ES2317217T3 - Aparato de vision nocturna para vehiculos de motor. - Google Patents
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Abstract
Aparato de visión nocturna (1) para vehículos de motor, con una unidad indicadora (3) para representar el entorno del vehículo tomado con al menos un sensor de visión nocturna (4), caracterizado porque el aparato de visión nocturna (1) tiene una unidad de control (2) para - establecer un valor para el potencial de riesgo mediante una unidad indicadora activada del aparato de visión nocturna (1) a partir de la situación de circulación actual, que está caracterizada al menos mediante la velocidad del vehículo (v), y - para desconectar al menos la unidad indicadora (3) del aparato de visión nocturna (1), si el potencial de riesgo supera un valor límite definido.
Description
Aparato de visión nocturna para vehículos de
motor.
La invención se refiere a un aparato de visión
nocturna para vehículos de motor, con una unidad indicadora para
representar el entorno del vehículo tomado con al menos un sensor de
visión nocturna.
Los aparatos de visión nocturna para vehículos
de motor se conocen suficientemente, por ejemplo del documento WO
02/36389 A1. Tienen sensores de visión nocturna que, por ejemplo con
base en el infrarrojo próximo con iluminación activa (NIR) o sobre
la base de radiación térmica (FIR), toman una imagen del entorno del
vehículo con un alcance visual que normalmente supera el alcance
visual del ojo humano. La imagen del entorno del vehículo se
representa al conductor a través de una unidad indicadora. La unidad
indicadora puede ser una pantalla habitual en el tablero de
instrumentos o una pantalla a la altura de la vista, que proyecta
la imagen sobre el parabrisas con un proyector. Los proyectores a
la altura de la vista se conocen por ejemplo del documento DE 101 31
720 A1.
En el documento US 2002/0070852 A1 se describe
un sistema de indicación-control para vehículos de
motor, que aumenta la seguridad del conductor cuando el vehículo
está en movimiento. El sistema vigila el estado del vehículo y
activa o desactiva diferentes componentes del sistema como
micrófonos, altavoces, pantallas y aparatos de introducción de
datos.
En el caso de aparatos de visión nocturna en
vehículos de motores se presenta el problema especial de que,
aunque por una parte se mejora la seguridad de circulación mediante
el mayor alcance visual, por otra parte un aparato de visión
nocturna representa sin embargo también un potencial de riesgo.
La tarea de la invención consiste por ello en
crear un aparato de visión nocturna mejorado para vehículos de
motor con una unidad indicadora, para representar el entorno del
vehículo tomado con al menos un sensor de visión nocturna.
La tarea es resuelta conforme a la invención con
el aparato de visión nocturna del género expuesto, por medio de que
el aparato de visión nocturna tiene una unidad de control para
establecer un valor para el potencial de riesgo mediante el aparato
de visión nocturna a partir de la situación de circulación actual,
que está caracterizada al menos mediante la velocidad del vehículo.
El aparato de visión nocturna se desconecta si el potencial de
riesgo supera un valor límite definido.
Por lo tanto se propone desconectar el aparato
de visión nocturna de forma controlada, al menos en dependencia de
la velocidad del vehículo como parámetro para el valor del potencial
de riesgo. De este modo se impide que el aparato de visión nocturna
sea mal utilizado por el conductor mediante el mayor alcance visual
obtenido, y éste se vea inducido a una circulación
desproporcionadamente rápida.
Parámetros para establecer el valor del
potencial de riesgo pueden ser también el giro del volante, el
movimiento del vehículo, el trazado de la carretera, parámetros
climatológicos (hielo, nieve, temperatura, etc.), señales del
sensor de lluvia, informaciones sobre la hora del día, el estado de
la luz (luz de cruce y/o larga conectadas), el alcance visual
actual, la disponibilidad de faros de infrarrojos de visión
nocturna, etc. Parámetros pueden ser también valores
característicos para determinar el estado de atención del conductor,
que pueden obtenerse por ejemplo a través del análisis del
comportamiento de aceleración, frenado y conducción o a través de un
análisis de los movimientos de los ojos con una cámara de
habitáculo.
Debería evitarse una desconexión inmediata del
aparato de visión nocturna, en cuanto el valor del potencial de
riesgo supera el valor límite definido. Más bien es ventajoso
previamente emitir una indicación de aviso acústica y/u
ópticamente, en cuanto se haya determinado una superación así del
valor límite. A continuación se produce una desconexión retardada
en el tiempo del aparato de visión nocturna, si después de un tiempo
de espera fijado el valor del potencial de riesgo sigue siendo
mayor que el valor límite definido, es decir, si no se ha reducido
el potencial de riesgo.
También es ventajoso que en una fase intermedia
el aparato de visión nocturna esté configurado para emitir una
indicación de aviso óptica y/o acústicamente, si el valor del
potencial de riesgo supera otro valor límite definido, pero sigue
siendo menor que el primer valor límite definido. De este modo puede
avisarse previamente al conductor, para impedir a tiempo un mayor
riesgo.
El valor límite definido se fija con preferencia
de forma variable en dependencia de parámetros del efecto útil,
como por ejemplo el alcance visual. De este modo se valora y no se
hace absoluto el potencial de riesgo con relación al efecto útil
del aparato de visión nocturna.
De este modo puede evitarse ya una conexión del
aparato de visión nocturna en un caso especial, cuando el aparato
de visión nocturna no tiene realmente ninguna utilidad, por ejemplo
de día con muy buen tiempo y buenas condiciones de la carretera.
La desconexión del aparato de visión nocturna se
produce con preferencia mediante una reducción, por etapas o
continuamente, de la indicación de visión nocturna en la unidad
indicadora. Sin embargo, la indicación puede también primero
parpadear o suprimirse poco a poco, por ejemplo desde arriba hacia
abajo. Hasta después de esto no se produce la desconexión completa,
primero de la indicación de visión nocturna y después del aparato
de visión nocturna.
Es especialmente ventajoso que el aparato de
visión nocturna tenga un interfaz con un aparato de navegación,
para transmitir del aparato de navegación al aparato de visión
nocturna datos para establecer el potencial de riesgo, en especial
de informaciones sobre el trazado de la carretera y/o parámetros
climatológicos. De este modo se aprovechan también parámetros del
aparato de navegación para establecer el valor del potencial de
riesgo.
Asimismo puede estar previsto opcionalmente un
interfaz de radio en el aparato de visión nocturna con balizas de
aviso en la zona de carretera, para transmitir desde las balizas de
aviso datos para establecer el potencial de riesgo. De este modo
pueden instalarse por ejemplo transpondedores colocados en el margen
de la carretera o insertados en la carretera, para transmitir
señales de aviso por ejemplo antes de la siguiente curva
cerrada.
Es también especialmente ventajoso que la unidad
de control del aparato de visión nocturna 1 esté configurada para
desactivar otros aparatos de ayuda en el vehículo de motor, como por
ejemplo limitadores automáticos de velocidad (Adaptive Cruise
Control ACC) o aparatos de mantenimiento del carril
(Lane-Keeping-Support) en
dependencia del valor del potencial de riesgo. De este modo puede
aprovecharse también para otros fines el potencial de riesgo
establecido para la desconexión del aparato de visión nocturna.
A la inversa pueden incluirse informaciones
sobre otros aparatos de ayuda en la estrategia de aviso y
desconexión. De este modo es posible por ejemplo una desconexión
del aparato de visión nocturna, si un limitador automático de
velocidad ACC ha detectado un vehículo que circula por delante en la
zona de la luz de cruce.
A continuación se explica con más detalle la
invención con base en el dibujo adjunto. Aquí muestra:
la figura 1 - diagrama en bloques de un aparato
de visión nocturna para vehículo de motor.
En la figura 1 puede reconocerse un diagrama en
bloques de un aparato de visión nocturna 1 conforme a la invención,
que tiene una unidad de control 2 programable con preferencia con un
microprocesador, a la que está unida una unidad indicadora 3 para
representar de forma usual la imagen de visión nocturna tomada al
menos con un sensor de visión nocturna 4.
El sensor de visión nocturna 4 puede ser un
dispositivo sensorial sobre la base del infrarrojo próximo con
iluminación activa (NIR) o sobre la base de radiación térmica
(FIR).
La unidad indicadora 3 puede ser una pantalla
habitual o un proyector a la altura de la vista, etc.
Un aparato de visión nocturna 1 de este tipo 1
puede hacerse peligroso si el conductor en el caso de situaciones
de circulación críticas presta atención exclusivamente o
predominantemente a la unidad indicadora 3, en lugar de observar el
escenario de la carretera directamente a través del parabrisas del
vehículo de motor. Una situación de circulación se hace crítica
entre otras cosas cuando la velocidad v del vehículo de motor no
está adaptada a la circulación teniendo en cuenta la imagen de
visión nocturna indicada.
Por ello la unidad de control 2 está acoplada
con preferencia a través de un bus de datos 5 en el vehículo, por
ejemplo de un bus CAN, a un sensor de velocidad 6. Del sensor de
velocidad 6 se deriva la velocidad v como parámetro para calcular
un valor del potencial de riesgo en la unidad de control.
Para establecer un valor de potencial de riesgo,
que represente la peligrosidad de la situación de circulación
momentánea con relación al uso del aparato de visión nocturna 1,
pueden tenerse además otros parámetros que se conducen por ejemplo
a través del bus de datos 5, pero también como opción directamente a
la unidad de control 2. También puede ser crítica la circulación
sobre un tramo en curva con una velocidad para la cual, aunque
sería suficiente para el alcance visual del aparato de visión
nocturna 1 en tramos rectos, es sin embargo excesivamente elevada
para circular con el aparato de visión nocturna 1 a causa del
complicado trazado de la carretera. Las informaciones sobre el
trazado de la carretera pueden extraerse de un aparato de navegación
7. Con esto pueden tenerse también en cuenta condiciones de
carretera críticas, que todavía no estén en la zona visual del
sensor de visión nocturna 4 (por ejemplo curvas detrás de un cambio
de rasante).
También la situación climatológica específica,
por ejemplo hielo resbaladizo en la siguiente curva, podría ser un
parámetro para calcular el valor del potencial de riesgo, que puede
enviarse pro ejemplo desde un aparato de navegación 7.
Los parámetros extraídos del aparato de
navegación 7 pueden leerse por ejemplo en un soporte de datos
disponible en el vehículo u obtenerse en línea a través de
comunicación de radio desde una central.
Otros parámetros para calcular el valor del
potencial de riesgo pueden ser:
- -
- el giro del volante o el movimiento del vehículo; (aprontado mediante una regulación de la dinámica de circulación - Electronic Stability Program ESP);
- -
- lluvia, establecida por ejemplo mediante un sensor de lluvia integrado;
- -
- parámetros sobre el estado de atención del conductor, que se obtienen por ejemplo a través del análisis del comportamiento de aceleración, frenado y conducción o a través de una cámara interior mediante el análisis de los movimientos de los ojos;
- -
- informaciones sobre la hora del día, por ejemplo mediante el acoplamiento de un reloj a la unidad de control 2;
- -
- el estado de la luz, que puede establecerse por ejemplo mediante un sensor de luz;
- -
- el alcance visual actual, que puede calcularse por ejemplo mediante una unidad de valoración 1 integrada en el aparato de visión nocturna 1;
- -
- balizas de aviso fijas instaladas en la zona de la carretera, que se comunican a través de radio con el vehículo y entregan parámetros de aviso;
- -
- el estado de disponibilidad del faro de infrarrojos del sensor de visión nocturna 4 /faro defectuoso, faro no activable a causa de personas en las proximidades, etc.);
- -
- presión del neumático, por ejemplo medida con un sensor de presión del neumático.
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La unidad de control 2 está configurada de aquí
en adelante por ejemplo mediante programación, de tal modo que el
modo de visión nocturna se desactiva para el conductor de forma
comprensible, cuando el potencial de riesgo supera el
aprovechamiento del aparato de visión nocturna 1.
Para esto se calcula el valor del potencial de
riesgo mediante la unidad de control 2, dependiendo de la velocidad
del vehículo v y dado el caso de otros parámetros citados
anteriormente, y se compara con un valor límite definido.
Aparte del necesario tratamiento de información
adicional por parte del conductor, que tiene que detectar tanto la
imagen real como la imagen de visión nocturna en el caso de una
pantalla a la altura de la vista en la posición correcta, el riesgo
a causa del aparato de visión nocturna 1 emana también de mirar en
la dirección equivocada hacia la unidad indicadora 3 en lugar de
directamente hacia la carretera. En especial por ejemplo en curvas
cerradas, que el aparato de visión nocturna 1 detecta sólo
parcialmente o animales/peatones, que se aproximan desde un lado al
vehículo y que sólo son detectados de forma limitada por el aparato
de visión nocturna 1 en la zona próxima lateral.
El valor del potencial de riesgo se divide en
una forma de ejecución preferida en al menos tres niveles de
riesgo.
En el caso de un riesgo inexistente a causa del
funcionamiento del aparato de visión nocturna 1 (grado de riesgo =
0), el aparato de visión nocturna 1 puede activarse sin limitaciones
y permanece activado después de una activa-
ción.
ción.
Si empeora el grado de riesgo, por ejemplo
mediante la elevación de la velocidad, un mayor estrechamiento de
las curvas, un descenso de la temperatura exterior, etc., entonces
se aplican diferentes estrategias escalonadas.
En el caso de un grado de riesgo de uno el
efecto útil del funcionamiento del aparato de visión nocturna 1
supera todavía el potencial de riesgo, por ejemplo si se circula a
una velocidad un poco excesiva para el alcance visual de visión
nocturna disponible. Después sigue activada todavía la función de
visión nocturna, pero se añade una indicación en la unidad
indicadora 3 de que por ejemplo la velocidad es excesiva. Esta
indicación está marcada con preferencia con un color.
Si el alcance visual de visión nocturna
disponible hace posible una velocidad de 50 km/h en el caso de una
plena disponibilidad de un regulador de velocidad, a una velocidad
superior a 59 km/h se adopta un grado de riesgo de 1.
Para el caso de que el potencial de riesgo
alcance el efecto útil del aparato de visión nocturna 1 o supere el
mismo, se adopta un grado de riesgo de dos. Este es por ejemplo el
caso cuando se circula a una velocidad claramente excesiva, para la
que ya no es suficiente el alcance visual del aparato de visión
nocturna 1.
Un exceso de velocidad importante de este tipo
se daría, por ejemplo, si el vehículo tiene una velocidad de 75
km/h, pero el aparato de visión nocturna sólo puede indicar una zona
delante del vehículo que garantiza una circulación segura a una
velocidad máxima de 50 km/h.
Qué velocidad no tiene peligro en cada caso
depende de las posibilidades de visión actuales, pero también de la
clase de la carretera sobre la que se circula, es decir, de la clase
de carretera o del trazado de la carretera. Por ello los valores de
velocidad antes indicados sólo deben verse como ejemplo para una
situación especial. Los límites de velocidad pueden desplazarse
según la situación correspondiente hacia arriba o hacia abajo.
Si el alcance visual del aparato de visión
nocturna ya no es suficiente, primero se incorpora un aviso que
cita la causa del aviso y anuncia que la imagen de visión nocturna
se va a desactivar en un tiempo de desconexión definido (por
ejemplo 10 segundos). El aviso debería marcarse también con un
color, con preferencia con rotulación roja.
La desactivación sólo debería realizarse con
retardo, ya que es necesario dar al conductor la oportunidad de
reducir específicamente su velocidad con ayuda de la imagen de
visión nocturna. Una desactivación inmediata podría ser fatal, ya
que entonces el alcance visual retrocede bruscamente desde el
alcance visual aumentado mediante la imagen de visión nocturna al
alcance visual con luz de cruce, por ejemplo de 150 m a 50 m.
Sólo si el conductor no reacciona ante el aviso
se desactiva la imagen de visión nocturna, después del tiempo de
desconexión definido, escalonada- o continuamente. La imagen de
visión nocturna puede también descolorarse lentamente o extinguirse
desde arriba hacia abajo, de tal modo que el alcance visual para el
conductor se reduzca casi continuamente.
Opcionalmente la imagen de visión nocturna puede
también parpadear, en donde la frecuencia de parpadeo puede ser
variable dependiendo del potencial de riesgo todavía actual o del
tiempo de desconexión. De este modo la imagen de visión nocturna
puede indicarse al principio parpadeando lentamente y después
parpadeando cada vez más rápidamente, antes de que la imagen de
visión nocturna se desconecte definitivamente.
En el caso de un grado de riesgo de dos se
impide también una activación del aparato de visión nocturna, si
éste no está todavía activado. El conductor es informado después a
través de un mensaje corto, por ejemplo de que la velocidad es
excesiva para el modo de visión nocturna.
El grado de riesgo puede ajustarse también al
valor 2, si la activación de la función de visión nocturna se
revela como un mero entretenimiento, por ejemplo de día con el
vehículo circulando fuera de un modo de diagnóstico.
En el caso de un grado de riesgo de uno es
posible una activación del aparato de visión nocturna 1, en donde
sin embargo se incorpora siempre una indicación sobre el grado de
riesgo o la causa del potencial de riesgo.
La unidad de control 2 puede estar unida a otros
aparatos para ejercer funciones automáticas, para desactivar las
mismas a partir de un determinado valor de potencial de riesgo o
grado de riesgo. Estas funciones automáticas pueden estar
implementadas por ejemplo en imitadores automáticos de velocidad o
aparatos en apoyo del mantenimiento del carril
(Lane-Keeping-Support). También aquí
debería generarse primero un aviso, para conceder al conductor un
determinado tiempo de reacción.
La desactivación del aparato de visión nocturna
1 puede realizarse por medio de que una máquina de estado del modo
de luz del aparato de visión nocturna 1 se amplíe en estados y
transiciones correspondientes.
Asimismo el aparato de visión nocturna puede
estar acoplado al receptor de radio, para recibir datos de radio a
través de parámetros para calcular el potencial de riesgo de balizas
de aviso fijas, instaladas en el margen de la carretera, con
transpondedores con poco alcance. De este modo pueden tenerse en
cuenta condiciones de circulación locales, como por ejemplo lluvia,
temperaturas por debajo del punto de congelación, que pueden
conducir a hielo resbaladizo local, tramos peligroso, etc.
Las informaciones de aviso pueden indicarse
superpuestas en la unidad indicadora 3 a la imagen de visión
nocturna (de forma destructiva o no destructiva), como icono en el
borde o centralmente en la imagen, estacionarias o con movimiento
de parpadeo en la imagen, etc. Las indicaciones de aviso también
pueden estar escalonadas según la gravedad del peligro. Cuanto más
peligroso éstas deberían representarse más grandes y centradas en
la unidad indicadora 3. Después deberían tener también un color
agresivo.
Claims (10)
1. Aparato de visión nocturna (1) para vehículos
de motor, con una unidad indicadora (3) para representar el entorno
del vehículo tomado con al menos un sensor de visión nocturna (4),
caracterizado porque el aparato de visión nocturna (1) tiene
una unidad de control (2) para
- -
- establecer un valor para el potencial de riesgo mediante una unidad indicadora activada del aparato de visión nocturna (1) a partir de la situación de circulación actual, que está caracterizada al menos mediante la velocidad del vehículo (v), y
- -
- para desconectar al menos la unidad indicadora (3) del aparato de visión nocturna (1), si el potencial de riesgo supera un valor límite definido.
2. Aparato de visión nocturna (1) según la
reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control
(2) está configurada para emitir una indicación de aviso, en cuanto
el valor del potencial de riesgo supere el valor límite definido, y
para la desconexión retardada en el tiempo del aparato de visión
nocturna (1), si después de un tiempo de espera fijado el valor del
potencial de riesgo sigue siendo mayor que el valor límite
definido.
3. Aparato de visión nocturna (1) según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de
control (2) está configurada para establecer el valor del potencial
de riesgo dependiendo del movimiento del volante o del vehículo,
del trazado de la carretera, de parámetros climatológicos, de
señales del sensor de lluvia, de parámetros sobre el estado de
atención, de informaciones sobre la hora del día, del estado de la
luz, del alcance visual actual y/o de la disponibilidad de faros de
infrarrojos de visión nocturna.
4. Aparato de visión nocturna (1) según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un
interfaz con una aparato de navegación (7), para transmitir del
aparato de navegación (7) al aparato de visión nocturna (1) datos
para establecer el potencial de riesgo, en especial de informaciones
sobre el trazado de la carretera y/o parámetros climatológicos.
5. Aparato de visión nocturna (1) según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un
interfaz de radio con balizas de aviso en la zona de carretera,
para transmitir datos para establecer el potencial de riesgo.
6. Aparato de visión nocturna (1) según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
aparato de visión nocturna (1) está configurado para emitir
indicaciones de aviso, si aumenta el valor del potencial de riesgo
y es menor que el valor límite definido.
7. Aparato de visión nocturna (1) según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
unidad de control (2) está configurado para la fijación variable
del valor límite definido, en dependencia de parámetros del efecto
útil, por ejemplo del alcance visual.
8. Aparato de visión nocturna (1) según la
reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de control
(2) está configurada para impedir la activación del aparato de
visión nocturna (1), si no se ha fijado ningún efecto útil del
aparato de visión nocturna (1) para el conductor del vehículo de
motor.
9. Aparato de visión nocturna (1) según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
unidad de control (2) está configurada para desactivar el aparato
de visión nocturna (1) para reducir de forma escalonada o continua,
para parpadear o para suprimir poco a poco la indicación de visión
nocturna en la unidad indicadora (3), y a continuación para
desconectar por completo el aparato de visión nocturna (1).
10. Aparato de visión nocturna (1) según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
unidad de control (2) está configurada para desactivar otros
aparatos de ayuda en el vehículo de motor, en especial limitadores
automáticos de velocidad (ACC) o aparatos de mantenimiento del
carril en dependencia del valor del potencial de riesgo.
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