用于提供车辆环境信息的装置的制作方法

本发明涉及一种用于提供车辆环境信息的装置，一种具有用于提供车辆环境信息的装置的车辆，以及一种用于提供车辆环境信息的方法。

背景技术：

由于计算机科学和人机交互领域的快速发展，运输车辆的先进驾驶员辅助功能已经利用了这些技术进步。这包括车辆环境监测领域。

这对于具有不同结构和较大尺寸的卡车或公共汽车来说可能是有问题的，因此卡车或公共汽车与比如汽车的普通乘用车相比具有不同的观察区域、盲点和更复杂的镜装置。因此，在公共道路上使用较大的大卡车进行安全驾驶更具挑战性，即使对于经验丰富的驾驶员也需要更多注意力。

us6320612b1描述了一种车辆摄像机系统，其在安装在车辆仪表板上的显示器上显示视图。在偏转转向信号杆方向时，系统将左右侧前视摄像机的视频信号发送到显示器。

然而，需要在动态变化的环境中进一步帮助驾驶员。

技术实现要素：

因此，具有用于在动态变化的环境中帮助驾驶员的改进技术将是有利的。

应当注意，本发明的以下描述的方面也适于用于提供车辆环境信息的装置，具有用于提供车辆环境信息的装置的车辆，以及用于提供车辆环境信息的方法。

在第一方面，提供了一种用于提供车辆环境信息的装置，该装置包括：

至少一个传感器；

显示监视器；和

处理单元；

所述至少一个传感器配置成获取车辆外部的车辆环境数据。所述至少一个传感器包括至少一个摄像机，且车辆环境数据包括图像数据。所述至少一个传感器还配置成将车辆环境数据提供给处理单元。处理单元配置成确定车辆环境信息。车辆环境信息的确定包括利用车辆环境数据。处理单元还配置成使显示监视器基于车辆环境信息显示图像数据的至少一部分。

以这种方式，可自动地向车辆驾驶员提供与正在发生的交通状况有关的图像数据。通过基于车辆环境信息自动向驾驶员提供图像数据，在动态变化的环境中，驾驶员的观察工作量减少，因为驾驶员的注意力在特定情境中可集中在相关场景数据上。因此，例如，车辆环境信息可涉及已经由至少一个传感器感测到的也可被识别的物体，然后将与该物体有关的图像数据呈现给驾驶员。例如，卡车可能在倒车并接近站在卡车后面的人，且向驾驶员呈现示出图像中的人的图像数据。例如，驾驶员可能在操纵且卡车的侧部接近护柱，且向驾驶员呈现示出护柱的图像数据。例如，驾驶员可能在将卡车向右转，且骑车人在卡车的右手侧，且监视器向驾驶员显示骑车人的图像，从而提供道路上的辅助安全转弯。

以这种方式，摄像机视图或生成的图像透视图的自动选择的或相关的部分可被发送到监视显示器，以向驾驶员告知车辆外部的情况。

在一个示例中，车辆环境信息涉及在图像数据的至少一部分内检测到的物体。

换言之，处理单元配置成分析车辆环境数据以确定在车辆周围的某个位置处是否存在物体。在一个示例中，通过例如图像处理直接分析图像数据以检测物体。在一个示例中，分析与图像数据不同的车辆环境数据以检测物体，例如车辆环境数据也可以是雷达数据，且这可用于检测物体。以这种方式，如果有一个摄像机获取图像数据，则包含该物体的图像部分可呈现给驾驶员。附加地，如果多于一个摄像机获取车辆周围的不同视图的图像数据，则可向驾驶员呈现包含物体的视图(或该视图的子集)。

以这种方式，根据是否在感测区域中检测到物体，向驾驶员提供来自摄像机视图或生成的图像透视图的适当图像数据，且如果多于一个摄像机在操作，则图像数据可根据在一个视图中是否检测到物体而在图像间自动切换。

在一个示例中，所述至少一个摄像机包括至少两个摄像机。第一摄像机配置成获取与车辆相关的第一场景的第一图像数据，第二摄像机配置成获取与车辆相关的第二场景的第二图像数据。图像数据包括第一图像数据和第二图像数据，且所述图像数据的所述至少一部分包括第一图像数据的至少一部分和/或第二图像数据的至少一部分。

以这种方式，该装置能够基于所确定的情况感知信息(车辆环境信息)在与车辆相关的不同视图间切换。这可能涉及是否已经从来自摄像机中的一个或多个的特定图像中检测到(并识别出)物体。并且，可显示来自一个摄像机的一个图像，且在该图像上叠加地，可示出由第二摄像机获取的、其中具有物体(比如靠近卡车的孩子)的图像的子集。

在一个示例中，第一图像数据包括用于相对于车辆的后向场景的图像数据。

换言之，第一摄像机配置成获取车辆后方的图像数据。因此，例如，驾驶员可具有作为后视镜替换监视器的监视器。因此，方便地向驾驶员提供情况感知信息，包括驾驶员经常观看的标准视图。

在一个示例中，显示监视器位于车辆内部。

因此，外部后视镜可由内部监视器代替。除了高效且有效地向驾驶员提供情况感知信息、提高驾驶效率之外，由于减小了车辆的阻力，因此降低了车辆燃料消耗。

在一个示例中，在默认情况下，显示监视器配置成显示后方场景的图像数据。

因此，向驾驶员提供监视器，该监视器以默认方式作为后视镜替换，且如果需要的话，后视图的特别关注的一部分被增强，例如在该区域处存在物体的情况下。此外，后视图可切换到侧视图或前视图或车辆周围的其他视图，如果确定应该使驾驶员知晓该视图的话。或者，后视图可在其内交叠另一视图的子集，比如，另一视图在例如车辆侧方检测到物体的情况下是侧视图。

在一个示例中，显示监视器是配置成显示车辆遥测信息的监视器。

换言之，显示器是比如仪表板显示器的显示器，所述仪表板显示器显示车辆速度、发动机速度、发动机温度等。因此，显示器是驾驶员经常观看的显示器，且可有效且高效地向驾驶员提供信息。

在一个示例中，所述至少一个传感器包括至少一个雷达传感器，且车辆环境数据包括雷达数据。

这意味着日夜以及全天气功能得到改善。

在一个示例中，所述至少一个传感器包括配置成获取驾驶员意图数据的驾驶员意图传感器。驾驶员意图传感器配置成将驾驶员意图数据提供给处理单元。车辆环境信息的确定包括利用驾驶员意图数据。

换言之，提供给驾驶员的、关于驾驶员希望被告知的危险或潜在危险或其他情况的信息可将驾驶员意图做什么考虑在内。因此，例如，如果骑车人在卡车的右手侧，且驾驶员用指示杆指示他意图向右转，和/或开始转动方向盘以使车辆向右转，处理单元就可集中处理右手侧的车辆环境数据，且能够更容易地确定骑车者在附近，或者即使没有检测到特定物体，处理单元也可确保车辆的右手侧图像被提供给驾驶员。此外，还可向驾驶员提供触觉或音频警告。

在第二方面，提供了一种车辆。该车辆包括根据第一方面的用于提供车辆环境信息的装置。

在第三方面，提供了一种用于提供车辆环境信息的方法，包括：

a)利用至少一个传感器获取车辆外部的车辆环境数据，其中，所述至少一个传感器包括至少一个摄像机，且所述车辆环境数据包括图像数据；

b)将车辆环境数据提供给处理单元；

c)利用处理单元确定车辆环境信息，其中，车辆环境信息的确定包括利用车辆环境数据；和

d)基于车辆环境信息在显示监视器上显示图像数据的至少一部分，其中，处理单元使显示监视器显示所述图像数据的所述至少一部分。

以上方面和示例将参考下文描述的实施例变得显而易见并得以阐明。

附图说明

下面将参考以下附图描述示例性实施例：

图1示出了用于提供车辆环境信息的装置的一个示例的示意图；

图2示出了具有用于提供车辆环境信息的装置的车辆的一个示例的示意图。

图3示出了用于提供车辆环境信息的方法；

图4示出了涉及用于提供车辆环境信息的装置的一个示例的框图；

图5示出了卡车的平面图，示出了用于提供车辆环境信息的装置的一个示例的感测区域；

图6示出了用于提供车辆环境信息的装置的一个示例的详细工作流程。

具体实施方式

图1示出了用于提供车辆环境信息的装置10。装置10包括至少一个传感器20、显示监视器30和处理单元40。所述至少一个传感器20配置成获取车辆100外部的车辆环境数据。该装置可改装到现有的车辆。所述至少一个传感器20包括至少一个摄像机50，且车辆环境数据包括图像数据。所述至少一个传感器20配置成将车辆环境数据提供给处理单元40。这通过有线或无线通信来完成。处理单元40配置成确定车辆环境信息。车辆环境信息的确定包括利用车辆环境数据。处理单元40配置成使显示监视器30基于车辆环境信息显示图像数据的至少一部分。

在一个示例中，图像数据可由多于一个摄像机获取，且图像数据的至少一部分是由这些摄像机之一提供的图像数据。因此，例如，一个摄像机可以是俯视摄像机，其提供靠近驾驶室的路边图像，而另一个摄像机可提供从驾驶室观看的后方场景的图像。因此，可向驾驶员提供后方场景或下方场景。可提供由这些摄像机之一观看的完整场景，或者可提供该场景的子集。

在一个示例中，图像数据可由多于一个摄像机获取，且图像数据的至少一部分是由这些摄像机中的两者提供的图像数据。因此，例如，一个摄像机可以是提供靠近驾驶室的路边图像的俯视摄像机，而另一个摄像机可提供从驾驶室观看的后方场景的图像。因此，驾驶员可同时倒车和转向货车，如果货车正在接近后方的灯柱且驾驶室转向驾驶室侧部的护柱，则监视器可显示来自卡车后方的示出灯柱的图像数据，同时显示靠近驾驶室的护柱的图像数据。这些图像可例如并排呈现，或者一个图像交叠在另一个内。

在一个示例中，所述至少一个摄像机包括可见光摄像机。在一个示例中，所述至少一个摄像机包括红外摄像机。在一个示例中，摄像机可在可见光模式和红外模式下操作，从而提供可见光和红外数据混合的图像。在一个示例中，所述至少一个摄像机包括远场摄像机。在一个示例中，所述至少一个摄像机包括俯视摄像机。在一个示例中，所述至少一个摄像机包括后视摄像机。在一个示例中，所述至少一个摄像机包括前视摄像机。

如上所述，摄像机可以是可见光摄像机。换言之，摄像机可感应可见光频率范围内的光线，如照相机。并且，摄像机是红外摄像机。换言之，摄像机可感测红外频率范围内的光线。在一个示例中，红外摄像机具有集成的照明元件，因此可增强夜间的操作，但是在其他示例中，红外摄像机不具有这种集成的照明元件。红外摄像机可具有比可见光摄像机更低的颜色分辨率，但是技术人员将理解使用什么类型的摄像机，且实际上可见光摄像机和红外摄像机可可集成到单个摄像机中一起使用。

以这种方式，可处理场景信息以便以高置信度确定物体的身份。

根据一个示例，车辆环境信息涉及在图像数据的至少一部分内检测到的物体。可使用车辆环境数据的适当物体检测处理来检测物体。

在一个示例中，处理单元配置成从车辆环境数据确定图像数据中物体的位置。可使用图像处理分析直接从图像数据确定物体的位置。可根据与图像数据不同的车辆环境数据、例如雷达数据来确定位置。可基于图像数据以及基于非图像数据来确定位置，例如，分析图像数据和雷达数据两者。换言之，在获取的图像中，确定该图像中物体的位置，且这使得该整个图像的包括该物体的子集能够被显示给驾驶员。

在一个示例中，处理单元配置成从车辆环境数据确定物体的身份。因此，可分析数据以确定人是否靠近车辆，骑车人是否靠近车辆，附近是否有另一车辆，灯柱或护柱是否靠近车辆等。这可从图像数据或从非图像数据(例如雷达)确定，或从图像和非图像数据两者确定。因此，通过识别物体，可向驾驶员提供最重要的视图。例如，可在场景中检测到许多物体，例如护柱和靠近车辆的儿童，且该装置向驾驶员突出显示具有孩子的场景，因为这更重要。同样地，如果两个摄像机在操作，且图像数据从两个摄像机提供，则可向驾驶员显示来自显示儿童的摄像机的视图，而不是带有护柱的视图。或者，带有护柱的图像可与带有孩子的图像同时显示，但是带有孩子的图像则显示为更重要——显示得更亮或处于闪烁模式，或者以其他方式来以更高的重要性显示。

根据一个示例，所述至少一个摄像机50包括至少两个摄像机。第一摄像机52配置成获取与车辆相关的第一场景的第一图像数据，第二摄像机54配置成获取与车辆相关的第二场景的第二图像数据。图像数据包括第一图像数据和第二图像数据，且其中，图像数据的至少一部分包括第一图像数据的至少一部分和/或第二图像数据的至少一部分。

根据一个示例，第一图像数据包括用于相对于车辆的后向场景的图像数据。

根据一个示例，显示监视器30位于车辆内部。

根据一个示例，在默认情况下，显示监视器30配置成显示后方场景的图像数据。换言之，处理单元使显示监视器显示该图像数据。

根据一个示例，显示监视器30是配置成显示车辆遥测信息的监视器。因此，显示监视器可以是正常的仪表板监视器，例如显示车辆速度、发动机速度等的仪表板监视器，且因此是驾驶员经常观看的监视器，且车辆外部的环境信息可高效地被提供给驾驶员。

根据一个示例，所述至少一个传感器20包括至少一个雷达传感器60，且车辆环境数据包括雷达数据。

在一个示例中，所述至少一个雷达传感器包括远场雷达传感器。在一个示例中，所述至少一个雷达传感器包括俯视雷达传感器。在一个示例中，所述至少一个雷达传感器包括后视雷达传感器。在一个示例中，所述至少一个雷达传感器包括前视雷达传感器。

根据一个示例，所述至少一个传感器包括配置成获取驾驶员意图数据的驾驶员意图传感器。驾驶员意图传感器配置成将驾驶员意图数据提供给处理单元。车辆环境信息的确定包括利用驾驶员意图数据。处理单元可考虑驾驶员意图来处理车辆环境数据，例如，如果驾驶员意图向右转，则集中处理车辆右手侧的环境数据。处理单元还可基于驾驶员意图提供默认图像数据，例如，如果车辆向右转，则提供车辆右手侧的图像，且如果向左转，则类似地提供车辆另一侧的图像。

在一个示例中，可基于车辆环境信息向驾驶员提供音频和/或触觉警告。

在一个示例中，该装置被集成到车辆中。

图2示出了车辆100。该车辆包括如关于图1所述的用于提供车辆环境信息的装置10。

图3以其基本步骤示出了用于提供车辆环境信息的方法200。该方法包括：

在获取步骤210、也称为步骤a)中，利用至少一个传感器20获取车辆外部的车辆环境数据。所述至少一个传感器20包括至少一个摄像机50，且车辆环境数据包括图像数据；

在提供步骤220、也称为步骤b)中，将车辆环境数据提供给处理单元40；

在确定步骤、也称为步骤c)中，利用处理单元40确定车辆环境信息。车辆环境信息的确定包括利用车辆环境数据；和

在显示步骤240、也称为步骤d)中，基于车辆环境信息在显示监视器30上显示图像数据的至少一部分。处理单元40使显示监视器30显示图像数据的至少一部分。

现在参考图4、图5和图6更详细地描述该装置、车辆和方法。

关于一个具体示例，车辆包括感测和监视车辆周围环境的装置，且提供自动切换视觉显示功能，从而通过在特定情境(例如道路上的辅助安全转弯)下将驾驶员的注意力集中在相关物体上来缓解动态变化环境中的观察。在卡车或公共汽车的情况下，与汽车和厢式货车相比，其具有不同的观察区域、盲点和更复杂的镜装置，驾驶尤其具有挑战性。具有所描述装置的车辆用于在重要甚至危急情况下改进驾驶员对车辆环境的监控，且缓解了驾驶员所面临的工作量。此外，还可替换镜，从而对车辆燃料消耗具有积极影响。该装置还可用于汽车和厢式货车，但是对于较大的车辆提供了特别的优点。

图4示出了该装置的部件部分的框图，其使驾驶员的情况感知得以改善。根据图4，该装置(也称为监视切换系统)具有到传感器装置的接口，且包括图像获取子系统、图像透视图转换子系统和物体检测子系统。图4所示的装置帮助商用车辆驾驶员以更方便更安全的方式在道路上执行转弯操纵，同时减少了使用机动车辆的传统镜装置的困难。为了避免在交通情况下发生事故并以更直观的方式提供车辆后方和周围的环境信息，切换式监视系统通过提供适当的观看模态并强调关注可能有危急结果的事件来帮助商用车驾驶员观察车辆环境。

该装置提供非侵入式的、切换式的车辆监视系统，可在重要且危急的交通情况下缓解驾驶员的环境观察。车辆内的监视器在仪表板屏或仪器控制台中实现或安装在驾驶室的a柱上。监视器可安装在别处，也可以是可在驾驶室内部或外部的后视镜替换。根据通过物体检测子系统由视觉系统自动识别的交通环境，显示关注于发生的交通状况的适当的摄像机视图表示。这向驾驶员告知了关于车辆环境的信息，以便更方便且更安全地驾驶。切换式监视器显示系统可通过使用至少两个摄像机、环境感测装置和物体检测子系统的系统来实现，且具有到至少一个监视器显示器的接口，以发送摄像机视图和图像模态。

参考图5，示出了卡车的平面图。在图5所示的具体示例中可看到切换式监视显示系统的视觉区域，且可实现不同的视觉或场景区域。视觉区域1表示由安装在附接于车辆的臂3上的俯视摄像机拍摄的车辆周围的环境场景数据。由俯视摄像机拍摄的环境场景数据可由另一主动传感器4(例如雷达)增强或扩展，以在所有天气条件下获得足够的物体检测，并改善夜间操作。此外，切换式监视系统还包括镜替换功能，由图5中的视觉区域2表示。这表示由后向摄像机获取或观察的图像数据，该后向摄像机也安装到由视觉系统提供的臂3上。切换式监视系统能够同时可视化不同的摄像机视图和/或图像模态和/或部分摄像机视图表示，取决于且关注于相关的交通情况且可就危急交通事件警告其用户。

图6然后示出了如图5所示的装置(或切换式监视系统)的详细工作流程或流程图。切换监视系统具有主动和被动状态。在被动状态下，显示器在该示例中显示后视图，其用于在道路上行驶期间替换传统的镜功能。当系统被启动时，根据图5中视觉区域1(车辆附近)中是否存在物体，监视器显示切换到相关的摄像机视图或图像表示，以就发生的交通情况告知其用户。此外，当系统被启动且识别出驾驶员打算进行转弯时，切换式监视系统可提供视听警告标记以帮助驾驶员避开危险的交通情况。作为替代方案，仅切换监视器显示的一部分，而其余部分显示原始图像或摄像机视图。

必须注意，本发明的实施例参考不同的主题来描述。特别地，参考方法类型权利要求描述了一些实施例，而参考装置类型权利要求描述了其他实施例。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述中获知，除非另外说明，否则除了属于一种类型主题的特征的任何组合之外，本申请还公开了与不同主题相关的特征之间的任何组合。但是，所有功能都可组合，从而提供的协同效果不仅仅是特征的简单概括。

虽然已经在附图和前部的描述中详细示出和描述了本发明，但是这样的示出和描述被认为是说明性的或一个示例性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。对于所公开的实施例的其他变化可由本领域技术人员通过附图、公开内容和从属权利要求在实践所要求保护的发明时理解和实现。

在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可实现权利要求所述的多个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中引用的某些措施并不代表这些措施的组合不能被利用。权利要求中的任何附图标记不应被解读为限制范围。

附图标记列表

10用于提供车辆环境信息的装置

20至少一个传感器

30显示监视器

40处理单元

50至少一个摄像机

52第一摄像机

54第二摄像机

60至少一个雷达传感器

100车辆

200用于提供车辆环境信息的方法

210利用至少一个传感器获取车辆环境数据

220将车辆环境数据提供给处理单元

230利用处理单元确定车辆环境信息，包括利用车辆环境数据

240基于车辆环境信息在显示监视器上显示图像数据的至少一部分