专利名称：一种提示驾驶员观察目标的装置和方法
技术领域：
本发明涉及汽车安全技术，具体是一种提示驾驶员对目标进行观察的装置和方 法。
背景技术：
行车安全对于保护人民的生命和财产具有十分重要的意义。为此，一条关键的因 素是要确保驾驶员能够准确地无遗漏地观察到行车路线上的各种目标物(包括车辆、行 人、障碍物，等等)，从而作出正确的判断来操控车辆达到安全驾驶的目的。然而，很多妨碍 视觉的因素会影响驾驶员的观察能力；比如，夜间迎面车辆的强光会照射到驾驶员的双眼， 使得驾驶员由于背景光过强而看不清路面上的行人等目标；再比如，雨雾天气会造成前方 景物的模糊而影响人眼对前方的观察。诸如此类的情况，很容易使驾驶员遗漏目标而导致 事故的发生。因此，需要提示驾驶员去特别注意某些方位，因为在这些方位上，很可能由于 光线过明或过暗、可见度不良等各种影响人眼观察的原因而存在尚未被看见的目标；显然， 这样的提示有助于驾驶员更准确地掌握前方路线上的情况，从而提高行车的安全性。目前，有些汽车也采用了若干提高对目标的观察、探测能力的技术。例如，采 取微波、激光、红外线、超声波等手段来探测前方目标；像专利“智能监控车距及报警自 动刹车装置(200820122678. 7) ”、“汽车夜视装置(200410115603. 5) ”、“前方摄影装置 (200610166120. 7) ”、“毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达Q00820163088. 9) ”等。 但是，这些技术中对目标的探测旨在发现目标，并不是为了对比目标的真实存在情况与人 眼观察结果的差异而去提示驾驶员加强对特定方位的观察，也就因此并不能解决本发明中 所要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提示驾驶员对目标进行观察的装置和方法，使其能够 提示驾驶员去注意观察那些由于受妨碍视觉因素的影响而可能被忽视了的目标。为此，本发明提供如下技术方案一种提示驾驶员观察目标的装置，包括由第一探测器、第二探测器、眼部位置传感器和观察指示器所组成；第一探测器是采用非光学探测器，对位于前方路线上的目标进行探测，识别出目 标及目标所在的位置；第二探测器是采用可见光成像的光学探测器，被安装于靠近驾驶员眼部，透过汽 车前档玻璃，获取前方路线上的图像；第二探测器接收第一探测器所识别出的目标及目标的位置参数，由此，第二探测 器确定第一探测器所识别出的目标在第二探测器所获取图像上的对应区域，然后，第二探 测器对图像上的该区域进行识别，若第二探测器在该区域中未能识别出目标，则第二探测 器将该区域所对应的第一探测器所识别的目标，作为疏漏目标；
眼部位置传感器测量出驾驶员眼部所处的位置；观察指示器接收疏漏目标的位置和驾驶员眼部的位置，在从驾驶员眼部指向疏漏 目标的方位上，给出提示驾驶员进行观察的提示信号。所述的第二探测器，跟随驾驶员眼部位置而移动从而保持靠近驾驶员眼部的位 置，并记录第二探测器自身相对于安装初始位置的位移量，从而得出第二探测器的当前位置。所述的第一探测器、第二探测器和驾驶员眼部，三者之间在确定的时刻具有确定 的相对位置关系，这种相对位置关系是基于眼部位置传感器所测量的驾驶员眼部的当前位 置、第一探测器的当前位置和第二探测器的当前位置来共同确定的。所述的第二探测器接收第一探测器所识别出的目标及目标的位置参数，由此，第 二探测器确定第一探测器所识别出的目标在第二探测器所获取图像上的对应区域，然后， 第二探测器对图像上的该区域进行识别，是第一探测器识别出前方路线上的目标及目标所在的位置，也即得出所识别的目标 相对于第一探测器的包括距离与方位角在内的位置参数，并输出给第二探测器；第二探测器根据第一探测器所识别的目标相对于第一探测器的距离与方位角，结 合第一探测器和第二探测器之间的相对位置，来确定第一探测器所识别出的目标在第二探 测器所生成图像上的对应区域；第二探测器进行图像识别，判断从该区域是否能够识别出目标。所述的观察指示器接收疏漏目标的位置和驾驶员眼部的位置，在从驾驶员眼部指 向疏漏目标的方位上，给出提示驾驶员进行观察的提示信号，是观察指示器从第二探测器的输出中得出哪个目标为疏漏目标，并将该疏漏目标的 位置参数从第一探测器读出，依据该疏漏目标相对于第一探测器的距离和方位角参数，结 合第一探测器自身的位置参数，再结合从眼部位置传感器所读取的驾驶员眼部位置参数， 从而得出疏漏目标相对于驾驶员眼部所在的方位，并在该方位给出提示信号；提示信号是在驾驶员视线前方进行光学投影而形成的，投影所形成的提示信号， 是成像于连接驾驶员眼部和疏漏目标所成的直线上；提示信号成像为一个有颜色的光斑；提示信号成像为表示疏漏目标距离的字符；观察指示器从第二探测器获取疏漏目标之所以无法被识别的原因，如果该原因是 由于第二探测器所生成图像中与疏漏目标所对应的区域的亮度过强，那么，指示信号成像 为一个光圈。一种提示驾驶员观察目标的方法，包括采用探测能力不受视觉因素影响的非光学探测器，对前方路线上的目标进行探 测，识别出目标以及目标的位置参数；采用位于驾驶员眼部附近、透过前挡玻璃成像的光学图像探测器，形成前方图像， 从所成的图像上识别目标；将被非光学探测器所识别、却未被光学图像探测器所识别的目标，作为疏漏目 标；给出提示进一步观察疏漏目标的提示信号。
所述的光学图像探测器，跟随驾驶员眼部位置而移动，从而保持处于靠近驾驶员 眼部的位置，从而使得对前方所成图像的成像效果更好地接近于人眼透过前挡玻璃所看到 的前方情形，同时，光学图像探测器记录其自身相对于安装初始位置的位移量，从而得出光 学图像探测器的当前位置。所述的非光学探测器、光学图像探测器和驾驶员眼部，三者之间在确定的时刻具 有确定的相对位置关系，这种位置关系是基于眼部位置传感器所测量的驾驶员眼部位置、 非光学探测器的安装位置、光学图像探测器的当前位置来共同确定的。所述的将被非光学探测器所识别、却未被光学图像探测器所识别的目标，作为疏 漏目标，是依据非光学探测器所识别的目标及目标包括相对于非光学探测器的距离与方位 角在内的位置信息，结合非光学探测器和光学图像探测器之间的相对位置，得出非光学探 测器所识别的目标在光学图像探测器所生成的图像上所对应的区域，光学图像探测器对该 区域进行识别，在光学图像探测器未能在该区域识别出目标的情况下，将该区域所对应的 非光学探测器所识别的目标作为疏漏目标。所述的给出提示进一步观察疏漏目标的提示信号，是依据非光学探测器所识别的目标及目标包括相对于非光学探测器的距离与方位 角在内的位置信息，结合驾驶员眼部与非光学探测器之间的相对位置关系，得出疏漏目标 相对于驾驶员眼部所在的方位，并提示驾驶员注意观察该方位；依据非光学探测器所识别的目标及目标包括相对于非光学探测器的距离与方位 角在内的位置信息，结合驾驶员眼部与非光学探测器之间的相对位置关系，得出疏漏目标 相对于驾驶员眼部的距离，并提示驾驶员注意该距离范围。本发明所具有的有益效果在于在夜晚、雨雾等行车环境下，由于存在光线、可见 度等各种影响视觉的因素而妨碍人眼的观察能力，驾驶员很可能会忽视位于行车路线上的 某些行人、车辆、障碍物等目标；本发明对比目标实际存在情况和人眼观察效果的差异，提 示驾驶员去对那些可能尚未被看见的目标加强观察，从而有助于驾驶员更完整、准确地了 解前方的状况。
附图是本发明的原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程；但本发明的保护范围不限于下 述的实施例。如附图所示，第一探测器101安装在汽车头部(比如，汽车头部正中的位置)，且 为了使其对目标的探测能力不受或者基本不受光线、可见度等视觉因素的影响，第一探测 器101可采用微波作为探测手段。第一探测器101对目标探测的结果，是能够获取目标相 对于第一探测器101的距离和方位角等位置参数。如附图所示，第二探测器102采用可见光成像作为探测的手段；同时，第二探测器102位于驾驶员眼部附近(比如，安装在位于驾驶座上方车顶内侧的一个支架上)，从而需 要透过前挡玻璃来获取前方图像。这样一来，第二探测器102对前方所成的图像，就与人眼 对前方的观察结果相仿；例如，过暗的目标在第二探测器102中的成像具有过低的与周围 背景的对比度而不易从图像上识别出来，同样地，这种目标在人眼看来也是不容易引起注 意的；再例如，迎面照射的强光有可能在前挡玻璃上形成强烈的泛光而干扰人眼的观察，同 样地，这种泛光也会使第二探测器102透过前挡玻璃所成的图像变得模糊成难以辨认的一 片。另外，为了更好地保持与人眼观察效果相仿，第二观察器102可跟随人眼位置的变动而 调整自身的位置，从而一直保持靠近驾驶员眼部。如附图所示，眼部位置传感器120可采用各种可行的手段来获取驾驶员眼部所处 的位置。比如，安装于前挡玻璃上部装饰饰板上的摄像机，可以搜寻到人眼的具体位置。另 外，人眼到头顶的距离对于不同的人而言基本相同，因此，获知头部的位置也可以随之推定 眼部的位置。而为了确定驾驶员头部位置，可以采用多种可行的手段；比如，可以采用安装 在车顶、侧窗等处的摄像机；再比如，基于电容式传感器来测量座椅上方的电场变化，也能 够确定驾驶员头部位置，甚至可以直接测量出眼部的位置。眼部位置传感器120将驾驶员眼部位置信息输入到第二探测器102，从而使得第 二探测器102能够跟随人眼的位置变化而调整自身的位置。同时，第二探测器102还记录自 身位置调整的位移量，从而能够依据初始位置和当前的位移量，来确定第二探测器102的 当前位置。在确定了驾驶员眼部位置后，第一探测器101、第二探测器102、观察指示器110和 驾驶员眼部四者之间就有了确定的相互位置关系。这是因为第一探测器101在汽车上的 安装位置是已知的，比如，安装且固定在车头前部中央；第二探测器102也具有已知的安装 位置，即使第二探测器102随着驾驶员眼部位置的变化而移动，第二探测器102所处的当前 位置也可以由其初始安装位置值和移动的位移量来确定；观察指示器110在汽车上的安装 位置也是已知的，比如，也是安装且固定在位于驾驶座上方车顶内侧的一个支架上；驾驶员 眼部的当前位置则由眼部位置传感器120所获得。因此，经过几何计算，就可以确定它们之 间的位置关系。为了判断出可能会被驾驶员忽略的目标，处理如下(1)第一探测器101将自身所识别的目标以及目标的位置参数，传递给第二探测 器102 ；所传递的目标的位置参数包括目标相对于第一探测器101的距离和方位角。(2)第二探测器102接收上述目标以及目标的位置参数，结合自身与第一探测器 101的相对位置，如果第二探测器102的摄像头可以转动，那么，就进一步结合摄像头的摄 像角度，就可以求解出第一探测器101所识别的目标在第二探测器102所成图像上处于哪 个区域。(3)第二探测器102就针对上述所成图像的上述区域进行识别。若在该区域不能 识别出目标，比如，强烈的泛光使得该区域的各像素点为“全白”而使得识别失败，那么，第 二探测器102就把该区域所对应的由第一探测器101所传递过来的目标作为疏漏目标；也 就是说，该区域所对应的由第一探测器101所识别的目标，是可能会为人眼所看不清而被 驾驶员所忽略的目标。为了提示驾驶员加强对可能被忽略目标的观察，处理如下
(1)第二探测器102将疏漏目标传递给观察指示器110，观察指示器110进而从第 一探测器101读取疏漏目标的位置参数。(2)观察指示器110依据疏漏目标的位置参数，也就是疏漏目标相对于第一探测 器101的距离和方位角，同时，还从眼部位置传感器120读取驾驶员的眼部位置参数，就可 以求解出疏漏目标相对于驾驶员眼部的位置，包括疏漏目标与驾驶员眼部之间的距离和方 位角。(3)观察指示器110将一个提示信号投影到前挡玻璃上(可采用平视仪显示技 术)，或者投影到其它显示面上(比如位于驾驶员眼部与前挡玻璃之间的专用于平视仪显 示的特制玻璃面)，并使得提示信号的中心，成像于连接驾驶员眼部到疏漏目标所成的直线 上。(4)为了提高提示信号的提示效果，观察指示器110从第二探测器102读取疏漏目 标之所以无法被识别的原因，如果该原因是由于第二探测器102所成图像中与疏漏目标所 对应区域的亮度过强，那么，指示信号的成像形式是一个光圈；该光圈的圆心，位于连接驾 驶员眼部到疏漏目标所成的直线上，但该光圈的圆周线或圆周线上的部分弧段超过疏漏目 标对应的区域而延伸到亮度较暗的范围(图像处理可以求出疏漏目标所在的亮度过强的 区域伸展向四周的亮度变化，从而可以求出伸展至何处才能使得提示信号光圈能够为人眼 所看见而不是全部被强光所覆盖，从而就可以确定提示信号光圈的大小)。其它情况下，提 示信号成像的形式可以是一个光斑，并可以采取闪烁的形式，还可以变换光斑的颜色来进 一步提示目标的紧迫程度(比如，按照目标距离的远近而设置不同的颜色)；此外，也可以 采取字符的形式，从而显示目标的距离值。本发明并不局限于上述具体描述的实现形态，而是适用于所有的依据本发明的内 容可获得的提示驾驶员观察那些受视觉因素影响而可能存在被忽视了的目标的系统。这包 括用于各型交通工具，采取微波、激光、超声波、红外线等各类目标识别技术作为第一探测 器，采取图像识别技术用于第二探测器，等等。本发明适用于所有的依据本发明的内容而构造的装置和方法，以及不需其它发明 性质的能力而可获得的变化形式。因此，本发明适用于同这里所描述的原理与特征相一致 的最广的范围。
权利要求
1.一种提示驾驶员观察目标的装置，其特征在于由第一探测器、第二探测器、眼部位置传感器和观察指示器所组成；第一探测器是采用非光学探测器，对位于前方路线上的目标进行探测，识别出目标及 目标所在的位置；第二探测器是采用可见光成像的光学探测器，被安装于靠近驾驶员眼部，透过汽车前 档玻璃，获取前方路线上的图像；第二探测器接收第一探测器所识别出的目标及目标的位置参数，由此，第二探测器确 定第一探测器所识别出的目标在第二探测器所获取图像上的对应区域，然后，第二探测器 对图像上的该区域进行识别，若第二探测器在该区域中未能识别出目标，则第二探测器将 该区域所对应的第一探测器所识别的目标，作为疏漏目标；眼部位置传感器测量出驾驶员眼部所处的位置；观察指示器接收疏漏目标的位置和驾驶员眼部的位置，在从驾驶员眼部指向疏漏目标 的方位上，给出提示驾驶员进行观察的提示信号。
2.根据权利要求1所述的提示驾驶员观察目标的装置，所述的第二探测器，跟随驾驶 员眼部位置而移动从而保持靠近驾驶员眼部的位置，并记录第二探测器自身相对于安装初 始位置的位移量，从而得出第二探测器的当前位置。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的提示驾驶员观察目标的装置，所述的第一探测 器、第二探测器和驾驶员眼部，三者之间在确定的时刻具有确定的相对位置关系，这种相对 位置关系是基于眼部位置传感器所测量的驾驶员眼部的当前位置、第一探测器的当前位置 和第二探测器的当前位置来共同确定的。
4.根据权利要求1所述的提示驾驶员观察目标的装置，所述的第二探测器接收第一探 测器所识别出的目标及目标的位置参数，由此，第二探测器确定第一探测器所识别出的目 标在第二探测器所获取图像上的对应区域，然后，第二探测器对图像上的该区域进行识别， 是第一探测器识别出前方路线上的目标及目标所在的位置，也即得出所识别的目标相对 于第一探测器的包括距离与方位角在内的位置参数，并输出给第二探测器；第二探测器根据第一探测器所识别的目标相对于第一探测器的距离与方位角，结合第 一探测器和第二探测器之间的相对位置，来确定第一探测器所识别出的目标在第二探测器 所生成图像上的对应区域；第二探测器进行图像识别，判断从该区域是否能够识别出目标。
5.根据权利要求1所述的提示驾驶员观察目标的装置，所述的观察指示器接收疏漏目 标的位置和驾驶员眼部的位置，在从驾驶员眼部指向疏漏目标的方位上，给出提示驾驶员 进行观察的提示信号，是观察指示器从第二探测器的输出中得出哪个目标为疏漏目标，并将该疏漏目标的位置 参数从第一探测器读出，依据该疏漏目标相对于第一探测器的距离和方位角参数，结合第 一探测器自身的位置，再结合从眼部位置传感器所读取的驾驶员眼部位置参数，从而得出 疏漏目标相对于驾驶员眼部所在的方位，并在该方位给出提示信号；提示信号是在驾驶员视线前方进行光学投影而形成的，投影所形成的提示信号，是成 像于连接驾驶员眼部和疏漏目标所成的直线上；提示信号成像为一个有颜色的光斑；提示信号成像为表示疏漏目标距离的字符；观察指示器从第二探测器获取疏漏目标之所以无法被识别的原因，如果该原因是由于 第二探测器所生成图像中与疏漏目标所对应的区域的亮度过强，那么，指示信号成像为一 个光圈。
6.一种提示驾驶员观察目标的方法，其特征是采用探测能力不受视觉因素影响的非光学探测器，对前方路线上的目标进行探测，识 别出目标以及目标的位置参数；采用位于驾驶员眼部附近、透过前挡玻璃成像的光学图像探测器，形成前方图像，从所 成的图像上识别目标；将被非光学探测器所识别、却未被光学图像探测器所识别的目标，作为疏漏目标；给出提示进一步观察疏漏目标的提示信号。
7.根据权利要求6所述的提示驾驶员观察目标的方法，所述的光学图像探测器，跟随 驾驶员眼部位置而移动，从而保持处于靠近驾驶员眼部的位置，从而使得对前方所成图像 的成像效果接近于人眼透过前挡玻璃所看到的前方情形，同时，光学图像探测器记录其自 身相对于安装初始位置的位移量，从而得出光学图像探测器的当前位置。
8.根据权利要求6和权利要求7所述的提示驾驶员观察目标的方法，所述的非光学探 测器、光学图像探测器和驾驶员眼部，三者之间在确定的时刻具有确定的相对位置关系，这 种位置关系是基于眼部位置传感器所测量的驾驶员眼部位置、非光学探测器的安装位置、 光学图像探测器的当前位置来共同确定的。
9.根据权利要求6所述的提示驾驶员观察目标的方法，所述的将被非光学探测器所识 别、却未被光学图像探测器所识别的目标，作为疏漏目标，是依据非光学探测器所识别的目标及目标的位置信息，包括目标相对于非光学探测器 的距离与方位角在内的位置信息，结合非光学探测器和光学图像探测器之间的相对位置关 系，得出非光学探测器所识别的目标在光学图像探测器所生成的图像上所对应的区域，光 学图像探测器对该区域进行识别，在光学图像探测器未能在该区域识别出目标的情况下， 将该区域所对应的非光学探测器所识别的目标作为疏漏目标。
10.根据权利要求6所述的提示驾驶员观察目标的方法，所述的给出提示进一步观察 疏漏目标的提示信号，是依据非光学探测器所得到的疏漏目标的位置信息，包括目标相对于非光学探测器的距 离与方位角在内的位置信息，结合驾驶员眼部与非光学探测器之间的相对位置关系，得出 疏漏目标相对于驾驶员眼部所在的方位，并提示驾驶员注意观察该方位；依据非光学探测器所得到的疏漏目标的位置信息，包括目标相对于非光学探测器的距 离与方位角在内的位置信息，结合驾驶员眼部与非光学探测器之间的相对位置关系，得出 疏漏目标相对于驾驶员眼部的距离，并提示驾驶员注意该距离范围。
全文摘要
一种提示驾驶员观察目标的装置和方法。本发明涉及汽车安全技术，具体是一种提示驾驶员对目标进行观察的装置和方法。本发明给出的装置和方法，使其能够提示驾驶员去注意观察那些由于妨碍视觉的因素而造成的可能被忽视了的目标。所采用的技术要点是采用观察能力不受光线等因素影响的非光学探测器，对前方路线上的目标进行探测，识别出目标以及目标的位置信息；采用位于驾驶员眼部附近、透过前挡玻璃成像的光学图像探测器，形成前方图像，从所成的图像上识别目标；将被非光学探测器所识别、却未被光学图像探测器所识别的目标，作为疏漏目标；在疏漏目标所处的方位上，给出提示驾驶员加强观察的信号。
文档编号B60Q9/00GK102039842SQ20091004460
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者侯方勇 申请人:侯方勇