专利名称：车辆驾驶辅助设备及方法
技术领域：
本申请涉及汽车安全技术领域，具体涉及车辆驾驶辅助设备及方法。
背景技术：
随着经济和社会的发展，车辆使用的广泛和普及程度越来越高，由车辆导致的安全事故也随之增长。为降低由于人的感觉器官的因素(例如疲劳或视觉范围受限)产生事故的可能性，提出了各种驾驶辅助设备，其中包括
I、主动报警类产品，能够根据实际情况主动进行报警。例如公开号为CN1586945的中国发明专利所提供的基于雷达探测的汽车追尾防撞设备，这类设备能够在车辆与前方对象接近到危险距离时进行语音报警，但是无法辨别对象类型(例如，是物还是人)。
2、被动辅助类产品，能够扩大驾驶者的视觉范围。例如公告号为CN201812124的中国实用新型专利所提供的红外成像夜视设备，以及公告号为CN202180786的中国实用新型专利所提供的热成像夜视设备等。这类设备一方面预警作用有限，另一方面需要始终保持开启，不仅对器件要求高而且需要存储所采集的大量数据，因此成本较高。
发明内容
本申请提供一种车辆驾驶辅助设备，包括，第一探测装置，用于探测第一距离范围内的物体，并产生相应的第一探测信号；第一图像采集装置，用于采集图像，并产生相应的图像数据；处理器，与第一探测装置和第一图像采集装置信号连接，用于根据第一探测信号控制第一图像采集装置开始采集图像。本申请还提供相应的车辆驾驶辅助方法。本申请提出的车辆驾驶辅助设备，通过探测装置与图像采集装置的配合，在探测到设定距离范围内的物体的情况下触发图像采集装置的运行，不必始终保持图像采集装置的开启，降低了对设备的要求。所采集的图像可以直接通过车辆已有的显示装置显示给驾驶者，也可以采用额外增加的显示装置显示给驾驶者，以扩大驾驶者在危险情况下的视觉范围。
图I是本申请车辆驾驶辅助设备的一种实施方式的结构示意 图2是图I中车辆驾驶辅助设备安装于车辆的示意 图3是本申请车辆驾驶辅助设备的另一种实施方式的结构示意 图4是本申请中充当震动报警装置的方向盘套示意 图5是本申请车辆驾驶辅助设备的另一种实施方式的结构示意 图6是图5中车辆驾驶辅助设备的探测距离分级示意 图7是本申请车辆驾驶辅助设备的另一种实施方式的结构示意图。
具体实施例方式实施例I
本申请中车辆驾驶辅助设备的一种实施方式可参考图1，包括红外热释传感器101，多光谱摄像头102，处理器103和显示装置104。红外热释传感器101用作第一探测装置，用于探测第一距离范围内的物体，并产生相应的第一探测信号。第一距离即为红外热释传感器101的感应距离，在其他实施方式中，也可采用其他具有物距探测能力的装置来充当第一探测装置，例如声纳或雷达。多光谱摄像头102用作第一图像采集装置，用于采集图像，并产生相应的图像数据。多光谱摄像头102的感光芯片能够同时感应红外及可见光，所采集的红外图像和可见光图像在尺寸和方位上重合，因此其产生的图像数据为红外图像和可见光图像的叠加图像的数据。多光谱摄像头102的感光芯片可采用分别感应红外光和可见光的芯片的组合，也 可米用红外可见光一体的多光谱感光芯片，具体可参见公开号为CNlO1345248的中国发明专利提供的多光谱感光器件及其制作方法，以及公开号为CN101740587、CN101834974、CN101807590、CN101853861等中国发明专利申请提供的感光芯片技术。在其他实施方式中，也可以采用红外摄像头(例如镀有可见光滤光膜的摄像头)或者采用可见光摄像头(例如镀有红外光滤光膜的摄像头)来充当第一图像采集装置，在这种情况下，还可以进一步配置第二图像采集装置，用于采集与第一图像采集装置不同光谱段的图像，例如，第一图像采集装置采用红外摄像头，而第二图像采集装置采用可见光摄像头，通过后续的图像叠加来达到与使用多光谱摄像头类似的效果。可见光摄像头或多光谱摄像头采集的可见光图像，能够使驾驶者直观的掌握车辆附近的情况。而基于红外光穿透距离远和车辆在行驶中温度高(如发动机、排气口、车胎等)的原因，红外摄像头或多光谱摄像头采集的红外图像则能够在雨雾天气以及夜晚等可见光能见度低的情况下给出清晰和长程的图像，扩展驾驶者的观察范围，提高驾驶安全性。处理器103，与用作第一探测装置的红外热释传感器101和用作第一图像采集装置的多光谱摄像头102信号连接，用于根据第一探测信号控制多光谱摄像头102开始采集图像，以及接收多光谱摄像头102产生的叠加图像的数据并输出。本申请中所称信号连接可采用各种有线或无线传输方式，以下不再赘述。由于多光谱摄像头得到的各个谱段(例如红外和可见光)的图像在位置上是重合的，但是数据是彼此独立的，因此在其他实施方式中，处理器也可以对叠加图像的数据进行进一步的处理，例如分离红外图像和可见光图像的数据以便于分开显示，或者调整叠加显示时图像的透明度，例如将红外图像以半透明的方式叠加在彩色的可见光图像上。在其他实施方式中，第一图像采集装置产生的图像数据也可以直接提供给外接的显示设备而不经由处理器。在其他实施方式中，若还进一步配置有第二图像采集装置，则处理器还与第二图像采集装置信号连接，并且还用于根据第一探测信号控制第二图像采集装置开始采集图像，以及对第一和第二图像采集装置产生的红外图像和可见光图像的数据进行叠加处理并输出相应的叠加图像的数据，所称叠加处理可以是将红外图像和可见光图像按照相同的尺寸和方位进行叠加，例如将红外图像以部分透明的方式叠加在彩色的可见光图像上，当然，第一和第二图像采集装置产生的图像数据也可以直接提供给外接的显示设备进行处理和显示而不经由处理器。显示装置104，与处理器103信号连接，用于按照处理器103输出的叠加图像的数据进行图像显示。在其他实施方式中，也可以不采用显示装置104，处理器将叠加图像的数据输出给车辆已有的显示装置(例如通过USB接口或其他图像传输接口输出给车载影音系统或导航系统所具有的显示装置等)进行显示。此外，在其他实施方式中，还可进一步将处理器与其他车载设备级连或融合。例如，将处理器与车载记录仪模块连接或预留能够与车载记录仪连接的接口，以便于保存图像采集装置产生的图像数据。例如，将处理器与全球定位系统(GPS)模块连接或预留能够与GPS模块连接的接口，以便于共享显示装置，例如，在显示装置上同时显示GPS图像和多光谱摄像头102采集的红外及可见光图像，或者显示装置平时显示GPS图像，在产生第一探测信号后，则将GPS图像切换为多光谱摄像头102采集的红外及可见光图像。此外，在其他实施方式中，为避免频繁的触发，处理器可以在第一探测装置产生第一探测信号后关闭第一探测装置，在经过预设时间间隔后再打开第一探测装置，或者，处理 器也可以在首次收到第一探测信号后的预设时间间隔内，忽略后续产生的第一探测信号，该预设时间间隔可以由用户进行选择或设定。第一图像采集装置被启动后执行图像采集的持续时间可以与上述预设时间间隔一致也可以不一致，具体也可以由用户进行选择或设定，或者也可以根据第一探测信号停止产生来控制第一图像采集装置停止采集。此外，在其他实施方式中，还可以进一步包括红外灯组，用于进行红外照明，处理器相应的还用于根据第一探测信号控制红外灯组开启，由于红外灯通常比汽车大灯照射距离远3-5倍，因此启用红外灯组进行红外照明能够在黑暗环境或雨雾天气中获得更远更清晰的红外图像。本实施方式的车辆驾驶辅助设备在安装于车辆时，如图2所示，可将红外热释传感器101安装在车辆前端，多光谱摄像头102、处理器(未在图2中示出)和显示装置104安装在驾驶室内，其中，处理器置于壳体10内，多光谱摄像头102设置在壳体10表面,朝向车辆前端，壳体10底面可采用弧形设计，以更好的和车辆控制台贴合，例如通过粘接的方式牢固的固定在控制台上。壳体10表面还可具有操作面板以提供用户对处理器的控制接口，当然，若显示装置104支持触摸方式，也可以采用显示装置104作为用户对处理器的设置进行查看与修改的操作面板。当车辆启动时，红外热释传感器上电开始工作，同时处理器和显示装置上电并处于待机模式。当红外热释传感器被触发时，处理器转为工作状态，以执行相应的控制操作。本申请中车辆驾驶辅助方法的一种实施方式与上述车辆驾驶辅助设备的实施方式相应，包括
步骤11、获取安装在车辆前端的红外热释传感器产生的第一探测信号，第一探测信号用于表示探测到第一距离范围内的物体；
步骤12、根据第一探测信号控制多光谱摄像头开始采集图像；
步骤13、将多光谱摄像头采集的红外图像和可见光图像的叠加图像显示给驾驶者。在其他实施方式中，若仅采用可见光摄像头或红外摄像头进行图像采集，则在步骤13中是显示相应的红外图像或可见光图像，若采用两个摄像头来进行图像采集，则在步骤12中，是根据第一探测信号分别控制红外摄像头和可见光摄像头开始采集图像，并在步骤13中进行红外图像和可见光图像的叠加处理，或者，若设备中进一步包含有安装在车辆前端的红外灯组，还可在步骤12中同时控制红外灯组开启进行红外照明。
本实施方式中，通过红外热释传感器与多光谱摄像头的配合，在探测到设定距离范围内的物体的情况下触发多光谱摄像头进行红外图像和可见光图像的采集，不必始终保持多光谱摄像头的开启，降低了对设备的要求。由于红外光比可见光具有更远的穿透距离，因此多光谱摄像头感应的影像范围大大超越人眼的视野范围，能在恶劣环境中看得更远更清楚，从而能更好的帮助驾驶者及时准确的做出判断，避免因为可视范围有限，不能看清前方路况而导致发生事故。实施例2
本申请中车辆驾驶辅助设备的另一种实施方式可参考图3，与实施例I相比，区别在于除了包括红外热释传感器201，多光谱摄像头202，处理器203和显示装置204外，还包括用作报警装置的声音报警装置205和震动报警装置206。红外热释传感器201，多光谱摄像头202和显示装置204与实施例I中的红外热释传感器101，多光谱摄像头102和显示装置104类似，不再赘述。处理器203除了具有实施例I中描述的处理器103的内容外，还与各报警装置信号连接，以及用于根据第一探测信号产生报警指令，以触发各报警装置产生相应的报警动作。声音报警装置205用于按照报警指令发出声音。震动报警装置206用于按照报警指令产生震动。本实施方式中，震动报警装置具有与车辆的方向盘相适配的形状，用于安装在方向盘表面。例如震动报警装置可做成方向盘套2061，参见图4，其表面由具有保温功能的材料制成，内部装有震动器以及无线或有线信号接受装置(用于接收处理器的报警指令)，其供电方式可采用车载电源供电、电池、震动换能器(vibration energy harvester)或太阳能充电等方式，当收到报警指令时，套子发生震动，通过司机的手唤醒司机。在其他实施方式中，震动报警装置也可以采用其他形状或固定方式，只要能够通过震动方式产生对驾驶者的提醒即可。在其他实施方式中，也可以只选用声音报警装置和震动报警装置之中的一种。本实施方式中，由于第一探测信号还触发声音和震动报警，一方面能够防止驾驶者由于疲劳甚至瞌睡导致对险情的遗漏，另一方面，使得驾驶者仅需要在可能有险情时关注视频图像，能够减轻驾驶者的疲劳程度。尤其是在雨雾天气或夜间行车或高速公路长时间驾驶的情况下，驾驶者由于能见度低以及注意力高度集中，容易很快疲劳，结合声音和震动报警的多光谱图像显示能够有效预防雨雾天、夜晚及高速路上的汽车追尾事故。实施例3
本申请中车辆驾驶辅助设备的另一种实施方式可参考图5，包括两级红外热释传感器301，多光谱摄像头302，处理器303，显示装置304，声音报警装置305和震动报警装置306。多光谱摄像头302和显示装置304与实施例I中的多光谱摄像头102和显示装置104类似，不再赘述。两级红外热释传感器301用作第一探测装置，由探测距离分别为第一距离范围和第二距离范围的两组被动红外线(PIR, Passive Infrared)传感器组成,第二距离范围大于第一距离范围。这种情况下，第一探测装置能够分别探测第一和第二距离范围内的物体，并 分别产生相应的第一和第二探测信号。在其他实施方式中，也可增加探测距离为第二距离范围的第二探测装置来探测不同距离范围内的物体，第一和第二探测装置的类型可以相同也可以不同，均可选自PIR传感器，声纳或雷达，只要能基于不同的探测距离产生不同的探测信号即可。简明起见，以下将第一距离范围称为中距，将第二距离范围称为远距。处理器303除了具有实施例I中描述的处理器103的内容外，还与各报警装置信号连接，以及用于根据第二探测信号产生第一级报警指令，根据第一探测信号产生第二级报警指令，以触发各报警装置产生相应的报警动作。声音报警装置305用于分别按照第一和第二级报警指令发出第一和第二级强度的声音，第二级强度的声音大于第一级强度的声音。震动报警装置306用于分别按照第一和第二级报警指令产生第一和第二级强度的震动，第二级强度的震动大于第一级强度的震动。在其他实施方式中，处理器也可以在远距探测时仅触发声音报警装置，而在中距探测时仅触发图像采集装置而不触发报警装置，或者在远距和中距探测时均触发图像采集装置和全部报警装置，只是报警动作强度有所不同。
本申请中车辆驾驶辅助方法的一种实施方式与上述车辆驾驶辅助设备的实施方式相应，探测距离分级示意图如图6所示，步骤包括
步骤31、获取安装在车辆前端的探测装置产生的远距探测信号(第二探测信号，对应第二距离范围d2)；
步骤32、根据远距探测信号产生第一级报警指令，触发声音报警装置发出第一级强度的声音，触发震动报警装置产生第一级强度的震动。步骤33、获取安装在车辆前端的探测装置产生的中距探测信号(第一探测信号，对应第一距离范围dl)；
步骤34、根据第一探测信号控制多光谱摄像头开始采集图像，并产生第二级报警指令，触发声音报警装置发出第二级强度的声音，触发震动报警装置产生第二级强度的震动；步骤35、将多光谱摄像头采集的红外图像和可见光图像的叠加图像显示给驾驶者。本实施方式中，通过具有两级探测距离的探测装置按照不同的危险程度进行不同方式的报警，有助于帮助驾驶者对情况进行分级判断和处理，提高安全性能。实施例4
本申请中车辆驾驶辅助设备的另一种实施方式可参考图7，包括三级红外热释传感器401，多光谱摄像头402，处理器403，显示装置404，声音报警装置405、震动报警装置406和驾驶控制装置407。多光谱摄像头402和显示装置404与实施例I中的多光谱摄像头102和显示装置104类似，不再赘述。三级红外热释传感器401用作第一探测装置，由探测距离分别为第一、第二和第三距离范围的三组PIR传感器组成，第三距离范围(以下称为近距)小于第一距离范围。这种情况下，第一探测装置能够分别探测中、远、近距的物体，并分别产生相应的第一、二、三探测信号。在其他实施方式中，也可增加探测距离分别为远距和近距的第二、三探测装置来探测不同距离范围内的物体，第一、二、三探测装置的类型可以相同也可以不同，均可选自PIR传感器，声纳或雷达。驾驶控制装置407，与处理器403信号连接，用于对车辆进行自动驾驶控制，例如进行自动减速或紧急制动等。处理器403除了具有实施例3中描述的处理器303的内容外，还用于根据第三探测信号控制驾驶控制装置407，执行车辆的减速和/或制动操作，以及根据第三探测信号产生第三级报警指令，以触发各报警装置产生相应的报警动作。声音报警装置405用于分别按照第一、二、三级报警指令发出第一、二、三级强度的声音，第三级强度的声音大于第二级强度的声音。震动报警装置406用于分别按照第一、二、三级报警指令产生第一、二、三级强度的震动，第三级强度的震动大于第二级强度的震动。
在其他实施方式中，处理器也可以在近距探测时仅触发驾驶控制装置，而不触发报警装置和图像采集装置，或者在近距探测时触发驾驶控制装置和图像采集装置，具体在各种探测距离下触发哪些类型的操作可根据实际情况灵活设置。在其他实施方式中，也可以只设置中距和近距的探测装置，或者设置更多距离范围的探测装置，只要能根据相应的探测距离产生探测信号即可。本申请中车辆驾驶辅助方法的一种实施方式与上述车辆驾驶辅助设备的实施方式相应，步骤包括
步骤41-45与实施例3中步骤31-35相同，不再赘述；
步骤46、获取安装在车辆前端的探测装置产生的近距探测信号(第三探测信号)；
步骤47、根据近距探测信号产生第三级报警指令，触发声音报警装置发出第三级强度的声音，触发震动报警装置产生第三级强度的震动，并控制驾驶控制装置执行车辆的减速和/或制动操作。本实施方式中，通过具有三级探测距离的探测装置进行更加细分的分级报警，能更好的帮助驾驶者对情况进行分级判断和处理，提高安全性能。以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，应该理解，以上实施方式只是用于帮助理解本发明，而不应理解为对本发明的限制。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，可以对上述具体实施方式
进行变化。
权利要求
1.一种车辆驾驶辅助设备，其特征在于，包括 第一探测装置，用于探测第一距离范围内的物体，并产生相应的第一探测信号； 第一图像采集装置，用于采集图像，并产生相应的图像数据； 处理器，与第一探测装置和第一图像采集装置信号连接，用于根据第一探测信号控制第一图像采集装置开始采集图像。
2.如权利要求I所述的设备，其特征在于 第一图像采集装置采用多光谱摄像头，所述多光谱摄像头的感光芯片同时感应红外及可见光，产生的图像数据为红外图像和可见光图像的叠加图像的数据；所述处理器还用于接收并输出所述叠加图像的数据；或者， 第一图像采集装置采用红外摄像头，产生的图像数据为红外图像的数据；所述设备还包括第二图像采集装置，用于采集可见光图像，并产生可见光图像的数据；所述处理器还与第二图像采集装置信号连接，以及还用于根据第一探测信号控制第二图像采集装置开始采集图像，并对第一和第二图像采集装置产生的红外图像和可见光图像的数据进行叠加处理并输出相应的叠加图像的数据。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括 显示装置，与所述处理器信号连接，用于按照所述处理器输出的叠加图像的数据进行图像显示。
4.如权利要求1-3任意一项所述的设备，其特征在于还包括与所述处理器信号连接的报警装置， 第一探测装置还用于探测第二距离范围内的物体，并产生相应的第二探测信号，第二距离范围大于第一距离范围；或者，所述设备还包括第二探测装置，与所述处理器信号连接，用于探测第二距离范围内的物体，并产生相应的第二探测信号； 所述处理器还用于根据第二探测信号产生第一级报警指令，第一级报警指令用于触发所述报警装置产生相应的报警动作。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于所述报警装置为声音报警装置和/或震动报警装置， 所述声音报警装置用于按照第一级报警指令发出第一级强度的声音， 所述震动报警装置用于按照第一级报警指令产生第一级强度的震动。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于 所述处理器还用于根据第一探测信号产生第二级报警指令， 所述声音报警装置还用于按照第二级报警指令发出第二级强度的声音，第二级强度的声音大于第一级强度的声音， 所述震动报警装置还用于按照第二级报警指令产生第二级强度的震动，第二级强度的震动大于第一级强度的震动。
7.如权利要求4所述的设备，其特征在于还包括与所述处理器信号连接的驾驶控制装置， 第一探测装置还用于探测第三距离范围内的物体，并产生相应的第三探测信号，第三距离范围小于第一距离范围；或者，所述设备还包括第三探测装置，与所述处理器信号连接，用于探测第三距离范围内的物体，并产生相应的第三探测信号；所述处理器还用于根据第三探测信号控制所述驾驶控制装置，执行车辆的减速和/或制动操作。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于 第一探测装置还用于探测第三距离范围内的物体，并产生相应的第三探测信号，第三距离范围小于第一距离范围；或者，所述设备还包括第三探测装置，与所述处理器信号连接，用于探测第三距离范围内的物体，并产生相应的第三探测信号； 所述处理器还用于根据第三探测信号产生第三级报警指令， 所述声音报警装置还用于按照第三级报警指令发出第三级强度的声音，第三级强度的声音大于第二级强度的声音， 所述震动报警装置还用于按照第三级报警指令产生第三级强度的震动，第三级强度的震动大于第二级强度的震动。
9.如权利要求5、6、8所述的设备，其特征在于所述震动报警装置具有与车辆的方向盘相适配的形状，用于安装在方向盘表面。
10.如权利要求4-7任意一项所述的设备，其特征在于，第一和第二探测装置选自红外热释传感器，声纳，雷达。
11.一种车辆驾驶辅助方法，其特征在于，包括 获取安装在车辆前端的第一探测装置产生的第一探测信号，第一探测信号用于表示探测到第一距离范围内的物体； 根据第一探测信号控制第一图像采集装置开始采集图像； 将第一图像采集装置采集的图像显示给驾驶者。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于 第一图像采集装置采集图像所产生的图像数据为红外图像和可见光图像的叠加图像的数据；所述将第一图像采集装置采集的图像显示给驾驶者具体为，将所述叠加图像显示给驾驶者；或者， 第一图像采集装置采集图像所产生的图像数据为红外图像的数据；所述方法还包括，根据第一探测信号控制第二图像采集装置开始采集可见光图像；所述将第一图像采集装置采集的图像显示给驾驶者具体为，对第一和第二图像采集装置产生的红外图像和可见光图像的数据进行叠加处理后将相应的叠加图像显示给驾驶者。
全文摘要
一种车辆驾驶辅助设备及方法，其中设备包括,第一探测装置，用于探测第一距离范围内的物体，并产生相应的第一探测信号；第一图像采集装置，用于采集图像，并产生相应的图像数据；处理器，与第一探测装置和第一图像采集装置信号连接，用于根据第一探测信号控制第一图像采集装置开始采集图像。由于将探测装置与图像采集装置配合，在探测到设定距离范围内的物体的情况下触发图像采集装置的运行，不必始终保持图像采集装置的开启，降低了对设备的要求。
文档编号B60R11/00GK102700472SQ20121019393
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者沈霞, 胡笑平, 陈立华 申请人:博立码杰通讯(深圳)有限公司