專利名稱：基于車輛的夜視裝置及其操作方法
基于車輛的夜視裝置及其操作方法本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前言所述的基于車輛的夜視裝置及其操作方法?；谲囕v的夜視系統(tǒng)用于當(dāng)駕駛者受如缺少光照的環(huán)境影響而視野減少時(shí)，增加 交通安全性。已知在現(xiàn)有技術(shù)中使用紅外夜視系統(tǒng)，可以用于比通過使用駕駛者的自然視 線更早地檢測到障礙物。車前環(huán)境的紅外線圖像的圖像可以在單獨(dú)的屏幕顯示，或者可以 將完整圖像投射在車輛的前擋風(fēng)車窗上。因?yàn)橐估镩_車時(shí)駕駛者的感知比白天開車時(shí)要吃 力，因此要提供幾種方案來使該種夜視系統(tǒng)更加舒適和可靠。US 2006/0043295A1揭示了一種具有安裝在在前擋風(fēng)車窗上的平視顯示器的夜視 攝像系統(tǒng)，其允許駕駛者在正常的向前方向中觀察時(shí)可以進(jìn)行簡單的視覺觀察。當(dāng)檢測到 車頭燈已經(jīng)轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)光燈以允許駕駛者觀察當(dāng)使用遠(yuǎn)光燈時(shí)可以達(dá)到的車輛前面遠(yuǎn)處范 圍的圖像時(shí)，平視顯示器的屏幕上顯示的圖像能從靠近車輛的環(huán)境區(qū)域處切換到較遠(yuǎn)的環(huán) 境區(qū)域中。 US 7092007B2揭示了另一種具有平視顯示器的夜視系統(tǒng)。當(dāng)以夜視支持系統(tǒng)認(rèn)為 是不必要的低速來行使車輛時(shí)，該系統(tǒng)降低屏幕亮度。降低屏幕亮度可以避免駕駛者因屏 幕上顯示的圖像而注意力分散。本發(fā)明目的在于提供一種基于車輛的夜視裝置及其操作方法，其能夠在不以不適 當(dāng)?shù)姆绞絹泶驍_駕駛者的情況下，告知駕駛者車輛前方可能的障礙物。所述目的可以由獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)。其它權(quán)利要求和描述揭示了本發(fā)明 的優(yōu)選實(shí)施例。提出了基于車輛的夜視裝置，其包括夜視攝像機(jī)；分析單元，用來分析由夜視攝 像機(jī)收集的圖像信息，并提取出車輛行駛方向的前方的可能障礙物的種類和/或位置；控 制單元，用來在顯示單元上產(chǎn)生光斑來指示可能的障礙物，特別是指示可能障礙物的位置。 通過分析圖像和從圖像中提取實(shí)質(zhì)性信息，可以僅僅為駕駛者顯示諸如障礙物的有用的信 息，而不是提供整個(gè)圖像。所述障礙物可以是，例如，路人，動(dòng)物，在黑暗中可能被駕駛者忽 略或者因?yàn)楹诎抵泄饩€缺乏而較晚發(fā)現(xiàn)的車輛。通過減少顯示圖像的信息內(nèi)容，駕駛者較 少被打擾，并且只接收實(shí)質(zhì)性的信息而沒有不想要的多余和較少實(shí)質(zhì)性的圖像信息。分析 顯示圖像的任務(wù)由駕駛者轉(zhuǎn)移到了夜視裝置，這樣就減少了駕駛時(shí)對(duì)駕駛者的打擾。更好 地，當(dāng)駕駛者觀察到顯示單元時(shí)，只需要駕駛者較少量的注意力。由于除了通過車輛前擋風(fēng) 車窗所能看到的環(huán)境的真實(shí)圖像之外，駕駛者不必要觀察由夜視攝影機(jī)在顯示單元上產(chǎn)生 的整個(gè)圖像，所以在黑暗中的駕駛將會(huì)變得不那么累人。所述顯示單元可以是前擋風(fēng)車窗， 后車窗和/或后視鏡，也可以是固定在駕駛者視野中的獨(dú)立屏幕。優(yōu)選地，所述光斑可以在 顯示單元，例如，前擋風(fēng)車窗、鏡子之類的上定位在與如果視覺條件允許駕駛者發(fā)現(xiàn)真實(shí)的 障礙物時(shí)的障礙物的位置相對(duì)應(yīng)的位置處。優(yōu)選地，提供由所述控制單元控制的光源，以在顯示單元上引導(dǎo)光源的光束，從而 在顯示單元上表示障礙物。然而，所述顯示單元并不是通過光束的照射來指示出所述光斑， 而是通過在顯示單元上對(duì)應(yīng)于障礙物位置的屏幕位置處打開的光源來指示出所述光斑。在優(yōu)選實(shí)施例中，提供選擇單元來根據(jù)車輛的行駛方向選擇顯示單元。優(yōu)選地，所述選擇單元可將所述光斑在前擋風(fēng)車窗與后車窗，內(nèi)部后視鏡、和外部后視鏡三者中的至少一個(gè)之間產(chǎn)生切換。當(dāng)在向前方向上行駛時(shí)，所述選擇單元將所述光束引導(dǎo)到車輛的前 擋風(fēng)車窗上。前擋風(fēng)車窗上的光斑容易被駕駛者認(rèn)出。當(dāng)在向后方向上行駛時(shí)，例如倒車 時(shí)，所述光斑可以被引導(dǎo)至后視鏡上，例如，在倒車時(shí)駕駛者可能要看到的內(nèi)部后視鏡、夕卜 部后視鏡或者同時(shí)兩者，和/或在后車窗上。所述光斑能可靠地定位在駕駛者的視野中，以 避免使得駕駛者的視線偏離在向前或向后駕駛時(shí)的正常視線。優(yōu)選地，所述光源包括激光源。它可以在顯示單元上產(chǎn)生清晰可見的和很好界定 的光斑。其優(yōu)點(diǎn)是，光斑在例如前擋風(fēng)車窗的所述顯示單元上，定位在對(duì)應(yīng)于如果視野條件 允許，例如，在正常白天視野條件下的障礙物的位置的位置處。根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種分派單元，用于給所述障礙物分派圖標(biāo)，以用指示所述 障礙物的種類的圖標(biāo)來顯示障礙物。駕駛者可以直觀地理解何種情況是必須處理的，例如， 該障礙物是否會(huì)移動(dòng)并可能在車輛之前穿過車道，或者該障礙物是否是在車道旁邊固定不 動(dòng)的。所述圖標(biāo)也可以是顯示所述障礙物的真實(shí)圖像的所述夜視攝影機(jī)得到的圖像的部 分。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，提供一種決策單元，用于判斷在所述障礙物和車輛之間 是否有潛在的碰撞危險(xiǎn)。這樣就可以僅在檢測到危險(xiǎn)的情況時(shí)警示駕駛者，并且駕駛者能 迅速通過在顯示單元上，例如，尤其是指取決于車輛的行駛方向的在前擋風(fēng)車窗或者后顯 示器上的光斑了解產(chǎn)生危險(xiǎn)的位置。根據(jù)更優(yōu)選的實(shí)施例，所述夜視裝置可以提供到駕駛者頭部位置檢測系統(tǒng)的鏈 接。這樣，所述夜視裝置可以與所述頭部位置檢測系統(tǒng)耦合。所述光斑位置可以優(yōu)選地根 據(jù)檢測到的駕駛者頭部位置而調(diào)整。提出一種基于車輛的夜視裝置的操作方法，其包括如下的步驟產(chǎn)生車輛行駛方 向前方環(huán)境的圖像；分析圖像信息；提取代表車輛可能的障礙物的信息；觸發(fā)控制裝置，以 在顯示單元上產(chǎn)生指示障礙物的光斑。駕駛者可以得到實(shí)質(zhì)的信息而不被多余的信息打 擾。駕駛者可以從分析整個(gè)圖像中解放出來，而只接收必要的信息，從而節(jié)約時(shí)間以便于有 充分的時(shí)間對(duì)該情況作出反應(yīng)。優(yōu)選地，所述控制單元可以對(duì)應(yīng)于所述障礙物的位置和/或種類，將光源的光束 引導(dǎo)到所述顯示單元上。駕駛者可以在顯示單元上觀察作為光斑的障礙物。在一個(gè)優(yōu)選的步驟中，可以執(zhí)行的是，在顯示單元上分派位置，其代表障礙物相對(duì) 于車輛的位置。駕駛者可以直觀地得知障礙物的位置并依其作出反應(yīng)。通過根據(jù)車輛的行駛方向選擇顯示單元，在向前和向后行駛時(shí)可以可靠地通知駕 駛者可能的危急情況。優(yōu)選地，當(dāng)向前行駛時(shí)可以將光束引導(dǎo)到前擋風(fēng)車窗上，當(dāng)向后行駛 時(shí)可以將光束引導(dǎo)到后車窗、內(nèi)部后視鏡、外部后視鏡中的至少一個(gè)上?？梢酝ㄟ^使得光斑 充分引入駕駛者的視野中來使得駕駛者意識(shí)到障礙物。通過選擇代表障礙物的種類的圖標(biāo)和在顯示單元上用光斑顯示圖標(biāo)，可以幫助駕 駛者容易地辨識(shí)出所述障礙物，并能采取相應(yīng)的駕駛操作。通過優(yōu)選地只在潛在危急情況下觸發(fā)顯示光斑，可以避免刺激或打擾駕駛者駕駛 車輛。使得夜視環(huán)境下的駕駛變得并不累人。根據(jù)下述的實(shí)施例的細(xì)節(jié)描述能更好地理解本發(fā)明和上述以及其他的目的和優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明并不僅限于該實(shí)施例，并由附圖示出

圖1是在車輛前擋風(fēng)車窗上顯示出障礙物的優(yōu)選的夜視裝置示意性圖示；圖2是示出了在車輛上的優(yōu)選的顯示單元的概述圖；以及圖3是當(dāng)在前擋風(fēng)車窗上顯示障礙物時(shí)的通過前擋風(fēng)車窗圖像。在附圖中，相同或相似的元件用相同的參考數(shù)字標(biāo)記。附圖僅僅是示意性圖示，并 不旨在描述本發(fā)明的具體參數(shù)。此外，附圖僅僅是描繪本發(fā)明的典型的實(shí)施例，而并不能理 解為限制本發(fā)明的范圍。
為了解釋本發(fā)明，基于車輛的夜視裝置10的優(yōu)選的實(shí)施例在圖1中示出。所述夜 視裝置10包括夜視攝影機(jī)12，其優(yōu)選地在車輛(未示出)行駛方向上，記錄在車輛的前方 環(huán)境中圖像。所述夜視攝影機(jī)12優(yōu)選的是帶有數(shù)字圖像傳感器的紅外攝影機(jī)。所述裝置 10提供的夜視攝影機(jī)12可以向前和向后攝像。分析單元14接收來自于攝影機(jī)12的圖像 數(shù)據(jù)，并分析由攝影機(jī)12收集的圖像信息。所述分析單元14優(yōu)選地以照片分析機(jī)來實(shí)現(xiàn)， 并可以對(duì)照片中包含的相關(guān)的信息進(jìn)行挑選。這可以由現(xiàn)有技術(shù)中的圖案識(shí)別或其它方式 來實(shí)現(xiàn)。例如，圖像中物體的外形可以被識(shí)別，并與例如數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)比。另外，可以 包含數(shù)字地圖數(shù)據(jù)來將路的形狀，地形特征等與在車輛路線上的可能障礙物進(jìn)行區(qū)分。此 類障礙物可能是行人、動(dòng)物、其它停在路邊的車輛。當(dāng)駕車駛過森林區(qū)域時(shí)，在路上碰到障 礙物是動(dòng)物的情況的幾率比碰到是人的幾率要大。這樣當(dāng)車輛行駛過此類區(qū)域時(shí)可以提高 識(shí)別障礙物的速度。如果可視性很差，并且像平常在夜晚的情況下駕駛者只能靠自己的視力時(shí)，這類 障礙物只能在近距離才能被認(rèn)出，并沒有足夠時(shí)間讓駕駛者作出及時(shí)反應(yīng)從而可能引起碰 撞的危險(xiǎn)。所述夜視攝影機(jī)12可以提供比駕駛者自然視線更大的范圍。通過從攝影機(jī)12 獲取的圖像中對(duì)可能的障礙物來提取相關(guān)信息，可以忽略掉更少的相關(guān)信息。如果檢測到 障礙物，則例如，諸如行人、動(dòng)物的移動(dòng)的障礙物，或諸如?？康能囕v的其它不動(dòng)的障礙物 的障礙物的位置、或者障礙物的種類都可以被檢測到。分析單元14的數(shù)據(jù)提供給控制單元 16來將光源18的光束20引導(dǎo)在顯示單元32上。光束20在顯示單元32，例如前擋風(fēng)車窗，上形成光斑22，來指示可能存在的障礙 物。優(yōu)選地，顯示單元32上的光斑22的位置對(duì)應(yīng)于路上障礙物的位置。這樣，顯示單元32， 如前擋風(fēng)車窗40上的光斑22可以在幾何上被定位在與如果視覺條件更好時(shí)對(duì)應(yīng)的適當(dāng)位 置處，駕駛者可以正好在顯示裝置32上光斑22顯示的所述位置處看到所述障礙物。駕駛 者就可以直觀地知道障礙物的位置。優(yōu)選地，如果車輛不僅裝配了前視的夜視攝影機(jī)12，還裝配了后視的夜視攝影機(jī)， 則根據(jù)車輛行駛方向來選擇合適顯示單元32的選擇單元16a可以與控制單元16耦合。特 別地，所述選擇單元16a可以在前擋風(fēng)車窗40與后車窗48、內(nèi)部后視鏡42、和外部后視鏡 44,46中三者中的至少一個(gè)之間切換所述光斑22，如圖2所示。優(yōu)選地，決策單元14a耦合到分析單元14來決定障礙物是否會(huì)使車輛有潛在的碰 撞危險(xiǎn)。如果有，光束20被引導(dǎo)到合適的顯示單元32上。優(yōu)選地，光源18是激光源，特別 是激光束光源。分析單元14b可以被耦合到分析單元14，用于給障礙物分派圖標(biāo)，從而以指 示障礙物的種類的圖標(biāo)來顯示障礙物。駕駛者接收到存在何種障礙物的可理解的信息?，F(xiàn)在參考圖3，其描述了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的概略圖。當(dāng)在夜晚沿路行駛車輛30時(shí)，駕駛者的視野減小。特別地，路的邊界很難看清，并且其與黑暗融為一體。僅僅是車輛的前燈照亮的區(qū)域或者被外部的光源照到的區(qū)域可以被看見并提供視覺信息。因此，夜 視攝影機(jī)12獲取紅外線攝影圖像，其與在夜晚期間可視波長光譜中可見物體的較弱的對(duì) 比度相比，增加了物體的對(duì)比度。優(yōu)選地，前擋風(fēng)車窗40用作顯示單元32來顯示夜視攝影機(jī)12提供的信息。通過 圖3描述的實(shí)施例中的示例，前視的夜視攝影機(jī)12作為平視單元固定在前擋風(fēng)車窗40的 頂部以觀察車輛30的前方。當(dāng)駕駛者坐在駕駛座位上時(shí)，擋風(fēng)車窗在駕駛者的視野范圍 中。夜視系統(tǒng)的位置在必要時(shí)或更合適時(shí)可以進(jìn)行變換。所述夜視攝影機(jī)12生成車輛30行駛方向中的前方環(huán)境的圖像，其通過夜視裝置 10的的分析單元14進(jìn)行分析(圖1)。通過分析單元14(圖1)提取指示可能的障礙物28 的物體的圖像信息?？刂茊卧?6(圖1)觸發(fā)光源18而將光束20引導(dǎo)至被選擇為顯示單 元32的前擋風(fēng)車窗40上。所述光束20在前擋風(fēng)車窗40的如果駕駛者能夠看到障礙物28時(shí)駕駛員應(yīng)看到 障礙物28的位置處產(chǎn)生光斑22，所述光斑22表示在顯示單元32上的障礙物28。所述障 礙物28可由圖標(biāo)來指示，例如，被描述成鹿，這樣可以警示駕駛者該動(dòng)物可能穿過馬路并 可能被撞，或者警示其在車輛30的前燈下是不動(dòng)的。在沿路行駛時(shí)，駕駛者可以自動(dòng)識(shí)別 出光斑22，S卩，作為光斑22的指示障礙物28位于車輛路線前方的圖標(biāo)位于當(dāng)通過前擋風(fēng)車 窗觀察時(shí)的駕駛者的視線中的。駕駛者可以免受顯示單元32上的復(fù)雜圖像打擾，而只接受 與出現(xiàn)的障礙物相關(guān)的實(shí)質(zhì)信息。通過選擇前擋風(fēng)車窗40上的光斑22的位置，可使駕駛 者通過前擋風(fēng)車窗40在如果可以觀察到障礙物28的位置處觀察到障礙物28，駕駛者可以 直觀得知障礙物28到車輛30的距離信息。駕駛者可以容易地得到信息并據(jù)此反應(yīng)，例如，減速或準(zhǔn)備剎車等。所提出的裝置 和方法增加了在夜晚行車時(shí)的交通和駕駛的安全性。
權(quán)利要求
一種基于車輛的夜視裝置，其特征在于-夜視攝影機(jī)(12)，-分析單元(14)，用于分析所述夜視攝影機(jī)(12)收集的圖像信息，并提取在車輛(30)行駛方向的前方的可能障礙物(28)的種類和/或位置，-控制單元(16)，用于在顯示單元(32)上產(chǎn)生光斑(22)，來指示所述可能障礙物(28)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，對(duì)應(yīng)于所述障礙物(28)的位置和/或種類， 光源(18)將所述光源(18)的光束(20)引導(dǎo)到所述顯示單元(32)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，根據(jù)車輛(30)的行駛方向，由選擇單元 (16a)選擇所述顯示單元(32)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述選擇單元(16a)提供在前擋風(fēng)車窗 (40)和后車窗(48)、內(nèi)部后視鏡(42)、外部后視鏡(44、46)三者中的至少一個(gè)之間轉(zhuǎn)換光 斑(22)。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述光源(18)包括激光源。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，通過分派單元(14a)為所述障礙物 (28)分派圖標(biāo)，用于以指示所述障礙物(28)的種類的圖標(biāo)來顯示出所述障礙物(28)。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，提供決策單元(14b)來決定所述障 礙物(28)是否對(duì)所述車輛(30)存在潛在的危險(xiǎn)。
8.如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，提供到駕駛者頭部位置檢測系統(tǒng)的 鏈接。
9.一種用來操作如上述任一權(quán)利要求所述的基于車輛的夜視裝置(10)的方法，其特 征在于-產(chǎn)生在車輛(30)行駛方向中的前方的環(huán)境圖像，_分析所述圖像信息，-提取表示所述車輛(30)的可能障礙物(28)的信息，-觸發(fā)控制單元(16)，以在所述顯示單元(32)上產(chǎn)生表示所述障礙物(28)的光斑 (22)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，特征還在于，在所述顯示單元(32)上分派代表所述障礙 物(28)相對(duì)于所述車輛(30)的位置的位置。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，特征還在于，在顯示單元(32)上選擇與如果駕駛 員自然視線感知到障礙物(28)時(shí)其應(yīng)出現(xiàn)的位置相對(duì)應(yīng)的位置。
12.如權(quán)利要求9到11之一所述的方法，特征還在于，將光束(20)引導(dǎo)至所述顯示單 元(32)上用于產(chǎn)生所述光斑(22)。
13.如權(quán)利要求9到12之一所述的方法，特征還在于，根據(jù)所述車輛(30)的行駛方向 選擇所述顯示單元(32)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，特征還在于，將所述光束(20)引導(dǎo)到所述前擋風(fēng)車窗 (40)或后車窗(48)、內(nèi)部后視鏡(42)、外部后視鏡(44、46)三者中的至少一個(gè)上。
15.如權(quán)利要求9到14之一所述的方法，特征還在于，選擇表示所述障礙物(28)的種 類的圖標(biāo)，并在所述顯示單元(32)上將所述圖標(biāo)表示為光斑(22)。
16.如權(quán)利要求9到15之一所述的方法，特征還在于，只在有潛在危急的情況下觸發(fā)所 述光斑(22)的顯示。
17.如權(quán)利要求9到16之一所述的方法，特征還在于，根據(jù)利用駕駛者頭部位置系統(tǒng)檢 測到的駕駛者頭部位置來調(diào)整所述光斑的所述位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于車輛的夜視裝置，其提供夜視攝像機(jī)(12)；分析單元(14)，用來分析所述夜視攝像機(jī)(12)收集的圖像信息，并提取在車輛(30)行駛方向的前方可能障礙物(28)的種類和/或位置；控制單元(16)，其在顯示單元(32)上產(chǎn)生光斑(22)來指示所述可能障礙物(28)。本發(fā)明還涉及操作這種基于車輛的夜視裝置的方法。
文檔編號(hào)G02B27/01GK101842262SQ200780101361
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者拉爾斯·安德森 申請(qǐng)人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司