用于在驶出隧道时使车辆驾驶员进行光适应的方法和装置与流程

1.本公开内容涉及一种用于在驶出隧道时使车辆驾驶员的眼睛进行光适应的方法和装置。


背景技术：

2.当从光线较差的地方移动到光线良好的地方时，人眼需要一些时间来适应新的光条件。这称为光适应，且通常持续几秒钟。然而，在这几秒钟内，可能难以查看，并且如果这发生在驾驶状况下，可能会由于司机无法看到例如道路上的拐弯而引起事故。这种状况常见于驶出隧道时，因为有些隧道光线较差或根本没有光线，且已经适应了隧道内较暗的环境的司机，突然暴露在太阳光下。这会导致驾驶员暂时失明。
3.gb 2475870a公开了一种用于机动车辆的车窗遮光的方法，该方法基于从照相机和导航系统提供的信息来确定需要多少遮光。自适应遮光需要附接于挡风玻璃的单独装置或可以在挡风玻璃的区域或整个挡风玻璃上进行适应的挡风玻璃。这些替代方案要求为现有车辆改装或更换挡风玻璃，或在新车辆中安装非标准构件。这使得该方法成为解决问题的昂贵方法。
4.因此，需要一种改进的在离开隧道时的光适应方法。


技术实现要素：

5.本公开内容的目的是提供一种用于在驶出隧道时使眼睛光适应的方法和装置。这一目的通过权利要求1的方法和权利要求8的装置来实现。从属权利要求提供有利的实施方式。
6.本公开内容涉及一种用于在驶出隧道时使车辆驾驶员的眼睛进行光适应的方法，其中，该方法包括：
[0007]-确定隧道出口位置，以及
[0008]-响应于隧道出口位置的确定，随着车辆接近该隧道出口位置，改变该车辆中的至少一个光源的光源光通量。
[0009]
作为车辆内解决方案的替代方案，可以在隧道的终点设置光栅，从而在隧道出口之前让一些阳光照射进来。可以安装光栅以让司机有几秒钟的时间再次适应阳光，从而降低司机失明的风险。
[0010]
然而，在新的隧道中并非总能设置这样的光栅，更不用说用光栅来改造现有的隧道。在适当的时候给乘员舱增加光线可以起到与光栅一样的效果。通过对车辆增加光适应装置，其可用于所有隧道，不管隧道内照明条件如何以及是否存在光栅。本公开内容的方法降低了由于在驶出隧道时司机失明而发生事故的风险。这种适应可以在具有内部光源且光源光通量可逐步调节的所有现代汽车中进行。对于不具有用于根据本公开内容的方法的内置软件的车辆，可以利用车辆的内部光源安装实现该方法的软件升级。可替代地，可以安装一个或更多个额外的灯并将其连接于车辆的软件。
[0011]
该方法确定隧道出口，并且响应于对隧道出口位置的确定，随着车辆接近隧道出口，该车辆内的至少一个光源改变其光通量。光通量的逐渐增加辅助驾驶员进行光适应，并且驾驶员的这种光适应足以大大减少甚至完全消除驾驶员到达隧道出口时的暂时失明。
[0012]
该方法还可以包括：
[0013]
在确定该隧道出口位置后：
[0014]-确定该车辆到达该隧道出口位置的隧道驶出时间，以及
[0015]-确定光适应时间，
[0016]
如果隧道驶出时间等于或短于光适应时间，
[0017]-在隧道驶出时间期间，当车辆接近该隧道出口位置时，改变该车辆中的至少一个光源的光源光通量。
[0018]
根据与该隧道出口的距离，一旦确定了隧道出口位置，以及该车辆的速度，就可以确定该车辆到达该隧道出口位置所需的隧道驶出时间。基于该车辆内的光条件和/或在隧道内花费的时间量，可以确定光适应时间。光适应时间是眼睛适应隧道出口处光条件所需的时间。该时间通常是以秒来测量的，并且可以生理上进行测量。
[0019]
如果确定隧道驶出时间等于或短于光适应时间，那么在隧道驶出时间期间，随着车辆接近该隧道出口位置，改变该车辆中的至少一个光源的光源光通量。
[0020]
该方法还可以包括：
[0021]
如果隧道驶出时间等于或短于光适应时间，
[0022]-在隧道驶出时间期间，当车辆接近该隧道出口位置时，增加该车辆中的至少一个光源的光源光通量。
[0023]
为了辅助眼睛适应隧道出口位置处的光通量，随着车辆接近该隧道出口位置，在隧道驶出时间期间增加光源光通量。
[0024]
该方法还可以包括：
[0025]-以从第一光通量逐渐增加到第二光通量的方式增加所述至少一个光源的光源光通量，其中，所述第二光通量高于所述第一光通量。
[0026]
为了在光通量水平之间具有平滑的过渡，并且使光适应令人舒适，光通量水平之间的这种增加以渐进的方式进行。这种增加可以是连续的，也可以是不连续的。
[0027]
该方法还可以包括：
[0028]-确定该隧道出口位置处的光通量，
[0029]
基于所确定的该隧道出口位置处的光通量，
[0030]-确定该车辆的内部光源的光通量的变化率。
[0031]
为了求出该车辆的内部光源的光通量的变化率，确定该隧道出口位置处的光通量。该隧道出口位置处的光通量例如取决于一天中的时间或天气而变化。当该光通量已知时，可以确定与该隧道出口处的光通量匹配所需的该车辆的内部光源的光通量的变化率。
[0032]
该方法还可以包括：
[0033]-根据光适应的平均时间或通过用眼睛跟踪传感器探测瞳孔面积和瞳孔面积变化率，确定光适应时间。
[0034]
该方法可以利用根据生理学研究已知的光适应的平均时间，或者可以通过使用眼睛跟踪传感器来确定驾驶员的瞳孔面积，以确定隧道内已发生的暗适应的量。基于瞳孔面
积能够确定光适应时间。通过知晓该隧道出口位置的光通量，可以更准确地确定光适应时间，但并非必须使用该信息来确定光适应时间。
[0035]
该方法还可以包括：
[0036]-如果该车辆的速度在该光适应时间期间改变，则在该光适应时间期间调整该车辆中的该至少一个光源的光源光通量的变化率。
[0037]
该方法可以允许车辆速度的变化，使得该隧道驶出时间改变。响应于此种变化，调整在该光适应时间期间在该车辆中的该至少一个光源的光源光通量的变化率。
[0038]
该方法还可以包括：
[0039]-确定隧道过渡位置和在该隧道过渡位置与该隧道出口位置之间的隧道过渡时间，
[0040]-在该隧道过渡时间期间，减小该车辆中的该至少一个光源的光源光通量。
[0041]
在车辆接近隧道出口的时期期间，即，在隧道过渡时间期间，外部的光可能进入该车辆，从而增加该车辆内的总光量。为了使该车辆中的总光量不致盲，在该隧道过渡时间期间减小该车辆中的该至少一个光源的光源光通量。通过确定隧道过渡位置并计算该隧道过渡位置与该隧道出口位置之间的距离来确定该隧道过渡时间。车辆的速度决定了隧道过渡时间。
[0042]
该方法还可以包括：
[0043]-利用航位推算和来自地理信息系统(gis)的隧道入口的初始位置(dead reckoning)，或者通过用隧道出口传感器单元探测隧道出口，确定隧道出口。
[0044]
可以使用各种方法以确定隧道出口的位置。作为替代方案，可以检索来自地理信息系统(gis)的隧道入口的初始位置，并且通过在隧道内使用航位推算，可以确定车辆何时接近隧道出口，这也是众所周知的。作为另一替代方案，隧道出口的探测可以通过隧道出口传感器单元，例如前视摄像机或雷达传感器来进行。
[0045]
该至少一个光源可被布置成发射各种颜色和/或色温的光。在该情况下，该方法还可以包括：
[0046]-通过色温传感器单元确定该隧道出口处的输入颜色和/或色温，
[0047]-响应于该输入颜色和/或色温的确定，调整该车辆中的该至少一个光源的至少一个输出颜色和/或色温。
[0048]
为了进一步改善光适应，该方法可以将至少一个光源被布置成发射不同颜色和/或色温的光。色温传感器单元确定该隧道出口处的颜色和/或色温，并将其用作输入，该方法调整该至少一个光源的颜色和/或色温以匹配该隧道出口的颜色和/或色温，以便为驾驶员提供与该隧道出口处的光条件对应的光条件。这使得光适应变得更加容易。
[0049]
本公开内容还涉及一种用于车辆的光适应装置，其中，该装置包括至少一个光源，该至少一个光源被布置成连接于布置在该车辆中的电子控制单元。该电子控制单元被配置成用于确定隧道出口位置，并且响应于对隧道出口位置的确定，随着车辆接近该隧道出口位置，改变该车辆中的至少一个光源的光源光通量。
[0050]
该电子控制单元可以被配置成用于：在确定该隧道出口位置时，确定该车辆到达该隧道出口位置的隧道驶出时间，以用于确定光适应时间，并且如果该隧道驶出时间等于或短于该光适应时间，那么在该隧道驶出时间期间，随着车辆接近该隧道出口位置，改变该
车辆中的该至少一个光源的光源光通量。
[0051]
该装置可以包括眼睛跟踪传感器，并且该控制单元可以被配置成用于根据光适应的平均时间或通过用该眼睛跟踪传感器探测瞳孔面积和瞳孔面积变化率，确定光适应时间。
[0052]
控制单元可被配置成用于确定隧道过渡位置和该隧道过渡位置与该隧道出口位置之间的隧道过渡时间，并用于在该隧道过渡时间期间，减小该车辆中的该至少一个光源的光源光通量。
[0053]
该装置可包括色温传感器单元，该至少一个光源可被布置成发射各种颜色和/或色温的光，并且该控制单元可被配置成：用于通过色温传感器单元确定该隧道出口处的输入颜色和/或色温，以及用于响应于该输入颜色和/或色温的确定，调整该车辆中的该至少一个光源的至少一个输出颜色和/或色温。
[0054]
该装置提供了与参考上述方法所描述的优点相同的优点。
[0055]
本公开内容还涉及一种包括根据上述说明的装置的车辆。
附图说明
[0056]
图1a示意性地示出了包括根据本公开内容的装置的车辆，该装置带有具有第一光通量的至少一个光源，
[0057]
图1b示意性地示出了包括根据本公开内容的装置的车辆，该装置具有响应于该车辆正在接近该隧道出口位置而具有第二光通量的至少一个光源，
[0058]
图2示意性地示出了车辆到达该隧道出口位置的隧道出口时间的确定，并且示出了图表，该图表例示了在隧道驶出时间期间车辆内部的光强度以及光通量的增加，
[0059]
图3示意性地示出了图表，该图表例示了对于隧道过渡位置和在该隧道过渡位置与该隧道出口位置之间的隧道过渡时间的确定，
[0060]
图4示意性地示出了在挡风玻璃周围具有光源的车辆内部。
具体实施方式
[0061]
图1a示意性地示出了包括根据本公开内容的装置2的车辆1。车辆1包括至少一个光源3，该至少一个光源3布置成连接于布置在车辆1中的电子控制单元(未示出)。该电子控制单元被配置成用于确定隧道出口位置，并且响应于对隧道出口位置的确定，当该车辆1接近该隧道出口位置时，改变该车辆1的至少一个光源3光源光通量。该至少一个光源3被布置成以渐进的方式至少在第一光通量和第二光通量之间改变其光通量。光通量可以例如线性地、指数地或反对数地、连续或不连续地增加。
[0062]
在图1a和1b中，该方法被描绘成，车辆1的内部灯用作光源3，该光源3被布置成改变它们的光通量。在结合图1a和1b描述的示例中，使用了车辆的1内部顶灯，或阅读灯或迎宾灯。在本公开内容的范围内，还可以使用车辆1内的其他光源，例如仪表板灯、座椅灯、搁脚空间灯或门灯，或者安装附加光源，例如围绕车辆1挡风玻璃的一个或更多个光源。这些光源3可以以合适的方式定向，以在光适应期间为驾驶员提供舒适的光条件。优选地，但不是必须的，该至少一个光源3应该发射柔和的、非致盲的光，并且不应该在车辆1的任何窗户或挡风玻璃中引起反射。
[0063]
在图1a中，光源3提供第一光通量，例示了当车辆1接近隧道出口时的光适应方法的开始。如从光源3发射的短光线3a所示，第一光通量低。
[0064]
图1b示意性地示出了包括根据本公开内容的装置2的车辆1，该装置2具有响应于该车辆1接近该隧道出口位置而具有第二光通量的至少一个光源3。在图1b中，光源3提供高于第一光通量的第二光通量。这通过图1b中从光源3发射的较长射线3b表示。图1b中的情况例示出当车辆1内部的光条件接近或等于隧道出口处的光条件时，即当光适应基本上完成时，车辆1靠近隧道出口的位置。
[0065]
图2示意性地示出了车辆1到达隧道出口位置tep的隧道驶出时间t_te的确定，并且示出了图表，该图表例示在隧道驶出时间t_te期间车辆1内部的光通量φv以及光通量φv的增加。在图2的上部，车辆1处于由具有实线的车辆1所示的第一位置，并且在隧道(未示出)内以速度v朝隧道出口位置tep行驶。在给定时刻，车辆1相对于隧道出口位置tep处于第一隧道驶出距离d_te1。利用方程式d＝vt,可以计算出第一隧道驶出时间t_te1为t_te1＝d_te1/v，其中d为距离，v为速度，而t为时间。例如，从航位推算和来自地理信息系统(gis)的隧道入口的初始位置，或从隧道出口传感器单元对隧道出口的探测可知隧道出口位置tep。下面将对此进行更详细的说明。
[0066]
在稍后的时间，车辆1在第二隧道驶出距离d_te2处处于第二位置，如车辆1以虚线所示，仍然以速度v行驶。可以将第二隧道驶出时间t_te2计算为t_te2＝d_te2/v，类似于上面对t_te1的计算。
[0067]
图2的图表中的实线是由环境光产生的车辆1内的光通量φv_a，而点划线是从车辆内的至少一个光源3发出的车辆1内的光通量φv_i。如图2所示，由于隧道内的环境光可能较低，但不一定为零，因此车辆1内由环境光产生的光通量φv_a较低。
[0068]
车辆1内的总光通量基本上是由隧道内的环境光产生的车辆1内的光通量φv_a和从车辆内的至少一个光源3发出的车辆1内的光通量φv_i之和。图2中没有显示车辆1内部的总光通量。
[0069]
图2的图表中的第一隧道驶出时间t_te1旨在与图2上部的第一隧道驶出距离d_te1对应，如连接图表和图2上部的虚线垂直线所示。如图2可见，第一隧道驶出时间t_te1长于光适应时间t_la，因此，由于车辆1仍然离隧道出口位置tep太远，光适应没有意义，因此不需要增加来自车辆内部光源的光通量φv_i。
[0070]
随着车辆1接近隧道出口位置tep时，隧道驶出距离d_te减小，从而隧道驶出时间t_te减小。在第二位置处，对应于第二隧道驶出距离d_te2的第二隧道驶出时间t_te2基本上等于光适应时间t_la。当第二隧道驶出时间t_te2基本上等于光适应时间t_la时，车辆1内的至少一个光源3的光通量φv_i增加，如图表可见。在图2的示例中，来自车辆1内光源3的光通量φv_i从基本上等于由隧道内的环境光产生的光通量水平φv_a的水平开始增加。也可以使来自车辆1内光源3的光通量φv_i从低于或高于由隧道内的环境光产生的光通量φv_a的光通量开始增加。在另一示例中，来自车辆1内光源3的起始光通量φv_i可以为零。来自车辆1内光源3的光通量φv_i增加，直到车辆1到达光源3关闭的隧道出口位置tep。在图2中，由环境光产生的光通量φv_a延伸超过隧道出口位置tep，因此看不到光源3关闭的确切位置。
[0071]
在图2中，假定车辆1以恒定速度v行驶。当然，在隧道内行驶的距离期间，速度可能
至少略微发生变化。由于光调整的时间t_la是已知的并固定的时间，并且隧道出口位置tep已知处于固定的位置，所以当第二隧道驶出时间t_te2等于光适应时间t_la时，与第二隧道驶出时间t_te2对应的第二隧道驶出距离d_te2需要依赖于速度v，以便进行最佳的光适应。这可见于以下等式中：
[0072]
t_la＝t_te2＝d_te2/v。
[0073]
如果v增加且t_te2固定，那么使得当光通量φv_i开始增加时的第二隧道驶出距离d_te2更长，以便使得第二隧道驶出时间t_te2继续等于光适应时间t_la。类似地，如果v减小且t_te2固定，那么使得当光通量φv_i开始增加时的第二隧道驶出距离d_te2更短，以便使得第二隧道驶出时间t_te2继续等于光适应时间t_la。这在车辆的电子控制中不断进行调节。
[0074]
来自内部光源3的光通量φv_i的增加速率，例如由取决于隧道中花费时间的光适应平均时间或由用眼睛跟踪传感器进行的对瞳孔面积和瞳孔面积变化率的探测确定。光适应平均时间可以从生理测量结果中找到，并且可以更具体地根据在隧道中花费的时间和/或来自隧道中环境光的光通量而获得。例如，这在车辆的1控制系统中以查找表的形式实施。作为使用光适应平均时间的替代或者补充，当进入隧道时，在眼睛适应隧道内较暗的光条件时，眼睛跟踪传感器可以探测实际瞳孔面积和瞳孔面积变化率二者。这些参数用于确定眼睛适应较暗光条件的程度，从而确定眼睛需要重新适应较亮光条件的程度。通过使用眼睛跟踪传感器，由于隧道内的光条件可能在不同隧道区段之间变化，所以光适应时间t_la可以不断更新。
[0075]
可以改变第二隧道驶出距离d_te2并进而改变第二隧道驶出时间t_te2的额外参数，是如上所述来自车辆内部光源3的光通量φv_i的增加率和为了匹配隧道外部的环境光通量而必须达到的最终光通量。
[0076]
图3示意性地示出了图表，该图表示出了隧道过渡位置ttp以及在该隧道过渡位置ttp与该隧道出口位置tep之间的隧道过渡时间t_tt的确定。为了降低使驾驶员的眼睛饱和的风险，并且为了降低在车辆1内具有在正要驶出隧道之前的隧道结束部分期间使驾驶员失明的光条件的风险，可以通过了解隧道过渡距离d_tt来确定隧道过渡时间t_tt。隧道过渡距离d_tt是隧道过渡位置ttp和隧道出口位置tep之间的距离。
[0077]
根据隧道出口位置tep附近的光条件，可以减小车辆光源3的光通量φv_i，以获得来自车辆光源3和隧道出口处环境光的总组合光通量φv_t。如图3所示，车辆内部光源的光通量φv_i增加，直到到达隧道过渡位置ttp。在该位置处，由环境光引起的车辆1内光通量φv_a达到阈值。在隧道过渡位置ttp和隧道出口位置tep之间，来自隧道外部的环境光增多。在经过隧道过渡位置ttp之时，车辆光源的光通量φv_i开始减小，以保证总光通量φv_t不会造成失明。总光通量φv_t由隧道过渡时间t_tt期间的虚线表示，并且实质上是隧道过渡时间t_tt期间车辆内部光源3的光通量φv_i与隧道内环境光的光通量φv_a之和。为了清楚起见，图3的图表的第一部分省略了总光通量φv_t。
[0078]
图3中图表中的光通量的时间和形状仅用于例示目的，而不应将其视为限制性的。车辆内部光源3的光通量φv_i的增加和减小并非必须是线性的，它也可以例如指数或反对数地增加和减小。该增加也可以是连续的，如图3所示，或者是不连续的，其中发生了车辆内部光源3的光通量φv_i的离散增量的增加和减小。增加和减小车辆内部光源3的光通量φv_
i的上述方式的任意组合都是可能的。这也适用于图2的描述。
[0079]
为了确定车辆内部光源3的光通量的增加率(增加速率)和光适应时间，且由此确定第二隧道驶出时间t_te2和第二隧道驶出距离d_te2，有许多方法来确定隧道出口处的环境光通量。一个替代方案是使用已知的车辆传感器，该传感器在车辆1进入隧道之前测量环境光通量。另一替代方案是使用布置在车辆1上的前视摄像机，测量隧道出口处的光通量。另一替代方案是在隧道出口处安装传感器，该传感器测量传感器位置处的光通量，从而测量隧道出口处的光通量。该测量结果被传送到进入隧道的每一辆车辆。另一替代方案是接收已从相反侧进入隧道的迎面而来的车辆发送的数据。这些车辆已测量了隧道外的光通量。该测量结果可以传送给它们在隧道内或驶出隧道后遇到的迎面而来的车辆。还可以接收来自与当前车辆在同一方向上行驶的，已离开隧道的其他车辆的测量结果，并使用这些测量结果来确定该方法所需的参数。作为另一替代方案，光通量测量结果可以传送到云服务，此后，接近隧道的车辆可以访问该云服务。
[0080]
可以采用与上述用于确定隧道出口处环境光通量相同的方式测量隧道过渡位置ttp的位置。确定隧道过渡位置的额外的方法是在车辆1内具有光通量计，该光通量计确定何时达到车辆1内的阈值光通量且由此车辆内部光源3的光通量开始减小。阈值光通量例如可以设为车辆1内由隧道的环境光产生的光通量的百分比。在一个示例中，阈值光通量可以比车辆1内的，由从车辆1进入隧道时开始的测量周期产生的光通量多20％到40％之间。例如，车辆1内的光通量计记录在一段时间内由隧道的环境光产生的光通量。这将用作阈值光通量。当此后光通量计记录到大于阈值光通量的车辆内部的光通量时，车辆内部光源3由此开始减小它们的光通量。
[0081]
在图2和图3的示例中，车辆1中的至少一个光源3的光源光通量在隧道中隧道驶出时间t_te等于光适应时间t_la的点处开始改变。在本公开内容的范围内，可以设想使车辆1中的至少一个光源3的光源光通量在比光适应时间t_la的时间(并且在更短距离)处开始变化。这将导致在隧道出口位置处不会实现完全的光适应，但由于该不完全的光适应，驾驶员将更细致地看到隧道的终点。
[0082]
在该至少一个光源3被布置成发射各种颜色和/或色温的光的情况下，可以由色温传感器单元确定隧道出口处的输入颜色和/或色温，并且可以响应于输入颜色和/或色温的确定来调整车辆1中的至少一个光源3的至少一个输出颜色和/或色温。为了确定隧道出口处的颜色和/或色温，可以使前视摄像机聚焦在隧道出口上。如果尽管隧道出口是明亮的，但摄像机可以探测到隧道出口的颜色和/或色温，那么对光源3进行去饱和度，且在隧道出口处达到光源3的最终颜色和/或色温。如果照相机过度曝光，即，通道出口太亮而无法确定颜色和/或色温，那么拍摄一幅调整了曝光以克服过度曝光的图像，以便确定颜色和/或色温。此后，将相机的曝光设置重置为确定隧道出口位置tep的曝光设置。
[0083]
一种确定隧道出口位置tep的方法在以下文献中有说明：fastvision-based road tunnel detection,m.bertozzi et.al,g.maino and g.l.foresti(eds.):iciap 2011,part ii,lncs 6979,pp.424
–
433,springer-verlag berlin heidelberg 2011。
[0084]
可替代地，可以利用航位推算和来自地理信息系统(gis)的隧道入口的初始位置来确定隧道出口。该技术是众所周知的，且将不再进一步说明。确定隧道出口位置tep的其他替代方式也落入所描述的方法和装置的范围内。
[0085]
图4示意性地示出了在挡风玻璃5周围具有光源3的车辆1的内部。作为在车辆内部使用既有顶灯的替代方案，根据本公开内容的装置2可以受益于安装围绕挡风玻璃5的光源3。在图4中描述的示例中，光源安装在车辆的a柱6和仪表板7上的不同位置上。如上所述，光源3也可以安装在例如座椅中、座椅上或座椅下、搁脚空间中或门中。这些光源3优选地发射漫射光，或者配备有使发射的光漫射的材料，以便不使驾驶员失明。图4中的装置2中的光源3是发光二极管(led)或能够发射具有变化的颜色和/或色温的光的其它光源。
[0086]
尽管在附图已经详细描绘并在前述说明书中详细描述了本公开内容，但这种描绘和描述应被视为描述性或示例性质的，且本公开内容不限于所公开的示例性实施例。