无功用前照灯报警的制作方法

本发明大体涉及车辆故障检测领域，并且更具体地涉及车辆前照灯的故障检测的系统和方法。

背景技术：

车辆前照灯用于多种目的。它们在低环境光状况期间辅助驾驶员查看道路和车道标记。前照灯也能够辅助其他驾驶员查看正迎面来的车辆正在接近。通常利用定位在乘客舱内的开关来控制前照灯。一些车辆前照灯基于车辆周围的环境光的量自动开启。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，提供一种车辆系统，包含：

处理装置，处理装置被编程用于识别车辆前方区域的图像内的第一区域和第二区域、将与第一区域相关的第一亮度和与第二区域相关的第二亮度进行比较以确定亮度差以及至少部分基于亮度差来确定至少一个车辆前照灯是否发生故障。

根据本发明的一个实施例，其中第一区域和第二区域各自包括多个像素，并且其中每个像素与亮度值有关。

根据本发明的一个实施例，其中第一亮度包括在第一区域内的每个像素亮度值的总和，并且第二亮度包括在第二区域内的每个像素亮度值的总和。

根据本发明的一个实施例，其中第一亮度和第二亮度各自包括平均像素亮度。

根据本发明的一个实施例，其中与第一亮度相关的平均像素亮度包括第一区域内的每个像素的亮度值的总和除以在第一区域内的总像素数。

根据本发明的一个实施例，其中与第二亮度相关的平均像素亮度包括第二区域内的每个像素的亮度值的总和除以在第二区域内的总像素数。

根据本发明的一个实施例，其中处理装置被编程用于将亮度差与预定阈值比较。

根据本发明的一个实施例，其中处理装置被编程为至少部分基于亮度差是否超过预定阈值而确定至少一个车辆前照灯是否发生故障。

根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含视觉传感器，视觉传感器被编程用于捕获车辆前方区域的图像。

根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含显示装置，显示装置被编程用于在车辆的乘客舱内显示图像。

根据本发明的一个实施例，其中处理装置被编程用于识别图像内的至少一个干扰对象。

根据本发明的一个实施例，其中处理装置被编程为在确定至少一个车辆前照灯是否发生故障之前补偿由干扰对象产生的光。

根据本发明的一个实施例，其中处理装置被编程为在没有检测到干扰对象时确定第一亮度和第二亮度。

根据本发明的一方面，提供一种方法，包含：

接收车辆前方区域的图像；

识别图像内的第一区域和第二区域；

将与第一区域相关的第一亮度和与第二区域相关的第二亮度进行比较，以确定亮度差；以及

至少部分基于亮度差来确定至少一个车辆前照灯是否发生故障。

根据本发明的一个实施例，其中第一区域和第二区域各自包括多个像素，并且其中每个像素与亮度值相关。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含确定第一亮度和第二亮度。

根据本发明的一个实施例，其中确定第一亮度和第二亮度包括：

将第一区域内的每个像素的亮度值加和以确定第一亮度；以及

将第二区域内的每个像素的亮度值加和以确定第二亮度。

根据本发明的一个实施例，其中确定第一亮度和第二亮度包括确定第一区域内的像素和第二区域内的像素的平均像素亮度。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含将亮度差与预定阈值比较，并且其中至少部分基于亮度差是否超过预定阈值而确定至少一个车辆前照灯是否发生故障。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含：

识别图像内的干扰对象；以及

进行下列中的至少一个：

在确定至少一个车辆前照灯是否发生故障之前补偿由干扰对象产生的光以及

在没有检测到干扰对象时确定第一亮度和第二亮度。

附图说明

图1说明了具有用于检测前照灯故障的系统的示例车辆；

图2是示出图1的系统的示例部件的框图；

图3是具有多个区域的示例图像，该图像可以被处理以确定前照灯是否发生故障；

图4是示例程序的流程图，由系统执行该程序以确定前照灯是否发生故障并且相应地通知驾驶员。

具体实施方式

前照灯总成通常包括一个或多个灯泡，该灯泡照明车辆前方的区域。灯泡在使用许多小时之后可能烧坏。烧坏的灯泡应该被更换，以向驾驶员提供车辆前照灯所具有的所有益处。但对于驾驶员而言并非总能容易地知道灯泡在何时烧坏。使用摄像机或其它视觉传感器，车辆能够通知驾驶员前照灯发生故障。

例如，在前照灯发生故障时通知驾驶员的示例车辆系统包括处理装置，该处理装置被编程用于识别车辆前方区域的图像内的第一区域和第二区域。图像可以由视觉传感器捕获。之后处理装置将与第一区域相关的第一亮度和与第二区域相关的第二亮度进行比较，以确定亮度差。由于两个充分运行的前照灯会输出大约相同量的光，因此在两个前照灯正常工作的情况下第一亮度和第二亮度之间的差应该是相对小的。因此，处理装置可以将亮度差与预定阈值进行比较并且至少部分基于亮度差的大小来确定至少一个车辆前照灯是否发生故障。如果其中一个前照灯发生故障，那么处理装置可以通知驾驶员。驾驶员能够通过前照灯的视觉检验来确定前照灯故障。

所示的元件可以使用多种不同的形式并且包括多种和/或可选的部件和工具。所示的示例部件并非旨在限制。事实上，可以使用另外或可选的部件和/或实施方式。

如图1所示，主车辆100包括视觉传感器105和前照灯评估系统110。视觉传感器105可以包括任何电子设备，例如组装在车辆100上的任何方便的位置处并且被编程用于捕获主车辆100的前方区域的图像的摄像机。图像可以包括由正常工作的前照灯115照明的区域。视觉传感器105可以被编程用于输出图像信号，该图像信号表示被捕获的图像。前照灯评估系统110可以接收图像信号并且处理该图像，以确定前照灯115中的一个是否发生故障。虽然以四门轿车示出，但主车辆100可以包括任何乘用或商用车，例如轿车、货车、运动型多用途车辆、跨界车、厢式货车、小型厢式货车、出租车、公共汽车等。在一些可行的方法中，主车辆100是配置为以自主(例如无驾驶员)模式、部分自主模式和/或非自主模式运行的自主车辆。

现在参照图2，前照灯评估系统110可以包括处理装置120。而且，前照灯评估系统110可以包括视觉传感器105、显示装置125或两者都有，或与它们配合运行。

示例显示装置125可以包括位于主车辆100的乘客舱内的电子装置。显示装置125可以被编程用于在主车辆100运行期间向如驾驶员的用户呈现信息。这样的信息的示例可以包括如通过视觉传感器105捕获的图像。但由于该图像与驾驶员所具有的挡风玻璃外的视野相类似，因此可以在未向驾驶员显示该图像的情况下处理该图像。然而，该图像可以显示为具有覆盖物(参见图3)，以使驾驶员能够在乘客舱内独立地评估前照灯115中的一个是否发生故障。而且，显示装置125可以被编程用于接收用户输入。因此，在一些可行的方法中，用户界面装置可以包括例如触摸显示屏。

处理装置120可以包括被编程用于处理图像并且通过处理图像来确定前照灯115中的一个是否发生故障的任何电子装置。为了处理图像，处理装置120可以被编程用于识别位于主车辆100前方区域的图像中的多个区域。示例区域在图3中示出。一个区域可以表示主要由左侧前照灯照明的区域(“左侧区域”130A)，另一个区域可以表示主要由右侧前照灯照明的区域(“右侧区域”130B)，并且又一个区域可以表示不被任何一个前照灯照明的区域(“其它区域”130C)。

对于识别出的区域，处理装置120可以被编程用于确定两个区域的亮度，这两个区域主要由前照灯115中的一个照明。例如，处理装置120可以被编程用于确定与图像的左侧区域内的像素相关的第一亮度以及与右侧区域内的像素相关的第二亮度。每个像素可以与亮度值相关，并且第一亮度可以包括左侧区域内的全部像素亮度值的总和。同样地，第二亮度可以包括右侧区域内的全部像素亮度值的总和。

处理装置120可以将第一亮度与第二亮度进行比较以确定亮度差并且将亮度差与预定阈值进行比较。在一些示例中，处理装置120可以确定平均像素亮度。也就是，处理装置120可以被编程为将第一亮度除以在第一区域内的像素的数量并且将第二亮度除以在第二区域内的像素的数量。因 此，与比较相应区域内的亮度值的总和不同，处理装置120可以被编程用于将左侧区域的平均像素亮度与右侧区域的平均像素亮度进行比较。例如，处理装置120可以将亮度差限定为左侧和右侧区域之间的平均像素亮度差。

处理装置120可以被编程为按照式1将亮度差与预定阈值比较。

在式(1)中，βj表示在该区域内的单个像素的亮度。值i表示在该区域内的像素的总数，并且像素亮度的总和关于图像数量n进行平均。值A可以表示左侧区域，而值B可以表示右侧区域。可以将亮度差的绝对值与预定阈值进行比较，预定阈值在式(1)中以β_阈值示出。

如果亮度差超出了预定阈值，那么处理装置120可以输出表明前照灯115中的一个发生故障的信号。在一些示例中，由处理装置120输出的信号可以进一步识别哪个前照灯发生故障。例如，如果左侧区域内的像素比右侧区域内的像素明显更暗，那么该信号可以表明左侧前照灯发生故障。但如果右侧区域内的像素比左侧区域内的像素明显更暗，那么该信号可以表明右侧前照灯发生故障。处理装置120可以向显示装置125或仪表板输出信号以便合适的报警或指示器可以被照明以向驾驶员报警前照灯发生故障。在一些示例中，系统110也可以使用如(Ford)操作系统的基于车辆的连接系统向驾驶员提供音频消息。

有时被称作干扰对象(参见图3)的对象可以促进或反射足够影响左侧区域、右侧区域或两者的亮度的光。示例干扰对象可以包括来自迎面车辆、街道灯、交通灯、反射车道标记等的光。此外，不同类型的道路表面可以朝向视觉传感器105反射不同水平的光。

处理装置120可以被编程用于识别图像内的干扰对象。以大体相同的方式影响左侧和右侧区域的干扰对象可以被处理装置120忽略。处理装置120可以被编程用于如果干扰对象被识别为对左侧区域或右侧区域具有更 大的影响，那么补偿由干扰对象增加到图像的光。例如，处理装置120可以被编程用于过滤由干扰对象所引起的附加光。过滤光可以包括忽略与干扰对象所引起的光相关的左侧区域、右侧区域或两个区域内的像素。补偿干扰对象所引起的附加光的另一种方式可以包括将左侧区域和右侧区域限定为尽可能地排除干扰对象，同时仍捕获应当分别被左前照灯和右前照灯115照明的足够的区域。如街道灯的一些干扰对象可以仅被视觉传感器105简单地捕获。在这样的示例中，处理装置120可以被编程为仅在不存在干扰对象时评估前照灯115中的一个是发生故障。

处理装置120可以被编程为在主车辆100操作期间并且更具体地是在前照灯115被开启时评估前照灯115是否正常工作。然而处理装置120不需要持续评估前照灯115。例如，处理装置120可以被编程为以如每5分钟、每10分钟、每15分钟等的周期间隔来评估前照灯115。

图3是示例图像300，该图像被处理以确定前照灯115中的一个是否发生故障。图像300包括三个区域——第一区域130A、第二区域130B和第三区域130C。第一区域130A可以包括应当主要被左侧前照灯照明的区域。第二区域130B可以包括应当主要被右侧前照灯照明的区域。第三区域130C可以包括不期望被任何一个前照灯照明的区域。可选地，第三区域130C可以包括来自左侧前照灯和右侧前照灯115的光充分重叠的区域，在该区域难以分辨光的来源。而且，第三区域130C可以进一步包括具有来自如迎面交通灯、街道灯或其它干扰对象135的明显干扰光的区域。处理装置120可以确定第一区域130A和第二区域130B内的像素的亮度。该亮度可以包括与那些区域130中的每一个相关的亮度值的总和或平均亮度值。处理装置120可以进一步确定第一区域130A和第二区域130B之间的亮度差。可以将亮度差与预定阈值进行比较。如果亮度差超过预定阈值，那么处理装置120输出表明前照灯115中的一个发生故障的警报。该警报可以进一步识别哪个前照灯发生故障。

而且，为了降低处理装置120错误地识别发生故障的前照灯的可能性，处理装置120可以补偿存在于一个或多个区域130内的干扰对象135。在图3的示例图像300中，第一区域130A包括两个干扰对象135——反射 车道标记135A和灯柱135B。虽然由灯柱135B产生的光在第三区域130C内最强，但来自灯柱135B的一些光会照射到第一区域130A、第二区域130B或两者内。因此，一经检测到灯柱135B的存在，处理装置120就可以补偿由灯柱135B产生的任何光，该光照射到第一区域130A或第二区域130B内。而且，如果第一区域130A内的车道标记135A是反射的，那么处理装置120可以补偿反射到视觉传感器105上的附加光。

图4是示例程序400的流程图，该程序可以由前照灯评估系统110执行以确定前照灯是否发生故障并且相应地通知主车辆100的驾驶员。

在框405中，前照灯评估系统110可以接收主车辆100前方区域的图像。该图像可以由视觉传感器105捕获，并且表示图像的信号可以被传输给处理装置120用于处理。

在框410中，前照灯评估系统110可以识别图像内不同的区域130。例如，如图3所示，第一区域130A可以包括期望主要被左侧前照灯照明的区域并且第二区域130B可以包括期望主要被右侧前照灯照明的区域。如果被识别出，则第三区域130C可以包括被左侧前照灯和右侧前照灯115两者大体照明的区域。每个区域130可以包括多个像素，并且每个像素可以与亮度值相关。在每个区域130内的像素的数量可以不同。也就是，第一区域130A和第二区域130B可以具有大致相同数量的像素。但第三区域130C可以具有与第一区域130A和第二区域130B不同数量的像素(很可能更多的像素)。在处理图像中，处理装置120可以识别不同的区域130。

在框415中，前照灯评估系统110可以确定在图像中是否出现了任何干扰对象135。干扰对象135可以包括促进或反射影响左侧区域130A、右侧区域130B或两者的亮度的足够的光的任何对象。示例干扰对象135可以包括来自迎面车辆、街道灯、交通灯、反射车道标记等的光。此外，不同类型的道路表面可以朝向视觉传感器105反射不同水平的光，并且因此，道路本身可以作为干扰对象135。如果存在干扰对象135，则程序400可以进入到框420。如果不存在干扰对象135，则程序400可以进入到框425。

在框420中，前照灯评估系统110可以补偿由干扰对象135所产生的 光。对干扰对象135的补偿可以包括忽略干扰对象135、过滤由干扰对象135所引起的光、将区域130重新限定为排除尽可能多的干扰对象135或等待直至第一区域130A和第二区域130B内没有干扰对象135。例如，处理装置120可以忽略大体以相同的方式影响左侧和右侧区域130的干扰对象135。如果干扰对象135被识别为对左侧区域130A或右侧区域130B具有更大的影响，那么处理装置120可以过滤由干扰对象135所引起的附加光。过滤光可以包括忽略与干扰对象135所引起的光相关的左侧区域130A、右侧区域130B或两个区域内的像素。可选或另外地，处理装置120可以将左侧区域130A和右侧区域130B重新限定为排除尽可能多的干扰对象135，同时仍捕获应当分别被左前照灯和右前照灯115照明的足够的区域。在干扰对象135仅简单地处于视觉传感器105的视野内的情况下，处理装置120等待至图像中不再有干扰对象135时才继续处理图像。在这样的示例中，程序400可以进一步包括不断接收和处理新图像，直至检测到在第一区域130A和第二区域130B内没有干扰对象135。在补偿干扰对象135之后，程序400可以进入到框425。

在框425中，前照灯评估系统110可以确定与每个区域130相关的亮度，区域130与前照灯115中的一个相关。例如，处理装置120可以确定与第一区域130A相关的亮度(第一亮度)以及与第二区域130B相关的亮度(第二亮度)。确定亮度可以包括将第一区域130A和第二区域130B内的每个像素的亮度值进行加和。例如，处理装置120可以基于第一区域130A内的像素亮度值的总和来确定第一亮度。同样地，处理装置120可以基于第二区域130B内的像素亮度值的总和来确定第二亮度。在一些示例中，处理装置120可以评估平均像素亮度。因此，处理装置120可以进一步确定第一区域130A和第二区域130B的平均像素亮度。处理装置120可以通过例如将第一亮度除以第一区域130内的像素数来确定第一区域130A的平均像素亮度。处理装置120可以通过例如将第二亮度除以第二区域130B内的像素数来确定第二区域130B的平均像素亮度。

在框430中，前照灯评估系统110可以将第一亮度与第二亮度进行比较。处理装置120可以将第一亮度和第二亮度进行比较，或可选地，将第 一区域130A内的平均像素亮度与第二区域130B内的平均像素亮度进行比较。在框430中由处理装置120执行的比较可以产生亮度差。

在框435中，前照灯评估系统110可以确定亮度差是否超过预定阈值。例如，处理装置120可以将框430中确定的亮度差与预定阈值进行比较。如果亮度差超过预定阈值，那么程序400可以进入到框440内。如果亮度差未超过预定阈值，那么程序400可以进入到框445。

在框440中，前照灯评估系统110可以产生表明前照灯115中的一个发生故障的信号。在一些示例中，处理装置120可以产生和输出信号。而且，由处理装置120输出的信号可以基于如亮度差的大小来识别哪个前照灯发生故障。例如，如果左侧区域130A内的像素明显比右侧区域130B内的像素更暗，那么该信号可以表明左侧前照灯发生故障。但如果右侧区域130B内的像素明显比左侧区域130A内的像素更暗，那么该信号可以表明右侧前照灯发生故障。处理装置120可以向显示装置125或仪表板输出信号，以便合适的报警或指示器可以被照明，从而向驾驶员报警发生故障的前照灯。在框440之后程序400可以结束，或在一些情形下程序400可以进入框445。

在决策框445中，前照灯评估系统110在重新评估前照灯115之前可以等待预定的时间量。例如，处理装置120在程序400进入到框405之前可以等待历时预定的时间间隔。示例间隔可以包括如5分钟、10分钟、15分钟等。

在执行框440之后或在主车辆100熄火之后，无论哪一个先发生，程序400都可以结束。但如果框440通向框445，那么程序400可以在主车辆100熄火之后结束。

利用程序400，在前照灯被认定为发生故障时，前照灯评估系统110可以通知驾驶员。前照灯评估系统110将由图像传感器所捕获的图像的两部分的亮度水平进行比较。由于两个正常运行的前照灯115会输出大约相同量的光，因此在两个前照灯115都正常工作的情况下，亮度之间的差相对最小。但如果前照灯115中的一个发生故障，那么前照灯评估系统110 可以通知驾驶员以便驾驶员可以通过前照灯115的视觉检验来确认前照灯故障。

总体上，所述的计算机系统和/或装置可以使用任何数量的计算机操作系统，包括但不限于各种版本和/或各种变体的福特同步(Ford)操作系统、微软操作系统、Unix操作系统(例如由加利福尼亚州的红木海岸甲骨文公司发行的操作系统)、由纽约阿蒙克国际商业机器公司发行的AIX UNIX操作系统、Linux操作系统、由加利福尼亚州的苹果公司发行的Mac OSX以及iOS操作系统、由加拿大滑铁卢黑莓有限公司发行的黑莓OS以及由谷歌公司和开放手机联盟开发的Android操作系统。计算装置的示例包括但不限于车载车辆计算机、计算机工作站、服务器、台式机、笔记本电脑、便携式电脑或掌上电脑或一些其它计算系统和/或装置。

计算装置总体上包括计算机可执行指令，其中该指令可以由例如上面所列的那些的一个或多个计算装置执行。计算机可执行指令可以由计算机程序编译或解释，该计算机程序使用多种编程语言和/或技术创建，这些编程语言和/或技术包括但并不限于单独的或组合的Java^TM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl等。总体上，处理器(例如微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，由此执行一个或多个程序，包括这里所描述的一个或多个程序。这样的指令以及其它数据可以使用各种计算机可读介质存储和传输。

计算机可读介质(也称作处理器可读介质)包括参与提供数据(例如指令)的任何非暂时性(例如有形的)介质，该数据可以由计算机读取(例如通过计算机处理器)。这样的介质可以采用多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘以及其它永久性存储器。易失性介质包括例如典型地构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。这样的指令可以通过一种或多种传输介质传输，包括同轴线缆、铜线和光纤，包括线缆，该线缆包含连接到计算机处理器的系统总线。计算机可读介质的常规形式包括，如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM(只读光盘存储器)、DVD(数字化视频光 盘)、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、任何带有孔图案的其它物理介质、RAM(随机存取存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM(闪速电可擦除可编程只读存储器)、任何其它存储器芯片或内存盒、或任何其它计算机可读取的介质。

数据库、数据储存库或此处所述的其它数据存储可以包括用于存储、访问以及检索各种数据的各种机构，包括层次数据库、文件系统中的文件集、专有格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每个这样的数据存储通常包括在使用例如上述那些计算机操作系统之一的计算装置内，并且以多种方式中的任何一种或多种通过网络访问。文件系统可以从计算机操作系统访问，文件系统可以包括以各种格式存储的文件。RDBMS除了采用创建、存储、编辑以及执行存储过程的语言之外，通常采用结构化查询语言(SQL)，例如上述的PL/SQL(程序化语言/结构化查询语言)语言。

在一些示例中，系统元件可以作为计算机可读指令(例如软件)在一个或多个计算装置(例如服务器、个人计算机等)中实施，存储在相关的计算机可读介质(例如盘、存储器等)上。计算机程序产品可以包含存储在计算机可读介质中用于实施此处所述功能的这样的指令。

关于这里所述的程序、系统、方法、启发等，应理解的是，虽然这样的程序等的步骤描述为按照一定的顺序排列发生，但这样的程序可以通过以这里描述的顺序之外的顺序完成的描述步骤来进行实施。进一步应该理解的是，某些步骤可以同时执行，可以添加其它步骤，或者可以省略这里所述的某些步骤。换言之，这里程序的说明提供用于说明某些实施例的目的，并且不应该以任何方式解释为限制要求保护的发明。

相应地，应理解的是，上面的说明书的目的是说明而不是限制。通过阅读上面的说明书，除了提供的示例外的许多实施例和应用都是显而易见的。本发明的范围应参照所附权利要求以及所述权利要求所享有的全部等效范围而确定，而不是参照上面的说明书而确定。可以预料和预期的是这里所讨论的技术将出现进一步的发展，并且所公开的系统和方法将会结合 到这样未来的实施例中。总之，应理解的是，本发明能够进行修正和变化。

在权利要求中所使用的所有术语旨在给予其被具有这里所述的技术领域的认知的技术人员所理解的最常用的意思，除非在这里做出了明确相反的指示。特别是单数冠词——如“一”、“该”、“所述”等——的使用应该理解为叙述一个或多个所示元件，除非权利要求陈述了明确相反的限制。

提供摘要以容许读者快速确定所公开的技术方案的实质。应当理解的是，提交摘要并非用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述具体实施方式中，可以看出的是，为了精简本发明内容的目的，多种特征在各实施例中组合到一起。这种公开方法不应被解释为反映所述实施例比每个权利要求中所明确表述的需要更多特征的意思。相反的，如下述权利要求中所反映的，发明的主题在于，比单个所公开的实施例的所有特征少。因此，下述权利要求书在此结合到具体实施方式中，且每个权利要求都作为一个独立的保护主题而存在。