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查看车辆和拖车底部的方法和装置

阅读：452发布：2023-02-04

专利汇可以提供查看车辆和拖车底部的方法和装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开提供了一种系统和方法，用于帮助操作者操作车辆。在一个实施例中，系统包括传感器系统，该传感器系统被配置为生成从车辆环境中感测的传感器数据。该系统还包括控制模块，该控制模块配置为通过处理执行以下步骤：基于传感器数据确定环境的场景；基于传感器数据确定环境中的地形特征；基于地形特征更改车辆组件的图形；以及生成显示数据以显示更改后的图形和场景中的地形特征，从而供车辆操作者查看。，下面是查看车辆和拖车底部的方法和装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种帮助操作者操作车辆的系统，包括：
传感器系统，配置为产生从所述车辆的环境中感测到的传感器数据；以及控制模块，配置为通过处理器执行以下步骤：根据所述传感器数据确定所述环境的场景；根据所述传感器数据确定所述环境中的地形特征；根据所述地形特征改变车辆组件的图形；以及生成显示数据，以显示改变后的图形和场景中的地形特征，从而供所述车辆的操作者查看。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块进一步配置为通过所述处理器执行以下步骤：确定所述地形特征的高度、宽度和深度中的至少一个，并且其中所述控制模块基于所述高度、宽度和深度中的至少一个改变图形的位置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块进一步配置为通过所述处理器执行以下步骤：确定所述车辆组件的实际位置，并根据所述实际位置改变车辆组件的图形。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块进一步配置为通过所述处理器执行以下步骤：在所述车辆已停止移动后生成显示数据，以使所述场景和改变后的图形中的至少一个变淡。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述地形特征包括岩石、洞、碎片和路缘石中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述车辆组件是轮胎和悬挂系统中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块进一步配置为通过所述处理器执行以下步骤：接收指示视角的用户输入数据，并根据所述视角选择图形。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述显示数据根据虚拟现实显示场景和改变后的图形。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器系统包括布置在所述车辆周围的激光雷达、雷达、超声波和摄像头中的至少一者。
10.一种帮助操作者操作车辆的方法，包括：
从感测车辆环境的传感器系统接收传感器数据；
由处理器根据所述传感器数据确定所述环境的场景；
由处理器根据所述传感器数据确定所述环境中的地形特征；
由处理器根据所述地形特征改变车辆组件的图形；以及
生成显示数据，以显示改变后的图形和场景中的地形特征，从而供所述车辆的操作者查看。

说明书全文

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技术领域

[0001] 本技术领域通常涉及用于车辆的操作者辅助系统，更具体地涉及用于响应路面提供车下组件的虚拟图像的方法和系统。

背景技术

[0002] 车辆可包括和利用很多辅助设备来帮助操作者。例如，可将各种传感器置于外部的各种位置。各种传感器感测车辆环境的可观测条件。例如，多个相机或其他传感器可以感测车辆正在行驶或即将行驶的道路上的路况。

[0003] 因此，需要提供方法和系统，以确定车辆组件(例如轮胎或悬挂系统)对路面的特征的响应，并向驾驶员呈现预测响应的虚拟图像。还需要提供方法和系统，以确定车辆组件对其他感测到的信息的响应，并向驾驶员呈现预测响应的虚拟图像。另外，结合附图和前述技术领域及背景，通过随后的详细描述和所附权利要求，将清楚本文所述实施例的其他期望特征和特点。发明内容

[0004] 在一个示例性实施例中，提供了一种系统和方法，用于帮助操作者操作车辆。在一个实施例中，系统包括传感器系统，所述传感器系统被配置为生成从车辆环境中感测到的传感器数据。所述系统还包括控制模块，所述控制模块配置为通过处理器执行以下步骤：基于传感器数据确定环境的场景；基于传感器数据确定环境中的地形特征；基于地形特征改变车辆组件的图形；以及生成显示数据以显示改变后的图形和场景中的地形特征，从而供车辆操作者查看。

[0005] 在各种实施例中，控制模块进一步配置为通过所述处理器执行以下步骤：确定地形特征的高度、宽度和深度中的至少一个，其中控制模块基于高度、宽度和深度中的至少一个改变图形的位置。

[0006] 在各种实施例中，控制模块进一步配置为通过所述处理器执行以下步骤：确定车辆组件的实际位置，并根据实际位置改变车辆组件的图形。

[0007] 在各种实施例中，控制模块进一步配置为通过所述处理器执行以下步骤：在车辆已停止移动后生成显示数据，以使场景和改变后的图形中的至少一个变淡。

[0008] 在各种实施例中，控制模块进一步配置为，基于先进先出的方法使场景和改变后的图形中的至少一个变淡。

[0009] 在各种实施例中，地形特征包括岩石、洞、碎片和路缘石中的至少一种。

[0010] 在各种实施例中，车辆组件是轮胎和悬挂系统中的至少一者。

[0011] 在各种实施例中，控制模块进一步配置为通过所述处理器执行以下步骤：接收指示视角的用户输入数据，并根据视角选择图形。

[0012] 在各种实施例中，显示数据根据虚拟现实显示场景和改变后的图形。

[0013] 在各种实施例中，传感器系统包括布置在车辆周围的激光雷达、雷达、超声波和相机中的至少一者。

[0014] 在各种实施例中，一种方法包括：从感测车辆环境的传感器系统接收传感器数据；处理器基于传感器数据，确定环境的场景；处理器基于传感器数据，确定环境中的地形特征；处理器基于地形特征，改变车辆组件的图形；以及生成显示数据，以显示改变后的图形和场景中的地形特征，从而供车辆的操作者查看。

[0015] 在各种实施例中，所述方法包括确定地形特征的高度、宽度和深度中的至少一个，其中所述改变是基于高度、宽度和深度中的至少一个。

[0016] 在各种实施例中，所述方法包括确定车辆组件的实际位置，并且其中，改变车辆组件的图形还基于实际位置。

[0017] 在各种实施例中，所述方法包括生成显示数据，以在车辆已停止移动后使场景和改变后的图形中的至少一个变淡。

[0018] 在各种实施例中，使场景和改变后的图形中的至少一个变淡是基于先进先出的方法。

[0019] 在各种实施例中，地形特征包括岩石、洞、碎片和路缘石中的至少一种。

[0020] 在各种实施例中，车辆组件是轮胎和悬挂系统中的至少一个。

[0021] 在各种实施例中，所述方法包括接收指示视角的用户输入数据，并基于视角选择图形。

[0022] 在各种实施例中，显示数据根据虚拟现实显示场景和改变后的图形。

[0023] 在各种实施例中，传感器系统包括布置在车辆周围的激光雷达、雷达、超声波和相机中的至少一个。

附图说明

[0024] 下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的数字表示相同的要素，并且其中：

[0025] 图1是根据各种实施例的具有虚拟现实系统的车辆的俯视示意图的图示；

[0026] 图2是示出根据各种实施例的虚拟现实系统的功能框图；

[0027] 图3是根据各种实施例的虚拟现实系统的显示的图示；

[0028] 图4是示出根据各种实施例的虚拟现实系统的控制模块的数据流图；

[0029] 图5是示出根据各种实施例控制内容显示在虚拟现实系统的显示屏上的方法的流程图。

具体实施方式

[0030] 以下详细描述本质上仅为示例性的，并不旨在限制本申请及其用途。此外，不旨在受上述技术领域、背景、概要或以下详细描述中提出的任何明示或暗示理论的约束。应理解，在所有附图中，相应的参考数字表示相同或相应的零件和特征。本文所用的术语“系统或模块”可指机电硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备的任何组合或集合(单独或以任何组合形式)，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或组)、包含一个或多个可执行软件或固件程序和相关数据的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他适当组件。

[0031] 本文可按照功能的和/或逻辑的块组件及各种处理步骤来描述实施例。应了解，此类块组件可通过配置为用于执行指定功能的任何数量的机电硬件、软件和/或固件组件的组合或集合来实现。例如，本发明的一个实施例可以使用机械组件和电子组件的各种组合，机械组件例如牵引装置、指示器或信号装置；电子组件例如集成电路组件、存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表、成像系统和设备等，其可以在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解，本文所述实施例可与任何数量的机械系统和/或电子系统一起实施，并且本文所述车辆系统仅为示例性的。

[0032] 为简洁起见，本文不详细描述系统(以及系统的各个操作组件)的常规组件和技术以及其他功能方面。此外，本文所包含的各种图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理耦合。应注意，在本发明的一个实施例中可能存在许多替代的或额外的功能关系或物理连接。

[0033] 图1是根据各种实施例装配有虚拟现实系统(通常在12显示)的车辆(通常在10显示)的俯视图的图示。下面将详细讨论，虚拟现实系统12通常使用来自车辆10的传感器系统14的数据以及可定制的软件，以允许用户体验车辆10底部的特征的虚拟现实。本文使用的术语“虚拟现实”是指真实或想象的环境和/或组件的复制。例如，可以实施虚拟现实系统
12，以提供车辆10底部特征的可视化。在这种示例中，显示屏16(图2)可以放置在车辆10的任何位置，并且可以显示图像和/或视频，这些图像和/或视频可以创建车辆10底部的虚拟现实，例如，就像车辆引擎盖或车辆底盘是不可见的。

[0034] 尽管本文讨论的背景是关于车辆10，一种乘用车，但应理解的是，本文的教导与所有类型的汽车都兼容，这些汽车包括但不限于轿车、轿跑车、运动型多用途车、皮卡车、小型货车、全尺寸货车、卡车和公共汽车以及任何类型的牵引车，如拖车。

[0035] 如图1的示例所示，车辆10通常包括车身13、前轮18、后轮20、悬挂系统21、转向系统22和推进系统24。车轮18-20在车身13的各个角附近旋转地联接到车辆10上。车轮18-20通过悬挂系统21联接到车身13。车轮18和/或20由推进系统24驱动。车轮18可由转向系统22操纵。

[0036] 车身13安装在底盘(未显示)上或与底盘(未显示)集成，且基本上装入了车辆10的组件。车身13被配置为将传动系统舱28(至少包括推进系统24)与乘客舱30分离，乘客舱30除其他特征外，还包括车辆10的一个或多个乘客的座椅(未显示)。本文所用的车辆10“底部”的组件是布置在车身13下方的组件，例如但不限于车轮18和20(包括其各自的轮胎)以及悬挂系统21。

[0037] 车辆10还包括传感器系统14和操作者选择设备15。传感器系统14包括一个或多个感测设备，用于感测车辆10的组件的可观测条件和/或感测车辆10外部环境的可观测条件。感测设备可包括但不限于，雷达、激光雷达、全球定位系统、光学相机、热成像相机、超声波传感器、高度传感器、压力传感器、转向角传感器和/或其他传感器。操作者选择设备15包括一个或多个用户可操作设备，该设备可由用户操作以提供输入。输入可以涉及，例如，虚拟现实内容显示的激活和待显示内容的所需视角。操作者选择设备15可包括把手、开关、触摸屏、语音识别模块等。

[0038] 如图2所示，并继续参考图1，虚拟现实系统12包括与控制模块34通信耦合的显示屏32。控制模块34与传感器系统14以及操作者选择设备15通信耦合。

[0039] 显示屏32可布置在乘客舱30内可供车辆10的操作者查看的位置。例如，显示屏32可与车辆10的信息娱乐系统(未显示)或仪表板(未显示)集成。显示屏32显示内容，以便观察者体验到虚拟现实。例如，如图3所示，在各种实施例中，内容42包括车辆组件44a-44b的图形、地形特征46的图形以及车辆10正在行驶的场景48的描述，包括地面、路缘、道路标记、建筑物等。

[0040] 虚拟现实内容42可以实时显示和/或预定义。例如，如图3所示，通过创建展示地形的虚拟覆盖，穿过车辆引擎盖创建前轮胎的虚拟图像。显示虚拟现实内容42，以允许操作者在不同的视角查看其车辆的内部和底部。对增强型轮胎和悬挂图形进行调整，以模拟在不同视角下当车辆10从诸如小石块等物体上滚过时，轮胎图形的调整方式。

[0041] 参考图1，控制模块34可专用于显示屏32，可控制显示屏32和车辆10的其他特征(例如车身控制模块、仪表控制模块或其他特征控制模块)，和/或可作为控制显示屏32和车辆10的其他特征的控制模块的组合来实施。出于示例目的，控制模块34将作为专用于显示屏32的单个控制模块进行讨论和说明。控制模块34直接控制显示屏32和/或向显示屏32传输数据，以便显示虚拟现实内容。

[0042] 控制模块34至少包括存储器36和处理器38。下面将详细讨论，控制模块34包括指令，所述指令在由处理器38处理时，基于从传感器系统14接收到的传感器数据和从操作者选择设备15接收到的用户输入，控制显示屏32上要显示的内容。控制模块还包括另一些指令，所述指令在由处理器38处理时，基于图示车辆10底部的组件的图形40，控制要显示的内容。图形40可以预先定义并存储在存储器36中。

[0043] 现在参考图4并继续参考图1-3，数据流图更详细地示出了控制模块34的各种实施例。根据本公开的控制模块34的各种实施例可以包括任何数量的子模块。可以理解，图4所示的子模块可以组合和/或进一步被分割，以类似地生成供操作者查看的虚拟现实内容。控制模块34的输入可从传感器系统14接收，从操作者选择设备15接收，从车辆10的其他控制模块(未显示)接收，和/或由控制模块34的其他子模块(未显示)确定。在各种实施例中，控制模块34包括场景确定模块50、地形特征确定模块52、车辆组件确定模块54、显示确定模块56和图形数据存储58。

[0044] 图形数据存储58接收和存储车辆10的各种特征的图形60，例如车辆10底部(包括例如前轮胎18、后轮胎20、悬挂系统组件等)的特征，例如如图3所示。在各种实施例中，在多个不同的视角，描述了每个车辆特征的图形60，图形数据存储58基于相关的视角存储图形60。

[0045] 场景确定模块50接收作为输入的传感器数据62。场景确定模块50基于传感器数据62，捕捉环境的一个或多个场景。例如，传感器数据62可以包括由布置在车辆10周围的多个相机提供的图像数据或视频数据，并且场景确定模块50基于图像或视频数据捕捉场景(例如，360度环境视图)。场景确定模块50基于确定的场景生成场景数据64。

[0046] 地形特征确定模块52接收作为输入的传感器数据66。地形特征确定模块52处理传感器数据66，以形成对地面的地形特征的认识。传感器数据66可以包括激光雷达数据、雷达数据、图像数据、超声波数据等。该认识可以包括但不限于，沿地面的洞、岩石、路缘石、碎片等的位置、高度、宽度、深度等。地形特征确定模块52基于所确定的认识，生成地形数据68。

[0047] 车辆组件确定模块54接收作为输入的传感器数据70。车辆组件确定模块54处理传感器数据70，以确定各种车辆特征的实际位置。例如，传感器数据70可以包括来自车身13和/或悬挂系统21的高度数据、压力数据等。车辆组件确定模块54基于车辆特征的实际位置，生成车辆数据72。

[0048] 显示确定模块56接收作为输入的场景数据64、地形数据68、车辆数据72、当前位置数据75和用户输入数据74。基于接收到的数据，显示确定模块56生成显示数据76，以将包括场景和车辆特征的内容42作为虚拟现实显示给操作者。

[0049] 例如，当车辆10行驶时，显示确定模块56嵌入从图形数据存储58中基于地形特征的位置和当前位置数据75的当前位置检索得到的图形60，图形60说明场景中的地形特征。显示确定模块56基于用户输入数据74指示的选定视角，从图形数据存储58中检索车辆特征的图形60，并基于地形特征的高度、宽度、深度等改变图形60的位置(例如旋转、提升等)。此外，或者作为替代方案，显示确定模块56基于车辆数据72改变图形60的位置(例如，旋转、提升等)，车辆数据72包括车辆特征的实际位置。然后，显示确定模块56在相对于地形特征的位置，将更改后的车辆特征图形覆盖到场景数据74所指示的场景中。显示确定模块56随后生成显示数据76，显示数据76包括场景、更改后的车辆组件图形和地形特征。

[0050] 一旦车辆10停止行驶，并且可选择地，在一段短的时间过后，显示确定模块56生成显示数据76，使场景变淡(包括或不包括图形)，并返回默认场景(例如黑线或虚线)。例如，可以使用先进先出(FIFO)概念来实现这一点，其中最早的信息会先淡出。

[0051] 现在参考图5，并继续参考图1-4。图5是一个流程图，示出了根据各种实施例的可由虚拟现实系统12执行的方法100。根据本公开可以理解，方法100中的操作顺序不限于图5所示的顺序执行，而是可以以一个或多个可适用的并符合本公开的不同顺序执行。

[0052] 可进一步理解，图5的方法可被安排为，在车辆10的操作期间以预定的时间间隔运行，和/或可被安排为，基于预定的事件运行。

[0053] 在一个示例中，如图5所示，方法100可以从步骤105开始。在步骤110，针对不同视角，存储各种车辆特征的图形60。此后，在步骤120，接收传感器数据62、66、70。在步骤125，接收指示视角的用户输入数据74。在步骤130，从传感器数据62捕捉包括地面在内的环境的场景。在步骤140，对传感器数据66进行处理，以形成对沿道路的地形特征(例如但不限于，孔、岩石、路缘石、碎片等)的认识(例如，位置、高度、深度、凹陷等)。

[0054] 在步骤150，当车辆沿道路行驶时，选择图形60，图形60根据选定的视角显示地形特征，并在步骤160，基于对地形特征的认识更改图形60。然后，在步骤170，在相对于地形特征的位置，将更改后的图形覆盖在场景上。此外或可选地，在步骤170，处理来自底盘和/或悬挂系统的传感器数据70，以确定车辆特征的实际位置，并根据实际位置更改车辆特征的图形60并覆盖图形60。在步骤180，基于场景和覆盖数据生成显示数据76。

[0055] 在步骤150，一旦车辆停止行驶，并且可选择地，在一段短的时间后，在步骤190，场景变淡(包括或不包括图形)，并返回到默认场景(例如黑线或虚线)。例如，可以使用先进先出(FIFO)概念来实现这一点，其中最早的信息会先淡出。此后，该方法可在步骤200结束。

[0056] 可以理解的是，只要车辆10正在移动、辅助功能启用或车辆10正在尝试操作(例如但不限于，倒车、在路边停车或爬行模式驾驶)，方法100可以继续运行。

[0057] 虽然在上述详细描述中已经介绍了至少一个示例性实施例，但应了解存在大量的变化。还应了解，示例性实施例只是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。当然，上述详细描述将为本领域技术人员提供实施示例性实施例的方便路线图。应当理解的是，在不偏离所附权利要求书及其具有同等法律效应的描述中提出的公开范围的情况下，可以对要素的功能和设置作出各种变化。

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