显示装置.pdf

提出一种带有行驶迹道检测功能的显示装置，其中，被检测的行驶迹道的迹道标记被这样描述在显示器(7)上：使得该迹道标记检测的质量可被识别。

权利要求书
1.  显示装置，具有一个用于检测行驶迹道的检测装置(2)，具有一个显示器(7)并具有一个分析计算单元(3)，该分析计算单元用于计算迹道标记以便在显示器(7)上这样描述该迹道标记：使得该迹道标记的描述方式说明对该行驶迹道的检测的质量。

2.  根据权利要求1的显示装置，其特征在于：设有一个计算单元，它用于这样计算迹道标记，以致该迹道标记在显示器上被这样描述，使得它对于驾驶员来说被描述在实际迹道标记的位置上。

3.  根据以上权利要求之一的显示装置，其特征在于：显示器(7)实施为抬头显示器，并且，迹道标记被这样投影到该抬头显示器上，使得它对于驾驶员来说显得在车辆前面的行驶区域中。

4.  根据以上权利要求之一的显示装置，其特征在于：设有一个摄像机，用于检测车辆前面的行驶区域，其中，摄像机图像被描述在显示器上并且迹道标记被写入到该摄像机图像中。

5.  根据以上权利要求之一的显示装置，其特征在于：设有一个警报单元，用于在行驶迹道检测的质量下降到预给定量度以下时发出光的和/或声音的警报。

6.  根据以上权利要求之一的显示装置，其特征在于：迹道标记以与行驶迹道识别质量相应的颜色和/或线条类型描述在显示器上。

7.  用于在车辆中的显示器上显示迹道标记的方法，其中，检测车辆前面的行驶迹道，其特征在于：在显示器上这样描述与该行驶迹道相应的行驶迹道标记，使得用迹道标记的描述方式来表征行驶迹道识别的质量。

8.  根据权利要求7的方法，其特征在于：将一个迹道边限标记作为迹道标记写入到显示器上。

9.  根据权利要求7或8的方法，其特征在于：将一个迹道的中线作为迹道标记写入到显示器上。

10.  根据权利要求7至9之一的方法，其特征在于：为了表征行驶迹道识别的质量，改变迹道标记的颜色和/或线条方式。

11.  根据权利要求7至10之一的方法，其特征在于：当行驶迹道识别变差时发出一个附加的光的和/或声音的警报。

说明书显示装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的类型的显示装置。
背景技术
由DE 102 42 293 A1已公知一种车辆导向系统，其中检测车辆的周围环境数据，以便可自动控制车辆。在那里，被检测的车辆行驶车道借助风挡玻璃上的抬头显示器(Head-Up Display)在实际行驶路面的背景下显示。在此，车辆导向系统被这样设计，使得可在手动控制与自动控制之间转换。
发明内容
相比之下，根据本发明的具有独立权利要求1的特征的显示装置和根据本发明的具有并列独立权利要求7的特征的方法具有的优点是，被检测行驶迹道的迹道标记在显示器上被这样显示，以致驾驶员可直接地识别行驶迹道检测的质量。由此驾驶员一方面可识别出显示给他的行驶迹道的可靠性。此外也可以使驾驶员在至少部分地支持驾驶时通过警报系统或通过自主控制识别出：可能在短时间内需要他的干预，因为自动系统不再能充分地识别行驶迹道。因此对他发出预警，以便准备好必要时再完全地或部分地自己承担车辆的驾驶。如果仅发出警报，则驾驶员得到这样的信息：当行驶迹道识别太差时，也许会不对他发出警报可能或不恰当地发出警报。此外当行驶迹道识别普遍较差时驾驶员可推断出：检测系统可能被污染或有其它干扰。总的来说可避免由于对驾驶员来说突然因而出乎意外的行驶迹道检测失灵而产生的危险，因为他在行驶迹道识别变差时被及时地预警。
通过在从属权利要求中列举的措施可有利地进一步构造和改进在并列独立权利要求中给出的显示装置和用于显示迹道标记的方法。有利的是，对驾驶员显示一个迹道标记来代替实际的迹道标记。由此驾驶员可直接识别出：所显示的迹道标记是否与实际的迹道标记重合。为了使这样的显示变得容易，有利地设有一个抬头显示器，在它上面这样投影迹道标记，使得对于驾驶员来说该迹道标记显得是在车辆前面的行驶区域中。按照本发明方式，驾驶员无需从驾驶行为本身偏离目光就可识别出在抬头显示器中所写入的迹道信息。
在另一个补充的或变换的实施方式中规定，借助一个摄像机、尤其是红外摄像机检测驾驶员前面的行驶区域并显示在显示器上。在此按照本发明方式将迹道标记写入摄像机图像中。摄像机图像一方面可显示在自己的显示器上，但也可插入到抬头显示器上。尤其当使用红外摄像机或类似成像系统时，即使在夜间或在雾天也能为驾驶员显示出车辆前面的行驶状况并且尤其对他指示：对于驾驶员来说可能在现有光线情况下没有摄像机支持就不能看到的迹道标记是否相应地能由他的支持系统识别出。
此外有利的是，设有一个警报单元，它在行驶迹道检测质量低压预给定的量度时发出警报。在此情况下可能需要驾驶员特别小心或者甚至驾驶员主动干预，例如当自主支持系统关闭时。由此除显示器上的图像显示外附加地对驾驶员指示变差的行驶迹道检测。
有利的还在于，通过相应选择迹道标记的颜色和/或线条类型来描述行驶迹道识别质量。相应的显示对于使用者来说可直接理解并且可容易地与相应的行驶迹道对应起来。
此外有利的是，迹道标记作为迹道限界标记写入到显示器上。有此驾驶员可以容易地识别出行驶迹道的边缘。此外有利的是，在显示器上描述行驶迹道的中间。由此驾驶员同样能很好地掌握要由车辆占据的道路。
此外有利的是，当行驶迹道识别变差时，这在显示器上被相应地显示，车辆的操控由自动车辆驾驶移交回驾驶员。通过驾驶员可在显示器上已及时识别出相应的行驶迹道识别变差，他可以准备好操控责任的转移。此外，在驾驶员借助本发明显示装置识别到行驶迹道识别不够的情况下，他又可自行承担控制。
附图说明
本发明的实施例被表示在附图中并在下面的说明中详细描述。附图表示：
图1：具有本发明显示装置的车辆的示意性俯视图，
图2：车辆前面的道路的描述，
图3至5：本发明显示装置对于图2中所示道路在不同条件下的显示描述的实施例。
具体实施方式
根据本发明的显示装置可用于这样的系统，在这些系统中在显示器上仅对驾驶员描述迹道识别以便支持。尤其在视线差的情况下，例如在夜间或在雾天，相应的迹道描述可在行驶迹道观察以及车辆控制方面支持驾驶员。驾驶员则可识别出什么时候自动迹道识别可能变差，以便他的速度及时适应这样的情况。此外也可以将根据本发明的显示装置用于这样的系统，这些系统在驾驶员离开其行驶迹道时对其发出警报。如果迹道识别变差，驾驶员可识别出，什么时候可能即使在离开迹道时也不再发出警报。驾驶员在此情况下可使其驾驶方式适应于此时缺少警报支持的情况。此外也可以是，该显示装置与一个系统相结合使用，在该系统中通过沿检测到的行驶迹道的自动控制对驾驶员给予主动的驾驶支持。通过根据本发明描述迹道标记，驾驶员可识别出，什么时候迹道标记变差和他可能必需自己承担车辆控制。
下面以一个具有迹道支持的车辆为例描述本发明，通过省去警报功能和/或自主支持功能可相应实现其它实施方式。图1中示出一个汽车1，其中通过一个视频传感器2检测车辆前面的行驶区域。所检测的视频图像被传送给分析计算单元3，该分析计算单元具有第一计算单元4，它对检测到的视频图像进行分析计算。在这里视频传感器2最好实施为红外摄像机，它也可以在夜间或雾天可靠地检测行驶区域的情况。但也可以使用其它任何光学摄像装置。此外也可以是，通过尤其在车辆外侧的其它尤其是光学的传感器来支持行驶迹道支持功能，这些传感器接着对准行驶车道标记。第一计算单元4对摄像机图像以这样的方式求值：通过对所检测图像的计算机图像分析和/或与所检测图像的图案比较来确定行驶车道。在图1中未示出的另一实施方式中也可以是，在存储器5中存储行驶路线的道路走向。通过定位可确定车辆1在行驶路线上的位置并由车辆当前位置出发预示期望的道路走向并用于与由视频传感器2接收的图像数据相关。
如果确定了行驶车道的走向，则将行驶车道的数据或待描述的限定行驶车道边界的车道标记的数据传送给分析计算单元3中的第二计算单元6，后者控制一个显示器7。最好与关于行驶车道的数据一起将行驶车道检测质量的量度传送给第二计算单元6。在第一实施方式中，显示器7实施为所谓的抬头显示器。为此例如或者在汽车风挡玻璃前成像一个虚像，或者在布置在驾驶员与风挡玻璃之间的投影屏上成像一个实像。在此，由第一计算单元4计算的车道标记尤其这样用驾驶员前面的显示器7描述：它们位置正确地显现在驾驶员前面的图像中。为此通过计算机将实际道路标记的位置与计算的车道标记的投影、尤其是驾驶员的观察位置相重叠。在另一实施方式中可附加地将视频传感器2的图像投影到抬头显示器7上。此外也可以是，显示器7实施为驾驶员前面的显示单元，例如液晶显示器。在此情况下车道标记被写入由视频传感器2摄取的摄像机图像中并描述在显示界面中。
行驶车道识别的质量检测最好在第一计算机4中进行。在此行驶车道识别例如可这样进行：由于亮度对比度或颜色对比度而从道路表层很好地突显出来的行驶车道标记通过对图像的视频分析而求得并根据图像位置计算出道路走向，尤其是一个行驶车道边界的走向。但行驶车道标记有时例如由于耗用、污染或雨水而仅可很差地被识别。因此可将行驶车道标记相对于周围的行驶车道表面所具有的亮度对比度或颜色对比度定义为行驶迹道识别质量的量度。如果该对比度很大，即标记可以很好地与背景区分，则存在好的行驶迹道识别质量。为了将行驶迹道识别质量划分为好的、差的和不可能的识别，可以例如定义一个亮度对比度或颜色对比度，它对于好的或至少对于差的识别是必需的。必要时也可确定具有相应界限的更细的质量分级。如果所检测标记与周围环境之间的对比度相应降低了，例如标记与道路表层之间的亮度对比度或颜色对比度下降到为好的检测所确定的预定阈值以下，则行驶迹道识别质量可能变得有问题。虽然行驶迹道仍可被识别，但该识别可能不再完全无误。在此情况下选择与在可靠检测情况下不同的迹道标记描述。这例如也同样适合这样的情况：对于一定路段行驶车道标记中断并且由此不可被检测，以致对于中间区域仅可将相邻的行驶车道标记外推。天气情况例如雨或雪也可对行驶迹道检测产生负面影响。在另一实施方式中也可将行驶车道表面与行驶车道边缘例如行驶车道绿化区或与路肩或人行道之间的对比度差用于行驶迹道检测，其中，在此情况下也对比度差求值。
此外也可以是，将行驶车道限界标记、例如侧边柱一起包括在行驶迹道识别中。如果没有这些侧边柱，行驶迹道检测质量也可能成问题，可能是侧向柱由于污染而不能被检测到或在图像处理时不能被隔离或者在道路边缘不存在侧向柱。如果检测出侧向柱，则可确定高的迹道检测质量。如果仅检测一个行驶迹道，则质量下降到临界的量度，其中借助行驶车道标记检测的行驶迹道仍被写入到显示器上。
此外也可以是，行驶车道标记完全缺失或不能被摄像机与道路周围区分开。这也同样适合于记录到多个相互矛盾的行驶车道标记的情况。在此情况下不能描述迹道标记，以致相应的描述被完全关闭。
如果确定了行驶迹道检测质量下降，则在一个实施方式中可通过扬声器8发出声音警报信号。因此驾驶员除了行驶迹道检测可能有误外得到附加的反馈。在另一实施方式中也可在离开行驶迹道时通过扬声器8对驾驶员发出一个声音警报。
在图1所示的实施例中，分析计算单元3也用于自动控制车辆。为此，分析计算单元3连接在一个数据母线9上，后者尤其控制车辆驱动装置10和车辆转向器11。车辆通过单元10，11被沿着由第一计算单元4求得的行驶路段引导。为了控制，通过转向角度传感器12检测车辆的转向角度和通过车轮传感器13检测所走过的行驶距离。驾驶员通过一个操作单元14可启动自动驾驶，但也可关闭自动驾驶。如果行驶迹道检测较差，则在显示器上通过迹道标记描述的变化来显示这一点。此时驾驶员可以或者自己承担驾驶，但或者也可等待行驶迹道识别再改善，这一点他可在显示器上直接识别到。但此外驾驶员也可等待车辆自动将控制交还给他。至少他通过迹道标记描述的改变在行驶迹道识别变差时被预警：相应的自动控制也许不再可能。
图2中表示一个道路走向20，它具有在右边限制该道路边界的第一道路标记21和在左边限制该道路边界的第二道路标记22。此外该道路具有中间线条23。在后面的附图3，4及5中针对图2中的道路走向20解释以本发明方式插入迹道标记。
在图3中写入针对道路走向20的计算出的第一迹道标记31和第二迹道标记32。在此，对迹道标记31，32的描述可或者参考实际的、驾驶员可看到的道路走向20、但也可参考道路走向20的图像描述来进行。通过借助第一计算单元4的求值尤其可靠地识别出车辆前面一个确定区域中的中间线条23和右边的行驶车道标21。该信息被传送给第二计算单元6，由此该计算单元选择相应的迹道标记描述。为了显示高质量的行驶迹道标记，在该实施例中，行驶迹道标记31，32作为宽的实线被绘入道路走向的图像中。在此情况下该写入以这样的方式进行：迹道标记31，32分别与中间线条和右边的道路走向大致重合。与该识别相应地，车辆前面约100m的区域中的迹道标记31，32被写入到图像描述中。在此这些迹道标记优选被这样写入：它们相对于道路走向20的行驶车道具有高的对比度。例如它们可用白色被写入。
在另一实施方式中也可以是，将一种在行驶车道识别质量方面对应的颜色分配给迹道标记31，32。例如迹道标记31，32用绿色写入，因为道路走向20可被很好地识别。如果相反识别变差，则迹道标记31，32例如用黄色写入或者在进一步变差的情况下用红色写入图像中。
图4中表示用于在迹道标记识别变差情况下描述迹道标记的另一实施例。在图4中，代替图3中的实线，用虚线写入第一迹道标记33及第二迹道标记34，因为在该情况下行驶迹道识别质量相对于图3中的描述已变差，例如由于检测到的标记与行驶车道之间对比度较小。该信息例如在图像分析时由第一计算单元4确定并传送给第二计算单元6。因此驾驶员通过变化了的行驶迹道标记描述得到这样的反馈：分析计算单元3虽然仍可根据其检测相应于标记21，23识别相应的行驶迹道，但此时可能出现小的误差或低于可靠性极限，例如预定的行驶车道标记与路面之间必要的对比度。补充地可在显示器上附加写入一个警报符号35，它对驾驶员指示行驶迹道识别较差。
图5中表示用于描述的另一实施例，其中，一个迹道标记不与右边道路边缘21的标记和中间线条23重合，而是被写入到两个边限21，23之间的行驶迹道中间。因此驾驶员可沿该中间标记36控制其车辆。相应于图3及4的描述，在这里也可通过颜色变化的、涂抹的和/或以其它方式中断的迹道标记描述来指示行驶迹道识别的质量。这也适用于中间标记36着色的情况。
代替如图3至5中所示的线形形式的迹道标记，也可以是，取而代之，将显示器上标记21，23之间的行驶车道面用一个封闭的面填满。该面也可相应地着色和/或设置中断部，以致当行驶车道识别不充分时产生一些带形区段。