專利名稱：空間分辨的駕駛員輔助系統(tǒng)的制作方法
空間分辨的駕駛員輔助系統(tǒng)
獄領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種駕駛員輔助系統(tǒng)，它具有至少一個用來探測障礙物的單元與
至少一個可以x^^湖倒的障礙物進(jìn)行視覺和/或聽覺描述的單元，本發(fā)明還涉及一
種對該駕駛員輔助系鄉(xiāng)行控制的方法。 背景獄
駕駛員輔助系統(tǒng)在駕駛員不可見或者容易疲勞的環(huán)境下支持車輛駕駛員以及 例如在泊車或者維持一個穩(wěn)定的車速時幫助車輛駕駛員。為此，這種駕駛員輔助 系統(tǒng)獲得里程 ，從中可以確定出車輛當(dāng)前的車速以及當(dāng)前的操作動作，另外 還能獲得關(guān)于到附近障礙物如墻壁、行人或者其它正在停車或者行駛在前面的車 輛的距離的數(shù)據(jù)。視所期望的輔助禾，而定，這種駕駛員輔助系統(tǒng)根據(jù)所獲得的 不同,鄉(xiāng)行相應(yīng)的輔助，戶腿 是例如一個簡單的巡航控制系統(tǒng)中的用于 維持車速的車速表數(shù)據(jù)，或者在駐車輔助系統(tǒng)中借助于安置在車輛前端或者尾端 的超聲波傳感器所獲得的數(shù)據(jù)。其它眾所周知的駕駛員輔助系統(tǒng)有自適應(yīng)巡航控
制系統(tǒng)(英語為adaptive cruise control,縮寫為ACC)，它是在限定的車速范圍內(nèi) 進(jìn)行工作，還有能夠在全部車速范圍內(nèi)進(jìn)行工作的自適應(yīng)車速控制器，它沒有受 限制的車速區(qū)間。
為了向這種駕駛員輔助系統(tǒng)^i乓車輛周圍環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)，如車輛與障礙物 之間的距離，這些數(shù)據(jù)是與輔助功能相關(guān)的，可以在車輛的尾端或者前端，■ 在保險杠上安翻聲波傳麟，它們能夠根據(jù)回波探測器的類型來探測糊到外 部障礙物的距離。被探測至啲距離則傳遞至陣內(nèi)的一種光聲顯魂置上，這種顯 示裝置可以對距離繊迸行可視的顯示并在低于一最小距離時激體報功能。駕 駛員可以3If盾該指示，或者對其置之不理。該警報并不總魏駕駛員有所幫助的， 例如當(dāng)探測器^^測至啲路緣當(dāng)作假想的障礙物時或者當(dāng)車輛在調(diào)車過程中，雖 然車輛非常接近障礙物，但是并不會與其碰撞時。為了艦該駕駛員輔助系統(tǒng)，
可以在車輛的尾部安裝倒車攝像頭，它可以M:車載無線電的顯示屏或者獨立的顯示屏顯示出來，這樣駕駛員就可以在倒車時估算與有可能不易看到的其它
之間的距離了。不3iS種在車尾安裝的倒車攝像頭也有其缺點，它不能測定實際 距離，駕駛員必須根據(jù)屏幕上顯示的物體大小來對目標(biāo)的距離進(jìn)行判斷并且需要 對有可能出現(xiàn)的圖像失真進(jìn)行一定的估計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明麟了一種駕駛員輔助系統(tǒng)，它具有至少一個用于探測障礙物的單元 以及至少一個能夠?qū)λ綔y至啲障礙物進(jìn)行視覺和/或聽覺描述的單元，這里用來 探測障礙物的單元包括角度和距離^i柳輪廓檢測裝置。本發(fā)明進(jìn)一步的有利設(shè) 計方案會在從屬權(quán)利要求中給出。
按本發(fā)明的駕駛員輔助系統(tǒng)的優(yōu)點在于，關(guān)于可能的障礙物的信息是全面的
以及因此比現(xiàn)有己知的系統(tǒng)能更好;tTO障礙物進(jìn)行估計并分級為需要注意的和不 需要注意的。這里可以，視本發(fā)明的設(shè)計方案而定，只在車輛尾部和前端各安裝 一個探測器就足以,比例如采用一群超聲波距離傳自所衝共的、關(guān)于附近障 礙物的、更廣泛的信息。
這些來自所述探測器的數(shù)據(jù)可以在車輛內(nèi)以視覺的和/或聽覺的形式加以表 現(xiàn)，必要時還可以觸就糊的縱向禾口/顯黃向運動的干涉，以便駕駛員無需察看 顯示屏就可以實現(xiàn)調(diào)車。這里，倒車攝像頭的圖像可與可視化的距離 相疊加， 從而描述出了一幅插入有距離信息的逼真圖像。為了能夠容易識別，攝像頭的逼 真影像可以疊加以不同強(qiáng)度和不同寬度的線，從而向駕駛員指出可能的碰撞點。
為了角度和距離分辨的輪廓檢測，適用激光掃描器和/或距離成像儀 CRangeimager)o
激光掃描器控制激光棘一個立體角逐行地或者其它幾何形式i腿行掃描， 以及掛匕借助不同的方M測量激光器到反射物體之間的距離?？梢允褂糜杀环?射的脈沖的傳播時間得出的距離來確定距離，也可以通過三角測量的方M測定
距離。還可以M:—個有關(guān)表面特性、重新回至蝶測器上的光線的強(qiáng)度和極性的 模型借助于激光掃描器來確定距離。精準(zhǔn)的工作方式已M:文獻(xiàn)公開，專業(yè)人員 可以參閱相關(guān)說明。
用距離成像儀時，對例如一視頻攝像機(jī)的光學(xué)圖^a行分析處理，該圖
^M:將變寬的激光束照謝到目標(biāo)物體上而得到，從該圖像信息和礎(chǔ)度信息可以產(chǎn)生一個中心透視的距離模型。同樣有關(guān)該距離成像儀的精準(zhǔn)的工作方式以該
名稱在文獻(xiàn)中已有公開，專業(yè)人員可以參閱該說明。
有利地，將這些三維數(shù)據(jù)與另一傳感器的其它娜結(jié)合起來，例如以便對車 輛事故提前進(jìn)行探測。對即將發(fā)生的事故的探觀何以用于張緊安全帶、觸發(fā)安全 氣囊、 料泵失效或者用預(yù)免糊內(nèi)外的其它危險瞎況。
這里可以擴(kuò)展傳感體探測道路狀況的獸巨力，例如識別路面干濕情況或者光 滑冰層情況。其它一些傳感器可以識別,標(biāo)識。還可以結(jié)合利用導(dǎo)航技術(shù)的位 置識別，根據(jù)這些位置數(shù)據(jù)推斷出當(dāng)?shù)氐乃俣认拗疲?用f始本發(fā)明的駕駛員 輔助系統(tǒng)的這種情況下，對于自適繊度控制系統(tǒng)，根據(jù)該速度限制相應(yīng)地升高 或降低已調(diào)節(jié)好的驗。
有利的是，將空間 和超聲波系統(tǒng)結(jié)合起來。在這種情況下，超聲波傳感
器用于識別大的障礙物，而，的緊鄰的周圍環(huán)境的空間檢測可以用來計算M 障礙物的最佳路線。根據(jù)所需的駕駛員輔助的范圍而定，該最佳路線的計算可以
例如在將，開入或開出停車位時或者在窄的巷子里調(diào)車時用于顯示出該路線
或者S3i主動地干涉轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自動地找到從當(dāng)前位置達(dá)到目標(biāo)的路徑。作為符合
本發(fā)明的駕駛員輔助系統(tǒng)的變換的或者增加的應(yīng)用，還可以將傳感器用來監(jiān)測載 荷情況，其中，空間 相對探測器的變化可以視作運輸物品位置的變化。這些 麵可以讓駕駛員i朋咄可能即將發(fā)生 重心的危險的改變。
被證明有利的是，限制探測器的探測角度。這例如在這樣的時候是有優(yōu)點的， 即，當(dāng)探測器安驗糊上，使得僅僅一有限的空間區(qū)^t探測器來說是可見的， 或者當(dāng)應(yīng)當(dāng)避免探測器探觀倒從車旁運動過的障礙物，如正在超車的車輛或者行 人時。
測量可以連續(xù)進(jìn)行，不過，倘若較少的測量就足以測量出周圍環(huán)境，也可以 以一個頻率棘行測量，它不《鏈續(xù)式測量那樣，而是獲得的較少的測量數(shù)據(jù)。 在泊車情況下甚至可以僅當(dāng)車輛移動過一定的路徑長度后，再重f ^行一次觀糧 就足夠了。在此瞎況下，對于觸發(fā)一次觀懂的路段總是一樣長，當(dāng)然，也可以根 據(jù)到障礙物的距離，以不同的頻 ^t行測量。
在使用激光掃描器時有利的是，使用一微電子機(jī)械的鏡(MEMS鏡)，以便
使激光在掃描過程中按照需要的方式進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。通過這種類型鏡的補(bǔ)償，可以使
掃描器大;^tlt縮小，在該掃描器中使用激光二極管與MEMS鏡的一組合。這種微型化可以延長使用壽命，因為在鏡^S變化時僅僅移動小的質(zhì)量以及不需要機(jī)械
上的維修保養(yǎng)。ffl^頓MEMS鏡，還可以在同一個像點上捕獲多個目標(biāo)。激光 光線的路徑可以水平和垂直地包括不同的角度，因此可以構(gòu)成任意輪廓的立體角。
用于獲得 緊周圍區(qū)域中的空間數(shù)據(jù)的激光類型,紅外線激光。采用紅 外線激光有這樣的優(yōu)點，艮P,紅外線激光不會使處于周圍環(huán)境中的、偶然進(jìn)入激 光掃描器的測量范圍內(nèi)的人感到目眩。同時CT免激光完全穿過玻璃類障礙物， 而玻璃通常不允許或者僅少量允許紅外線穿過。
為了避免錯誤信號與不必要的和干擾的駕駛員輔助，設(shè)置一個單元，該單元 能夠識別并分類被掃描歪啲障礙物，將障礙物分為需要注意的和無需注意的障礙 物?？蓧哼^去的垃驗物，例如飲料罐或者±也面覆蓋物接縫中的小草，被該系統(tǒng) 過濾掉，以及不會激發(fā)警鵬者干涉當(dāng)前的行駛狀態(tài)。其它可以被本系統(tǒng)過濾掉 的物體是高反射性的道路樹只，它們可能會被距離成像儀錯誤地解釋為近處的障 礙物。使用紅外線激光的另外一個優(yōu)點就是，會,更好ilM用于惡劣天氣，因為 紅外線很弱地被雨7jC滴折射以及因此在惡劣天氣下很少失效。
按本發(fā)明的方法和駕駛員輔助系統(tǒng)可以應(yīng)用到日常交通中的 上，以及用 于機(jī)場、港口、倉庫、工地、itS各鋪設(shè)等專用糊上，還可以應(yīng)用到與其它航天 器進(jìn)行對接的航天器上。


本發(fā)明將在下面借助附圖進(jìn)fi^細(xì)的說明。
圖l描述^li出情況，其中，具有立# 量的以草圖^/示的立體角， 圖2描述^ 出情況，其中，具有立糊懂的以草圖標(biāo)的立體角和穿過 一相鄰，的陰影圖，
圖3 激光掃描器測量到一個消失在Pft3fi周圍環(huán)境中車輛， 圖4為一顯示器，它對空間 進(jìn)行可視化。
圖1中描述了一車輛1在日常中退出停車場的情況，該車輛具有2個探測器 用于角度和距離^i撤輪廓檢測，皿廓檢測包括位于 的前方的以草圖示出 的立體角2與位車輛后方的立體角3。當(dāng)車輛1的駕駛員想要從停車位倒車駛出出時，該按本發(fā)明的駕駛員輔助系統(tǒng)為此可以建議路徑4，必要時還可以提供轉(zhuǎn)向輔
助，因為由當(dāng)前的位置狀況，戶腿能^i控間和距離的探測器能夠從周圍環(huán)境數(shù) 據(jù)中計算出該路徑。在此情況下，該駕駛員輔助系統(tǒng)能夠區(qū)分需要注意的障礙物
如附近的汽車和無需注意的障礙物，如iM隆起9。
在圖2中描述了同一個車輛在另外一種狀況下退出停車場的情況，在該狀況 中，車輛1尾部的探測器皮相鄰地停泊的糊5部分地?fù)踝?，因此形成了帶有?草圖示出的立體角6的陰影。盡管該陰影以及因jt促管有關(guān)立體角6的陰影中可 供使用的空間的受限制的信息，該駕駛員輔助系統(tǒng)還是倉嫩確定，如果不采取復(fù) 合的移車策略肯定會和車輛7發(fā)生碰撞。在這種情況下，駕駛員輔助系統(tǒng)也會注 意區(qū)分需要注意的如鄰近的車輛5和7那樣的障礙物與無需注意的障礙物，如被 扔在路上的飲料罐8。
在圖3中描述了僅部分示出的，11尾部的激光掃描器10發(fā)出用于沿著路 徑12來檢測空間的激光束，以便檢測Pf逝的空間的周圍環(huán)境。激光掃描器10的 激光束掃過路緣13和下7jC道蓋14，這里，該駕駛員輔助系統(tǒng)也能夠區(qū)分需要注意 的障礙物，也就是路緣13，與不需要注意的障礙物，在此也就是下水道蓋14。
在圖4中，由圖3中的激光掃描器10檢測至啲物體的位置立體地顯示在顯示 器15上，在這種情況下，通過空間的檢測還可以選擇另夕卜種、與圖3中激光掃 描器的視角不同的視角，行描述。
權(quán)利要求
1.駕駛員輔助系統(tǒng)，具有至少一個用于探測障礙物(5，7，8，13，14)的單元(10)與至少一個用于對探測到的障礙物(5，7，8，13，14)視覺和/或聽覺地描述的單元(15)，其中，該用于探測障礙物(5，7，8，13，14)的單元(10)具有用于角度和距離分辨的輪廓檢測的裝置(10)。
2. 按照權(quán)利要求i的駕駛員輔助系統(tǒng)，^ir征在于，戶腿用于角度和距離分辨的輪廓檢測的體(10)具有一激光掃描器(10)、 一距離成像儀或魏兩者的 組合。
3. 按照權(quán)利要求1或2的駕駛員輔助系統(tǒng)，其特征在于，它附加地具有一超 聲波掃描器。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一的駕駛員輔助系統(tǒng)，其特征在于，戶腿用于探測 障礙物(5， 7， 8， 13， 14)的單元(10)的檢測角度可被限制在一可予離的范圍 中。
5. 按照權(quán)利要求1至4之一的駕駛員輔助系統(tǒng)，辦征在于，戶/M用于探測 障礙物(5， 7, 8, 13， 14)的單元(10)以一可預(yù)選的頻率和/或在一可預(yù)選的行 艦離后重復(fù)探測。
6. 按照權(quán)利要求1至5之一的駕駛員輔助系統(tǒng)，其特征在于，具有一單元， 用于計算一穿過所探測至啲障礙物(5， 7， 8， 13， 14)或者ABfM障礙物旁ii^ 過的最佳路徑(4)。
7. 按照權(quán)利要求1至6之一的駕駛員輔助系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有一用于輔 助地干涉轉(zhuǎn)向和/^M的單元。
8. 按照權(quán)利要求1至7之一的駕駛員輔助系統(tǒng)，其特征在于， 一被使用的激 光掃描器(10)具有一用于偏轉(zhuǎn)所i頓的激光的、微電子機(jī)械的鏡。
9. 按照權(quán)利要求8的駕駛員輔助系統(tǒng)，其特征在于，所4頓的激光是紅外線 激光。
10. 按照權(quán)利要求1至9之一的駕駛員輔助系統(tǒng)，其特征在于，具有至少一個 用于分類障礙物的單元，該單元區(qū)分可以壓過的障礙物(8， 14)和不可壓過的障 礙物(5， 7， 13)。
11. 用于控制光學(xué)和域聲音的駕駛員輔助系統(tǒng)的方法，在該方法中，用于計 算光學(xué)和/或聲音信號的M由一用于探測的單元^i共，其特征在于，這 據(jù)借助一激光掃描器(10)郷E離成像儀測得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空間分辨的駕駛員輔助系統(tǒng)，它具有至少一個用來探測障礙物的單元與至少一個可以對探測到的障礙物進(jìn)行視覺和/或聽覺描述的單元，本發(fā)明還涉及一種對該駕駛員輔助系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法。符合本發(fā)明的駕駛員輔助系統(tǒng)通過使用三維的距離數(shù)據(jù)能夠?qū)⒄系K物進(jìn)行區(qū)分，將其區(qū)分為需要注意的障礙物，也就是不可壓過的，如附近的汽車，和不需要注意的障礙物，也就是可以壓過的，如道路上的下水道蓋。
文檔編號G08G1/16GK101409019SQ20081017856
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者M·韋克斯, U·齊默爾曼 申請人:羅伯特·博世有限公司