本發(fā)明總體上涉及機(jī)動(dòng)車輛裝備領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于改善機(jī)動(dòng)車輛操作者的情境感知的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

加強(qiáng)駕駛員安全性的最重要的方法之一是使盲點(diǎn)最小化。當(dāng)改變車道時(shí)，駕駛員必須通過查看側(cè)視鏡確保與其他車輛適當(dāng)?shù)拈g隙。如果側(cè)視鏡未正確調(diào)整，則可以產(chǎn)生盲點(diǎn)。當(dāng)實(shí)際上存在如機(jī)動(dòng)車輛的障礙物時(shí)，這種不適當(dāng)?shù)溺R面調(diào)整可以給駕駛員一種合適改變車道的間隙的表現(xiàn)。如果存在另一輛車輛或障礙物，并嘗試變道操縱，則可能會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)接近或碰撞。

本發(fā)明涉及一種用于改善機(jī)動(dòng)車輛操作者的情境感知并從而促進(jìn)更安全的車輛操作的新的和改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本文所述的目的和益處，為機(jī)動(dòng)車提供情境感知系統(tǒng)。該情境感知系統(tǒng)包含(a)包括右側(cè)部分、左側(cè)部分和中央部分的后視鏡；(b)包括右側(cè)攝像機(jī)、左側(cè)攝像機(jī)和中央后方攝像機(jī)的成像系統(tǒng)；(c)包括右側(cè)顯示器、左側(cè)顯示器和中央后方顯示器的顯示系統(tǒng)；以及(d)控制模塊。該控制模塊被配置為選擇性地激活：(a)右側(cè)顯示器，以通過后視鏡的右側(cè)部分投影來自右側(cè)攝像機(jī)的圖像；(b)左側(cè)顯示器，以通過后視鏡的左側(cè)部分投影來自左側(cè)攝像機(jī)的圖像；(c)中央后部顯示屏，以通過后視鏡的中央部分投影來自中央后方攝像機(jī)的圖像。

情境感知系統(tǒng)還可以包括右側(cè)盲點(diǎn)警告元件和左側(cè)盲點(diǎn)警告元件。在一個(gè)可行的實(shí)施例中，右側(cè)盲點(diǎn)警告元件包含照明的后視鏡的邊緣的右側(cè)部分。左側(cè)盲點(diǎn)警告元件包含照明的后視鏡的邊緣的左側(cè)部分。

控制模塊還可以被配置為當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者啟動(dòng)右轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)激活右側(cè)攝像機(jī)和右側(cè)顯示器。類似地，控制模塊還可以被配置為當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者啟動(dòng)左轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)激活左側(cè)攝像機(jī)和左側(cè)顯示器。

此外，控制模塊還可以被配置為當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者將機(jī)動(dòng)車輛的變速器置于倒車擋以準(zhǔn)備使機(jī)動(dòng)車輛倒車時(shí)，激活右側(cè)攝像機(jī)、右側(cè)顯示器、左側(cè)攝像機(jī)、左側(cè)顯示器、中央后方攝像機(jī)和中央后方顯示器。

根據(jù)另一方面，提供了一種用于改善機(jī)動(dòng)車輛操作者的情境感知的方法。該方法可以被描述為包含以下步驟：(a)通過成像系統(tǒng)監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車輛右側(cè)的第一區(qū)域、機(jī)動(dòng)車輛后方的第二區(qū)域和機(jī)動(dòng)車輛左側(cè)的第三區(qū)域以及(b)通過顯示系統(tǒng)地將第一區(qū)域的第一圖像通過后視鏡的右側(cè)部分、第二區(qū)域的第二圖像通過后視鏡的中央部分以及第三區(qū)域的第三圖像通過后視鏡的左側(cè)部分來進(jìn)行選擇性地投影。

該方法還可以包括通過控制模塊激活成像系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)的步驟。此外，該方法可以包括提供盲點(diǎn)警告的步驟。因此，在一些實(shí)施例中，該方法可以包括當(dāng)在車輛右側(cè)的第一區(qū)域中檢測(cè)到對(duì)象時(shí)照亮后視鏡的右邊緣部分的步驟。類似地，該方法可以包括當(dāng)在車輛左側(cè)的第三區(qū)域中檢測(cè)到對(duì)象時(shí)照亮后視鏡的左邊緣部分的步驟。

此外，該方法可以包括當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者啟動(dòng)轉(zhuǎn)向信號(hào)時(shí)，由控制模塊自動(dòng)激活成像系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)的步驟。因此，該方法可以包括當(dāng)操作者啟動(dòng)右轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，對(duì)機(jī)動(dòng)車輛右側(cè)的第一區(qū)域進(jìn)行成像并且通過后視鏡的右側(cè)部分投影第一區(qū)域的第一圖像。類似地，該方法可以包括當(dāng)操作者啟動(dòng)左轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的左側(cè)的第三區(qū)域進(jìn)行成像并且通過后視鏡的左側(cè)部分投影第三區(qū)域的第三圖像的步驟。

此外，該方法可以包括以下步驟：當(dāng)操作者將機(jī)動(dòng)車輛的變速器置于倒車擋時(shí)，(a)通過控制模塊激活成像系統(tǒng)，并由成像系統(tǒng)對(duì)第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域進(jìn)行成像；(b)通過控制模塊激活顯示系統(tǒng)，并且通過顯示系統(tǒng)將第一圖像通過后視鏡的右側(cè)部分、第二圖像通過后視鏡的中央部分和第三圖像通過后視鏡的左側(cè)部分來進(jìn)行投影。

在下面的說明書中，示出了和描述的幾個(gè)情境感知系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，情境感知系統(tǒng)及其相關(guān)方法能夠具有其它不同的實(shí)施例，并且其若干細(xì)節(jié)能夠在各種明顯的方面修改，所有修改不脫離在以下權(quán)利要求中列舉和說明的系統(tǒng)和方法。因此，附圖和說明書應(yīng)該理解為實(shí)際上說明性的并非限制性的。

附圖說明

這里包含的并形成本說明書的一部分的附圖說明了情境感知系統(tǒng)的若干方面，并且與說明書一起解釋本發(fā)明的某些原理。在附圖中；

圖1是情境感知系統(tǒng)的示意性框圖；

圖2是機(jī)動(dòng)車輛的俯視圖，示出了用于定位成像系統(tǒng)的右側(cè)攝像機(jī)、左側(cè)攝像機(jī)和中央后方攝像機(jī)的一個(gè)可能實(shí)施例；

圖3是處于停用狀態(tài)的系統(tǒng)的后視鏡的主視圖；

圖3a-3f示出了在本發(fā)明的以下部分中詳細(xì)描述的各種其它操作狀態(tài)的后視鏡；

圖4是后視鏡的示意性橫截面視圖，其示出了后視鏡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括將顯示系統(tǒng)的右側(cè)顯示器、中央后方顯示器和左側(cè)顯示器在后視鏡的雙向玻璃面后面的定位；

現(xiàn)在將詳細(xì)地參考情境感知系統(tǒng)的目前的優(yōu)選實(shí)施例，情境感知系統(tǒng)的示例如附圖中所示。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)參考圖1，其示出了特別適于增強(qiáng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者的情境感知的情境感知系統(tǒng)10。該情境感知系統(tǒng)10包括具有左側(cè)部分14、中央部分16和右側(cè)部分18的后視鏡12。如在下面的描述中將顯而易見的，包括部分14、16、18的后視鏡12由作為提供反射圖像的標(biāo)準(zhǔn)后視鏡的正常操作模式下工作的雙向玻璃制成。然而，當(dāng)情境感知系統(tǒng)10被激活時(shí)，圖像可以通過后視鏡12的各個(gè)部分14、16、18向機(jī)動(dòng)車輛28的駕駛員投影。

情境感知系統(tǒng)10還包括成像系統(tǒng)20，該成像系統(tǒng)20包括右側(cè)攝像機(jī)22、中央后方攝像機(jī)24和左側(cè)攝像機(jī)26。如圖2所示，右側(cè)攝像機(jī)22可以沿著機(jī)動(dòng)車輛28的右側(cè)的任何位置安裝到機(jī)動(dòng)車輛28，例如大約中點(diǎn)。類似地，左側(cè)攝像機(jī)26可以安裝在機(jī)動(dòng)車輛28的左側(cè)的任何位置，例如在中點(diǎn)周圍。中央后方攝像機(jī)24可以安裝在機(jī)動(dòng)車輛28的后部，例如在行李箱30的中心。攝像機(jī)22、24、26中的每一個(gè)可以是廣角攝像機(jī)，廣角攝像機(jī)可以被定向成提供在機(jī)動(dòng)車輛28周圍連續(xù)且不間斷的視野v。更具體地，右側(cè)攝像機(jī)22可以提供第一視野a1，中央后方攝像機(jī)可以提供第二視野a2并且左側(cè)攝像機(jī)26可以提供第三視野a3。

返回參考圖1和圖4，情境感知系統(tǒng)10還包括顯示系統(tǒng)32，該顯示系統(tǒng)32包括右側(cè)顯示器34、中央后方顯示器36和左側(cè)顯示器38。應(yīng)當(dāng)理解的是，顯示系統(tǒng)32設(shè)置在后視鏡12中，具有位于右側(cè)部分18后面的右側(cè)顯示器34、位于中央部分16后面的中央后方顯示器36和位于左側(cè)部分14后面的左側(cè)顯示器38。顯示器34、36、38之間的屏幕分隔件39確保了任何鏡子部分14、16、18的正常反射狀態(tài)得以保持，除非該特定鏡子部分之后的顯示器38、36、34被激活。

情境感知系統(tǒng)10還可以包括控制模塊40，該控制模塊40包含例如根據(jù)來自適當(dāng)控制軟件的指令操作的專用微處理器或電子控制單元(electroniccontrolunit，ecu)之類的計(jì)算設(shè)備。因此，控制模塊40可以包含通過通信總線相互通信的一個(gè)或多個(gè)處理器、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器和一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口。如果需要，控制模塊40可以與車身控制模塊或bcm(bodycontrolmodule)(未示出)連接。已知這樣的bcm包含具有全部通過通信總線彼此通信的一個(gè)或多個(gè)處理器、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器和一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的計(jì)算設(shè)備、人機(jī)界面、gps(全球定位系統(tǒng))/地理定位器部件、諸如具有觸摸屏功能的多功能顯示器這樣的顯示裝置和語音處理器。這樣的bcm執(zhí)行許多車身內(nèi)部的電氣功能，包括例如內(nèi)部鎖定、遙控鑰匙進(jìn)入、內(nèi)部照明、外部照明、擋風(fēng)玻璃刮水器控制等等。在一些實(shí)施例中，bcm還可以用于控制娛樂功能(例如無線電、cd播放器和諸如通過無線網(wǎng)絡(luò)的電話和互聯(lián)網(wǎng)通信之類的通信)。在一些實(shí)施例中，bcm通過通信總線連接到提供這些附加功能中的一個(gè)或多個(gè)的其他控制模塊。

從下面的描述可以理解，情境感知系統(tǒng)10的控制模塊40被配置為選擇性地啟動(dòng)：(a)右側(cè)顯示器34，以通過后視鏡11的右側(cè)部分18投影來自右側(cè)攝像機(jī)22的圖像；(b)左側(cè)顯示器38，以通過后視鏡的左側(cè)部分14投影來自左側(cè)攝像機(jī)26的圖像；以及(c)中央后方顯示器36，以通過后視鏡的中央部分16投影來自中央后方攝像機(jī)24的圖像。

當(dāng)情境感知系統(tǒng)10被關(guān)閉或不激活時(shí)，后視鏡12的左側(cè)部分14、中央部分16和右側(cè)部分18用作標(biāo)準(zhǔn)后視鏡，其向機(jī)動(dòng)車輛司機(jī)提供通過后窗的完整鏡像(見圖3)。

在車輛操作者通過語音激活、機(jī)械致動(dòng)器或觸摸屏顯示器來選擇恒定側(cè)視圖激活模式的情況下，控制模塊40激活左側(cè)和右側(cè)攝像機(jī)22、26以及左側(cè)和右側(cè)顯示器34、38使得視野a1的視頻圖像被右側(cè)攝像機(jī)22拍攝并被右側(cè)顯示器34通過后視鏡12的右側(cè)部分18投影，并且視野a3的視頻圖像被左側(cè)攝像機(jī)26拍攝并被左側(cè)顯示器34通過后視鏡的左側(cè)部分14投影，同時(shí)反射鏡的中央部分16保持在停用狀態(tài)以便提供機(jī)動(dòng)車輛后面的視野a2的反射圖像a2。參見圖3a。

車輛操作者還可以通過語音激活或其他手段來選擇完全激活模式，由此控制模塊40激活左側(cè)、右側(cè)和中央后方攝像機(jī)22、24、26使得：(1)視野a1的視頻圖像由右側(cè)攝像機(jī)22拍攝并由右側(cè)顯示器34通過鏡子部分18投影；(2)視野a3的視頻圖像由左側(cè)攝像機(jī)26拍攝并由左側(cè)顯示器38通過鏡子部分14投影；和(3)視野a2的視頻圖像由中央后方攝像機(jī)24拍攝并由中央后方顯示器36通過鏡子部分16投影。因此，如果需要，在任何時(shí)間都可以在后視鏡12上觀看完整的視頻。

情境感知系統(tǒng)10還可以包括盲點(diǎn)警告系統(tǒng)，該盲點(diǎn)警告系統(tǒng)包括右側(cè)盲點(diǎn)警告元件42和左側(cè)盲點(diǎn)警告元件44。如圖3b所示，右側(cè)盲點(diǎn)警告元件42可以包含后視鏡組件12的邊緣的一部分，其可以以引人注目的顏色(例如黃色)照亮。相反，如圖3c所示，左側(cè)盲點(diǎn)警告元件44可以包含后視鏡組件12的邊緣在反射鏡的左邊緣處的一部分，該部分可以每當(dāng)檢測(cè)到對(duì)象在車輛的左側(cè)時(shí)以諸如黃色的矚目顏色照亮。

控制模塊40還可以被配置為當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者通過操縱轉(zhuǎn)向信號(hào)桿(未示出)來啟動(dòng)右轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)地激活右側(cè)攝像機(jī)24和右側(cè)顯示器34。如圖3d所示，當(dāng)處于該激活模式時(shí)，視野a1的視頻圖像由右側(cè)攝像機(jī)22拍攝并由右側(cè)顯示器34通過后視鏡12的右側(cè)部分18投影，同時(shí)后視鏡的剩余部分14、16保持在停用或反射狀態(tài)。如果在視野a1中檢測(cè)到障礙物并且情境感知系統(tǒng)10包括被激活以進(jìn)行操作的盲點(diǎn)警告功能，則右側(cè)盲點(diǎn)警告元件42也被照亮。類似地，控制模塊40還可以被配置為當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者通過操縱轉(zhuǎn)向信號(hào)桿來啟動(dòng)左轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)地激活左側(cè)攝像機(jī)26和左側(cè)顯示器38。在這種情況下，視野a3的視頻圖像被左側(cè)攝像機(jī)26拍攝并且由左側(cè)顯示器38通過后視鏡12的左側(cè)部分14投影，同時(shí)其余部分16和18保持在停用、反射狀態(tài)。同樣，如果情境感知系統(tǒng)10配備有被激活以進(jìn)行操作的盲點(diǎn)警告功能，則如果在視野a3中檢測(cè)到對(duì)象，則左側(cè)盲點(diǎn)警告元件44將被照亮。

此外，控制模塊40還可以被配置為當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者將機(jī)動(dòng)車輛的變速器置于表示希望使機(jī)動(dòng)車輛倒車的倒車擋時(shí)激活右側(cè)攝像機(jī)22和右側(cè)顯示器34、左側(cè)攝像機(jī)26和左側(cè)顯示器38以及中央后方攝像機(jī)24和中央后方顯示器36。因此，在這種情況下：(a)由右側(cè)攝像機(jī)22拍攝的視野a1的視頻由右側(cè)顯示器34通過鏡子12的右側(cè)部分18投影；而(b)由中央后方攝像機(jī)24拍攝的視野a2的視頻由中央后方顯示器36通過后視鏡的中央部分16投影；并且(c)由左側(cè)攝像機(jī)26拍攝的視野a3的視頻由左側(cè)顯示器38通過后視鏡的左側(cè)部分14投影。結(jié)果，在標(biāo)準(zhǔn)后視鏡位置將完整視野v的視頻圖像提供給機(jī)動(dòng)車輛28的操作者，操作者習(xí)慣于在該標(biāo)準(zhǔn)后視鏡位置接收該信息。有利地，成像系統(tǒng)20和顯示系統(tǒng)32提供沒有盲點(diǎn)的完整視野圖像使得操作者可以更安全和自信地將機(jī)動(dòng)車輛倒車到期望的位置。即使在低亮度條件下也是如此。事實(shí)上，情境感知系統(tǒng)是非常有效的，它消除了對(duì)機(jī)動(dòng)車輛上的外部后視鏡的需要。因此，如果需要，可以刪除外部后視鏡以增加機(jī)動(dòng)車輛28的空氣動(dòng)力學(xué)效率和燃料經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)前述描述，提供了一種用于改善機(jī)動(dòng)車輛操作者的情境感知的方法。該方法包含以下步驟：通過成像系統(tǒng)20監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車輛右側(cè)的第一區(qū)域a1、機(jī)動(dòng)車輛中央或后方的第二區(qū)域a2和位于機(jī)動(dòng)車輛左側(cè)的第三區(qū)域a3，并且通過顯示系統(tǒng)32將第一區(qū)域的第一圖像通過后視鏡12的右側(cè)部分18、第二區(qū)域的第二圖像通過后視鏡的中央部分16以及第三區(qū)域的第三圖像通過后視鏡的左側(cè)部分14進(jìn)行選擇性地投影。

該方法還可以包括通過控制模塊40激活成像系統(tǒng)20和顯示系統(tǒng)32。此外，該方法可以包括提供盲點(diǎn)警告。這可以通過在第一區(qū)域a1中檢測(cè)到對(duì)象時(shí)照亮后視鏡12的右邊緣部分42和/或在第三區(qū)域a3中檢測(cè)到對(duì)象時(shí)照亮后視鏡的左邊緣部分44來完成。

此外，該方法可以包括當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛的操作者啟動(dòng)轉(zhuǎn)向信號(hào)時(shí)，由控制模塊40自動(dòng)激活成像系統(tǒng)20和顯示系統(tǒng)32。因此，該方法可以包括當(dāng)操作者啟動(dòng)右轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，對(duì)機(jī)動(dòng)車輛右側(cè)的第一區(qū)域a1進(jìn)行成像并且通過后視鏡11的右側(cè)部分18投影第一區(qū)域的第一圖像。類似地，該方法可以包括以下步驟：當(dāng)操作者啟動(dòng)左轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的左側(cè)的第三區(qū)域進(jìn)行成像并且通過后視鏡12的左側(cè)部分14投影第三區(qū)域的第三圖像。

此外，該方法可以包括以下步驟：當(dāng)操作者將機(jī)動(dòng)車輛的變速器置于倒車擋時(shí)，(a)通過控制模塊40激活成像系統(tǒng)20，以及對(duì)第一區(qū)域a1、第二區(qū)域a2和第三區(qū)域a3進(jìn)行成像，(b)通過控制模塊40激活顯示系統(tǒng)32，并且將第一圖像通過后視鏡12的右側(cè)部分18、第二圖像通過后視鏡的中央部分16和第三圖像通過后視鏡的左側(cè)部分14進(jìn)行投影。

為了說明和描述的目的已經(jīng)提出前述內(nèi)容。這樣不是為了詳盡描述或限制實(shí)施例到所公開的準(zhǔn)確形式。依據(jù)上述教導(dǎo)，明顯修改及改變是可能的。當(dāng)按照權(quán)利要求公平、合法和合理地享有的寬度解釋時(shí)，所有這些修改和改變均包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。