸收器装置的壳体区分开(如下面参考图2b进一步描述的)。

如果相应孔122、124打开，则吸收器装置120构造成使得电磁传感器系统的信号或波穿过孔122、124进入到吸收器装置120的内部，但不能再次离开吸收器装置120的内部(如下面参考图2a进一步描述的)。

为此吸收器装置120可包括频率吸收材料，这样施加该频率吸收材料，使得电磁波分别在穿过敞开的孔122、124时被频率吸收材料吸收。

频率吸收材料是吸收电磁传感器系统的信号或波的材料。从现有技术中已知使用由塑料或橡胶制成的喷漆或涂层来防止例如雷达探测。例如频率吸收材料可包括频率吸收漆、如雷达吸收漆。附加或替代地，频率吸收材料可包括另一种频率吸收涂层、如发泡材料和/或橡胶和/或自粘性吸收膜等。这些也从现有技术中已知。

附加或替代地，吸收器装置120可包括至少一个反射器240，这样安装该反射器，使得电磁波分别在穿过敞开的孔122、124进入吸收器装置120的壳体中时这样被反射器240反射，以致电磁波不会再次离开吸收器装置120的内部。换句话说，这样安装反射器240，使得电磁传感器系统的穿过相应打开的孔122、124进入吸收器装置120内部的电磁波或信号不会再次离开吸收器装置120。

由此电磁传感器系统能够将处于打开状态的孔122、124与吸收器装置120的壳体明确地区分开。

因此，通过吸收器装置可有利地以安全的方式向电磁传感器系统呈现传统交通信号灯的信号状态。

例如吸收器装置120的以下信号状态可表示交通信号灯110的灯光信号：

吸收器装置120信号状态的任何其它适合的配置也可表示交通信号灯110的灯光信号。

电磁传感器系统以能够在很宽的大气干扰范围内安全使用的电磁波长工作。换句话说，不管天气如何都可使用电磁传感器系统。现有的交通信号灯设备可简单地通过吸收器系统120进行扩展，所述吸收器系统的信号状态可被电磁传感器系统安全且可靠地检测到。这对于自动驾驶尤为重要。但通过车辆中的输出单元向用户显示交通信号灯信号的传统驾驶员辅助系统也可受益于吸收器系统120的信号状态通过电磁传感器系统的可靠的可识别性。

电磁传感器系统因此可将孔112、124与吸收器装置的壳体区分开，因为没有信号或波被反向散射。

图2a示出吸收器装置120的一个孔122、124，在此孔挡板230打开孔122、124。在该示例中，电磁传感器系统(如上所述)的电磁波或信号210穿过敞开的孔122、124进入吸收器装置120的壳体中。电磁波210在吸收器装置120的壳体中被反射器240这样反射，使得电磁波不再离开吸收器装置120或吸收器装置120的壳体。换句话说，这样安装反射器240，使得电磁传感器系统的穿过相应打开的孔122、124进入吸收器装置120内部的电磁波或信号210被反射。但反射的电磁波220不能再次离开吸收器装置120的壳体或内部。

附加或替代地，吸收器装置120可包括频率吸收材料(未示出)，这样施加该频率吸收材料，使得电磁波210分别在穿过敞开的孔122、124时被频率吸收材料吸收。

图2b示出吸收器装置120的一个孔122、124，在此孔挡板230封闭该孔122、124。在该示例中，电磁传感器系统的电磁波或信号210射到封闭孔122、124或吸收器装置120壳体的孔挡板230上。电磁波210被封闭的孔挡板230反射，从而电磁传感器系统能够接收到反向散射的信号或波220并相应进行评估。

因此，电磁传感器系统无法将孔112、124与吸收器装置120的壳体区分开。在另一种示例中，吸收器挡板的表面可由高反射材料制成或具有高反射材料。在此情况下，针对电磁传感器系统的孔挡板将比吸收器装置120的壳体显得“更亮”。

因此，反射和吸收之间的差异或对比度对于电磁传感器系统的感知至关重要。应将差异或对比度最大化，从而不必要求太高的传感器灵敏度。通过该要求也降低了安全功能“正确识别交通信号灯”的错误概率。

图3示意性示出汇入口320，在该汇入口处有车辆310，所述车辆包括用于检测和处理信号状态的辅助系统312，这些信号状态如上所述由吸收器装置120借助可打开或关闭的孔122、124来表示。

在该示例中，从汇入口320驶入道路330由包括传统交通信号灯110(未示出)的灯光信号设备来控制。此外，吸收器装置120如上所述位于道路330上的汇入口之前。

车辆310例如可在自动模式中行驶。辅助系统312包括检测单元314。检测单元314包括用于检测吸收器装置120的实际信号状态的电磁传感器系统(未示出)。

辅助系统312可以是从现有技术中已知的用于车辆310的驾驶员辅助系统，其借助光学系统来检测传统交通信号灯110的当前信号状态并且通过车辆310中适合的输出装置、如平视显示器向用户输出。

该驾驶员辅助系统可被检测单元代替和/或可通过包括电磁传感器系统的检测单元314进行扩展。

附加或替代地，辅助系统312可以是构造和/或设置用于执行车辆310的至少一种自动驾驶模式的辅助系统312。换句话说，每个车辆310都可借助这种辅助系统312自动驾驶。用于提供自动驾驶模式的系统也从现有技术中已知并且通过辅助系统312进行扩展，该辅助系统包括具有电磁传感器系统的检测单元314。除了已环境光或交通信号灯的光工作的摄像机系统外，电磁传感器系统还可包括：

-至少一个雷达传感器；和/或

-至少一个激光雷达传感器；和/或

-至少一个声纳传感器。

检测单元314构造用于如上所述使用电磁传感器系统来检测吸收器装置120的实际信号状态，其相应于该汇入口处的相应传统交通信号灯的当前信号。

例如吸收器装置120的以下信号状态可表示交通信号灯110的灯光信号：

辅助系统312还包括车辆控制单元316，该车辆控制单元与检测单元314通信和/或电气连接并且该车辆控制单元构造用于在辅助功能中考虑吸收器装置120的被检测到的实际信号状态。辅助功能例如可包括部分自动地或自动地干预车辆310的

-驱动装置；和/或

-控制装置；和/或

-信号表示装置；和/或

-通信装置。

在上面提到的驾驶员辅助系统的示例中，可通过吸收器装置的实际信号状态鲁棒且防故障地输出交通信号灯的信号。在上述自动驾驶的示例中，自动驾驶模式可在使用交通信号灯110的情况下通过对其扩展相应吸收器装置120而稳健且防故障地检测已经安装的灯光信号设备的信号并将其用于执行自动驾驶。