用於運行平視顯示器系統的方法、平視顯示器系統的製作方法

2023-10-06 17:44:19 2

專利名稱：用於運行平視顯示器系統的方法、平視顯示器系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於運行運輸工具的、特別是機動車的平視顯示器系統的方法， 其中，監控該運輸工具的運輸工具外部空間、即運輸工具周圍環境並且在檢測到危險地帶 時將報警提示地點正確地插入到(eingeblendet)該運輸工具的風擋玻璃上。此外，本發明還涉及一種平視顯示器系統，其具有用於檢測運輸工具外部空間中 的危險地帶的第一裝置和用於將報警提示地點正確地顯示在運輸工具的、特別是機動車的 風擋玻璃上的第二裝置。
背景技術：
由現有技術公開了平視顯示器系統以及用於運行所述平視顯示器系統的方法。這 樣存在下述平視顯示器系統，在所述平視顯示器系統中，監視運輸工具外部空間並且在檢 測到報警牌、速度限制或者行駛道上的物體例如人員、動物或運輸工具時將檢測到的物體 連同地點正確地插入或顯示的報警提示標記在風擋玻璃上。例如由DE 101 31 720 Al公 開了一種相應的平視顯示器系統。在運輸工具運行時，為了支持駕駛員，這樣地標記檢測到 的危險地帶(對此在這種情況下也理解為報警牌或速度限制)，使得從駕駛員的視角將實際 的危險地帶通過所述標記疊加或者例如框起來、即地點正確地標記或顯示。

發明內容
根據本發明規定，藉助於適當的傳感器檢查待由所述運輸工具駛過的行駛道的行 駛道狀態並且在檢測到緊要的行駛道狀態時通過地點正確的插入至少區域地根據所述行 駛道的狀態標記該行駛道。這樣根據本發明規定檢測行駛道狀態。這樣優選檢查在行駛道 上是否有不利地影響所述行駛道狀態的薄冰層、潮溼和/或不平部。如果在所述行駛道上 檢測到緊要的行駛道狀態、即例如薄冰層，則通過地點正確的插入至少在其中檢測到所述 緊要狀態的區域中標記所述行駛道。在此規定，所述標記直接給出下述啟迪為什麼所述行 駛道狀態看來是緊要的。因此可通過所述可視標記的相應的顏色選擇和/或形狀選擇來表 示影響所述行駛道狀態的事件。通過所述地點正確的插入，所述行駛道在相應的地點從駕 駛員的視角與所述標記疊加，從而駕駛員獲悉所述標記與實際的危險地帶之間的直接空間 關係，由此顯著降低了其反應時間。對緊要的行駛道狀態進行標記在行駛中如下地支持駕 駛員，使得在達到所述行駛道的所述緊要區域時所述駕駛員能及時地例如降低速度。由於 藉助於這個或這些傳感器直接檢測行駛道狀態，所以始終能當前地且及時地檢測危險地帶 並且相應地標記緊要的行駛道狀態。有利的是，藉助於至少一個視頻攝像機、雷射掃描器、具有像素深度信息的光電傳 感器(Fotosensor)、超聲傳感器和/或紅外傳感器探測所述行駛道以檢測所述行駛道狀 態。在此，將此類傳感器在(向前的)行駛方向上定向，以便能夠始終檢測待駛過的行駛道的 行駛道狀態。有利的是，使用具有立體聲視頻傳感器的視頻攝像機或者兩個彼此間隔開的 視頻攝像機，用於通過三角測量法來確定在所述行駛道上檢測到的危險地帶相對於所述運
3輸工具的位置，並且用於特別是建立行駛道變化曲線的三維模型，以便能夠地點正確地在 風擋玻璃上進行相應的插入或顯示。替代或附加地，藉助於雷射掃描器探測所述行駛道狀 態，其中，在此一個或多個雷射單元(LIDAR)探測周圍環境。雷射被脈衝化或被調製，並且 通過由周圍環境反射回的光與基準信號的相位比較求得所述光束的運行時間並且從而求 得與所述反射點的距離。有利的是，這針對多個點在一個或多個水平的線上(掃描平面)進 行。由不同的傳感器檢測到的數據符合目的地在計算單元(ECU)中進行分析處理並且有利 地也提供給所述機動車的另外的系統。由此可根據所述檢測到的數據有利地進行前瞻性的 行駛機構調節或者在非常緊急的障礙的情況下進行自動的緊急制動。有利的是，在行駛道區域上檢測到薄冰層時地點正確地插入出冰晶。所述平視顯 示器系統由此插入冰晶、特別是兩維的冰晶符號，所述冰晶符號表徵下述區域，在所述區域 上已檢測到行駛道上的薄冰層。所述冰晶可以由所述運輸工具的駕駛員快速獲悉並且知 道，從而所述駕駛員可非常快速地對所述報警做出反應並且例如可降低所述運輸工具的速 度。有利的是，在一行駛道區域上檢測到潮溼時地點正確地插入出雨滴符號。像所述 冰晶那樣，所述雨滴對於所述機動車的駕駛員也是行駛道上的潮溼或水/液體的已知符 號。駕駛員由此可以非常快速地判定，給他顯示的是哪種緊要的行駛道狀態。此外，通過顯 示的雨滴或冰晶的密度可對於駕駛員顯示例如所述冰層多硬或多厚和/或行駛道上的水 是多還是少。此外規定，替代或附加地，在行駛道區域中檢測到不平部時將所述不平部地點正 確地、特別是在顏色上強調地標記出。如果檢測到緊要的不平部，則將所述區域通過平視顯 示器插入到風擋玻璃上並且用報警色標記。特別是地面起伏部、坑窪和/或路緣石被檢測 為緊要的不平部並且通過所述平視顯示器系統示出。所述標記或報警色與行駛道上實際 存在的不平部疊加，從而駕駛員也同時實際地獲悉所述不平部並且必要時可以繞過它們行 駛。有利的是，通過不同的顏色強度表示地面起伏部的高度和/或坑窪的深度。也可以考 慮的是，除了所述顏色標記之外顯示數字，所述數字給出所述不平部的實際高度或深度和/ 或危險地帶與該運輸工具的距離。此外，在檢測到行駛道變窄(例如工地區域)時地點正確地插入出行駛道邊界，從 而駕駛員特別是在惡劣的視線狀況下獲悉行駛道變窄並且在該運輸工具到達所述行駛道 變窄部之前可相應地、例如通過降低速度對所述行駛道變窄部做出反應。此外，有利的是， 同樣地點正確地用可視標記表徵處於行駛道上的物體例如人員、運輸工具、石頭、輪胎部件 或類似物。優選檢測所述駕駛員的頭部和/或眼睛的位置和/或定向以便地點正確地進行插 入。由此可以補償通過駕駛員頭部或駕駛員眼睛的運動導致的視差誤差。於是在計算待插 入的標記時考慮所述頭部和/或所述眼睛的位置和/或定向。可使用例如具有一個或多個 視頻攝像機的室內傳感裝置來測量頭部位置，所述室內傳感裝置檢測駕駛員頭部並且藉助 於適當的方法、例如三角測量法來測量或確定駕駛員頭部的位置和/或定向。通過由此可 能的、地點正確的或接觸模擬(Kontaktanaloge)的插入可保證的是，駕駛員總是直接覺察 到在真實的目標物體上插入的標記、即與真實的目標物體存在固定的關係。本發明的平視顯示器系統的特徵是，所述第一裝置包括至少一個用於檢測待由所述運輸工具駛過的行駛道的行駛道狀態的傳感器，並且所述第二裝置適合於至少區域地根 據行駛道的狀態地點正確地標記所述行駛道。由此得到上述優點。符合目的的是，所述第二裝置包括至少一個雷射掃描器、具有像素深度信息的光 電傳感器(PMD圖像；PMD=光子混合器器件=具有用於每個像素的深度信息的成像傳感器)、 超聲傳感器和/或紅外傳感器作為傳感器。最後規定，所述平視顯示器系統設有用於檢測所述運輸工具的駕駛員的頭部和/ 或眼睛的位置和/或定向的第三裝置，用於保證地點正確地顯示或插入所述行駛道狀態的 標記。


下面藉助附圖進一步闡述本發明，附圖表示 圖1是第一實施例的示意圖，
圖2是駕駛員視角的所述第一實施例，
圖3是一個有利的平視顯示器系統的結構的大大簡化示圖，以及 圖4是駕駛員視角的另一實施例。
具體實施例方式圖1以簡化示圖示出一個用於運行機動車2的平視顯示器系統1的有利方法的實 施例。該平視顯示器系統1在本例中包括用於檢測運輸工具外部空間中的至少一個危險 地帶的第一裝置3。為此，該第一裝置包括傳感器4，該傳感器探測待由該機動車2駛過的 行駛道5的行駛道狀態。在本實施例中，所述傳感器4構造為雷射掃描器6，該雷射掃描器 包括一個或多個雷射器單元(LIDAR傳感器；雷射雷達)。所述雷射掃描器6藉助於脈衝式 和/或經調製的雷射來探測所述行駛道5，其中，通過由周圍環境反射的光與基準信號的相 位比較求得所述射束的運行時間並且從而求得相對於所述反射點的距離。所述雷射掃描器 6在此這樣地定向，使得它以距該機動車2足夠遠的狀態探測所述行駛道，從而使得在檢測 到危險地帶之後對於駕駛員還留有足夠的時間來導入制動過程。必要時，所述傳感器4的 定向可適配於機動車2的速度，以便對於駕駛員始終保證足夠的反應時間。此外，所述平視顯示器系統1還包括控制單元7和第二裝置8，該控制單元分析處 理、傳輸由所述傳感器4或由所述雷射掃描器6檢測到的數據，所述第二裝置用於將檢測到 的危險地帶地點正確地顯示在機動車2的風擋玻璃9上。所述第二裝置8符合目的地包括 平視顯示器常用的投影器，該投影器將圖像投影到所述風擋玻璃9的內側上。對於所述機 動車的駕駛員來說，所述圖像自由浮動地顯示在其運輸工具前面。在本實施例中，行駛道5具有不平部10，該不平部由地面起伏部11構成。所述地 面起伏部11在此為了清楚起見超比例放大地使出。如果所述傳感器4或所述雷射掃描器 6檢測到該地面起伏部11，則其將關於所述不平部10類型的數據以及該不平部10相對於 該機動車2的位置傳輸給所述控制單元7。所述不平部10的位置在此例如可通過三角測量 法和所述雷射掃描器6的相應設置的雷射器單元實現。所述控制單元7計算所述不平部10 的位置和形狀。此外，所述控制單元7或者必要時所述第二控制裝置8的一個另外的控制 單元確定是否並且如何標記所述不平部10。這可以取決於使用者設定和/或行駛狀況。然後，所述標記藉助於所述第二裝置8的所述投影器地點正確地插入到風擋玻璃9上，從而對 於所述駕駛員以運輸工具前面一定的距離顯示與實際的不平部10疊加的標記12。在本實 施例中，所述地面起伏部11通過虛線13框出並且附加地通過彩色條14直接標記或疊加。 所述彩色條14有利地具有報警色，其中，所述報警色優選根據所述地面起伏部11的高度或 所述不平部10的大小來選擇。在本例中，所述彩色條14具有分級的顏色變化曲線，其中， 該彩色條14從下往上由黑色過渡為紅色。特別優選的是，所述彩色條的形狀基本上相應於 地面起伏部11的形狀。當不是地面起伏部11而是坑窪作為不平部10出現在行駛道5上 時也相應地採取行動，其中，相應的標記有利地具有另外的報警色，其提示行駛道5上有凹 陷部。也可考慮的是，除了所述標記之外顯示一個向上或向下指向的箭頭，其對於駕駛員顯 示所述不平部10是行駛道5上的隆起部還是凹陷部。圖2示出機動車2的駕駛員透過風擋玻璃9往外看的視圖。彩色條14與地面起 伏部11疊加並且附加地通過點劃線13包圍。危險地帶15在本例中由不平部10構成，危 險地帶15的地點正確的或接觸模擬的圖示或標記給予駕駛員以所述可視報警通知與實際 存在的危險地帶之間的直接關係，從而駕駛員可在短時間內決定他要針對所述危險地帶怎 樣做出反應。對上述雷射掃描器6替代或附加地也可以使用一個或多個視頻攝像機、一個 或多個具有像素深度信息的光電傳感器、一個或多個超聲傳感器和/或一個或多個紅外傳 感器來作為所述傳感器4，用於前瞻性地探測所述行駛道5。圖3以框圖示出所述有利的平視顯示器系統1的原理結構的一個實施例。由圖1 公開的元件設有相同的參考標號，從而就此而言可參見上述說明。可包括雷射掃描器6和 /或上述其他可能的傳感器的所述傳感器4如圖1中已經示出的那樣將檢測到的數據進一 步傳送給控制單元7，該控制單元7又控制所述平視顯示器系統1的所述第二裝置8或所述 投影器。如已經闡述的那樣，所述第二裝置8也可以包括一個另外的控制單元或計算單元， 其根據所述控制單元7的分析處理來確定應是否並且怎樣標記危險地帶。此外，平視顯示 器系統1包括用於檢測所述機動車2的駕駛員的圖1中所示的頭部17和/或眼睛的位置 和/或定向的第三裝置16。該第三裝置為此包括一個室內傳感裝置18，其有利地包括一個 或兩個視頻攝像機，所述視頻攝像機朝駕駛員頭部17指向以便能夠檢測其位置和定向。通 過計算單元19以適當的方法進行圖像處理，由此可確定所述駕駛員頭部的位置和定向並 且據此將所述標記插入在或顯示在風擋玻璃9上的相應位置上。最後，給所述平視顯示器系統1配置一個另外的控制單元20，該另外的控制單元 例如是機動車2的行駛機構調節器的組成部分。該控制單元20同樣獲得所述控制單元7 的數據並且可基於這些數據執行所述行駛機構的前瞻性的調節，從而例如實現最佳的行駛 舒適性。所述控制單元7的數據也可以用於安全系統，所述安全系統在檢測到非常緊急的 危險地帶時可進行自動的緊急制動。圖4如上所述地示出用於運行上述平視顯示器系統1的一個另外的有利實施例。 在該實施例中，在行駛道5上檢測坑窪21並且通過橢圓形彩色標記22進行表徵。由此駕 駛員即使在惡劣的天氣條件下也能及時避開所述坑窪21。此外，在行駛道5的區域中示出 冰晶23或冰晶符號，在所述區域中藉助於所述傳感器4檢測行駛道5上的薄冰層24。通過 所述顯示的類型，駕駛員可以馬上推斷出所述危險地帶15是薄冰層M。駕駛員可以相應 地降低速度。如果行駛道5的所述區域僅僅是溼地，則例如可以顯示雨滴來代替所述冰晶23。所述行駛道5上的薄冰層或潮溼的危險係數越高，則所述冰晶23和/或雨滴就被合乎 目的地越緊密地表示。也可以藉助於所述冰晶提示行駛道上的雪，其中，用於雪的冰晶優選 與用於薄冰層的冰晶例如顏色不同。總之，所述行駛道狀態的地點正確的顯示給予駕駛員下述可能性當存在的危險 地帶由於天氣情況惡劣而不能由駕駛員自己獲悉時能夠特別快地對存在的危險地帶做出 反應。特別是當行駛道上有薄冰層或潮溼時駕駛員常常難於自己識別這些危險地帶。由於 實際存在的危險地帶15直接通過所述標記疊加，所以駕駛員可毫無疑義地獲悉所述危險 地帶的位置，從而駕駛員可以快速評估他應怎樣做出反應來避免危險情況或事故。必要時除了所述標記之外還可以通過聲響信號對所述報警提示進行支持或補充。
權利要求
1.一種用於運行運輸工具、特別是機動車(2)的平視顯示器系統(1)的方法，在該方 法中，監視所述運輸工具的運輸工具外部空間並且在檢測到危險地帶(15)時將報警提示地 點正確地顯示在所述運輸工具的風擋玻璃(9)上，其特徵在於，藉助於至少一個適當的傳感 器(4)檢查待由所述運輸工具駛過的行駛道(5)的行駛道狀態並且在檢測到緊要的行駛道 狀態時通過地點正確的插入至少區域地根據所述行駛道(5 )的狀態來標記該行駛道(5 )。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，藉助於至少一個視頻攝像機、雷射掃描 器(6)、具有像素深度信息的光電傳感器、超聲傳感器和/或紅外傳感器探測所述行駛道 (5)以檢測所述行駛道狀態。
3.根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在行駛道區域上檢測到薄冰 層時地點正確地插入出冰晶符號(23 )。
4.根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在行駛道區域上檢測到潮溼 時地點正確地插入出雨滴符號。
5.根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在行駛道區域中檢測到不平 部時地點正確地、特別是在顏色上強調地標記出所述不平部。
6.根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在檢測到行駛道變窄時地點 正確地插入出行駛道邊界。
7.根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，檢測所述駕駛員的頭部(17) 和/或眼睛的位置和/或定向以便地點正確地進行插入。
8.一種運輸工具、特別是機動車(2)的平視顯示器系統(1)，其包括用於檢測運輸工 具外部空間中的至少一個危險地帶(15)的第一裝置(3)和用於將報警提示地點正確地顯 示在所述運輸工具的風擋玻璃(9)上的第二裝置(8)，其特徵在於，所述第一裝置(3)包括 至少一個用於檢測待由所述運輸工具駛過的行駛道(5)的行駛道狀態的傳感器(4)，所述 第二裝置適合於至少區域地根據行駛道的狀態地點正確地標記所述行駛道(5)。
9.根據權利要求8所述的平視顯示器系統，其特徵在於，所述第二裝置(8)包括至少 一個雷射掃描器(6)、具有像素深度信息的光電傳感器、超聲傳感器和/或紅外傳感器。
10.根據以上權利要求中任一項所述的平視顯示器系統，其特徵在於，設有用於檢測 所述運輸工具的駕駛員的頭部(17)和/或眼睛的位置和/或定向的第三裝置(16)。
全文摘要
本發明涉及一種用於運行運輸工具的、特別是機動車(2)的平視顯示器系統(1)的方法，在該方法中，監視所述運輸工具的運輸工具外部空間並且在檢測到危險地帶(15)時將報警提示地點正確地顯示在所述運輸工具的風擋玻璃(9)上。在此提出，藉助於至少一個適當的傳感器(4)檢查待由所述運輸工具駛過的行駛道(5)的行駛道狀態並且在檢測到緊要的行駛道狀態時通過地點正確的插入至少區域地根據所述行駛道(5)的狀態標記該行駛道(5)。本發明還涉及一種平視顯示器系統。
文檔編號B60K35/00GK102147531SQ20111003494
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者恩格爾斯貝格 A., 德博爾 G., 莫德勒 H., 貝爾西納 L., 澤勒姆 M., 米勒-弗拉姆 M., 福格爾 P., 楊怡文 申請人:羅伯特 . 博世有限公司