[发明专利]换道控制系统

说明书

发明背景 

本发明总的涉及一种用于车辆的视觉系统，特别是涉及一种给车辆驾驶员提供车辆后方的景象信息的后视视觉系统。更具体地，本发明涉及一种后视视觉系统，该视觉系统在外后视镜中采用图像采集装置，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)成像阵列，以便支持驾驶员辅助系统中的换道。 

背景技术

在车辆后视视觉系统领域，一直想要实现的是，通过采用图像采集装置(例如摄像机)与显示器的结合，消除外后视镜或至少使外后视镜最小化。这是有利的，因为这样可以减少车辆上的风阻、风噪以及车重，因此结果是减少了车辆CO2的排放。此外，后视镜从车辆侧面突出一段距离，这使得在狭窄空间内操纵车辆变得更困难。图像采集装置能够布置在车辆上的更多位置处，提供了更灵活多样的车辆结构样式。装备有传统后视镜系统的车辆在车侧和车尾常有盲点，进一步希望，摄像机系统能显著减少这些盲点。在驾驶员不转动身体的情况下，他或她不能感知在这些盲点中的车辆、物体、或其他道路使用者，而转动身体会干扰向前看的视觉行为。 

基于摄像机的车辆后视系统在商业上还未得到认可，此外，在不同法律下不允许作为独立的解决方案。前述系统的一个困难是，它们以难于理解的方式呈现了大量的视觉信息。这个困难由多种因素引起。为显著减少盲点，多个图像采集装置通常布置在车辆上的不同位置。在装备有图象采集装置的车辆后面的物体的图像通常在同一时间通过不止一个图像采集装置采集并且呈现在多副图像中。这样可能会使驾驶员混淆是否出现了不止一个物体。 

当通过后视镜观看景象时，与景象的双目或立体视图相比，摄像机系统提供了景象的单目视图。这使得在摄像机系统中判断距离的能力成为问题。这一影响在接近于车辆的距离处最明显，在此，立体成像大部分依赖于驾驶员来判断多个物体的相对位置。因此，已知的摄像机系统很难在最需要提供信息的位置(在距离周围物体很小间距的位置处)提供给驾驶员重要信息。 

摄像机系统的另一个困难在于，为提供足够的信息量，摄像机系统通常呈现给驾驶员非常大的视野。这样通过进一步减少车辆侧部和后部的盲点而改善了性能。然而，视野的增加通常是通过采用广角镜头得到的，这引起了图像的变形，并且进一步削弱了驾驶员判断所呈现的物体距离的能力。这种景象变形的问题是，驾驶员必须更加集中注意力于显示器，并且花大量时间去分析提取所需信息。这进一步使驾驶员不能专心于保持注意车辆以及被驾驶的车辆附近的物体的主要视觉工作。 

在美国专利US 5670935中公开一种后视系统，其中一个图像采集装置相对于车辆行驶方向向后定向。显示系统显示出从图像采集装置输出的经合成的图像。可提供多个图像采集装置，并且显示系统显示出从图像采集装置输出的经合成的一整体图像，该图像类似于从单个位置(例如从车辆前方)朝向后方的视野。为建立该系统，至少三个视频摄像机必须安装在车辆上，以便得到必须的视野的交叠，以及避免盲点区域。在该专利中，信息还是显示在显示屏上，这使得驾驶员必须在宽窄之间调节眼睛。 

另一美国专利US 2006 0250224公开了一种解决方案，其中车辆附近环境的全貌不是通过视频显示器呈现，而是通过警报灯呈现。警报灯通过由视频控制的摄像机系统启动，其中第一视频传感器布置在后视镜中，第二视频传感器布置在车辆尾灯中。这里，车辆一侧的盲点探测通过两个沿车道向后看的视频传感器来实现。 

日本专利JP 2003118487公开了两个传感器，其用于记录用于记录系统和全图像显示的视频图像。该传感器为广角传感器，其具有相对于车辆的倾角。该系统不是用于减少盲点而是用于辅助换道。 

很多盲点探测系统是已知的，其采用多个布置在车辆不同位置的摄像机。在车辆上采用多个摄像机使得必须将摄像机连接到通讯系统、总线系统以及将电连接装置带到车辆的不同摄像机位置。这对于安全系统的制造来说是额外的工作和额外的花费。 

发明内容

本发明涉及通过显著减少必须安装在车辆上的所需设备，而减少后视系统中的视觉信息。本发明允许摄像机系统在电连接装置仍然可用的位置处使用。 

本发明的一种用于支持换道的方法是基于两个外部视频系统的使用，所述视频系统布置成具有交叠的视野以避免盲点区域。 

本发明采用两个视频传感器，其优选布置在车辆的后视镜中，这可得到摄像机的交叠的视野的最优位置。该车道控制系统的优点是，在车辆两侧采用已知的盲点摄像机，使得通过摄像机可提供完整的换道控制系统。其中限定传感器视角并沿车辆外轮廓延伸的最接近该车辆的界线相对于车辆行驶方向Z倾斜至少3度角延伸。