確定用于車輛的距離信息的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于車輛的方法尤其一種用于確定到在車輛的周圍環(huán)境中的物 體的距離的方法以及一種相應的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代的車輛（諸如客車或載重車輛）中使用許多所謂的駕駛員協(xié)助系統(tǒng)，以便 在駕駛車輛時支持車輛的駕駛員。這樣的駕駛員協(xié)助系統(tǒng)能夠例如有助于避免事故并且 減輕駕駛員的負擔，由此能夠為駕駛員提高舒適度。例如自適應的速度調(diào)節(jié)器件能夠自動 地維持到在前行駛的車輛的合適的間距。停車輔助件能夠在停入停車位和駛出停車位時支 持駕駛員。另外的協(xié)助系統(tǒng)能夠例如監(jiān)視死角并且取決于交通情況執(zhí)行緊急制動或控制干 涉。因此為了探測在車輛的周圍環(huán)境中的當前的交通情況物體探測系統(tǒng)是必需的。通常的 物體探測系統(tǒng)使用諸如雷達、激光雷達、超聲波或自動圖像處理的技術(shù)。由此對于相應的傳 感器能夠產(chǎn)生附加的成本。此外這樣的傳感器應安放在車輛的合適的部位處，由此對于這 些傳感器需要附加的結(jié)構(gòu)空間。
[0003] 就此而言，在文件W02008/154736A1中公開了 一種帶有駕駛員協(xié)助能力的照明系 統(tǒng)。對此可對諸如前大燈、尾燈、制動燈以及車內(nèi)燈的車輛照明模塊添加附加的探測能力， 以便識別障礙物（諸如汽車、載重車輛、行人和其它物體）的存在，或測量這些障礙物的速 度。諸如自適應的速度控制、死角監(jiān)視以及碰撞前協(xié)助的駕駛員協(xié)助應用被供給這種探測 能力以供使用。發(fā)光二極管（LED)具有這樣的能力，一方面作為用于照明的照明源使用并 且另一方面作為用于探測系統(tǒng)的來源被脈沖或調(diào)制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的任務在于，提供一種用于在車輛的周圍環(huán)境中的一個物體或用于在車輛 的周圍環(huán)境中的多個物體的改善的距離測量或速度測量。
[0005] 該任務根據(jù)本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于車輛的方法、根據(jù)權(quán)利要求8的用 于確定用于車輛的距離信息的裝置以及根據(jù)權(quán)利要求10的車輛解決。從屬權(quán)利要求限定 了本發(fā)明的優(yōu)選且有利的實施方式。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明提供一種用于車輛的方法，在該方法中探測車輛的運行狀態(tài)。車輛的 運行狀態(tài)能夠例如包括用于車輛的照明設(shè)備的理論狀態(tài)、在周圍環(huán)境中或在車輛之內(nèi)的周 圍環(huán)境亮度、或距離測量區(qū)域，可為該距離測量區(qū)域確定距離信息。用于照明設(shè)備的理論狀 態(tài)能夠例如表明應當接通還是切斷照明設(shè)備。取決于運行狀態(tài)產(chǎn)生調(diào)制的信號并且利用該 調(diào)制的信號操控車輛照明設(shè)備。車輛的照明設(shè)備設(shè)計成用于照明在車輛的周圍環(huán)境中的或 在車輛之內(nèi)的場景。照明設(shè)備能夠例如包括車輛的日間行車燈、近光燈、遠光燈、霧天前照 燈、閃光燈、倒車燈、后霧燈、制動燈或尾燈。接收由照明設(shè)備發(fā)出的且由在場景中的物體反 射的光線并且取決于接收的光線產(chǎn)生接收信號。光線能夠例如利用車輛的傳感器進行接 收。取決于調(diào)制的信號和接收信號確定物體的距離信息，例如物體到車輛的間距。通過將 車輛的照明設(shè)備不僅用于照明周圍環(huán)境而且用于距離測量，能夠減少車輛的成本并且實現(xiàn) 成本適宜的距離測量。通過在產(chǎn)生調(diào)制的信號時考慮到車輛的運行狀態(tài)，能夠如此調(diào)制照 明設(shè)備，即使得既不影響照明設(shè)備的照明功能，也不影響照明設(shè)備或整個車輛的外觀。目的 例如在于，觀察者應當不能夠從外部看出，為距離測量使用車輛的照明設(shè)備。如果應當例如 切斷照明設(shè)備，能夠發(fā)射出短的光脈沖以用于距離測量，其中光線量是如此的少，以至于其 不能夠由人類的旁觀者注意到。不能夠由人類的旁觀者看見的光線量很大程度地取決于亮 度以及在發(fā)射平面中的對比度。在白天能夠發(fā)射比在夜間顯著更多的光線量，而不被看見。 照明設(shè)備能夠優(yōu)選地包括發(fā)光二極管，在發(fā)光二極管中藍色光線成分作為調(diào)制載體使用。 該藍色光線成分能夠被高頻調(diào)制并且維持在白色的發(fā)光二極管的波譜中。發(fā)光二極管能夠 包括磷覆層，該磷覆層將藍色光線的部分轉(zhuǎn)換成其它顏色的光線。發(fā)光二極管的磷覆層不 能夠跟上快速的調(diào)制，因為該磷覆層通常過于惰性。由此產(chǎn)生對于人類的感知為白色的均 勻照亮的光線，而在該光線的藍色成分具有必要的調(diào)制。
[0007] 根據(jù)一種實施方式，取決于用于照明設(shè)備的理論狀態(tài)產(chǎn)生調(diào)制的信號，該理論狀 態(tài)表明了是應當接通還是切斷照明設(shè)備。例如當理論狀態(tài)表明應當接通照明設(shè)備時，能夠 產(chǎn)生第一調(diào)制的信號，以及當理論狀態(tài)表明應當切斷照明設(shè)備時，能夠產(chǎn)生第二調(diào)制的信 號。第一調(diào)制的信號能夠相應于倒置的（invertiert)第二調(diào)制的信號。當應當切斷照明設(shè) 備時，能夠例如使用短的光脈沖以用于距離測量，該光脈沖具有如此少量的平均的光功率， 即使得觀察者不能夠或幾乎不能夠覺察到這種光線量。相反地，當應當接通照明設(shè)備時，能 夠產(chǎn)生這樣的調(diào)制的信號，即該信號包括短的切斷的時間區(qū)段，類似"負脈沖"，并且能夠因 此通過倒置之前說明的信號形成。"負光脈沖"能夠再次為足夠地短的，從而觀察者不會發(fā) 覺照明設(shè)備的光線被短暫地切斷。
[0008] 根據(jù)另一實施方式，能夠取決于運行狀態(tài)和調(diào)制的信號操控車輛的照明設(shè)備。當 例如車輛在黑暗中行駛并且接通遠光燈時，遠光燈能夠通過短暫地減少亮度進行調(diào)制并且 因此實現(xiàn)大的測量射程以用于距離確定。當另外的車輛從前方迎面駛來時，不能夠繼續(xù)使 用遠光燈，因為否則能夠使迎面駛來的車輛的駕駛員眩目。在這種情況下近光燈的發(fā)光二 極管通過短暫地減少亮度連續(xù)地測量距離并且附加地遠光燈的發(fā)光二極管能夠通過光線 的短暫的脈沖測量距離，而不會使迎面駛來的車輛的駕駛員眩目。換句話說，短暫地接通發(fā) 光二極管的一個區(qū)域（遠光燈）并且短暫地切斷另一區(qū)域（近光燈）。由此能夠?qū)崿F(xiàn)大的 測量射程，而遠光燈的發(fā)光二極管不會使迎面駛來的車輛的駕駛員眩目或干擾迎面駛來的 車輛的駕駛員。
[0009] 根據(jù)另一實施方式，在產(chǎn)生調(diào)制的信號時取決于車輛的運行狀態(tài)例如取決于周圍 環(huán)境亮度調(diào)整調(diào)制的信號的平均功率。由于不被觀察者發(fā)覺的光線量很大程度地取決于亮 度和在周圍環(huán)境中對比度，因而能夠在白天發(fā)射比在夜間顯著更大的光線量，而該光線量 不被發(fā)覺。此外信噪比在白天由于太陽的干擾光線比在夜間更差，從而更高的發(fā)射功率是 必要的。通過取決于運行狀態(tài)來調(diào)整調(diào)制的信號的平均功率能夠考慮到這些情況。
[0010] 尤其能夠利用脈沖調(diào)制的信號執(zhí)行照明設(shè)備的幾乎不可或不可發(fā)覺的調(diào)制。例 如，脈沖調(diào)制的信號能夠具有在1至500ns優(yōu)選地10至IOOns的范圍中的脈沖持續(xù)時間， 并且具有在I-1000 Hz優(yōu)選地IO-IOOHz的范圍中的頻率。因此能夠在短的時間內(nèi)并且以高 的頻率提供距離信息以用于例如駕駛員協(xié)助系統(tǒng)，諸如自適應的速度調(diào)節(jié)器件或制動協(xié)助 設(shè)備。
[0011] 此外根據(jù)本發(fā)明提供一種用于為車輛確定距離信息的裝置。裝置包括用于接收光 線的傳感器，該光線由車輛的照明設(shè)備發(fā)出并且由在車輛的周圍環(huán)境中的或車輛之內(nèi)的場 景中的物體反射。此外傳感器用于取決于接收的光線產(chǎn)生接收信號。裝置此外包括處理單 元，該處理單元探測車輛的運行狀態(tài)并且取決于運行狀態(tài)產(chǎn)生調(diào)制的信號。處理單元利用 調(diào)制的信號操控車輛的照明設(shè)備，由此借助于照明設(shè)備照亮場景。處理單元取決于調(diào)制的 信號和傳感器的接收信號確定物體的距離信息，例如在車輛和物體之間的間距。調(diào)制的信 號能夠例如利用頻率調(diào)制的連續(xù)波方法（Dauerstrichverfahren)、隨機的頻率調(diào)制方法、 單一頻率調(diào)制方法或脈沖調(diào)制方法產(chǎn)生。在頻率調(diào)制的連續(xù)波方法中，調(diào)制頻率在確定的 時間上從開始頻率變化到結(jié)束頻率。在隨機的頻率調(diào)制方法中調(diào)制頻率隨機變化，并且在 單一頻率調(diào)制方法中使用恒定的調(diào)制頻率。為了距離確定能夠例如使用相關(guān)方法或頻率混 合方法，在其中調(diào)制信號和接收信號彼此組合。裝置能夠設(shè)計成用于執(zhí)行之前說明的方法 或之前說明的實施方式中的一個，并且因此還包括之前說明的優(yōu)點。優(yōu)選地，照明設(shè)備包括 發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管實現(xiàn)帶有在直至例如200MHz的范圍中的合適的高的調(diào)制頻率 的光線產(chǎn)生，并且實現(xiàn)帶有在幾納秒例如直至IOns的范圍中的足夠短的脈沖的光線產(chǎn)生。
[0012] 最后根據(jù)本發(fā)明提供一種車輛，該車輛包括：之前說明的裝置；照明設(shè)備，諸如日 間行車燈、近光燈、閃光燈、尾燈、遠光燈或倒車燈；以及駕駛員協(xié)助系統(tǒng)。該裝置與駕駛員 協(xié)助系統(tǒng)和照明設(shè)備聯(lián)結(jié)并且將確定的距離信息傳遞到駕駛員協(xié)助系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0013] 下文將參考附圖詳細地說明本發(fā)明。
[0014] 圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的車輛以及在車輛的周圍環(huán)境 中的物體。
[0015] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的用于確定到物體的距離的方法的步驟。
[0016] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的用于確定物體的速度的方法的步驟。
[0017] 圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的發(fā)光二極管光源的電路，該電 路設(shè)計成用于為距離測量發(fā)射出光線。
[0018] 圖5示意性地示出了在共同的半導體殼體中圖4的發(fā)光二極管光源的構(gòu)件的布置 方案。
[0019] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的用于確定物體的距離的方法的步驟。
[0020] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的用于確定物體的位置的裝置的傳感器 的第一探測區(qū)域。
[0021] 圖8示出了用于確定物體的位置的裝置的傳感器的第二探測區(qū)域。
[0022] 圖9示出了圖7和圖8的第一和第二探測區(qū)域的重疊，如何由根據(jù)本發(fā)明的一種 實施方式的用于確定物體的位置的裝置的傳感器探測這些第一和第二探測區(qū)域。
[0023] 圖10示出了帶有附加的模糊部（Unschkfe)的圖8的第二探測區(qū)域。
[0024] 圖11示出了帶有第二探測區(qū)域的附加的模糊部的圖9的第一和第二探測區(qū)域的 重疊。
[0025] 圖12示出了發(fā)射器部段，如何由根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的裝置的光源使用 這些發(fā)射器部段以用于探測物體的位置。
[0026] 圖13示出了接收器部段，如何由根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的裝置的傳感器使 用這些接收器部段以用于確定物體的位置。
[0027] 圖14示出了圖12的發(fā)射器部段和圖13的接收器部段的重疊。
[0028] 圖15示出了發(fā)射器部段的近