泊车辅助系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的泊车辅助系统，该系统设置用于显示车辆的周围环境。此外，本发明涉及一种用于显示车辆的周围环境的方法以及一种程序单元和一种可由计算机读取的介质。


背景技术：

2.在全景环视系统中显示车辆的三维立体周围环境时，除非使用附加传感器，否则与其他汽车和目标的间距是未知的。典型情况下，借助一半球生成三维立体周围环境，其中，通过摄像机检测到的图像被投影到半球上。如果所投影目标比相关半球投影面更靠近车辆，典型情况下会导致光学伪影。这会使泊车过程或驶离泊车位置过程期间汽车的操控变得更加困难。通过使用声纳或激光雷达等不同传感器，可建立/确定触发光学伪影的目标与要操控的汽车之间的间距，但将这些传感器定位在相关汽车上既昂贵又复杂。


技术实现要素：

3.使用本发明的实施方式，可以有益的方式提供一改进型泊车辅助系统。
4.本发明在独立权利要求中被限定。本发明其他有益的结构形式在从属权利要求和以下说明中得出。
5.技术术语以众所周知的形式被使用。当特定含义被转述到特定术语时，以下文章在使用这些术语的框架范围内提供术语定义。
6.本发明的一方面涉及一种用于车辆的泊车辅助系统，该系统设置用于显示车辆的周围环境。在此，泊车辅助系统可具有至少一个摄像机，它设置用于拍摄至少一幅图像。此时，泊车辅助系统可使用栅格结构为用户显示车辆周围环境。此外，泊车辅助系统还可包括图像分析评估单元，它设置用于确定图像中所示出的另一车辆的定向/方向/方位。此外，图像分析评估单元还可设置用于，根据其他车辆的确定的定向调整栅格结构，其中，图像被投影到经调整的栅格结构上。
7.该实施方式的优点可以是：可调整栅格结构使其与另一车辆相匹配，由此在泊车过程、驶离泊车位置过程或类似过程中简化用户对汽车的操控。另一优点是，可省却其他昂贵的传感器装置，同时可改进车辆的可操控性。此外，可改善泊车辅助系统的用户感受，因为在所显示图像中不再出现光学伪影。
8.换句话说，泊车辅助系统借助摄像机检测一图像，该图像由图像分析评估单元处理，使得能够确定另一车辆的定向，以调整或优化用于显示车辆周围环境的栅格结构，从而可将所拍摄图像投影到经调整的栅格结构上。在此，摄像机可为与车辆逻辑单元和/或图像分析评估单元具有信号连接的数码摄像机。为此，泊车辅助系统能借助例如电子控制单元(ecu)和/或平视显示器(抬头显示器)的监视器在显示器和/或平视显示器上显示车辆周围环境。栅格结构可以是一种能借助节点及其连接部显示的虚拟模型。其他车辆的定向尤其可根据一坐标系确定，其中，坐标系的原点例如表示车辆的中心点。图1中示出泊车辅助系
统的一种可能结构以及其他车辆的定向，并在相关附图说明中进一步解释。可根据车辆的中心点确定其他车辆相对于指定车辆的位置。栅格结构可根据其他车辆的位置或定向调整，使其与车辆周围环境的实情相对应。与车辆周围环境相适配的、经调整的栅格结构用于将摄像机所拍摄的图像投影到经调整的栅格结构上，从而可在车辆监视器或平视显示器上显示周围环境经调整的视图。
9.图3中示出了经调整的栅格结构，及根据图3的附图说明对所述栅格结构进行详细解释。
10.根据一实施例，栅格结构可具有一几何形状，尤其是半球形。换句话说，栅格结构构成半球形或类似形状的虚拟模型。作为替代选择，栅格结构也可具有例如锥体、截锥体、立方体、长方体、具有大幅度倒圆角边缘的立方体、具有大幅度倒圆角边缘的长方体、棱锥体、圆柱体和/或球体等与半球不同的另一几何形状。该实施方式的优点可以是，借助简单的几何形状可节省泊车辅助系统内的计算能力，从而降低泊车辅助系统的生产成本。
11.在本发明一实施例中，图像分析评估单元设置用于借助弯曲或类似过程调整几何形状，使其与其他车辆的定向相匹配。换句话说，几何形状的调整方式是，使其与车辆周围环境相对应。这尤其可借助几何形状的弯曲过程或例如切割、放大、缩小、旋转和/或扭曲等另一变形/再成形过程来实现。该实施方式的优点可以是，借助例如弯曲等更简单的计算操作功能调整几何形状，并可由此简化车辆周围环境的显示，而不会占用泊车辅助系统的更多资源。图2中展示的是包括几何形状的一种显示设计可能性，并在相关附图说明中对其进行了详细解释。
12.根据一实施例，栅格结构还可具有一通用车辆模型。换句话说，通用车辆模型定位于具有一几何形状的栅格结构中，从而能够以改进方式展示车辆周围环境。通用车辆模型可以是一种二维和/或三维模型，它以其外轮廓展示其他车辆的理想模型。作为替代选择，可建立其他车辆类型，其中，根据数据库的信息可对通用车辆模型进行调整，使其与其他车辆类型相匹配。在此，由摄像机拍摄的图像可投影到通用车辆模型上，从而能够以改进的形式实现车辆周围环境显示，因为不再会出现因缺乏间距信息而造成的光学伪影。在图3中展示的是以几何形状设置的一种通用车辆模型设计可能性。
13.根据本发明一实施例，图像分析评估单元可设置用于，借助缩放、移动和/或旋转对通用车辆模型进行调整，使其与其他车辆的定向相匹配。换句话说，通用车辆模型在栅格结构内的操控方法是，使其与其他车辆的定向相对应。这类操控尤其可通过缩放、移动和/或旋转加以实现。借助通用车辆模型的旋转等这类操作功能，可对车辆周围环境进行极为精确的调整，使其与栅格结构相匹配，尤其是与通用车辆模型相匹配，从而以明显改善的方式进行显示并由此提升泊车辅助系统的人体工程学性能。
14.根据一实施方式，图像分析评估单元可设置用于，借助缩放、移动和/或旋转调整该几何形状中的通用车辆模型，使其与其他车辆的定向相匹配。换句话说，通用车辆模型可在例如为半球的几何形状内进行缩放、移动和/或旋转，以实现车辆周围环境的优化显示。换句话说，以此方式通用车辆模型可在几何形状内被定位成使得，能够对几何形状和通用车辆模型进行调整，使其与车辆周围环境相匹配，尤其是对彼此之间的关联性进行调整适配，以明显提高车辆周围环境的可显示性。
15.根据一实施例，图像分析评估单元可设置用于，借助估计功能确立/建立未通过摄
像机检测到的其他车辆区域，并将其投影到通用车辆模型上。换句话说，图像分析评估单元具有借助估计功能确定例如其他车辆车顶等不能被摄像机检测到的区域的功能。估计功能例如可包括由摄像机确定其他车辆的颜色或其他车辆的油漆，并将所确定的颜色或油漆投影到其他车辆的通用车辆模型的车顶上。这可将用户感知设计得更为舒适，并由此提高泊车辅助系统的人体工程学性能。
16.根据一实施例，图像分析评估单元可设置用于，预估未被摄像机检测到的区域，以便用一纹理结构(textur)完全覆盖栅格结构。换句话说，例如球形的栅格结构可借助图像分析评估单元完全由一纹理结构覆盖，因为图像分析评估单元根据例如天气信息用一纹理结构覆盖球形上部。例如，天气功能描述晴朗天空，从而使图像分析评估单元在栅格结构中预测晴朗天空。这可带来的优点是，用户感觉车辆周围环境的显示更为舒适，从而改善了泊车辅助系统的人体工程学性能。
17.根据本发明一实施例，用于确定其他车辆的定向的图像分析评估单元可设置用于识别图像中的基本平面(基面/底面，)。此外，图像分析评估单元还可设置用于标识图像中其他车辆的两个车轮，并分别建立各车轮的圆周轮廓。此外，图像分析评估单元还可设置用于，通过建立车轮圆周轮廓上最靠近摄像机的点，构成基本平面和圆周轮廓之间的交点。换句话说，如上所述，可借助图像分析评估方法确定其他车辆的定向，其中，先在图像中建立基本平面，尤其是一道路或类似目标等。然后，可在图像中标识其他车辆的两个车轮，随后可建立或导出车轮的圆周轮廓。在此假设，其他车辆的车轮基本上设置成与在图像中被识别的基本平面正交。根据圆周轮廓，通过选择圆周轮廓中最靠近摄像机的点建立基本平面和圆周轮廓之间的交点。这可带来的优点是，可根据例如车轮等的典型特征快速、可靠地确立其他车辆的定向，从而确保改善车辆周围环境的显示。图4展示的是用于建立交点并由此确立其他车辆定向的一设计可能性，并在相关附图说明中对其进行描述。在一替代选择的实施方式中，还可使用其他车辆的另外特征，并可根据所述另外特征确定其他车辆的定向。
18.根据一实施例，图像分析评估单元还可设置用于，对基本平面、车轮、圆周轮廓、交点和/或其他车辆的定向执行一可信度检查。换句话说，泊车辅助系统能根据预定参数和/或经验值检查由其检测到的信息。图像分析评估单元例如可对所建立的其他车辆的车轮进行检查，从而确保第一和第二车轮属于同一车辆。这会有提高车辆周围环境显示可靠性的优点。
19.根据一实施例，图像分析评估单元可设置用于，建立其他车辆的车前区域和/或车尾区域，并根据车前区域和/或车尾区域确定栅格结构的定向。换句话说，图像分析评估单元能建立其他车辆的车前区域和车尾区域，以便根据其他车辆的车前部分和车尾部分的轮廓对其他车辆的通用车辆模型加以调整，从而可在车辆周围环境中实现其他车辆的更真实的显示。
20.另一方面涉及一种显示车辆周围环境的方法，该方法可具有以下步骤：
21.‑
拍摄车辆周围环境的图像，
22.‑
借助栅格结构显示车辆周围环境，
23.‑
确定图像中所示出的另一车辆的定向，
24.‑
根据另一车辆的定向调整栅格结构，
25.‑
将图像投影到经调整的栅格结构上。
26.换句话说，可拍摄车辆周围环境的图像。为显示车辆周围环境，可使用栅格结构，尤其是借助显示器或平视显示器为用户显示车辆周围环境。此外，可通过建立示出其他车辆的信息而确定其他车辆的定向，并可由此分析评估其他车辆的定向。根据其他车辆的定向，可对用于显示周围环境的栅格结构进行调整，从而使栅格结构与实际的车辆周围环境相对应。此外，可将已被拍摄的图像投影到经调整的栅格结构上。这可带来的优点是，能省去测定指定车辆与其他车辆之间的间距的传感器。此外，用户在获得车辆周围环境显示时可改善用户体验。
27.此外，根据一实施例，所述方法具有下列步骤：
28.‑
识别图像中的基本平面，
29.‑
标识图像中其他车辆的两个车轮，
30.‑
建立车轮的圆周轮廓，
31.‑
通过测定车轮圆周轮廓上离摄像机最近的点，在基本平面和圆周轮廓之间构成交点，
32.‑
根据交点确定其他车辆的定向。
33.换句话说，可借助图像中基本平面的识别实现其他车辆的定向。此外，可在图像中识别其他车辆的两个车轮，并建立车轮的圆周轮廓。然后可构成或建立一交点，其中，所述交点是基本平面和最靠近摄像机的圆周轮廓之间的交点。借助可分别代表其他车辆的车轮的两个交点，可确定其他车辆的定向。在此假设，车轮与基本平面垂直定向。这可带来的优点是，根据图像信息确定其他车辆的定向，从而可节省昂贵的声纳传感器或激光雷达传感器。图4展示如何构成一交点的一种设计可能性，并在相关附图描述中进一步加以解释。
34.此外，根据一实施例，所述方法具有下列步骤：
35.‑
构成几何形状，尤其是半球形，
36.‑
根据其他车辆的定向，尤其是借助弯曲或类似方式对几何形状进行修改，从而构成经调整的栅格结构。
37.换句话说，例如借助弯曲或类似方式对例如半球形的几何形状进行调整，以使得该几何形状与车辆周围环境相对应。根据其他车辆的定向对几何形状进行修改，从而减少由于缺少指定车辆和其他车辆之间的间距信息而导致的伪影，并由此改善为用户提供的车辆周围环境显示。
38.此外，根据本发明一实施例，所述方法包括下列步骤：
39.‑
构建一通用车辆模型，
40.‑
在几何形状中定位该通用车辆模型，
41.‑
根据其他车辆的定向，借助缩放、移动和/或旋转对通用车辆模型进行调整适配，从而构成经调整的栅格结构。
42.换句话说，作为一种二维或三维模型的通用车辆模型在几何形状中定位成使得其与周围环境的虚拟图像中其他车辆的定向相对应。在此，通用车辆模型可借助缩放、移动和/或旋转进行调整或适配，使其对应于其他车辆的轮廓和定向，并由此构成经调整的栅格结构。这可带来的优点是，通过改善周围环境显示简化了车辆的泊车过程或驶离泊车位置的过程。图3示出了通用车辆模型在几何形状中定位的一种设计可能性，并在相关的附图描
述中对其进行详细解释。
43.本发明的另一观点涉及一种程序单元，当在泊车辅助系统中执行所述程序单元时，泊车辅助系统执行上下文中所述的方法步骤。
44.本发明的另一观点涉及一种可由计算机读取的介质，所述介质上存储上下文中说明的程序单元。
45.本发明的这些特征和其他特征将根据以下说明的实施方式加以解释。
附图说明
46.图1示出根据一实施例的泊车辅助系统。
47.图2示出根据一实施例的泊车辅助系统的示意图。
48.图3示出根据一实施例的泊车辅助系统的示意图。
49.图4示出根据一实施例的泊车辅助系统的实施方式示意图。
50.图5示出了用于显示根据一实施例的车辆周围环境的方法的步骤流程图。
51.这些图只是示意图，并不按比例绘制。图中相同的、作用相同的或相似的部件可用相同的附图标记。
具体实施方式
52.图1展示用于车辆200的泊车辅助系统100，它设置用于显示车辆周围环境，其中，泊车辅助系统100包括至少一个摄像机102，它设置用于拍摄一图像，尤其是其他车辆300的图像。在此，摄像机102具有检测区域103。图像分析评估单元106可设置用于，例如预估检测区域103外的其他车辆300部件的其他车辆300颜色。在此，为显示车辆200的周围环境，泊车辅助系统100使用了一供用户使用的栅格结构。此外，泊车辅助系统100还可包括图像分析评估单元106，它设置用于确定图像中示出的另一车辆300的定向302。此外，图像分析评估单元106可设置用于，根据所确定的其他车辆300的定向302调整栅格结构104。图像分析评估单元106还可设置用于，将图像投影到经调整的栅格结构108上。此外，图1示出设置在车辆200中的泊车辅助系统100。另一辆车300位于车辆200旁。车辆200具有一摄像机102，它用于拍摄可用于显示车辆200的周围环境400的图像。此外，车辆200还具有图像分析评估单元106和可由计算机读取的介质500。在此，其他车辆300具有定向302，它尤其可根据车辆200的位置被确立。
53.图2示出了显示车辆200的周围环境400的栅格结构104的示意图。在此，由摄像机102拍摄的图像可被投影到栅格结构104和/或经调整的栅格结构108上，并由此得出可在显示屏上向用户展示的模型。
54.图3中展示的是经调整栅格结构108的示意图，其中，经调整的栅格结构既可在其形状上被改变，也可在经调整栅格结构108中设置通用车辆模型304。在此，通用车辆模型304的定向与其他车辆300的定向302相对应。
55.图4示出了测定交点312的示意图。可设置在车辆200中的泊车辅助系统100包括摄像机102。车辆200旁还有另一辆车300。车辆300处于基本平面306上。其他车辆300尤其处于其车轮308上。在此可假设，车轮308正交地处于基本平面306上。图像分析评估单元106能建立车轮308的圆周轮廓310。图像分析评估单元106同样可通过建立交点312确定其他车辆
300的定向302。交点312可通过测定车轮308的圆周轮廓310上最接近摄像机102的点而被确定。此外，摄像机102可建立其他车辆300的车前区域316和车尾区域314。可对通用车辆模型304的轮廓或外观进行调整，使其与车前区域316和/或车尾区域314相匹配。
56.图5示出了用于图示根据一实施例的车辆200的周围环境400的方法步骤流程图。
57.在此需要补充指出的是，“包含”和“具有”不排除其他元素，并且不定冠词“一”不排除多数。此外还应指出，引用上述实施例之一所述的特征，也可与上述其他实施例的其他特征组合使用。权利要求中的附图标记不得被视为限制性的。