專利名稱：用于支持路徑控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于支持特別是在道路上的或處于道路外的環(huán)境中的車輛、或船的、或飛機的路徑控制的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
一般已知，為了安全地駕駛車輛，駕駛員必須集中精力觀看道路以觀察交通和避免事故。然而，特別是目前車輛的駕駛員常常需要將目光從道路轉(zhuǎn)移出來和觀察車輛內(nèi)部，例如，駕駛員經(jīng)常需要直接注視(直接看)速度表、無線電設備或?qū)Ш斤@示器，且他必須能閱讀和理解那里展現(xiàn)的信息和能操作這些和其它設備，另外必須能駕駛車輛和監(jiān)視交通。
視線例如從道路上向車輛內(nèi)部中的任何短暫轉(zhuǎn)移都可能引起不安全的駕駛情況，因為駕駛員察覺路上環(huán)境變化的能力降低了。視線短暫離開道路導致不希望有的安全后果如車道保持性的可變性增大、超出車道、制動反應時間增加、錯過事件和更多后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體目標是提供一種方法和系統(tǒng)，其能進一步減少上述危險且特別是能進一步增加駕駛車輛的安全性。
特別地，本發(fā)明的一目標是提供一種方法和系統(tǒng)，用于支持特別是在道路上的或處于道路外的環(huán)境中的車輛的路徑控制。
這些目標由權利要求1所述的方法和權利要求13所述的系統(tǒng)解決。
所述解決方案的一個相當大的優(yōu)點是如果不是道路，所述方法也能用于道路外的應用，路線例如由導航系統(tǒng)預先確定。
這些解決方案基于令人驚奇的發(fā)現(xiàn)，即如果用權利要求1中提到的步驟中的至少一個執(zhí)行用于支持路徑控制的方法，能相當大地增加駕駛車輛的安全性。
從屬權利要求披露了本發(fā)明的有利實施例。


在下面參考附圖對本發(fā)明優(yōu)選和示范性的實施例的說明中披露了本發(fā)明另外的細節(jié)、特征和優(yōu)點，其中表示了圖1本發(fā)明的系統(tǒng)的第一實施例的示意圖；圖2本發(fā)明的系統(tǒng)的第二實施例的示意圖；圖3本發(fā)明的系統(tǒng)的第三實施例的示意圖；圖4根據(jù)本發(fā)明的用于展現(xiàn)車輛將來路徑的系統(tǒng)的第一方案的部件的框圖；圖5與實際將來路徑相比的所需將來路徑的示意圖；圖6并入到裝在頭上的顯示器中的將來路徑軌跡顯示的示范性展現(xiàn)；圖7將來路徑軌跡顯示的第一實施例；圖8將來路徑軌跡顯示的第二實施例；圖9將來路徑軌跡顯示的第三實施例；圖10根據(jù)本發(fā)明的用于展現(xiàn)車輛目前路徑的系統(tǒng)的第二方案的部件的框圖；圖11用于控制車輛目前路徑的顯示器的第一實施例；圖12，13用于控制車輛目前路徑的顯示器的第二實施例；圖14用于控制車輛目前路徑的顯示器的第三實施例；圖15用于控制車輛目前路徑的顯示器的第四實施例；
圖16用于控制車輛目前路徑的顯示器的第五實施例；圖17用于控制車輛目前路徑的顯示器的第六實施例；圖18用于控制車輛目前路徑的裝在眼鏡上的顯示器的示范性展現(xiàn)；和圖19用于控制車輛目前路徑的光信號流的示意性展現(xiàn)。
具體實施例方式
圖1表示進入車輛的駕駛室C中的側(cè)視圖，駕駛室C具有正在駕駛車輛的駕駛員D，和表示根據(jù)本發(fā)明的用于支持路徑控制的系統(tǒng)的第一實施例。
該系統(tǒng)的主要部件是控制設備10，其與例如呈激光投影機形式的顯示設備20和用于探測駕駛員D頭部和/或眼睛位置的視覺行為探測器30相連。
控制設備10用于從視覺行為探測器30接收頭部和/或眼睛位置數(shù)據(jù)，和用于接收由至少一個探測器(未示出)產(chǎn)生的車輛運動數(shù)據(jù)，該至少一個探測器用于探測車輛的速度和/或橫擺率和/或輪偏轉(zhuǎn)角等等。將參考圖4和10專門描述控制設備10的主要部件。
控制設備用于處理這些數(shù)據(jù)和用于控制顯示設備20以向駕駛員D顯示基于探測到的實際目前路徑而估計的車輛實際將來路徑和/或估計的車輛與所需目前路徑的目前偏離。提供和安裝激光投影機20以將這種圖象例如投影到車輛擋風玻璃的某個位置上。
在本公開中使用的術語“顯示設備”指的是向駕駛員展現(xiàn)信息的任何視覺信息展現(xiàn)源。顯示器的例子包括傳統(tǒng)的計算機顯示器，如用來展現(xiàn)基于GPS的導航和地圖信息的液晶顯示器(LCD)或類似顯示器或其它電子設備，儀表板中的顯示器，仰視顯示器，發(fā)光二極管(LED)，和其它投影顯示器。也能使用裝在頭盔上的、裝在護目鏡上的、裝在眼鏡上的顯示器。
投影顯示器的一個例子是可在市場上買到的二極管激光器(例如看www.lasershow.se)，其能產(chǎn)生彩色圖象刺激物。圖象刺激物由單個激光束構(gòu)成，該單個激光束如此快地四處移動以致產(chǎn)生圖象的印象。激光束由兩個小電磁馬達(x-和y-軸)控制，在馬達軸線上具有小鏡子。使用大量的不同激光是有利的，包括紅色和/或藍色和/或綠色激光，然而，在許多應用中，使用單個的便宜激光就足夠，如通常用作觀眾席中進行展現(xiàn)的指示器的激光；也能使用汽車級別激光。
最后，該系統(tǒng)包括用于追蹤眼睛的視覺行為探測器30，其例如是安裝在儀表板上的攝像機或能裝在頭上以探測駕駛員D的目光方向或目光位置且與控制設備10相連的另一個探測器。
圖2也表示進入車輛的駕駛室C中的側(cè)視圖，駕駛室C具有正在駕駛車輛的駕駛員D。圖2表示根據(jù)本發(fā)明的用于支持路徑控制的系統(tǒng)的第二實施例，其中提供兩組發(fā)光二極管21a、21b來代替激光投影機，在下面會參考圖12和13對它們進行更詳細地說明。
圖3表示用于支持路徑控制的本發(fā)明第三實施例，其中通過裝在頭上的護目鏡23將圖象展現(xiàn)給駕駛員D，裝在頭上的護目鏡23還包括視覺行為探測器31和控制單元11。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的用于展現(xiàn)車輛將來路徑的第一方案的部件的框圖。第一部件40用于探測駕駛員的頭部和/或眼睛位置數(shù)據(jù)，第二部件41用于探測車輛數(shù)據(jù)例如車輛的橫擺率和/或輪偏轉(zhuǎn)角和/或速度，第三部件42用于基于探測到的車輛數(shù)據(jù)計算路徑預測?；隈{駛員的頭部位置和/或眼睛位置數(shù)據(jù)以及算出的路徑預測，第四部件43用于顯示參數(shù)的計算以完成和獲得如在圖6到10之一中披露的顯示展現(xiàn)44。
圖5A，B表示與實際將來路徑相比的所需將來路徑的示意圖。在這些圖中，箭頭1表明所需將來路徑和箭頭2表明實際將來路徑，Ef是在預覽距離T處在所需和將來路徑之間的誤差，Ep是當前路徑位置和所需路徑位置之間的誤差，實線代表路徑的邊界。
圖5A表示實際將來路徑2，其具有修正的當前(目前)路徑位置和在遠路徑點處具有未修正的將來路徑軌跡，圖5B表示實際將來路徑2，其不但具有未修正的當前(目前)路徑位置并且在遠路徑點處處于未修正的將來路徑軌跡中。
控制將來路徑軌跡涉及將車輛正在去的地方(圖5A中的箭頭2)與它應該正在去的地方(箭頭1)進行比較，為了控制將來路徑軌跡，駕駛員基于在預覽距離T處在車輛實際將來路徑(箭頭2)和所需將來路徑(箭頭1)之間的偏差(Ef)進行操縱修正。通過注視在將來路徑上的被稱為遠路徑點的點，駕駛員估計將來路徑誤差Ef，其中所述點從真地平線向下大約4度且處于將會在大約一秒后進入的預覽距離處。當駕駛員的要求增加時，眼睛注視越來越多地集中在該將來路徑區(qū)域。隨著交通環(huán)境工作量、次要任務工作量和駕駛員狀態(tài)因素如疲勞和損傷增加，目光會加強集中在將來路徑上。駕駛員會將它們的路徑控制任務的視覺引導列入比識別和計劃任務優(yōu)先的地位。
假設用于探測將來路徑誤差的遠路徑點的重要性和駕駛員在駕駛時置于其上的增加的優(yōu)先權變得苛求，則由此得出結(jié)論，幫助駕駛員探測將來路徑誤差的系統(tǒng)是有利的。如果能使將來路徑誤差更容易識別，則操縱修正會得到改善，路徑控制會得到改善，并且駕駛員能將更多的優(yōu)先權放在識別和計劃任務上，這是因為在高度苛求的情況期間，駕駛員使其眼睛隨意四處移動到視覺的其它物體和區(qū)域上。
圖6A，B表示并入到裝在頭上的顯示器中的將來路徑軌跡顯示的例子，圖6A表示并入到裝在頭上的顯示器的眼鏡中的展現(xiàn)，其中圖6B表示相同信息的駕駛員視野。駕駛員的目光點G由十字符號表示，車輛的對準點由圓形表示。
圖7表示當駕駛員通過擋風玻璃看道路時，駕駛員看到的將來路徑軌跡顯示的第一實施例，指示線L是道路的邊界線，其中向駕駛員顯示標記M。
圖7A表示當在筆直道路上駕駛時路徑上的情況，其中圖7B表示當駕駛到左轉(zhuǎn)彎中時路徑上的情況，圖7C表示當沿著筆直道路駕駛時路徑外的情況，其中圖7D表示當駕駛到左轉(zhuǎn)彎中時路徑外的情況。
圖8和9分別表示將來路徑軌跡顯示的第二和第三實施例，其中再次示出了道路的邊界線L和展現(xiàn)給駕駛員的標記M。這些圖分別表示與圖7中相同的在筆直路徑上和在左轉(zhuǎn)彎中的路徑上和路徑外的駕駛情況，然而，它們用于闡明能使用展現(xiàn)給駕駛員的不同種類的標記M。
參考圖4到9描述的該第一方案用于支持將來路徑控制和特別用于如下提供反饋以支持將來路徑軌跡估計展現(xiàn)移動物體如車輛、飛機(US5289185A)、船、機器人存在(看EP01065642A2，Endsley et al.，1999)的將來路徑的顯示是已知的，這些顯示不同地稱為加快顯示、預測顯示和預覽顯示(看Lion，1993；Mathan et al.1996；和http://www.tunnel-in-the-sky.tudelft.nl/pred.html)，加快一個顯示意味著增加一推斷移動物體的當前狀態(tài)的指示器。加快顯示的最著名的使用是在許多現(xiàn)代商業(yè)航空公司的飛行指揮儀中，其告訴飛行員朝什么地方開以繼續(xù)停留在飛行計劃中。然而，當前將來路徑顯示不使展現(xiàn)與眼睛或頭部位置相關或僅僅展現(xiàn)遠路徑點處的將來路徑。
為了支持將來路徑軌跡的控制，本發(fā)明的系統(tǒng)向駕駛員提供關于車輛的實際將來路徑的預測信息，以使得駕駛員能直接看到車輛正在開向的地方和駕駛員實際想開向的地方之間的差異，也就是使誤差項更明顯。
圖6到9表示能怎樣將實際將來路徑展現(xiàn)給駕駛員的例子，這些顯示理想地要求系統(tǒng)具有下列信息1)頭部位置和/或眼睛位置(例如，根據(jù)US5844486，或看Machines FaceLAB atwww.seeingmachines.com)，2)路徑預測估計(例如，如US06466863、US06542111或US06675094中計算的)，和3)展現(xiàn)信息的裝置。看圖4和10，能使用各種結(jié)構(gòu)，如圖1到3中展現(xiàn)的那些。
圖4中的第四部件43代表展現(xiàn)如圖6到9中所示的將來路徑指示所需的顯示參數(shù)的計算。用路徑預測算法(第三部件42)計算車輛的實際將來路徑，和顯示如圖6到9中所示的將來路徑指示。頭部和/或眼睛位置數(shù)據(jù)和顯示表面位置的消息使得能進行幾何計算，其中如圖6到9中所示，使顯示信息相對于外部環(huán)境修正地定位。例如，如果可利用來自車輛探測器的速度信息，則能給信息展現(xiàn)設定將來路徑點的距離(圖5中的距離T)。
現(xiàn)在結(jié)合圖10到18和在結(jié)合圖19的進一步展開的實施例中描述用于支持目前路徑控制的第二方案。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明的用于展現(xiàn)車輛目前路徑的系統(tǒng)的第二方案的部件的框圖，第一部件50還是用于探測駕駛員的頭部位置數(shù)據(jù)和/或眼睛位置數(shù)據(jù)，第二部件51是用于探測車道追蹤數(shù)據(jù)的車道追蹤器，第三部件52用于探測車速?；谶@三個部件50、51、52的輸出信號，通過第四部件53執(zhí)行幾何計算以完成和獲得如在圖11到17中所示的顯示展現(xiàn)54。
圖11表示呈一排發(fā)光元件60的形式的顯示器的第一實施例，一排發(fā)光元件60被激勵和/或解除激勵以便實現(xiàn)車道保持顯示。
根據(jù)圖11A，車輛處于車道中央，根據(jù)圖11B，車輛的路線朝右偏離車道，帶灰色條紋的LED61(例如綠色LED)表明目標狀態(tài)，黑色LED62(例如紅色LED)代表與目標狀態(tài)的誤差量。目標狀態(tài)LED61在圖11A中與車道標記L排成一直線，那排誤差LED62中的最后一個在圖11B中也與車道標記L相配。
圖12和13表示呈一對LED元件的矩陣21a、21b形式的顯示器的第二實施例(看圖2)，其安裝在車輛的儀表板。
矩陣對A表示當轎車處于車道中央時顯示器看起來是怎樣的，矩陣對B和C表示當車輛朝左前進到車道之外時，黑色LED(例如紅色LED)數(shù)量增加的步驟，灰色標記(例如綠色LED)代表目標狀態(tài)。
在圖13中，矩陣對A還是表示當轎車處于車道中央時顯示器看起來是怎樣的，矩陣對B和C表示當車輛朝右前進到車道之外時，黑色LED(例如紅色LED)數(shù)量增加的步驟，灰色標記(例如綠色LED)代表目標狀態(tài)。
圖14表示用于車道保持信息的成像的顯示器的第三實施例，其具有立體標記。圖14A表示當車輛處于車道中央時展現(xiàn)的標記。當車輛開始朝右移出車道時，在圖14B中，標記朝右變大并且朝左消失。在圖14C中，車輛正在朝左移出車道。注意，通過將信息投影在擋風玻璃上以及內(nèi)表面上，使展現(xiàn)圖象延伸以使得車道標記L匹配在道路上?；蛘撸軐⑦@些相同的標記展現(xiàn)在裝在頭上的顯示設備上。另一種備選方案是僅僅在車輛開始移出車道時展現(xiàn)標記，在該情況下在圖14A中將沒有標記。
圖15表示用于車道保持信息的成像的顯示器的第四實施例，其伴隨有聲音且具有目標狀態(tài)。圖15A表示在車輛處于車道中央時展現(xiàn)的目標狀態(tài)標記GM。當車輛開始朝右移出車道時(圖15B)，目標狀態(tài)標記GM保留，另外的誤差標記EM朝右變大，目標標記GM也朝左消失。在圖15C中，車輛正在朝左移出車道。當車輛正在離開其車道時，隨著強度增加的聲音也伴隨著標記。在本實施例中，不將車道標記L投影到擋風玻璃上?；蛘?，能將這些相同的標記展現(xiàn)在裝在頭上的顯示設備上。
圖16表示用于車道保持信息的成像的顯示器的第五實施例，其具有移動標記。圖16A表示在車輛處于車道中央時展現(xiàn)的標記M，在圖16A、B和C中，標記M是虛線的且由朝駕駛員移動的虛線來展現(xiàn)，該移動可以增加周圍視覺敏感性和意義的理解力。當車輛開始朝右移出車道時(圖16B)，標記M朝右變大和朝左消失。在圖16C中，車輛正在朝左移出車道。注意，展現(xiàn)圖象稍微延伸到擋風玻璃以及內(nèi)表面上。或者，能將這些相同的標記M展現(xiàn)在裝在頭上的顯示設備上。
圖17表示用于車道保持信息的成像的顯示器的第六實施例，其具有移動標記和目標狀態(tài)。圖17A表示在車輛處于車道中央時展現(xiàn)的目標狀態(tài)標記GM，在圖17A、B和C中，標記是虛線的且由朝駕駛員移動的虛線來展現(xiàn)，該移動可以增加周圍視覺敏感性和意義的理解力。當車輛開始朝右移出車道時(圖17B)，目標狀態(tài)標記GM保留，另外的誤差標記EM朝右變大，目標標記GM也朝左消失。在圖17C中，車輛正在朝左移出車道。注意，展現(xiàn)圖象稍微延伸到擋風玻璃以及內(nèi)表面上?；蛘?，能將這些相同的標記展現(xiàn)在裝在頭上的顯示設備上。
圖18表示裝在眼鏡上的顯示器的例子。圖18A表示在眼鏡上展現(xiàn)的內(nèi)容，和指出目光點G。圖18B表示具有標記M的穿過眼鏡的駕駛員視野；GM覆蓋在該視野上。
圖19A表示在筆直環(huán)境中的光信號的人造流。通過投射以與自然光流基本上相同的速度、曲率和擴張量移動的移動光點，使自然光流延續(xù)到車輛中。
圖19B表示在彎曲環(huán)境中的光信號的人造流。通過投射以與自然光流基本上相同的速度、曲率和擴張量移動的移動光點，使自然光流延續(xù)到車輛中。
參考圖10到18描述的和在結(jié)合圖19的進一步展開的實施例中描述的該第二方案用于如下支持目前路徑控制通常，目前路徑位置的控制主要由周圍視覺實現(xiàn)，周圍視覺是大于從目光點(中央凹)開始大約10度視角的視界的一部分，周圍視覺對移動、空間方位、照明變化特別敏感，且在低照明中很敏感。在駕駛時，駕駛員很少直接凝視他們自己車輛的側(cè)面或車輛附近的車道標記，相反地，關于車輛在車道中的位置的信息是通過周圍視覺推斷出。在控制目前路徑位置時，駕駛員將路徑中的目前位置與路徑中的所需目前位置進行比較并操縱車輛以修正該誤差，駕駛員最經(jīng)常作的是相對于車道標記比較目前位置，但也能相對于接近車輛的物體調(diào)整位置。
詳細說明目前路徑位置的信息的使用不總是可完全進入我們的視覺系統(tǒng)，例如，當駕駛員操作信息系統(tǒng)如無線電設備時，周圍信息被車輛內(nèi)部阻擋。如果能更容易地認出目前路徑誤差，則操縱修正會得到改善，且能潛在地消除無意地退出車道。
離開車道和駛出道路事件代表大部分的事故，車道保持的困難常常是由使用車內(nèi)設備(例如無線電設備)引起的分心的結(jié)果。
如圖10到19中所示的車道保持信息的顯示幫助駕駛員察覺車道偏離的結(jié)果，車道保持信息的顯示是簡單的，足以在目光沒有指向或接近顯示時使駕駛員能僅僅用周圍視覺認出信息，而不必將眼睛移離道路。信息以這樣一種方式展現(xiàn)，即朝著信息顯示的眼睛運動和隨后眼睛對信息的注視不是必需的。必須簡單地展現(xiàn)信息和信息必須足夠大以用周圍視覺實現(xiàn)信息提取。
車道保持信息的顯示使用車道追蹤器51、頭部/眼睛位置探測器50和展現(xiàn)信息的裝置54的組合，如圖10和圖1到3中所示。車道追蹤器是可在市場上買到的產(chǎn)品(看US06665603和US06792345)，提供關于頭部位置和/或眼睛位置的信息的設備(例如看US5802479、US5844486或看www.seeingmachines.com的Machines FaceLAB)是已知系統(tǒng)，能通過用全球定位系統(tǒng)和包含斜坡信息的數(shù)字地圖從導航信息推斷出關于斜坡的信息來增加關于斜坡的信息。
用于展現(xiàn)信息的顯示設備的例子還是激光投影顯示器(看圖1)，用于展現(xiàn)信息的設備的其它例子是傳統(tǒng)的計算機顯示器如液晶顯示器(LCD)或類似顯示器、仰視顯示器、發(fā)光二極管(LED)、裝在頭盔上的顯示器、裝在護目鏡上的顯示器和裝在眼鏡上的顯示器。
能將信息設計成以許多方式工作以支持如在圖11到18中所示的車道保持。圖11、12和13表示怎樣通過被顯示的LED的數(shù)量的增加來展現(xiàn)車道中的偏離，被顯示的LED的數(shù)量和布置與由車道追蹤設備記錄的車道偏離量相對應。根據(jù)頭部位置和/或眼睛位置的消息、車輛在車道中的位置的消息和車輛寬度來計算由白色或綠色(圖11到13中為灰色)代表的目標狀態(tài)標記。
頭部和/或眼睛位置的消息、其上展現(xiàn)信息的表面的幾何尺寸的消息允許系統(tǒng)將目標狀態(tài)標記安置成與車道或道路標記的延續(xù)部分匹配，如圖11到18中所示。如果不知道頭部和/或眼睛位置數(shù)據(jù)，則由于座位位置、高度的變化和頭部運動，所以該車道匹配是不可能的。能如圖11中所示將車道保持信息展現(xiàn)在兩側(cè)，或如圖12到18中所示僅僅將其展現(xiàn)在有離開車道的危險的一側(cè)。
在圖11到13、15、17和18所示的實施例中展現(xiàn)目標狀態(tài)標記，然而，可以不展現(xiàn)目標狀態(tài)標記而僅僅留下將被展現(xiàn)的誤差。或者，僅僅當車輛將要離開車道時、或僅僅當駕駛員正在看車輛內(nèi)部時、或僅僅當駕駛員正在執(zhí)行次要任務時、或僅僅當處于不同的駕駛情況中(例如僅僅在汽車高速公路上)時，系統(tǒng)能開啟車道保持誤差展現(xiàn)。駕駛員應該能在他/她愿意時關掉和開啟系統(tǒng)。
通常，車道保持信息的顯示能增加許多知覺特性的值，如光亮度、光密度、圖案類型、聲音、振動和運動。例如，圖12和13的實施例中所示LED的數(shù)量或圖14到18的實施例中所示標記的尺寸，它們的亮度和/或顏色和/或聲音能在與目標狀態(tài)的偏離增加時增加。視覺信息的展現(xiàn)能與聲音一起使用，如圖15的實施例中所示。圖14到17的實施例表示提供信息的不同方案，圖16到18的實施例表示被加到標記的移動的指示器。
支持當前路徑位置探測的另一個備選方案是將人造光流加到車輛內(nèi)部，通過投射以與自然光流基本上相同的速度、曲率和擴張量移動的移動光點，將由通過環(huán)境的運動引起的自然光流延續(xù)到車輛中。例如，也能用激光投影機向駕駛員展現(xiàn)車輛內(nèi)部的光點的流動的延續(xù)部分(看圖19)。
投射到內(nèi)部上的人造光流充當額外的空間方位信息并增強對當前路徑位置誤差(圖5B中的EP)或橫向偏移的敏感性，當駕駛員的眼睛從道路上轉(zhuǎn)移時，車輛內(nèi)部光流信息的該增加使用是特別有用的。例如，當駕駛員看變速桿時，在駕駛員的視網(wǎng)膜上看不到多少外部環(huán)境。由于具有該額外的人造空間方位信息，所以駕駛員能容易地察覺光流中的橫向偏移，這樣，駕駛員能維持更加穩(wěn)定的路線，不會在車道上迂回前進，當為了執(zhí)行車內(nèi)任務而使眼睛離開道路時通常會出現(xiàn)迂回前進。
這能怎樣實現(xiàn)的一個例子是使用結(jié)合圖1描述的激光投影機，隨意選擇的點以模仿延續(xù)外部光矩陣的方式移向駕駛員D，能根據(jù)車輛信息如用于路徑預測的車輛信息(如上所述)估計當前光流或能通過使用來自前視攝像機的視頻圖象的圖象處理軟件來估計當前光流。人造光流的展現(xiàn)也能與圖7到18的實施例中所示的顯示信息聯(lián)合地使用。
在另一個實施例中，也能用激光投影機(或其它顯示器)提供將引起修正車道保持動作的刺激物，這通過夸大人造光流以模仿比實際情況更大的彎曲來完成。例如，如果使圖19B中的彎曲的人造流線具有更大的彎曲，則給予駕駛員一個印象，即車輛正在比它的實際情況更多地向左轉(zhuǎn)。更多地轉(zhuǎn)彎的印象引起補償性的操縱反應，由此駕駛員略微向右轉(zhuǎn)。人造光流的夸大在筆直環(huán)境中工作得同樣好，具有夸大的人造流的系統(tǒng)引起駕駛員操縱模式的改變，其中駕駛員在不知道車道偏離的情況下補償車道偏離，這樣，不專心的或分心的駕駛員能獲得較好的車道保持性。部件與圖10中所示的部件相同，當車輛移出車道時，能增大地增加人造流的夸大。
對于道路外的應用，如果例如通過導航系統(tǒng)如GPS確定目標狀態(tài)，也能使用本發(fā)明。在這種情況下，用預編程的估計單元代替圖10中所示的車道追蹤器部件51，所述估計單元用于估計與導航系統(tǒng)確定的路徑的偏離。
總言之，車輛路徑的控制是得自信息的多個操縱修正的組合，所述信息來自將來路徑誤差和目前路徑誤差的駕駛員評估。本發(fā)明向駕駛員提供信息以聯(lián)合地或單獨地改善這兩個任務，優(yōu)選地，是聯(lián)合地還是單獨地改善這兩個任務能由駕駛員選擇。
權利要求
1.一種用于通過下列步驟(a)和(b)中的至少一個支持路徑控制特別是車輛的路徑控制的方法(a)基于車輛運動數(shù)據(jù)估計所述車輛的實際將來路徑，并視覺地和/或聽覺地和/或觸覺地向駕駛員表明所估計的實際將來路徑，(b)探測車輛的實際目前路徑，估計所述探測到的實際目前路徑與所需目前路徑的目前偏離，并視覺地和/或聽覺地和/或觸覺地向駕駛員表明所估計的目前偏離。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(a)包括所述實際將來路徑與所需將來路徑的將來偏離的估計，并視覺地和/或聽覺地和/或觸覺地向駕駛員表明所估計的路徑的將來偏離。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于通過實際的駕駛環(huán)境，特別是道路的路線、或者例如由導航系統(tǒng)建立的道路外路線的圖象，給出所需目前路徑和/或所需將來路徑。
4.如權利要求1所述的方法，包括一步驟，即確定駕駛員的頭部和/或眼睛位置，并視覺地相對于實際駕駛環(huán)境、特別是道路的路線、或例如由導航系統(tǒng)建立的道路外路線的圖象，向駕駛員展現(xiàn)估計的實際將來路徑和/或估計的目前偏離。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于以估計的實際將來路徑和/或估計的目前偏離在實際駕駛環(huán)境、特別是道路的路線上的圖象光學覆蓋的形式、或在例如由導航系統(tǒng)建立的道路外路線的圖象上的覆蓋的形式進行展現(xiàn)。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于以實際駕駛環(huán)境、特別是道路的路線或例如由導航系統(tǒng)建立的道路外路線圖象的光學延續(xù)的方式進行展現(xiàn)。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述光學延續(xù)包括給駕駛員的光學指示，特別是實際駕駛環(huán)境中的至少一個邊界線的光學線。
8.如權利要求6或7所述的方法，其特征在于分別通過激光設備來三維地展現(xiàn)所述光學延續(xù)和/或光學指示。
9.如權利要求6或7所述的方法，其特征在于分別通過多個LED元件的排列的激勵和/或去激勵來展現(xiàn)所述光學延續(xù)和/或光學指示。
10.如權利要求7所述的方法，其特征在于與車輛和邊界線之間的減小或增加的距離一致地將所述至少一個邊界線的光學指示的亮度和/或粗度和/或?qū)Ρ榷群?或顏色視覺地增強或削弱。
11.如權利要求6所述的方法，其特征在于以光信號、標記和/或圍繞駕駛員的圖案的二維或三維流的形式提供所述實際駕駛環(huán)境的光學延續(xù)。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于以對準設備的形式提供所述路徑控制，在所述對準設備中，目標由所需將來路徑和/或所需目前路徑的圖象提供，并為了支持車輛駕駛員的操縱而展現(xiàn)所述估計的實際將來路徑和/或估計的目前偏離的指示。
13.用于支持路徑控制特別是車輛的路徑控制，且特別用于執(zhí)行如權利要求1到12中至少一個所述方法的系統(tǒng)，包括第一和第二裝置中的至少一個，其特征在于所述第一裝置(40，41，42，43，44)用于基于車輛運動數(shù)據(jù)估計車輛的實際將來路徑，并視覺地和/或聽覺地和/或觸覺地向駕駛員表明所述估計的實際將來路徑，和所述第二裝置(50，51，52，53，54)用于探測車輛的實際目前路徑，估計探測到的所述實際目前路徑與所需目前路徑的目前偏離，并視覺地和/或聽覺地和/或觸覺地向駕駛員表明所估計的目前偏離。
14.如權利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一裝置(40，41，42，43，44)包括第一設備，其用于估計所述實際將來路徑與所需將來路徑的將來偏離，并用于視覺地和/或聽覺地和/或觸覺地向駕駛員表明所述估計的路徑的將來偏離。
15.如權利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一和/或第二裝置(40，41，42，43，44；50，51，52，53，54)包括用于確定駕駛員的頭部和/或眼睛位置的設備和控制設備，所述控制設備用于控制顯示設備以便能視覺地相對于實際駕駛環(huán)境、特別是道路的路線或例如由導航系統(tǒng)建立的道路外路線的圖象，展現(xiàn)所估計的實際將來路徑和/或估計的目前偏離。
16.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述顯示設備呈激光投影機的形式以在車輛內(nèi)部產(chǎn)生二維或三維圖象。
17.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述顯示設備呈多個LED元件的形式。
18.包括計算機程序編碼裝置的計算機程序，當在可編程的微型計算機中運行所述程序時，其適合執(zhí)行如權利要求1到12中的至少一個所述的方法。
19.如權利要求18所述的計算機程序，當在與因特網(wǎng)相連的計算機上運行時，該計算機程序適合被下載到如權利要求13所述的系統(tǒng)中或其部件之一中。
20.存儲在計算機可讀介質(zhì)上的計算機程序產(chǎn)品，包括如權利要求18所述的計算機程序編碼裝置。
全文摘要
用于支持路徑控制的方法和系統(tǒng)。披露了用于支持在道路上的或處于道路外的環(huán)境中的車輛、或船的、或飛機的路徑控制的方法和系統(tǒng)，通過實施下列步驟(a)和(b)中的至少一個來特別提供路徑控制的支持(a)基于車輛運動數(shù)據(jù)估計車輛的實際將來路徑，和視覺地和/或聽覺地和/或觸覺地向駕駛員表明估計的實際將來路徑，(b)探測車輛的實際目前路徑，估計探測到的實際目前路徑與所需目前路徑的目前偏離，和視覺地和/或聽覺地和/或觸覺地向駕駛員表明估計的目前偏離。
文檔編號G02B27/02GK1890128SQ200480035663
公開日2007年1月3日 申請日期2004年12月1日 優(yōu)先權日2003年12月1日
發(fā)明者特倫特·維克托, 約翰·亞倫格里普 申請人:沃爾沃技術公司