确定用于车辆的距离信息的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于车辆的方法尤其一种用于确定到在车辆的周围环境中的物 体的距离的方法以及一种相应的装置。
【背景技术】
[0002] 在现代的车辆（诸如客车或载重车辆）中使用许多所谓的驾驶员协助系统，以便 在驾驶车辆时支持车辆的驾驶员。这样的驾驶员协助系统能够例如有助于避免事故并且 减轻驾驶员的负担，由此能够为驾驶员提高舒适度。例如自适应的速度调节器件能够自动 地维持到在前行驶的车辆的合适的间距。停车辅助件能够在停入停车位和驶出停车位时支 持驾驶员。另外的协助系统能够例如监视死角并且取决于交通情况执行紧急制动或控制干 涉。因此为了探测在车辆的周围环境中的当前的交通情况物体探测系统是必需的。通常的 物体探测系统使用诸如雷达、激光雷达、超声波或自动图像处理的技术。由此对于相应的传 感器能够产生附加的成本。此外这样的传感器应安放在车辆的合适的部位处，由此对于这 些传感器需要附加的结构空间。
[0003] 就此而言，在文件W02008/154736A1中公开了 一种带有驾驶员协助能力的照明系 统。对此可对诸如前大灯、尾灯、制动灯以及车内灯的车辆照明模块添加附加的探测能力， 以便识别障碍物（诸如汽车、载重车辆、行人和其它物体）的存在，或测量这些障碍物的速 度。诸如自适应的速度控制、死角监视以及碰撞前协助的驾驶员协助应用被供给这种探测 能力以供使用。发光二极管（LED)具有这样的能力，一方面作为用于照明的照明源使用并 且另一方面作为用于探测系统的来源被脉冲或调制。
【发明内容】
[0004] 本发明的任务在于，提供一种用于在车辆的周围环境中的一个物体或用于在车辆 的周围环境中的多个物体的改善的距离测量或速度测量。
[0005] 该任务根据本发明通过根据权利要求1的用于车辆的方法、根据权利要求8的用 于确定用于车辆的距离信息的装置以及根据权利要求10的车辆解决。从属权利要求限定 了本发明的优选且有利的实施方式。
[0006] 根据本发明提供一种用于车辆的方法，在该方法中探测车辆的运行状态。车辆的 运行状态能够例如包括用于车辆的照明设备的理论状态、在周围环境中或在车辆之内的周 围环境亮度、或距离测量区域，可为该距离测量区域确定距离信息。用于照明设备的理论状 态能够例如表明应当接通还是切断照明设备。取决于运行状态产生调制的信号并且利用该 调制的信号操控车辆照明设备。车辆的照明设备设计成用于照明在车辆的周围环境中的或 在车辆之内的场景。照明设备能够例如包括车辆的日间行车灯、近光灯、远光灯、雾天前照 灯、闪光灯、倒车灯、后雾灯、制动灯或尾灯。接收由照明设备发出的且由在场景中的物体反 射的光线并且取决于接收的光线产生接收信号。光线能够例如利用车辆的传感器进行接 收。取决于调制的信号和接收信号确定物体的距离信息，例如物体到车辆的间距。通过将 车辆的照明设备不仅用于照明周围环境而且用于距离测量，能够减少车辆的成本并且实现 成本适宜的距离测量。通过在产生调制的信号时考虑到车辆的运行状态，能够如此调制照 明设备，即使得既不影响照明设备的照明功能，也不影响照明设备或整个车辆的外观。目的 例如在于，观察者应当不能够从外部看出，为距离测量使用车辆的照明设备。如果应当例如 切断照明设备，能够发射出短的光脉冲以用于距离测量，其中光线量是如此的少，以至于其 不能够由人类的旁观者注意到。不能够由人类的旁观者看见的光线量很大程度地取决于亮 度以及在发射平面中的对比度。在白天能够发射比在夜间显著更多的光线量，而不被看见。 照明设备能够优选地包括发光二极管，在发光二极管中蓝色光线成分作为调制载体使用。 该蓝色光线成分能够被高频调制并且维持在白色的发光二极管的波谱中。发光二极管能够 包括磷覆层，该磷覆层将蓝色光线的部分转换成其它颜色的光线。发光二极管的磷覆层不 能够跟上快速的调制，因为该磷覆层通常过于惰性。由此产生对于人类的感知为白色的均 匀照亮的光线，而在该光线的蓝色成分具有必要的调制。
[0007] 根据一种实施方式，取决于用于照明设备的理论状态产生调制的信号，该理论状 态表明了是应当接通还是切断照明设备。例如当理论状态表明应当接通照明设备时，能够 产生第一调制的信号，以及当理论状态表明应当切断照明设备时，能够产生第二调制的信 号。第一调制的信号能够相应于倒置的（invertiert)第二调制的信号。当应当切断照明设 备时，能够例如使用短的光脉冲以用于距离测量，该光脉冲具有如此少量的平均的光功率， 即使得观察者不能够或几乎不能够觉察到这种光线量。相反地，当应当接通照明设备时，能 够产生这样的调制的信号，即该信号包括短的切断的时间区段，类似"负脉冲"，并且能够因 此通过倒置之前说明的信号形成。"负光脉冲"能够再次为足够地短的，从而观察者不会发 觉照明设备的光线被短暂地切断。
[0008] 根据另一实施方式，能够取决于运行状态和调制的信号操控车辆的照明设备。当 例如车辆在黑暗中行驶并且接通远光灯时，远光灯能够通过短暂地减少亮度进行调制并且 因此实现大的测量射程以用于距离确定。当另外的车辆从前方迎面驶来时，不能够继续使 用远光灯，因为否则能够使迎面驶来的车辆的驾驶员眩目。在这种情况下近光灯的发光二 极管通过短暂地减少亮度连续地测量距离并且附加地远光灯的发光二极管能够通过光线 的短暂的脉冲测量距离，而不会使迎面驶来的车辆的驾驶员眩目。换句话说，短暂地接通发 光二极管的一个区域（远光灯）并且短暂地切断另一区域（近光灯）。由此能够实现大的 测量射程，而远光灯的发光二极管不会使迎面驶来的车辆的驾驶员眩目或干扰迎面驶来的 车辆的驾驶员。
[0009] 根据另一实施方式，在产生调制的信号时取决于车辆的运行状态例如取决于周围 环境亮度调整调制的信号的平均功率。由于不被观察者发觉的光线量很大程度地取决于亮 度和在周围环境中对比度，因而能够在白天发射比在夜间显著更大的光线量，而该光线量 不被发觉。此外信噪比在白天由于太阳的干扰光线比在夜间更差，从而更高的发射功率是 必要的。通过取决于运行状态来调整调制的信号的平均功率能够考虑到这些情况。
[0010] 尤其能够利用脉冲调制的信号执行照明设备的几乎不可或不可发觉的调制。例 如，脉冲调制的信号能够具有在1至500ns优选地10至IOOns的范围中的脉冲持续时间， 并且具有在I-1000 Hz优选地IO-IOOHz的范围中的频率。因此能够在短的时间内并且以高 的频率提供距离信息以用于例如驾驶员协助系统，诸如自适应的速度调节器件或制动协助 设备。
[0011] 此外根据本发明提供一种用于为车辆确定距离信息的装置。装置包括用于接收光 线的传感器，该光线由车辆的照明设备发出并且由在车辆的周围环境中的或车辆之内的场 景中的物体反射。此外传感器用于取决于接收的光线产生接收信号。装置此外包括处理单 元，该处理单元探测车辆的运行状态并且取决于运行状态产生调制的信号。处理单元利用 调制的信号操控车辆的照明设备，由此借助于照明设备照亮场景。处理单元取决于调制的 信号和传感器的接收信号确定物体的距离信息，例如在车辆和物体之间的间距。调制的信 号能够例如利用频率调制的连续波方法（Dauerstrichverfahren)、随机的频率调制方法、 单一频率调制方法或脉冲调制方法产生。在频率调制的连续波方法中，调制频率在确定的 时间上从开始频率变化到结束频率。在随机的频率调制方法中调制频率随机变化，并且在 单一频率调制方法中使用恒定的调制频率。为了距离确定能够例如使用相关方法或频率混 合方法，在其中调制信号和接收信号彼此组合。装置能够设计成用于执行之前说明的方法 或之前说明的实施方式中的一个，并且因此还包括之前说明的优点。优选地，照明设备包括 发光二极管，该发光二极管实现带有在直至例如200MHz的范围中的合适的高的调制频率 的光线产生，并且实现带有在几纳秒例如直至IOns的范围中的足够短的脉冲的光线产生。
[0012] 最后根据本发明提供一种车辆，该车辆包括：之前说明的装置；照明设备，诸如日 间行车灯、近光灯、闪光灯、尾灯、远光灯或倒车灯；以及驾驶员协助系统。该装置与驾驶员 协助系统和照明设备联结并且将确定的距离信息传递到驾驶员协助系统。
【附图说明】
[0013] 下文将参考附图详细地说明本发明。
[0014] 图1示意性地示出了根据本发明的一种实施方式的车辆以及在车辆的周围环境 中的物体。
[0015] 图2示出了根据本发明的一种实施方式的用于确定到物体的距离的方法的步骤。
[0016] 图3示出了根据本发明的一种实施方式的用于确定物体的速度的方法的步骤。
[0017] 图4示意性地示出了根据本发明的一种实施方式的发光二极管光源的电路，该电 路设计成用于为距离测量发射出光线。
[0018] 图5示意性地示出了在共同的半导体壳体中图4的发光二极管光源的构件的布置 方案。
[0019] 图6示出了根据本发明的另一实施方式的用于确定物体的距离的方法的步骤。
[0020] 图7示出了根据本发明的一种实施方式的用于确定物体的位置的装置的传感器 的第一探测区域。
[0021] 图8示出了用于确定物体的位置的装置的传感器的第二探测区域。
[0022] 图9示出了图7和图8的第一和第二探测区域的重叠，如何由根据本发明的一种 实施方式的用于确定物体的位置的装置的传感器探测这些第一和第二探测区域。
[0023] 图10示出了带有附加的模糊部（Unschkfe)的图8的第二探测区域。
[0024] 图11示出了带有第二探测区域的附加的模糊部的图9的第一和第二探测区域的 重叠。
[0025] 图12示出了发射器部段，如何由根据本发明的一种实施方式的装置的光源使用 这些发射器部段以用于探测物体的位置。
[0026] 图13示出了接收器部段，如何由根据本发明的一种实施方式的装置的传感器使 用这些接收器部段以用于确定物体的位置。
[0027] 图14示出了图12的发射器部段和图13的接收器部段的重叠。
[0028] 图15示出了发射器部段的近