用于汽车的防偏驶辅助系统

摘要

本发明涉及一种用于汽车的防偏驶辅助系统，其具有用于确定至少一个行车道标记(18、20)的环境检测装置(52)和至少一个汽车前大灯(12、14)，所述至少一个汽车前大灯设计用于根据所确定的行车道标记(18、20)和能够由此确定的汽车相对于行车道标记(18、20)的位置产生具有不同光谱组成的光(30、40)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的防偏驶辅助系统或者防偏驶辅助装置，其具 有用于确定至少一个行车道标记的环境检测装置。

背景技术

在汽车领域越来越多地使用驾驶员辅助系统，如防偏驶辅助系统或者变 换行车道辅助系统。例如由DE10 2005 024 382A1已知一种防偏驶辅助系 统，其具有视频摄像机和配属的评估电子器件作为用于识别行车道的车道的 传感器装置。

控制装置根据传感器装置的数据确定车道走向、机动车在车道中的定向 和机动车相对于本车道的车道中央的横向位置并且根据这些参数计算通过 控制元件作用在机动车转向装置上的力，以便将机动车保持在车道中央附近 或者再次将其引导回车道中央。防偏驶辅助装置在此主动地干涉汽车的转向 装置。

此外已知其它防偏驶辅助系统，它们只在检测到机动车偏离车道中央时 才产生警告提示，该警告提示通过信号告知汽车驾驶员需要其干涉或者马上 需要其干涉。这种警告提示例如可以声学地、视觉地和/或触觉地例如借助振 动的座椅或者振动的方向盘产生。

这种被动的防偏驶辅助系统迄今只设计用于提醒驾驶员集中注意力。如 果驾驶员分神并且这种警告提示响起，则驾驶员必须首先处理该警告提示并 且与其反应时间相应地感知瞬间的交通状况，以便最后能够由此作出适当的 反应。在特别紧要的行驶状况中，到驾驶员被警告提示提醒并且作出适当反 应的时间间隔可能相当长。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种改善的防偏驶辅助系 统，其设计用于产生可直观感知的警告提示，从而能够通过优选被动的防偏 驶辅助系统改善驾驶员用于应对被认为紧要的行驶状况的反应时间。在此， 所述防偏驶辅助系统还应具有尽可能简单以及节约空间和成本低廉的结构 并且能够有利地在很大程度上利用本来存在的汽车部件。

该技术问题按本发明通过一种防偏驶辅助系统、一种具有所述防偏驶辅 助系统的汽车、一种用于运行防偏驶辅助系统的方法以及一种用于运行防偏 驶辅助系统的计算机程序产品解决。

按照本发明提供一种用于汽车的防偏驶辅助系统，其具有用于确定至少 一个行车道标记的环境检测装置和至少一个汽车前大灯。在此，所述至少一 个汽车前大灯设计用于根据可由环境检测装置确定的行车道标记和可由此 确定的位置，尤其是汽车相对于行车道标记的横向位置产生具有不同光谱组 成的光。

防偏驶辅助系统按照本发明设计用于在汽车客舱外部产生可视觉感知 的警告提示。在此，作为产生警告提示的装置尤其使用本来就设在汽车上的 汽车前大灯，其这样与环境检测装置耦连或者这样集成在防偏驶辅助系统 中，使得其能够输出至少在光谱上不同的、需要分别投射到行车道上的警告 提示。

环境检测装置通常具有摄像机或者摄像机系统，尤其是前部摄像机，借 助其能够可视化地检测驾驶员的视野范围或者沿行驶方向处于机动车之前 的行车道区域，而必要时也可以检测处于机动车之后的后部区域。环境检测 装置还具有评估单元，借助其能够检测至少一个行车道标记，例如行车道边 缘标记，优选也可以检测行车道的中央分隔带。

在此，汽车前大灯尤其这样与环境检测装置的评估单元耦连，使得在检 测到高于可容忍阈值的偏差时(例如在机动车相对于通过行车道标记规定的 车道中央的横向位置出现偏差时)，改变由汽车前大灯产生或者可由其产生 的光的光谱组成。

如果汽车例如过于靠近某一行车道标记，防偏驶辅助系统可以通过改变 由汽车前大灯产生的光的颜色对此作出响应，从而直观地并且单纯可视化地 提醒驾驶员机动车偏离了车道中央。

可由汽车前大灯产生的光的光谱组成可以在相对较大的光谱范围内变 化，所述光谱范围在大于50nm，大于100nm，大于150nm，大于200nm或 者甚至大于250nm的范围内延伸。可以考虑将前大灯设计为用于产生小于 500nm波长范围内的蓝光至产生最大650nm、700nm或者甚至750nm波长 范围内的红光。

因此例如可以规定，汽车前大灯只在检测到相对车道中央的汽车横向位 置出现高于可容忍的或者允许的偏差时才产生例如保持为红色或者蓝色或 者着色的光束，从而以相应的光照亮将机动车之前的行车道区域。因为红色 一般多用作警告颜色，所以可通过使用染红的或者红色的光束(例如借助其 之前的行车道的用红色照亮的区域直观地)警告驾驶员与车道中央出现不允 许的偏差。

作为对红色或者黄色的光束的替代或者补充，也可以考虑将由汽车前大 灯产生的光的光谱组成设计在波长较短的波长范围内，如绿色、蓝色或者甚 至紫色。

相对于波长较长的光谱部分而言，人眼对于可见光谱的波长较短的光谱 部分具有更高的敏感度或者灵敏度。因此驾驶员可以更好地感知这些以波长 相对较短的光谱部分照射或者照亮的行车道区域。

对于防偏驶辅助系统尤其可以考虑，不只暂时激活或者打开前大灯来显 示与车道中央的偏差，而是持续地使前大灯工作，但只在检测到机动车位置 与例如车道中央出现偏差时才连续地或者突然地改变可由其产生光的颜色 光谱或者光谱组成。

因此，前大灯光的光谱组成的连续改变尤其相比前大灯随时间闪烁或者 前大灯光突然的强度调制的情况对迎面的车辆和其他交通参与者的干扰作 用更小。

本发明的防偏驶辅助系统还设计用于在黑暗中行驶的情况，其中机动车 的前大灯本来就处于工作状态。将本来就集成在汽车前部的前大灯用于产生 防偏驶辅助警告提示在机动车中有限的结构空间方面以及在制造成本方面 均证明是有利的。因此，汽车前大灯可以配设双重功能。

按照一种有利的扩展设计，所述汽车前大灯还设计用于选择性地以不同 的或者变化的光谱颜色照射所确定的行车道标记。在此，颜色可以表示与由 环境检测装置确定的或者由此计算出的车道的偏离程度。

例如，处于550nm波长范围内的绿色光谱颜色可以信号化地表示汽车在 车道中央上或者沿车道中央的正确行驶，而通过橙色表示与车道中央尚可容 忍的轻微偏差，最后通过前大灯光的红色光谱组成瞬时地表示较大的或者不 允许的偏差。

由于汽车前大灯还设计用于只改变待观察的行车道标记所在的空间角 度区域的光谱组成，所以汽车驾驶员不只得到定性的警告，甚至还为其显示 汽车需要沿何方向再次指向车道中央的量化推荐。可以考虑在离开所确定的 和/或计算的车道中央时，防偏驶辅助系统以不同的光谱颜色照射表示车道中 央的侧面行车道标记。

因此可以例如在机动车相对于行车道中央发生偏移时，使靠近机动车的 中央隔离带变红，而与机动车距离相对较远的边缘带被照亮或者相应地照射 为绿色。如果驾驶员分神了，则防偏驶辅助系统例如可以通过产生至少另一 个可声学或者触觉感知的警告提示来提醒驾驶员集中注意力并且直接为其 定性地显示所识别处的危险。在此，直观地遵循不同地照亮的行车道区域可 以缩短驾驶员用于应对可能的紧要交通状况的反应时间。

汽车前大灯尤其设计用于选择性地照亮通过环境检测装置确定的行车 道标记。处于行车道标记之外的其它行车道区域可以通过前大灯以与之不同 的光谱分布照亮。所述至少一个汽车前大灯设计用于产生在空间和光谱方面 不均匀的以及可相应改变的光分布。

按照另一种优选设计方案，由汽车前大灯发出的光的光谱组成能够根据 各汽车前大灯和至少一个所确定的行车道标记之间的距离逐步地(分级地)或 者连续地改变。取代汽车前大灯或汽车侧面与行车道标记之间的距离，也可 以使用汽车中心与所确定的或计算的车道中央的偏差。

光谱组成分级或者连续的变化也可以在防偏驶辅助系统的持续工作中 引导驾驶员并且在汽车转向时对其进行支持。随着距离车道中央的偏差越来 越大而分级改变光谱组成可以规定在超过偏差的临界极限值时进行，而对于 光谱组成的连续改变优选在距离车道中央具有仅仅适度的、低于规定阈值的 偏差时进行。

前大灯光的光谱组成的多级和/或连续的改变无论如何可以量化地和与 车道中央偏离的程度关联并且因此为汽车驾驶员连续地显示或者信号化地 告知与车道中央的当前偏差。

按照另一种优选设计方案，由汽车前大灯发出的光的光谱组成能够由于 低于汽车或者汽车前大灯与至少一个所确定的行车道标记之间的预设最小 距离而朝信号颜色的方向改变。作为信号颜色尤其可以使用能够在黑暗中良 好感知的可见光谱范围。为此，例如可以考虑使所产生的光具有紫色或者蓝 色，也可以是红色。

如果防偏驶辅助系统还设计为，使得至少由汽车前大灯产生的光的光谱 可变部分的方向也可变，则汽车前大灯的光的光谱变色部分也可以有针对性 地指向如设计为白色且反光的行车道标记，该行车道标记相应于汽车前大灯 的光的光谱组成为汽车驾驶员可见地反射相应的光谱颜色。

按照另一种设计方案，所述汽车前大灯设计用于以能随时间变化的光强 度照射所确定的行车道标记。例如，汽车前大灯可以在整体上或者只有其光 谱可变部分随着时间周期打开和关闭，以便由此例如产生能够进一步增强视 觉警告提示的闪烁或者脉冲效果。

按照另一种设计方案，所述汽车前大灯还设计用于以能随空间变化的光 强度照射所确定的行车道标记。因此汽车前大灯不只可以产生随时间变化的 光强度，而且也能产生在空间上改变的光强度，以便尤其相对于周围环境更 明显地突出由环境检测装置确定的行车道标记的位置。

因此，例如可以用提高的光强度照射行车道标记当前所处的前大灯空间 角度。除了单纯的光谱变化，也可以将前大灯的光强度和亮度分布用于可视 化地显示防偏驶辅助警告提示。

按照另一种设计方案，借助至少各一个汽车前大灯能够不同地并且彼此 独立地照射与汽车相对置的侧面对应的行车道分界线。由此可以借助防偏驶 辅助系统与照明行车道中央的标记完全不同地照亮或者照射行车道边缘的 标记。以此方式方法，可以基于两个沿汽车横向(y)相互间隔的前大灯的不同 光谱分布为汽车驾驶员直观地信号化显示汽车是否处于行车道的车道中央 的右侧或者左侧。

最后，按照一种扩展设计，所述汽车前大灯可以设计用于在所发射的光 的光谱组成随时间变化时，保持所发射的光的总强度或者照明强度基本上恒 定。在此，尤其可以考虑在与车道中央出现偏差时，前大灯在照明强度或者 总强度基本保持不变的情况下只改变其光谱组成。

因此，例如可以提高由前大灯发出的光的第一光谱部分同时减弱第二光 谱区域的光。汽车前大灯尽可能保持不变的总强度或者光照度对于迎面而来 的交通或者对于其他交通参与者在总体上是有利的，否则他们会受到波动的 汽车前大灯光强度的干扰。

按照另一种实施形式，所述防偏驶辅助系统设计用于根据所确定的行车 道标记确定理想的行驶线路并且借助所述至少一个汽车前大灯将所述行驶 线路可视化地标记在汽车之前的行车道上。理想行驶路线的确定可以基于其 它汽车特有的参数(如当前速度、当前加速度或减速度、方向盘偏角)以及基 于其它辅助系统(如ABS系统或者ESP系统)的其它参数进行。

在此，防偏驶辅助系统的至少一个前大灯可以用于将借助计算机支持地 确定的理想行驶路线投射到汽车之前的行车道上，因此驾驶员尤其在运动驾 驶方式中能够将汽车保持在所计算的理想路线上。由此，尤其在动态驾驶方 式中也能提高驾驶安全性。

按照另一种设计方案，所述防偏驶辅助系统还能与汽车导航装置耦连。 所述防偏驶辅助系统可以通过与导航装置的耦连将需要为汽车驾驶员显示 的导航数据，尤其是行驶方向或者方向变化借助所述至少一个汽车前大灯可 视化地显示在汽车之前的行车道上。

因此，防偏驶辅助系统也可以用作投射系统，借助其能够通过适当地控 制所述至少一个汽车前大灯将为了导航目的所需的信息呈现在行车道上。

所述至少一个汽车前大灯有利地具有多个光源，如发射红光、绿光和蓝 光(RBG)的二极管(LED)，所述二极管例如可以按照二维光栅的方式布置。 在此，可以单独地控制各个光源，用于一方面有针对性地改变由汽车前大灯 发出的光束的光谱组成，但也用于实现横向的和空间的强度分布，以便选择 性地照亮和照射各空间角度范围或者行车道区域。

在此尤其规定，汽车前大灯设计为无反射体的，因此由各单独光源发射 的光能够直接地并且尽可能在没有吸收光的阻碍(例如光调制器或者颜色过 滤器)的情况下指向行车道。

最后，按照另一独立的方面提供一种具有前述防偏驶辅助系统的汽车。

最后，按照另一方面提供一种用于运行防偏驶辅助系统的方法，其中， 在第一步骤中，借助环境检测装置确定至少一个，优选多个例如处于汽车之 前和/或侧面的行车道标记。接着可以根据所确定的行车道标记确定汽车相对 于行车道标记的相对位置。在此，尤其确定汽车相对于车道中央的当前轨迹， 以便确定汽车与车道中央的偏差。

在下一步骤中，借助至少一个汽车前大灯根据汽车的相对位置产生具有 可变的光谱组成的光。在此，所述方法尤其可以通过前述防偏驶辅助系统实 现。因此，防偏驶辅助系统的所有特征和优点以相应的方式方法也适用于在 此规定的方法，反之亦然。

按照所述方法的另一设计方案，由汽车前大灯产生或者发射的光有针对 性地并且连续地指向所确定的行车道标记。因此，所述方法可以这样对行车 道标记进行追踪或者跟踪，使得汽车前大灯的光有针对性地跟踪分别由环境 检测装置或者由其摄像机确定的行车道标记并且有针对性地照射或者照亮 所述行车道标记。

最后，按照另一方面提供一种用于运行防偏驶辅助系统的计算机程序产 品。在此，所述计算机程序产品具有用于借助环境检测装置确定至少一个行 车道标记的程序指令以及用于根据所确定的行车道标记确定汽车相对于行 车道标记的相对位置的程序指令。此外，还设有用于产生具有可变的光谱组 成的光的程序指令，其中，借助本来就设在汽车上的至少一个汽车前大灯根 据汽车的相对位置产生光的光谱组成。

最后，在另一方面提供一种用于运行防偏驶辅助系统的设备，其中，所 述设备具有用于借助环境检测装置确定至少一个行车道标记的装置，还具有 用于根据所确定的行车道标记确定汽车相对于行车道标记的相对位置的装 置以及具有用于借助所述至少一个汽车前大灯根据汽车的相对位置产生具 有可变的光谱组成的光的装置。

在此，所述用于运行防偏驶辅助系统的设备尤其可以通过前述防偏驶辅 助系统实现。因此，防偏驶辅助系统的所有特征和优点以相应的方式方法也 适用于运行该防偏驶辅助系统的设备。

附图说明

其它的目的、优点以及有利的应用可能性在以下参照附图对实施例的说 明中进行阐述。在附图中：

图1示出按照预设的车道中央行驶的汽车的示意图；

图2示出汽车在偏离车道中央时的视图；

图3示出防偏驶辅助系统的示意框图并且。

图4示出实施用于运行防偏驶辅助系统的方法的示意流程图。

具体实施方式

图1示出具有客舱12的汽车10，所述汽车在其汽车前部区域内分别在 左侧和右侧具有至少一个汽车前大灯14、16。如图1所示，两个前大灯14、 16产生具有第一光谱组成的光锥(例如白光光锥)或者光束30。在此，汽车 10处于行车道右侧并且由下向上地，即沿前进方向运动。行车道24可以划 分为多条车道。在此只示出了一条车道，其在左侧由中央隔离带20并在右 侧由边缘侧的行车道标记18限定。

如在图3中示意性画出的那样，防偏驶辅助系统50具有例如形式为前 部摄像机或者前部摄像机系统的环境检测装置52。所述防偏驶辅助系统50 还具有与环境检测装置52耦连的评估单元54，借助该评估单元能够对由摄 相机拍摄的图像数据进行评估，以便相对于汽车10的位置和定向检测行车 道标记18、20。

此外，还可以将可由评估单元54产生的关于汽车相对于行车道标记18、 20的位置(尤其是横向位置)、定向或者速度的信息传输至控制单元56，借助 该控制单元能够控制至少一个，优选两个汽车前大灯14、16。评估单元54 和控制单元56不一定分开地构造。控制单元56和评估单元54可以集成在 唯一一个共同的得到计算机支持的模块(例如微处理器)中。

无论如何，防偏驶辅助系统50均提供了一种调节回路，其能够基于可 视化检测的摄像机数据通过前大灯14、16输出例如形式为防偏驶警告的防 偏驶信息。

在图2中示出汽车10偏离理想路线或者车道中央22并且过于靠近行车 道中心的状态。如图所示，汽车10的横向位置在此可能小于需要与中央隔 离带20之间保持的最小距离。防偏驶辅助系统50通过改变至少左侧前大灯 14的光谱组成来对汽车10的位置变化做出响应，所述左侧前大灯14距离行 车道标记20小于允许的最小距离。

由此，由左侧前大灯14发出的光束40显现出不同的第二光谱组成。相 应于距离或者相应于偏离车道中央22的程度，左侧和右侧前大灯14、16的 光谱组成可以彼此独立地，但也可以同步地或者相对应地改变。

在此，两个前大灯14、16的光束30、40的非同步光谱移动可以直观且 直接地说明汽车偏离车道中央22的方向和程度。因此，例如可以将行车道 标记20照亮为绿色，并且同时将另一个行车道标记18照亮为红色或者蓝色。

由图1和图2的比较还可得知，由前大灯14、16产生的光束30、40由 于汽车10改变了的横向位置而具有另一方向。因此，分别由两个前大灯单 独产生的两个光束30、40追随中间的和边缘侧的行车道标记18、20而运动。

如图3所示，防偏驶辅助系统50还可以与汽车10的导航装置58耦连。 以此方式方法，防偏驶辅助系统50也可以用于借助前大灯14、16将导航相 关的数据(例如当前的行驶方向或者方向变化)投射到行车道24上。

最后在图4中示出用于运行防偏驶辅助系统50的方法的流程图。在第 一步骤100中，借助环境检测装置52确定行车道标记18、20。此外，优选 由此通过计算确定汽车10相对于行车道标记18、20的相对位置，尤其是横 向位置，必要时也确定定向。

在接下来的步骤102中，将汽车10的相对位置与车道中央或者与理想 行驶路线22进行比较。作为备选或补充，可以将汽车10与优选侧面的行车 道标记18、20的相应距离与预设的公差值或者极限值进行比较。

如果汽车10处于预设的车道中央或者理想行驶路线22上或者处于相对 于其的公差范围内，则重新进行步骤100。两个步骤100、102循环地进行， 直至在步骤102中确定汽车相对于车道中央或者理想行驶路线22的位置或 者定向的偏离程度超过了预设阈值。

作为对此的反应，在接下来的步骤104中，改变至少一个汽车前大灯14、 16的光谱组成。这样所述方法又跳回至第一步骤100并且重新进行调节循 环。

描述的实施方式仅仅示出了本发明的可能的设计方案，其它大量的变型 方案也是可考虑的并且在本发明的范围内。示范性示出的实施例不以任何方 式限制本发明的保护范围、适用性或者配置可能性。本说明书仅仅向本领域 技术人员说明了按照本发明的实施例的一种可能的实现形式。因此可以对描 述的元件的功能和布置进行各种修改，只要不背离权利要求书所述技术方案 及其等同技术方案的保护范围。

附图标记清单

10汽车

12客舱

14汽车前大灯

16汽车前大灯

18行车道标记

20行车道标记

22行驶线路

24行车道

30光

40光

50防偏驶辅助系统

52环境检测装置

54评估单元

56控制单元

58导航装置