Система и способ активации указателей поворота автомобиля
SYSTEM AND METHOD OF ACTIVATION OF INDICATORS OF TURNING THE VEHICLE

Область техники
Изобретение относится к вспомогательным системам, которые облегчают вождение автомобиля, а именно к системам и способам активации указателей поворота транспортного средства, например автомобиля.
Уровень техники
Указатель поворота транспортного средства (далее по тексту - указатель поворота) - это неподвижное устройство с мигающим светом, в котором мигание происходит за счет прерывистой подачи электрического тока на лампу, предназначенное для оповещения других участников дорожного движения о намерении водителя совершить маневр, связанный с поворотом (перестроением) направо или налево. Указатели поворота могут также использоваться и в качестве аварийной сигнализации.
Перед началом движения, перестроением, поворотом (разворотом) и остановкой водитель обязан подавать сигналы указателями поворотов соответствующего направления. При этом сигнал не должен вводить в заблуждение других участников движения (например, водителю не следует подавать сигнал указателем поворота при движении прямо). Подача сигнала указателями поворота должна производиться заблаговременно до начала выполнения маневра и прекращаться немедленно после его завершения.
Включение указателей поворота транспортного средства является обязанностью водителя. Водителю предоставлено право и возможность решать, в какой момент следует подавать сигнал указателем поворота. К сожалению, не все водители исполняют эту обязанность четко, добросовестно и вовремя. По этой причине возникают аварийные ситуации.
В настоящее время существует ряд решений, предназначенных для помощи водителю при использовании указателей поворота. В заявке US 20090094698 описан способ анализа маневра автомобиля, использующий углы поворота колес и скорость движения. Способ учитывает различные виды маневров. Для каждого из видов рассчитывают значения скорости и угла поворота колес, при достижении которых автоматически активируют сигнал указателя поворота.
В публикации US 20110106376 описана система, в которой активация указателей поворота происходит в случае изменения запланированной рассчитанной траектории движения, например, при пересечении разделительной полосы или при выезде переднего колеса за линию разметки. Для определения пути движения используют, например, систему слежения за движением по полосе или навигационную систему.
Упомянутые решения помогают водителю активировать указатели поворота в вышеописанных случаях. Однако указанные изобретения активируют указатели поворота уже после начала выполнения маневра, что небезопасно при движении на дорогах общего пользования.
Настоящее изобретение позволяет более эффективно решить задачу активации указателей поворота.
Раскрытие изобретения
Изобретение относится к системам и способам активации указателей поворота транспортного средства. Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении автоматического оказания помощи водителю при выполнении маневра путем выявления, подходят ли текущие условия дорожного движения для изменения направления движения автомобиля на основании правил выявления, определения и подтверждения нового направления движения автомобиля, и активации указателей поворота автомобиля в соответствии с новым направлением движения автомобиля.
Указанный технический результат достигается тем, что заявленная система активации указателей поворота автомобиля содержит:
а) средство выявления, предназначенное по крайней мере для:
- определения текущих условий дорожного движения автомобиля;
- выявления того, подходят ли текущие условия дорожного движения автомобиля для изменения направления движения автомобиля на основании правил выявления, где в качестве правил выявления используют набор условий, при выполнении которого текущие условия дорожного движения являются подходящими для изменения направления движения автомобиля;
- передачи сигнала средству фиксирования при выявлении подходящих условий для изменения направления движения автомобиля;
б) средство фиксирования, предназначенное по крайней мере для:
- выявления изменения взгляда водителя автомобиля на боковое зеркало в сторону нового направления движения автомобиля при получении сигнала определения нового направления движения автомобиля от средства выявления;
- подтверждения определенного нового направления движения автомобиля путем выявления изменений положения по меньшей мере одной руки водителя автомобиля на рулевом колесе в направлении, противоположном направлению поворота рулевого колеса, обеспечивающем определенное новое направление движения автомобиля;
- передачи подтвержденного нового направления движения автомобиля средству активации;
в) средство активации, предназначенное по крайней мере для активации указателей поворота автомобиля в соответствии с подтвержденным новым направлением движения автомобиля.
В частном варианте используют базу данных правил, предназначенную для хранения правил выявления.
В другом частном варианте условием дорожного движения является по крайней мере одно из:
- текущая скорость транспортного средства;
- текущая загруженность дорожного движения;
- текущие координаты транспортного средства;
- расстояние до ближайшего препятствия в полосе;
- расстояние до ближайшего поворота;
- разметка, нанесенная на дорогу;
- дорожные знаки вдоль дороги;
- количество полос движения слева;
- количество полос движения справа;
- расстояние до препятствия в полосе, ближайшей полосе движения слева;
- расстояние до препятствия в полосе, ближайшей полосе движения справа;
- угол уклона дороги;
- уровень освещенности;
- погодные условия.
Технический результат также достигается тем, что способ активации указателей поворота содержит этапы, на которых:
а) при помощи средства выявления определяют текущие условия дорожного движения автомобиля;
б) при помощи средства выявления выявляют, подходят ли текущие условия дорожного движения автомобиля для изменения направления движения автомобиля на основании правил выявления, где в качестве правил выявления используют набор условий, при выполнении которого текущие условия дорожного движения являются подходящими для изменения направления движения автомобиля;
в) при помощи средства выявления при выявлении подходящих условий для изменения направления движения автомобиля передают сигнал средству фиксирования;
г) при помощи средства фиксирования при получении сигнала определяют новое направление движения автомобиля путем выявления изменения взгляда водителя автомобиля на боковое зеркало в сторону нового направления движения автомобиля;
д) при помощи средства фиксирования подтверждают определенное новое направление движения автомобиля путем выявления изменений положения по меньшей мере одной руки водителя автомобиля на рулевом колесе в направлении, противоположном направлению поворота рулевого колеса, обеспечивающем определенное новое направление движения автомобиля;
е) при помощи средства активации активируют указатели поворота автомобиля в соответствии с подтвержденным новым направлением движения автомобиля.
В частном варианте правила выявления хранят в базе данных правил.
В другом частном варианте условием дорожного движения является по крайней мере одно из:
- текущая скорость транспортного средства;
- текущая загруженность дорожного движения;
- текущие координаты транспортного средства;
- расстояние до ближайшего препятствия в полосе;
- расстояние до ближайшего поворота;
- разметка, нанесенная на дорогу;
- дорожные знаки вдоль дороги;
- количество полос движения слева;
- количество полос движения справа;
- расстояние до препятствия в полосе, ближайшей полосе движения слева;
- расстояние до препятствия в полосе, ближайшей полосе движения справа;
- угол уклона дороги;
- уровень освещенности;
- погодные условия.
Краткое описание чертежей
Дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидными из прочтения последующего описания осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 показывает структурную схему системы активации указателей поворота автомобиля.
Фиг. 2А. отображает схему изменения взгляда водителя в связи с изменением направления движения в левую сторону.
Фиг. 2Б. показывает схему изменения взгляда водителя автомобиля в связи с изменением направления движения в правую сторону.
Фиг. 2В показывает схему смены позиции рук водителя в связи с изменением направления движения в левую сторону.
Фиг. 2Г показывает схему смены позиции рук водителя в связи с изменением направления движения в правую сторону.
Фиг. 3 показывает схему способа активации указателей поворота автомобиля.
Хотя изобретение может иметь различные модификации и альтернативные формы, характерные признаки, показанные в качестве примера на чертежах, будут описаны подробно. Следует понимать, однако, что цель описания заключается не в ограничении изобретения конкретным его воплощением. Наоборот, целью описания является охват всех изменений, модификаций, входящих в рамки данного изобретения, как это определено приложенной формуле.
Описание вариантов осуществления изобретения
Объекты и признаки настоящего изобретения, способы для достижения этих объектов и признаков станут очевидными посредством отсылки к примерным вариантам осуществления. Однако настоящее изобретение не ограничивается примерными вариантами осуществления, раскрытыми ниже, оно может воплощаться в различных видах. Сущность, приведенная в описании, является ничем иным, как конкретными деталями, необходимыми для помощи специалисту в области техники в исчерпывающем понимании изобретения, и настоящее изобретение определяется в объеме приложенной формулы.
В рамках настоящего изобретения под активацией указателя поворота автомобиля понимается автоматическое включение светового сигнала, который оповещает участников движения о том, что водитель автомобиля собирается совершить маневр.
Под автомобилем понимается транспортное средство, оборудованное указателями поворота.
Фиг. 1. представляет структурную схему системы активации указателей поворота автомобиля. Система активации указателей поворота автомобиля состоит из средства выявления 120, средства фиксирования 130, средства активации 140, базы данных правил 150.
В одном из вариантов реализации система активации указателей поворота автомобиля начинает работу в момент включения бортового компьютера либо блока управления двигателем (англ. engine control unit, ECU) автомобиля и остается активной постоянно во время его движения до момента выключения бортового компьютера автомобиля. В другом варианте реализации система может работать периодически, например, при переключении автоматической трансмиссии в положение «D - drive» (правило «начало движения»). В еще одном из вариантов реализации система может начинать работу в заданное время, например через 1 секунду после начала движения (изменение скорости автомобиля на отличную от нуля), либо при наступлении определенного события или условий, например, в момент выявления разметки на дороге.
Средство выявления 120 предназначено для определения текущих условий дорожного движения автомобиля 110.
Условия дорожного движения автомобиля - совокупность параметров движения автомобиля, транспортно-эксплуатационных качеств дороги, трафика и обстановки на дорогах, погодных условий, непосредственно влияющих на процесс движения автомобиля по дороге. Условия дорожного движения автомобиля могут быть простые и сложные, построенные на основании простых. В настоящей заявке под простым условием дорожного движения автомобиля понимают по крайней мере одно из:
- текущая скорость автомобиля;
- текущая загруженность дорожного движения;
- текущие координаты автомобиля;
- расстояние до ближайшего препятствия в полосе движения;
- расстояние до ближайшего поворота;
- разметка, нанесенная на дорогу;
- дорожные знаки вдоль дороги;
- количество полос движения слева;
- количество полос движения справа;
- расстояние до препятствия в полосе, ближайшей полосе движения слева;
- расстояние до препятствия в полосе, ближайшей полосе движения справа;
- угол уклона дороги;
- уровень освещенности;
- погодные условия;
- и т.д.
К сложным условиям дорожного движения автомобиля можно отнести условия, рассчитанные или определенные на основании простых, например:
- средняя скорость автомобиля за период времени;
- средняя скорость автомобиля на участке пути;
- время до столкновения с препятствием без изменения скорости и направления;
- время до въезда на перекресток;
- и т.д.
При определении текущих условий движения средство выявления 120 учитывает сторону дороги, по которой происходит движение автомобиля, а именно учитывает то, что движение бывает как правосторонним, так и левосторонним. Средство выявления 120 с помощью установленных в автомобиле измерительных приборов и устройств определяет следующие условия: текущая скорость автомобиля (может быть определена при помощи спидометра), текущая загруженность дорожного движения (по данным встроенного навигатора), уровень освещенности (при помощи датчика света). Другие условия могут быть определены при помощи дополнительных устройств и измерительных приборов, например: лидаров, камер различного диапазона и функционала, датчиков, внешних навигационных устройств, получающих данные со спутников, и т.д.
Средство выявления 120 также предназначено для выявления на основании правил выявления, подходят ли текущие условия дорожного движения автомобиля 110 для изменения направления движения автомобиля.
Подходящие условия дорожного движения автомобиля для изменения направления движения автомобиля - это такие текущие условия дорожного движения автомобиля 110 или рассчитанные на основании текущих условия, которые могут предшествовать изменению направления движения автомобиля или быть признаком последующего изменения направления движения автомобиля.
Правило выявления - набор условий, при выполнении которого (каждого условия из набора) текущие условия дорожного движения 110 являются подходящими для изменения направления движения автомобиля. В общем случае правила могут быть основаны на механике возможных маневров. Например, одним из правил может быть следующий набор условий: время до критического сближения (3 метра) с препятствием менее 15 секунд. В этом случае, например, автомобиль двигается по полосе, по которой в попутном направлении двигается другой автомобиль, но с меньшей скоростью. Таким образом, для продолжения движения требуется выполнить маневр в виде, например, обгона, при котором возникает необходимость активировать указатели поворота. Время до критического сближения рассчитывают путем деления расстояния между автомобилями в полосе на разницу текущих скоростей автомобилей.
Другим примером правила может быть следующий набор условий: время до въезда на Т-образный перекресток менее 15 секунд. Время до въезда на перекресток рассчитывают путем деления расстояния до перекрестка на текущую скорость автомобиля. В этом случае автомобиль двигается по дороге, в которой предусмотрено пересечение с другой дорогой. Таким образом, если водителю требуется совершить маневр в виде поворота на ближайшем перекрестке, то перед его совершением необходимо активировать указатели поворота.
Третьим правилом, например, может быть следующий набор условий: распознавание знака «Въезд запрещен» и знака «Расстояние до объекта» 300 метров, время до выезда на перекресток менее 20 секунд. В этом случае автомобиль двигается по дороге, на которой через 300 метров расположен перекресток, на котором движение в прежнем направлении запрещено. Таким образом, водителю требуется совершить маневр в виде поворота на ближайшем перекрестке, а перед его совершением необходимо активировать указатели поворота.
При выявлении подходящих условий для изменения направления движения автомобиля средство выявления 120 передает сигнал средству фиксирования 130.
База данных правил 150 предназначена для хранения правил выявления. В качестве базы данных правил 150 могут использоваться различные виды баз данных, а именно: иерархические (IMS, TDMS, System 2000), сетевые (Cerebrum, Cronospro, DBVist), реляционные (DB2, Informix, Microsoft SQL Server), объектно-ориентированные (Jasmine, Versant, POET), объектно-реляционные (Oracle Database, PostgreSQL, FirstSQL/J), функциональные и т.д. Обновление баз данных также может быть осуществлено при помощи сервера, расположенного во внешней сети (например, в сети Интернет).
При получении сигнала от средства выявления 120 средство фиксирования 130 определяет новое направление движения автомобиля путем выявления изменения взгляда водителя автомобиля на боковое зеркало в сторону нового направления движения автомобиля.
Перед выполнением любого маневра водитель автомобиля средства обязан удостовериться в безопасности маневра. Так, например, для совершения маневров, связанных с выездом из занимаемой полосы, водитель обязан удостовериться, что не создает помех другим участникам движения. Для этого при перестроении, повороте или развороте водитель использует боковые зеркала, переводя на них взгляд. Фиг. 2А. отображает схему изменения взгляда водителя перед изменением направления движения в левую сторону. В этом случае водитель обязан посмотреть в левое зеркало. Фиг. 2Б. демонстрирует схему изменения взгляда водителя автомобиля перед изменением направления движения в правую сторону. Для выявления (фотографирования или получения видеопотока) взгляда, например, может быть использовано внешнее устройство (например, фронтальная камера, установленная на потолке или панели приборов автомобиля или очки, подключенные к средству фиксирования 130, например, Google glass). В общем случае средство фиксирования 130 анализирует данные (фотографии или видеопоток) и выявляет изменение взгляда водителя. В одном из вариантов реализации в боковых зеркалах также установлены камеры, подключенные к средству фиксирования 130. В данном случае средство фиксирования 130 анализирует направление взгляда водителя, а также выявляет, смотрит ли водитель в боковое зеркало или мимо него (например, внимание водителя привлек информационный щит, установленный на обочине, противоположной движению стороны дороги).
Помимо этого, средство фиксирования 130 также предназначено для подтверждения определенного нового направления движения автомобиля путем выявления изменений положения руки водителя автомобиля на рулевом колесе в направлении, противоположным направлению поворота рулевого колеса (например, по часовой стрелке или против часовой стрелки), обеспечивающем определенное новое направление движения автомобиля.
Фиг. 2В отображает схему смены позиции рук водителя, обеспечивающую изменение направления движения в левую сторону. Фиг. 2Г отображает схему смены позиции рук водителя, обеспечивающую изменение направления движения в правую сторону. В общем случае при совершении маневра, например, поворота на 90 градусов, при нормальном хвате руля водителю недостаточно одного полуоборота рулевого колеса, которое позволяет сделать обычный хват. Поэтому водитель вынужден совершить перехват в направлении, противоположном направлению поворота рулевого колеса, обеспечивающем новое направление движения автомобиля, как показано на Фиг. 2В и Фиг. 2Г, для увеличения угла поворота рулевого колеса. Следует учитывать, что водитель может изменить позицию не обеих рук, а только одной руки. В обычных условиях смена позиции рук обычно происходит одновременно с включением указателей поворота. Изменение положения рук на рулевом колесе может быть незначительным, например несколько сантиметров.
Фиксация изменения положения рук водителя на рулевом колесе может осуществляться средством фиксирования 130 с использованием дополнительной камеры, например, установленной над или под рулевым колесом (например, на потолке или на панели приборов автомобиля).
В случае изменения положения рук водителя на рулевом колесе новое направление движения автомобиля считается подтвержденным. Средство фиксирования 130 передает подтвержденное новое направление движения автомобиля средству активации 140.
Средство активации 140 предназначено для активации указателей поворота автомобиля в соответствии с подтвержденным новым направлением движения автомобиля. Активация может производиться с помощью аппаратных средств, например, средство активации 140 может включать указатели поворота замыканием реле. Выключение указателей поворота может производиться средством активации 140, например, размыканием реле после завершения маневра. Завершение маневра может определяться средством активации 140 по датчику отклонения рулевого колеса (например, угол отклонения рулевого колеса от положения, обеспечивающего движение автомобиля прямо, составляет менее 5 градусов).
Пример работы настоящей системы описан ниже. В общем случае предпочтительно, чтобы система работала постоянно во время движения автомобиля. Водитель после переключения рычага трансмиссии из нейтрального положения, например, в положение «D» или «R» в большинстве случаев планирует начать движение. Первым маневром, который должен быть совершен, является выезд на полосу движения с обочины. В этом случае водитель, переключив рычаг трансмиссии, активирует заявленную систему, которая начинает определять текущие условия дорожного движения при помощи средства выявления 120. Поскольку текущая скорость равна нулю, сработает правило выявления «начало поездки», и средство выявления 120 передаст сигнал средству фиксирования 130. Средство фиксирования 130 будет ожидать взгляда водителя в боковое зеркало согласно новому направлению движения автомобиля. При правосторонней организации движения водитель обязан посмотреть в левое зеркало, что выявит средство фиксирования 130. Посмотрев в левое зеркало, водитель переместит руки по рулевому колесу по часовой стрелке (чтобы затем выкрутить руль влево, то есть против часовой стрелки), что выявит средство фиксирования 130. Взгляд в левое зеркало позволяет определить новое направление движения автомобиля - налево. Зафиксированное изменение положения рук по рулевому колесу по часовой стрелке позволяет подтвердить новое направление движения автомобиля - налево. В результате этого средство активации 140 выполнит активацию левых указателей поворота автомобиля.
Фиг. 3 отображает схему способа активации указателей поворота автомобиля. На этапе 310 средство выявления 120 определяет текущие условия дорожного движения автомобиля 110. На этапе 311 средство выявления 130 выявляет, подходят ли текущие условия дорожного движения автомобиля 110 для изменения направления движения автомобиля на основании и правил выявления из базы данных правил 150. В случае выявления подходящих условий для изменения направления движения автомобиля на этапе 311 средство выявления 120 передает сигнал средству фиксирования 130. На этапе 312 после получения сигнала средство фиксирования 130 определяет новое направление движения автомобиля путем выявления изменения взгляда водителя автомобиля на боковое зеркало в сторону нового направления движения автомобиля. На этапе 313 средство фиксирования 130 подтверждает новое направление движения автомобиля путем выявления изменений положения руки водителя автомобиля на рулевом колесе в направлении, противоположном направлению поворота рулевого колеса, обеспечивающем определенное новое направление движения, и передает данные о подтвержденном новом направлении движения автомобиля средству активации 140. На этапе 314 средство активации 140 активирует указатели поворота автомобиля в соответствии с подтвержденным новым направлением движения автомобиля. На этапе 311 в случае, если текущие условия дорожного движения не подходят для изменения направления движения автомобиля, происходит возврат к определению условий движения автомобиля (возврат к этапу 310).