用于汽车的驾驶员辅助系统 【技术领域】
本发明涉及根据权利要求1，2或3的前序部分的用于汽车的驾驶员辅助系统及根据权利要求19的前序部分的用于确定物体位置及用于优化在位置方面的物体显示的方法。
背景技术
由现有技术一方面公知了市场上通用的用于汽车的导航系统及泊车辅助装置。
此外由文献JP 2006163501A公知了用于抬头显示器(HUD)的控制单元，通过它可显示出关于相对在前行驶的汽车的正确距离的标记。
由文献DE 198 47 611A1公知了一种用于组合地显示一个组合的ADR/GRA系统的参数的方法(ADR：自动距离调节，GRA：速度调节装置)。
关于抬头显示器，由文献US 2001/0040534A1公知了一种用于显示汽车周围的物体的HUD系统，尤其是用于输出警报指示。
【发明内容】
本发明的任务是：提供一种用于汽车的改进的驾驶员辅助系统，通过该驾驶员辅助系统可提高道路交通中的安全性。
该任务将基于开始部分所述类型的用于汽车的驾驶员辅助系统，通过权利要求1，2或3的特征部分的特征及通过具有权利要求19的特征部分的特征的用于借助用于汽车的传感器数据和/或环境坐标来确定物体位置及优化在位置方面的物体显示的方法来解决。
通过从属权利要求的特征可得到本发明的有利的实施例及及进一步构型。
与此相应地，根据本发明的用于汽车的驾驶员辅助系统具有至少一个、用于汽车周围的物体的检测及位置确定的传感器装置以及具有至少一个分析处理单元，该分析处理单元用于所述传感器装置的传感器数据的处理和/或分析以及用于到一显示装置的传输，该驾驶员辅助系统特征在于：所述分析处理单元包括用于校正测量误差的单元，所述单元使用至少一个传感器装置的关于一物体的多个传感器数据，以便由此确定该物体的坐标；或者，一根据本发明的用于汽车的驾驶员辅助系统的特征在于：所述分析处理单元包括用于校正测量误差的单元，所述单元将一个导航系统的环境坐标连同至少一个传感器装置关于一物体的传感器数据一起使用，以便由此确定该物体的坐标。
传感器装置、尤其是这些用于观察者周围的物体的检测及位置确定的传感器装置用来进行测量。由此得到的传感器数据和/或环境坐标可能带有一系列的测量误差。在此情况下既涉及系统的测量误差也涉及统计学的测量误差。其中系统的测量误差通常由测量方法本身引起。正是与驾驶员辅助系统相结合，这种测量误差的出现将使驾驶员变得很不安全，有时甚至很危险。例如由于测量误差，可能错误地显示一个物体如一个障碍物或另外一参与道路交通的汽车的位置。所述的缺点可这样来消除，即所述分析处理单元包括用于校正测量误差的单元，所述单元使用至少一个传感器装置关于一物体地传感器数据或附加地还使用一导航系统的环境坐标，以便由此确定该物体的坐标。它例如也可计算出新的物体坐标。驾驶员不再被指示要信赖：所使用的不正好在当前时刻上的传感器数据或环境坐标代表所谓的“测量异常值”及由此显示一可能离真实非常远的报告。
此外，在本发明的意义上对于传感器数据应理解为传感器如摄像机单元、车辆内部或外部的测量及确定系统的数据或测量值的一般概念。因此在本发明的意义上，环境坐标为传感器数据或例如为一个导航系统的数据，它们提供关于汽车周围的物体的位置的信息。
原则上可通过一个所谓的导航系统获得非常精确的位置确定。在此情况下可测定汽车的位置及与一个现有的道路地图系统一起使用。因此这种导航系统可突出地适用于：对分析处理单元提供相应的环境坐标及由此同样有助于改进测量误差的校正。
此外，在根据本发明的驾驶员辅助系统中，所述分析处理单元可包括用于校正测量误差的单元，所述单元对一个传感器装置的传感器数据配置另外一传感器装置的另外的传感器数据及由此产生另外的数据。例如可以将一个传感器装置的传感器数据与另外一传感器装置的传感器数据相比较，使得由此可推断出：在测量时的传感器数据是否是可靠的或可信的。例如对一个其坐标已被求得的汽车可借助导航系统的环境坐标来配置一个车道，其中，该导航系统将该汽车识别为例如“违规逆行的驾驶员”。对汽车例如也可能配置一位于所有车道以外的位置，由此这或者涉及一个异常状态、例如一个事故，或者也许涉及一个不可信的配置。
在本发明的一个有利的实施形式中，所述分析处理单元包括用于校正测量误差的单元，所述单元将传感器数据和/或一个导航系统的环境坐标配置给物体的坐标及由此产生另外的数据。这意味着，一个物体的由分析处理单元求得的坐标可与传感器数据或一个导航系统的环境坐标相结合，以便由此得到其它信息。
在本发明的一个特别优选的实施例中，所述分析处理单元包括一个统计学的求平均单元，用于求传感器数据和/或环境坐标的平均值。为了进行测量误差的校正，统计学的求平均是相对简单及合乎目的的措施。这样，通常可校正尤其是统计学误差。但特别有利地，当尤其为了校正系统误差，不仅对配置给一个单独的传感器的不同传感器数据或环境坐标求平均，而且也对于源自至少两个不同传感器的测量值求平均时，可进行求平均。此外还可以引入其它的经验值，例如当这样地求平均时，可对不同的传感器数据和/或环境坐标设置专门的权重。例如可考虑，一个专门的传感器可被承认有相对高的可信性。因此该传感器的数据在求平均时例如可比其它传感器数据或环境坐标较重地被加权。
为此尤其有必要的是，在本发明的一个优选的进一步构型中，设有至少另外一个传感器装置和/或一个摄像机，用于对所述分析处理单元提供传感器数据和/或环境坐标。如上所述，主要对于校正系统误差有利的是，一同考虑多个不同的、并可能是不同结构类型的传感器装置的数据或环境坐标。一方面主要指的是用于汽车周围的物体的检测或位置确定的传感器装置。另一方面也可考虑附加地使用其它类型的传感器装置，例如提供关于视野情况的信息的传感器，例如视野是否正受到雾或雨的影响。这些信息例如在求平均时主要被用于所述权重的适配。
作为传感器装置例如也可考虑摄像机。在本发明的实施例中，不仅借助这种摄像机，而且还由于通过至少一个传感器装置来相继地进行多个测量，因此还能显示运动的物体。
其它可考虑的环境传感器例如为：雷达(RADAR)、激光雷达(LIDAR)，它们尤其是用于汽车的纵向引导，尤其与ACC系统(主动/自适应巡航控制，距离及速度调节)相结合；用于安全性应用的环境传感器，例如PSS(预报式安全系统(Prodecitve safety system)，汽车制动系统)；其它的环境传感器，例如用于泊车系统如泊车指引、扩展的泊车指引系统或所谓的“倒车辅助系统”；但也使用用于汽车后部空间或汽车侧向空间的监测功能的环境传感器(LCA)。并可考虑使用三维(3D)显示。
除物体如其它汽车或潜在的交通障碍物的肉眼识别外，可特别有利的是，在本发明的一个优选实施形式中设置一用于识别车道的传感器装置。对于驾驶员完全有帮助的是，不仅知道一个确定的物体的坐标或该物体距离他的汽车的距离，而且还例如知道一相应的物体相对他的车道在何位置上。例如，对此特别重要是例如一直接处于车道边缘上的动物、一违规逆行的驾驶员或另外一迎面驶来的、例如在进行危险的超车动作的汽车。在此，存在本发明的实施例的许多方案，例如到车道边缘的距离的确定，该确定例如在通过建筑工地时应被校正，或到停泊的汽车的距离的确定。
但在一些情况下仅知道关于位置的描述是不够的。而是还必需能知道或至少能估计出关于本汽车与其它物体之间的相对速度的信息。在此情况下尤其要考虑本汽车进行例如超车动作的情况或接近正在堵车的汽车的情况。在以上所述的实施例的意义上，一方面可考虑，在本发明的进一步构型中设置专门的速度传感器，但也可考虑，在本发明的一个实施形式中这样设计所述分析处理单元，使得它适于确定本汽车与其它物体之间的相对速度。
此外可考虑，在行驶期间对驾驶员给出一定的决策辅助及危险参量形式的附加信息。例如可由本汽车与一物体之间的相对速度或由一物体的位置来确定这样的危险参量，该危险参量的值允许以预定的刻度来对危险的潜在性进行分级。因此有利的是，在本发明的一个进一步构型中，所述分析处理单元被设计来能使所述物体之一与一个危险参量在逻辑上相联系，该危险参量主要由所述位置和/或本汽车与该物体之间的相对速度得到。
在此，首先有利的是，在本发明的一个实施形式中设置警报装置。由此，例如相应的危险参量不仅可被确定，而且还对驾驶员或使用者释放警报指示。在此情况下可涉及专门的物体的着色，例如着红色，但也可涉及声音的警报指示，灯光指示或类似的指示。由此还可再次显著地改善驾驶员的安全性。
有利地，在本发明的一个实施例中设置一个显示装置，尤其优选地是抬头显示器(HUD)。这种投影显示装置已作为已设立显示系统而存在汽车、飞机等中。此外这里可考虑HUD的所有构型，例如设有一个驾驶员观察系统的i-HUD(逆反式HUD(Inverse HUD))，用于接触模拟(kontaktanalog)的显示的HUD等等。已设立的显示装置的应用可体现显著的成本优点。
但也可直接地考虑其它的显示可能性，它们有利地使驾驶员辅助系统能适配使用者或驾驶员的个性化要求。因此在本发明的一个优选的进一步构型中，所述显示装置可构造成PDA(英语：personal digital assistant)或构造成导航系统的导航显示器，或构造成头枕显示器，该头枕显示器尤其是为正式乘客(Formpassagiere)而作为显示装置组合在汽车的头枕中。也可使用外部显示装置以及汽车内部显示装置的各种方案。这里作为可能的优点，除成本方面外，尤其是还应适应汽车的各个辅助系统以及各个计算机系统(例如PDA)等的可能的合作。
所述显示图的一个常见的方式方法是在汽车的组合仪表中组合显示仪表。因此在本发明的一个有利的实施形式中，所述显示装置被组合在汽车的组合仪表中。
在本发明的一个特别优选的进一步构型中，该驾驶员辅助系统可组合到具有已存在的传感器装置和/或显示装置和/或导航系统的汽车中。许多汽车已设有显示装置如HUD、导航系统或各个传感器装置。如果为了使用根据本发明的驾驶员辅助系统或本发明的一个实施形式，出于兼容的原因必需更新所有这些装置，则购置这样一个驾驶员辅助系统与成本上的显著不利相关联。而可组合地构造的驾驶员辅助系统允许利用这些装置中的至少一些。除了成本上的优点外，驾驶员也可能不必在其汽车中设置并适应全新的装置。例如可以惯常方式继续使用相同的HUD，但可对驾驶员提供附加的信息及由此明显地改善驾驶舒适性并也有助于提高道路交通中的安全性。
视正好出现何种行驶状态或视何种显示方式被驾驶员以个人的方式优选而定，所述分析处理单元例如被这样地设计，使得该分析处理单元可用相应的方式利用及输出传感器数据、环境坐标或危险参量。本发明的一个实施例有利地包括一个分析处理单元，它被设计来产生一个透视的视图。这种显示方式提供了优点，即驾驶员例如从其视线或从一个虚拟地大致提高的固定点可看到汽车周围的物体、车道等。
类似地，在本发明的一个实施形式中分析处理单元被设计来建立鸟瞰下的环境的至少一部分的视图。这当例如可能位于本汽车周围的物体具有重要意义并且不是仅仅在例如沿行驶方向的观察具有重要意义时尤其是值得期望的。一个典型的情况是倒行泊车。
如果对驾驶员或对汽车出现了一个危险情况，其方式是例如一些物体出现在相对汽车有危险的近距离上，则值得期望的是，对驾驶员给出相应的提示。在此，本发明的一个优选的实施形式包括一个分析处理单元，它被设计用于借助所述显示装置来进行危险参量与所述视图的颜色的配置。
其它的量如另外一物体的速度、该物体相对本汽车的相对速度、或各个距离也可具体地被显示和/或配置给各个物体。因此在本发明的一个有利的实施例中，所述分析处理单元被设计来输出及显示字母兼数字的量。普遍地特别有利的是，或者驾驶员能根据他的愿望来适配所述显示方式，或者所述显示方式根据各个情况已经被适配。
此外，与此相应地，根据本发明的用于确定物体位置及用于优化关于位置方面的物体显示的方法的特征在于：借助根据权利要求1，2或3或从属权利要求之一的驾驶员辅助系统来进行测量误差的校正。通过这种方法可对驾驶员提供更可信的及更合乎真实情况的信息及由此给予驾驶员有价值的辅助，以更安全地构建道路交通。
【附图说明】
本发明的实施例被表示在附图中及在以下对其进行详细的说明并给出其它的优点及细节。在各个附图中表示：
图1：以鸟瞰图表示对具有两个车道及不同物体的一个道路的环境测量，
图2：来自所述鸟瞰图的、具有两个车道的一个道路的示意性显示图，具有物体的位置校正，及
图3：以不同视角的环境显示的示意性组合图。
【具体实施方式】
图1中表示直接由测量产生的一个显示图1。可看到一个具有两个车道2，3的道路，这些车道各由车道边界10分开。汽车4位于车道3上，该汽车也装备了本发明的一个实施例，即尤其是装备了用于进行测量的传感器装置。因此根据图1，该驾驶员辅助系统识别了具有所属车道边缘标记10的两个车道2，3及还识别了物体5，6，7。物体5及6各对应相应的运动，这些运动在该图中由相应的箭头8，9表示。物体5，6，7被表示成“X”的显示方式是任意选择的。视物体的类型而定对于它们也可使用其它的显示方式。例如物体5，6涉及运动的车辆。而物体7例如可为停在车道3的右边的车道边缘上的汽车。
在图2中可看到一个示意性的显示图11，其中已考虑了测量误差的由根据本发明的实施例进行的校正。首先以相同的方式可看到位于车道3上的相同位置上的汽车4。此外与图1类似地可看到车道2及所属的车道边缘标记10。这里作为显示方式可看到一种显示，根据该显示，对于驾驶员当前不重要的物体、例如位于车道2上的物体被消隐。这代表本发明的一个实施形式，在该实施形式中，通过根据本发明的驾驶员辅助系统对物体5的坐标配置其它数据、即配置车道2上的位置。在进一步分析处理时，该物体5被消隐，因为它不属于车道3。在图1中，物体5，6位于相同的车道2上，但在不同的方向8，9上运动。因为在物体6的位置确定时涉及到带有误差的测量，该测量误差将借助根据本发明的驾驶员辅助系统的该实施形式来校正。该校正在图2中如下地表示：物体6及所属的运动方向9——这两者均需要校正——在图2中用虚线表示。物体6’及所属的运动方向9’的图示则提供已校正的位置显示。借助该实施例表明了哪些影响可与本发明相联系。在图1的带有误差的测量的图示中，物体6还代表一种“违规逆行的驾驶员”，而在图2中通过校正来指示这涉及一个正常的行驶状态及物体6或6’以合乎规定的方式在车道3上而非在车道2上运动，以及由此在逆着规定的行驶方向上运动。
图3中可看到多个视角的组合的图示12，17的例子。根据本发明的驾驶员辅助系统的一个实施例可借助一个HUD对驾驶员提供该显示图。图示12表示鸟瞰道路13、汽车14及两个其它物体15，16的示意性视图。配备有驾驶员辅助系统及所属的传感器的汽车14通过一个边框标记18来表示。物体15任意地用一个叉表示。该显示方式仅是为简便起见而选择的。视所需的实施形式而定，可优选例如彩色的显示方案。物体15，16可表示例如车辆但也可表示一些可能的障碍物或例如动物，它们位于车道上或车道附近。优选地，这里也可显示物体的具体的图形或至少显示可直接推断出物体类型的符号，例如动物符号或车辆符号。在图形17中可看到类似于驾驶员视角的一个透视的视图。可以看到道路13的走向、地平线19、设有该驾驶员辅助系统的汽车14、汽车14的所属的标记18、位于道路13上的物体15及停在车道左边缘上的物体16。此外可看到一个显示窗20。该显示窗例如可用数字给出汽车14、物体15，16的速度或它们彼此的相对速度，或者还可例如显示各个物体或汽车14，15，16相互的距离。在此情况下该驾驶员辅助系统可这样来构成，使得这些信息中的一些由传感器数据以及在纳入通过导航系统(例如GPS，Galileo等)接收的环境坐标的情况下来获得，所述这些传感器数据借助汽车14上的传感器装置来测得。