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CN104487288A - 用于响应多级村庄检测来控制车辆设备的系统以及方法 - Google Patents

用于响应多级村庄检测来控制车辆设备的系统以及方法 Download PDF

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CN104487288A
CN104487288A CN201380037166.4A CN201380037166A CN104487288A CN 104487288 A CN104487288 A CN 104487288A CN 201380037166 A CN201380037166 A CN 201380037166A CN 104487288 A CN104487288 A CN 104487288A
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Abstract

本发明提供一种用于控制受控车辆的设备的系统。所述系统经配置以对所述受控车辆外前方的场景成像且产生对应于已取得图像的图像数据。所述系统包括控制器，所述控制器用于接收并分析所述图像数据且用于响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式而产生控制信号。所述控制器分析所述图像数据以便检测所述图像数据中的至少一个特征且还从至少以下操作模式中选择操作模式：黑暗村庄模式；明亮村庄模式；以及至少一个非村庄模式。所述控制器在所述至少一个特征达到第一阈值的情况下选择黑暗村庄模式，在所述至少一个特征达到第二阈值的情况下选择明亮村庄模式，且在所述控制器不以所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式操作的情况下选择至少一个非村庄模式。

Description

用于响应多级村庄检测来控制车辆设备的系统以及方法
相关申请案
本申请主张2012年6月1日提交的题为“用于响应多级村庄检测来控制车辆设备的系统以及方法(SYSTEM AND METHOD FORCONTROLLING VEHICLE EQUIPMENT RESPONSIVE TO AMULTI-STAGE VILLAGE DETECTION)”的美国专利申请No.13/486,636的优先权，所述美国专利申请以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上是有关于用于各种车辆设备系统的自动控制的车辆控制系统。本发明提供具有检测照明环境以及对检测到照明环境自动响应的经改良特点的车辆控制系统。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于控制受控车辆的设备的系统。所述系统包括成像系统以及控制器。所述成像系统经配置以对所述受控车辆外前方的场景成像且产生对应于已取得图像的图像数据。所述控制器经配置以接收并分析所述图像数据且产生用以控制所述设备的控制信号。所述控制信号是响应对所述图像数据的分析以及操作模式而产生。所述控制器还经配置以分析所述图像数据以检测所述图像数据中的至少一个特征。另外，所述控制器经配置以从黑暗村庄模式、明亮村庄模式和至少一个非村庄模式中的至少一个选择操作模式。所述控制器更经配置以在所述特征达到第一阈值的情况下选择黑暗村庄模式。所述控制器更经配置以在所述特征达到第二阈值的情况下选择明亮村庄模式。所述控制器更经配置以在用于选择所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式的条件未得到满足的情况下选择非村庄模式中的一个。
所述图像数据的特征可包括以下各者中的至少一个：平均环境光水平、光水平峰值的数目以及所述外部场景中的AC供电光源的数目/密度。所述控制器在如下这些条件中的至少一个得到满足的情况下选择黑暗村庄模式：所述外部场景的一部分的平均环境光水平达到第一环境阈值水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目达到第一峰值阈值；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度达到第一AC供电光源阈值。所述控制器在如下这些条件中的至少一个得到满足的情况下选择明亮村庄模式：所述外部场景的一部分的平均环境光水平达到第二环境阈值水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目达到第二峰值阈值；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度达到第二AC供电光源阈值。
根据本发明的另一方面，提供一种用于控制受控车辆的设备的方法。所述方法包括对所述受控车辆外前方的场景成像以及产生对应于已取得图像的图像数据的步骤。在控制器中接收并分析图像数据以检测所述图像数据的至少一个特征。产生并使用控制信号以响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式来控制所述设备。操作模式是选自至少以下操作模式：黑暗村庄模式；明亮村庄模式；以及至少一个非村庄模式。在所述特征达到第一阈值的情况下选择所述黑暗村庄模式。在所述特征达到第二阈值的情况下选择明亮村庄模式，且在未选择所述黑暗村庄模式或明亮村庄模式的情况下选择一个非村庄模式。
根据本发明的另一方面，提供一种用于控制受控车辆的设备的非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质在其上存储有当由处理器执行时使所述处理器控制受控车辆的设备的软件指令。所述非暂时性计算机可读介质执行使所述处理器对所述受控车辆外前方的场景成像且产生对应于已取得图像的图像数据的软件指令。所述非暂时性计算机可读介质还执行使所述处理器进行以下操作的软件指令：接收并分析所述图像数据以检测所述图像数据的至少一个特征；以及产生用以响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式来控制所述设备的控制信号。所述非暂时性计算机可读介质还执行使所述处理器从至少以下操作模式中选择操作模式的软件指令：黑暗村庄模式；明亮村庄模式；以及至少一个非村庄模式。在所述特征达到第一阈值的情况下选择黑暗村庄模式，在所述特征达到第二阈值的情况下选择明亮村庄模式，以及在未选择所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式的情况下选择至少一个非村庄模式。
根据本发明的另一实施例，提供一种用于控制受控车辆的外部灯的外部灯控制件。所述外部灯控制件包括：成像系统，经配置以对所述受控车辆外前方的场景成像且产生对应于已取得图像的图像数据；以及控制器，经配置以接收并分析所述图像数据。所述控制器还经配置以产生用以响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式来控制外部灯的外部灯控制信号，以使得所述控制器在处于不同操作模式中时可以不同地响应对图像数据的分析。所述控制器经配置以分析所述图像数据以检测以下各者中的至少一个：所述外部场景的至少一部分的平均环境光水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度。所述控制器更经配置以从至少以下操作模式中选择操作模式：黑暗村庄模式；明亮村庄模式；以及至少一个非村庄模式。所述控制器更经配置以在以下条件中的至少一个得到满足的情况下选择黑暗村庄模式：所述外部场景的至少一部分的平均环境光水平达到第一环境阈值水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目达到第一峰值阈值；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度达到第一AC供电光源阈值。所述控制器更经配置以在以下条件中的至少一个得到满足的情况下选择明亮村庄模式：所述外部场景的至少一部分的平均环境光水平达到第二环境阈值水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目达到第二峰值阈值；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度达到第二AC供电光源阈值。所述控制器更经配置以在所述控制器不以所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式操作的情况下选择所述至少一个非村庄模式中的一个。当所述控制器选择黑暗村庄模式时，外部灯在第一状态下，且当所述控制器选择明亮村庄模式时，外部灯在第二状态下。
本发明的这些以及其它特点、优点和目标将由本领域技术人员通过参考以下说明书、权利要求以及附图来进一步理解和了解。
附图说明
从详细描述和附图将更全面地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的实施方案构成的车辆控制系统的方框图；
图2是根据本发明的另一实施方案合并控制系统的后视镜总成的部分截面；
图3是说明车辆控制系统的操作的流程图；
图4是说明作为时间函数的操作模式的进入以及退出条件的曲线图；以及
图5A到5D是由车辆的外部灯产生的各种照明式样的图片表示。
具体实施方式
现将详细参考本发明的本优选实施方案，所述实施方案的实例在附图中加以说明。只要有可能，将贯穿图式使用相同参考数字指代相同或相似部件。在图式中，所描绘结构元件未按比例绘制，且某些组件将相对于其它组件放大以用于强调以及理解的目的。
图1中示出了系统10的第一实施方案。提供系统10以用于控制受控车辆(例如5000，图5A到5D)的设备(50、62和80)。系统10包括成像系统20和控制器30。成像系统20经配置以对所述受控车辆外前方的场景成像且产生对应于已取得图像的图像数据。控制器30接收并分析所述图像数据且产生将传输到待控制的设备的控制信号。所述控制信号是响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式而产生。控制器30还分析所述图像数据以检测所述图像数据的至少一个特征。另外，控制器30从黑暗村庄模式、明亮村庄模式和至少一个非村庄模式中的至少一个选择操作模式。控制器30在所述特征达到第一阈值的情况下选择黑暗村庄模式。控制器30在所述特征达到第二阈值的情况下选择明亮村庄模式。控制器30在用于选择所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式的条件未得到满足的情况下选择所述非村庄模式中的一个。
所述图像数据的特征可包括以下各者中的至少一个：平均环境光水平(light level)、光水平峰值的数目以及所述外部场景中的AC供电光源的数目/密度。控制器30在如下这些条件中的至少一个得到满足的情况下选择黑暗村庄模式：所述外部场景的一部分的平均环境光水平达到第一环境阈值水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目达到第一峰值阈值；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度达到第一AC供电光源阈值。控制器30在如下这些条件中的至少一个得到满足的情况下选择明亮村庄模式：所述外部场景的一部分的平均环境光水平达到第二环境阈值水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目达到第二峰值阈值；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度达到第二AC供电光源阈值。
根据另一实施方案，系统10控制的设备可包括一个或多个外部灯80且由控制器30产生的控制信号可为外部灯控制信号。这个特定实施方案可因此在车辆在不同环境(例如，照明不良或“暗”的村庄、照明良好或“亮”的村庄或非村庄环境)之间转变时提供对车辆的不同外部照明模式的自动选择。
先前系统因响应在车辆前方取得的图像控制外部车辆灯而已知。在这些先前系统中，控制器会分析已取得图像且判定是否有任何在前或迎面而来的车辆存在于在使用所述系统的车辆前面的炫光区域中。这个“炫光区域”是在外部灯在远光状态(或除近光状态外的某一状态)下的情况下，外部灯可对驾驶员造成过多炫光所在的区域。如果车辆存在于炫光区域中，那么控制器可通过改变外部灯的状态以便不对其它驾驶员造成炫光来响应。这些系统的实例是在如下美国专利中加以描述：No.5,837,994、No.5,990,469、No.6,008,486、No.6,049,171、No.6,130,421、No.6,130,448、No.6,166,698、No.6,379,013、No.6,403,942、No.6,587,573、No.6,611,610、No.6,631,316、No.6,774,988、No.6,861,809、No.7,321,112、No.7,417,221、No.7,565,006、No.7,567,291、No.7,653,215、No.7,683,326、No.7,881,839、No.8,045,760以及No.8,120,652,以引用方式将前述各者的全部内容并入本文中。
在先前系统的一些系统中，控制器会分析已取得图像以检测车辆是处于村庄(或城镇)中抑或进入村庄(或城镇)。控制器会接着典型地使外部灯处于近光状态下或以别的方式抑制远光前照灯的操作。这些系统的实例是在如下美国专利中加以描述：No.6,861,809、No.7,565,006以及No.8,045,760，以引用方式将前述各者的全部内容并入本文中。
通过不仅识别村庄，而且通过区分明亮村庄与黑暗村庄，系统10关于在这些环境中如何控制外部灯有利地提供更大灵活性。例如，在明亮村庄中，可能需要使外部灯处于近光状态下或以别的方式抑制远光前照灯的操作(例如，参看图5A)，而在较暗村庄中，可能需要允许外部灯在除仅近光状态外的状态下的某操作，以便照亮可能存在行人的道路两侧的区域(例如，参看图5B)。应了解，本发明不限于车辆制造商用来选择响应明亮村庄或黑暗村庄的指示的特定方式；然而，通过提供这个信息，系统10允许车辆制造商在其选择使外部灯控制件70在不同类型的检测到村庄中响应的方式方面具有灵活性。还有可能的是，系统10可进一步将村庄区分为两个以上类型。
如本文中所使用的，“非村庄模式”未必是单一操作模式。这些模式可包括正常或默认模式，以及高速公路模式(其中外部灯式样可甚至更亮或具有大于典型远光式样的范围，例如图5C和图5D中所说明的)。
操作
现将参看图1、图3以及图4描述用于控制受控车辆的设备的方法。在下文将这个方法描述为由控制器30使用从成像系统20接收的图像数据来实现。这个方法可由任何处理器来执行，且因此这个方法可具体化在非暂时性计算机可读介质中，所述非暂时性计算机可读介质上存储有当由处理器执行时使所述处理器通过执行下文所描述的方法步骤来控制受控车辆的设备的软件指令。就是说，可通过存储在非暂时性计算机可读介质上的软件或对存放在非暂时性计算机可读介质中的现有软件的软件修改或更新来实现本发明方法的数个方面。这个软件或这些软件更新可典型地在安装到车辆中之前从位于远离第一非暂时性计算机可读介质500的第二非暂时性计算机可读介质600下载到控制器30的(或与某处理局部关联的)第一非暂时性计算机可读介质500中。第二非暂时性计算机可读介质600通过可至少部分地包括国际互联网或局域或广域有线或无线网络的任何合适工具而与第一非暂时性计算机可读介质500通信。
图3示出说明将由控制器30执行的各种步骤的一般流程图。图4用曲线图说明一个实例：来自从前方场景获得的图像数据的检测到特征(在这个特定实例中，平均环境光水平)，以及各种阈值和当特征达到那些阈值时控制器30的响应。
如图3所示，所述方法可从步骤1000开始，其中第一村庄检测标志VD#1和第二村庄检测标志VD#2是通过将该两者设定等于例如“0“来初始化。接下来，在步骤1001中，对受控车辆外前方的场景成像且产生对应于已取得图像的图像数据。然后，在步骤1002中，控制器30接收并分析所述图像数据以检测所述图像数据的至少一个特征。
所述至少一个特征可包括以下各者中的一个：已测量外部场景的至少一部分的平均环境光水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目；以及所述图像的所述外部场景的至少一部分中的AC电源光源的数目/密度。
图像的环境光水平可用以给出所述外部场景的发光度的近似测量值。可测量对应于外部场景的图像数据的近似上方十五行以近似图像数据中的平均环境光水平。平均环境光水平可为车辆已进入黑暗村庄、良好照明的(亮)村庄或车辆尚未进入村庄(非村庄)的指示。任选地，可存在将触发进入村庄检测模式的长平均环境阈值且可存在将触发退出村庄检测模式的短平均环境阈值。
发现于图像的上部部分中的亮度水平可为车辆进入黑暗村庄、良好照明的(亮)村庄或非村庄的指示。较高亮度峰值通常指示在图像中检测到路灯，藉此指示车辆已进入明亮村庄。可测量图像的近似上方二十行以确定图像的“路灯”亮度。
图像中的AC电源光源的计数或平均密度可为车辆已进入黑暗村庄、良好照明的(亮)村庄或非村庄的指示。AC光源的较高数目可为车辆已进入良好照明的区域或村庄的指示。图像中的在给定时间中或距离内的近似十六个AC电源灯的计数或AC电源灯的密度的计算可指示车辆已进入明亮村庄。描述于以全文引用的方式并入本文中的共同转让的美国专利No.5,837,994中的检测AC光源的这个能力使得能够计算AC光源的数目及/或密度。
在步骤1002之后，在步骤1003中，控制器30可接着判定标志VD#1或VD#2是否已设定为“1”。起初，由于初始化步骤1000，这些标志将设定为“0”，因此控制器30会首先进行到步骤1004。在步骤1004中，控制器30接着比较经分析图像数据中的特征与预定第一阈值，以便判定图像数据是否达到或超过该第一阈值。
在一个实施方案中，如果经分析图像数据的特征是平均环境光水平，那么在步骤1004中，控制器将比较该平均环境光水平与第一环境阈值。如果该环境光水平未达到该第一环境阈值，那么在步骤1005中，控制器30将选择非村庄模式，且在VD#1和VD#2尚未处于“0”的情况下将该两者设定为“0”。如果经分析图像数据的特征是在外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目，那么在步骤1004中，控制器将比较光水平峰值的数目与第一峰值阈值。如果光水平峰值的数目未达到该第一峰值阈值，那么在步骤1005中，控制器30将选择非村庄模式。如果经分析图像数据的特征是外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度，那么在步骤1004中，控制器将比较AC供电光源的数目/密度与第一AC供电光源阈值。如果AC供电光源的数目/密度未达到该第一AC供电光源阈值，那么在步骤1005中，控制器30将选择非村庄模式。
接下来，在步骤1006中，控制器30响应对图像数据的分析以及响应已选操作模式而产生可传输到待控制的设备的控制信号以控制设备(50、62及/或外部灯80)的状态。在产生该控制信号中，控制器30还可考虑在图像数据中检测到的任何车辆，在这些系统中可为典型的且在外部灯控制系统中是典型的。
在步骤1006之后，控制器30返回步骤1001以使成像系统20取得前方场景的另一图像。控制器30继续依次通过步骤1001到1006，直到控制器30在步骤1004中判定特征已达到该第一阈值的这一时间。
参考图4所示的实例，检测到的平均环境光水平最初在该第一阈值以下历时时间段t1，在该第一时间段之后，平均环境光水平达到该第一阈值。在这个时间段期间，由线1007a和1009a描绘的村庄模式1和2处于“0”水平，其分别对应于标志VD#1和VD#2的值。
如果如步骤1004中所判定，特征达到该第一阈值，那么在步骤1007中，控制器30比较该特征与第二阈值。如果经分析图像数据的特征是环境光水平，那么控制器将比较环境光水平与第二环境阈值。如果经分析图像数据的特征是在外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目，那么在步骤1007中，控制器将比较光水平峰值的数目与第二峰值阈值。如果经分析图像数据的特征是外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度，那么在步骤1007中，控制器将比较AC供电光源的数目/密度与第二AC供电光源阈值。
如果该特征已经达到该第一阈值，但尚未达到典型地高于该第一阈值的该第二阈值，那么在步骤1008中，控制器30选择黑暗村庄模式且将VD#1设定为“1”。此操作描绘于图4所示的实例中，其中村庄模式1在检测到的特征达到该第一阈值时将状态自“0”变到“1”。在步骤1008之后，在步骤1009中，控制器30产生设定车辆设备(例如外部灯80)的控制状态的控制信号。在步骤1009中的产生该控制信号中，控制器30还可再次考虑在图像数据中检测到的任何车辆，因这在这些系统中可能是典型的。控制器接着返回步骤1001和1002，在所述步骤中取得并分析下一图像。
在步骤1002之后，在步骤1003中，控制器30可接着判定VD#1已设定为“1”。在这样的情况下，在步骤1010中，控制器30接着比较该特征与第三阈值。如下文将进一步讨论且如图4所示，该第三阈值可低于该第一阈值。如果该特征尚未达到该第三阈值，那么控制器30接着判定VD#2是否等于“1”。如果不等于，在步骤1007中，控制器30判定该特征是否已达到该第二阈值。如果不，那么控制器30维持对黑暗村庄模式的选择且继续相应地产生控制信号。因此，控制器30可依次环绕通过步骤1001、1002、1003、1010、1011、1007、1008和1009，直到该特征达到该第二或该第三阈值。应注意，控制器30可经编程以仅在模式变化发生时或在某一其它条件(例如检测到其它车辆)出现时产生控制信号，该控制信号会或可能导致设备的操作的变化(即，由外部灯80产生的照明式样的变化)。
如果在步骤1007中，控制器30判定该特征已达到该第二阈值，那么在步骤1012中，控制器30选择明亮村庄模式且将标志VD#1设定为“1”。在图4所示的实例中，这个情况在时间段t2之后发生。亦如图4所示，村庄模式2此时从“0”转变到“1”。
控制器30接着在返回步骤1001和1002之前在步骤1013中产生适当控制信号。如下文将进一步讨论，在外部灯控制件的情况下，这个控制信号可使边界输出被禁止，以使得较亮照明式样中的一些或全部可被抑制。在图4中以边界输出启用1111从“1”转变到“0”来描绘这个情况。
为了提供一些滞后，该第三阈值(其为用以随后退出村庄模式的阈值)可低于该第一阈值以及该第二阈值两者。这个情况是有利的，这是因为滞后可防止控制器30在该特征靠近该第一阈值以及该第二阈值中的一个处波动的情况下在状态之间来回地摆动。当然，替代方案可为在特征落到该第一或该第二阈值以下之后的预定时间退出村庄模式中的各自模式。
回头参看图3，在从步骤1013返回步骤1001和1002之后，控制器30在步骤1003中判定VD#2等于“1”且接着执行步骤1010，在该步骤中判定该特征是否已达到该第三阈值。如果不，那么控制器30在步骤1011中判定VD#2等于“1”，其使控制器30跳过步骤1007以及进行到步骤1012。因此，控制器30维持对明亮村庄模式的选择且继续相应地产生控制信号。因此，控制器30可环绕通过步骤1001、1002、1003、1010、1011、1012和1013，直到该特征达到该第三阈值，如步骤1010中所判定。请注意，在这个实例中，使用与用于退出黑暗村庄模式相同的“第三”阈值来退出明亮村庄模式，且因此，防止系统从明亮村庄模式转变到黑暗村庄模式。然而，不同阈值可用以退出明亮村庄模式，所述不同阈值低于该第二阈值，但有可能高于该第二阈值，以使得系统可从明亮村庄模式转变到黑暗村庄模式。
在步骤1010中该特征达到该第三阈值的情况下，控制器30接着执行步骤1005，在该步骤中，控制器选择非村庄模式且将标志VD#1和VD#2两者设定为“0”。控制器30接着在返回步骤1001和1002之前在步骤1006中产生适当控制信号。如下文将进一步讨论，在外部灯控制件的情况下，这个控制信号可使边界输出被启用，以使得较亮照明式样中的一些或全部可被准许。在图4中以边界输出启用1111在时间t3之后从“0”转变到“1”来描绘这个情况。
在额外实施方案中，如果至少一个检测到特征是平均环境光水平，那么第二环境阈值水平可表示大于第一环境阈限值的平均环境光水平。任选地，如果至少一个检测到特征是光水平峰值的数目，那么第二峰值阈值可表示大于第一峰值阈值的峰值数目，且如果至少一个检测到特征是AC供电光源，那么第二AC供电光源可任选地表示大于第一AC供电光源阈值的峰值数目/密度。
任选地，当外部场景的至少一部分的平均环境水平达到第一环境阈值水平历时预定时间量时，可选择黑暗村庄模式。任选地，当外部场景的至少一部分的平均环境光水平达到第二环境阈值水平历时预定时间量时，可选择明亮村庄模式。
任选地，在外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目可对应于在图像数据中检测到的路灯的数目。任选地，第一峰值阈值或第二峰值阈限量可为至少十六个光水平峰值。控制器30可经配置以直接连接到受控制的设备(50)，以使得产生的控制信号直接控制该设备。或者，控制器30可经配置以连接到设备控制件(60和70)，所述设备控制件又连接到受控制的设备(62和80)，以使得由控制器30产生的控制信号仅间接地控制所述设备。例如，在外部灯的情况下，控制器30可分析来自成像系统20的图像数据以便产生控制信号，所述控制信号更多为向外部灯控制件(70)推荐在控制外部灯(80)时使用。所述控制信号可更不仅包括推荐，而且包括表示推荐原因的代码，因此设备控制件(60和70)可判定是否无视(override)推荐。
如图1所示，可将各种输入(例如输入21到24)提供到控制器30，在形成推荐或直接控制信号时可考虑所述输入。在一些情况下，这些输入可改为提供到设备控制件(60和70)。例如，来自手动开关的输入可提供到设备控制件(60和70)，所述输入可允许设备控制件(60和70)无视来自控制器30的推荐。将了解，控制器30与设备控制件(60和70)之间的各种程度的互动以及合作可存在。分离控制功能的一个原因为允许成像系统20位于车辆中的获得图像的最佳位置中(所述最佳位置可与待控制的设备相距一定距离)且允许通过车辆总线的通信。
图1所示的实例中，成像系统20可由控制器30来控制。成像系统参数以及图像数据的通信通过通信总线40发生，所述通信总线可为双向串行总线、并行总线、双向串行总线和并行总线的组合或其它合适工具。控制器30用来通过以下操作执行外部灯控制功能：分析来自成像系统20的图像；基于在那些图像中检测到的信息来判定设备(或外部灯)状态；以及通过总线42将判定的设备(或外部灯)状态传达到设备50、设备控制件60或外部灯控制件70，所述总线可为CAN总线、LIN总线或任何其它合适通信链路。控制器30可控制成像系统而使其以具有不同曝光时间及不同读出窗口的几个不同模式被启动。由于这一复杂性，控制器30可用以即执行设备或外部灯控制功能，又控制成像系统20的参数。其它功能包括从成像系统接收图像数据而不需要外部灯控制功能所需的直接成像系统控制。因此，来自成像系统20的图像数据可通过图像数据链路42从控制器30传达到一个或多个设备或设备控制模块(示出为50和60)。所述图像数据链路可为MOST总线、高速CAN总线或任何其它合适的电子数据通信方案。所述通信可为单向或双向的。
控制器30可在通过图像数据链路42传输到其它模块50、60和70之前对图像进行某预处理，例如滤波、动态范围压缩或色彩计算。控制器30在关于外部灯80的操作作出决策时还可利用通过车辆的电总线传达的信号(例如车辆速度)的可用性。详细来说，速度输入21将车辆速度信息提供到控制器30，速度可为确定外部灯80的控制状态的因素。倒车信号22通知控制器30车辆正在倒车，响应所述倒车信号，控制器30可清除电致色镜元件而不管自光传感器输出的信号如何。自动开/关开关输入23被连接到具有用来向控制器30指示车辆外部灯80是应自动抑或手动控制的两个状态的开关。连接到开/关开关输入23的自动开/关开关(图中未示)可与传统上安装在车辆仪表板上的前照灯开关合并或合并到方向盘柱杆中。手动调光器开关输入24连接到提供针对外部灯控制状态的手动优先信号的手动启动开关(图中未示)。输入21、22、23、24和输出42a、42b和42c以及任何其它可能输入或输出(例如方向盘输入)中的一些或全部可通过图1所示的车辆通信总线25任选地提供。或者，可将这些输入21到24提供到设备控制件60或外部灯控制件70。
控制器30可至少部分地控制车辆内的经由车辆总线42连接到控制器30的其他设备50。明确地说，以下是可由控制器30控制的一个或多个设备50的一些实例：外部灯80、雨水传感器、指南针、信息显示器、挡风玻璃刮水器、加热器、除霜器、除雾器、空调系统、电话系统、导航系统、安全系统、胎压监测系统、车库门打开发射器、遥控无钥匙进入系统、车载信息系统、声音识别系统(例如基于数字信号处理器的声音启动系统)、车辆速度控制件、车内照明灯、后视镜、音响系统、引擎控制系统，以及可遍布车辆定位的各种其它开关和显示装置。
另外，控制器30可至少部分地位于车辆的后视总成内或位于车辆内的别处。控制器30还可以使用可能位于后视总成中或位于车辆中别处的第二控制器(或多个控制器)、设备控制件60以便控制特定种类的设备62。设备控制件60可经连接以经由车辆总线42来接收由控制器30产生的控制信号。设备控制件60随后经由总线61与设备62通信并控制该设备。例如，设备控制件60可以是控制挡风玻璃刮水器设备的挡风玻璃刮水器控制单元，其打开或关闭这个设备。设备控制件还可以是电致色镜控制单元，其中控制器30经编程以与电致色控制单元通信以使电致色控制单元响应从环境光传感器、炫光传感器以及耦接到处理器的任何其它组件获得的信息而改变电致色镜的反射率。明确地说，与控制器30通信的设备控制单元60可控制以下设备：外部灯、雨水传感器、指南针、信息显示器、挡风玻璃刮水器、加热器、除霜器、除雾器、空调系统、电话系统、导航系统、安全系统、胎压监测系统、车库门打开发射器、遥控无钥匙进入系统、车载信息系统、声音识别系统(例如基于数字信号处理器的声音启动系统)、车辆速度、车内照明灯、后视镜、音响系统、天气控制、引擎控制，以及可遍布车辆定位的各种其它开关和其它显示装置。
系统10的多个部分可有利地整合到如图2所说明的后视总成200中，其中成像系统20被整合到后视总成200的安装件203中。这个位置透过车辆的挡风玻璃202的区域提供无阻碍前方视域，该区域典型地由车辆的挡风玻璃刮水器(图中未示)来清洁。另外，将成像系统20的图像传感器301安装在后视总成中准许例如电源、微控制器以及光传感器的电路的共用。
参看图2，图像传感器301被安装在安装到车辆挡风玻璃202的后视安装件203内。后视安装件203为图像传感器提供除用来从前方外部场景接收光的孔之外的不透明外壳。
图1的控制器30可设置在主电路板215上且安装在后视外罩204中，如图2所示。如上文所讨论，控制器30可通过总线40或其它工具而连接到成像系统20。主电路板215可通过习用方式安装在后视外罩204内。用于包括外部灯80(图1)的车辆电气系统的电力和通信链路42是通过车辆线束217(图2)来提供。
后视总成200可包括镜元件204或显示后方视域的显示器。镜元件204可为棱镜元件或例如电致色元件的电光元件。
系统10可用来整合到后视镜总成200中的方式的额外细节在美国专利No.6,611,610中描述，该美国专利的全部内容以引用方式并入本文中。用以实现外部灯控制系统的替代后视镜总成构造是在美国专利No.6,587,573中公开，该美国专利的全部内容以引用方式并入本文中。
如上文所指出，本发明的一个实施方案通常是关于用于控制车辆的外部灯的控制系统。如本文中所使用，“外部灯”广泛包括车辆上的任何外部照明设备。这些外部灯可包括前照灯(近光以及远光两者，如果该两者彼此分开的话)、尾灯、例如雾灯的恶劣天气灯、刹车灯、安装在中心的停车灯(CHMSL)、转向信号、备用灯等。该等外部灯可以包括习用近光以及远光状态的几个不同模式操作。该等外部灯还可作为日间行驶照明灯操作，且另外在得到准许的那些国家中作为超亮远光灯操作。
外部灯亮度还可以在低状态、高状态以及超级高状态之间连续地变化。可设置单独灯以获得这些外部照明状态中的每一个，或外部灯的实际亮度可变化以提供这些不同的外部照明状态。在任何情况下，外部灯的“感觉亮度”或照明式样是变化的。如本文中所使用，术语“感觉亮度”意味由车辆外部的观察者感觉到的外部灯亮度。最典型地，这些观察者是在前车辆中的或沿同一街道在相反方向上行进的车辆中的驾驶员或乘客。理想情况是，外部灯受控制，以使得在观察者位于处于关于车辆的“炫光区域”(即，观察者可将外部灯之亮度感觉为产生过多炫光所在的区域)内的车辆中的情况下，光束照明式样要变化，以使得该观察者不再处于炫光区域中。外部灯的感觉亮度及/或炫光区域可通过改变一个或多个外部灯的照明输出、通过转动一个或多个灯以改变该等外部灯中的一个或多个的目标、有选择地阻断或以其它方式启动或解除启动该等外部灯中的一个或多个、更改车辆前方的照明式样或以上各者的组合来改变。
图5A示出自可设定在明亮村庄模式下的受控车辆5000发射的典型外部光式样。图5A中的光束式样可为典型的近光式样。图5A所示的照明式样还可在其他车辆存在于炫光区域中时在黑暗村庄模式或非村庄模式下使用。图5B示出包括远光以及近光式样的示例性外部光式样，其中远光式样的目标在于道路旁侧，所述外部光式样可在其它车辆存在于炫光区域中时以黑暗村庄模式或非村庄模式启动。类似地，图5C说明另一复合光束式样，其包括近光式样以及中间旁侧为目标的式样(其可由雾灯产生)以及当车辆以黑暗村庄模式或非村庄模式操作时可发射的远光式样。图5C所示的复合光束式样在另一车辆在迎面而来的相邻车道上不正在接近或在相同或相邻车道上前进到受控车辆5000时有用。图5D说明由自适应前向照明(AFL)系统产生的另一复合光束式样。如本领域技术人员将显而易见，可使用已知外部灯机构来实现大量其它光束式样。用于调整外部灯的感觉亮度以及炫光区域的其它机构将是本领域技术人员显而易见的。
虽然以上实施方案中的一些已被描述为与外部灯控制系统有关，但是本发明的特点可用于以下各者中：车道偏离警告系统、前方碰撞警告系统、自适应巡航控制系统、行人检测系统、夜视系统、地形检测系统、停车辅助系统以及交通标志识别系统。
认为以上描述仅关于较佳实施方案。本发明的修改将被本领域技术人员以及提出或使用本发明的人想到。因此，将理解，图式中所示且上文所描述的实施方案仅用于说明性目的且不欲限制如根据专利法原则(包括等效物之教义)由权利要求书界定的本发明的范围。

Claims (26)

1.一种用于控制受控车辆的设备的系统，包含：
成像系统，经配置以对所述受控车辆外前方的场景成像且产生对应于已取得图像的图像数据；以及
控制器，经配置以接收并分析所述图像数据且用于产生用以控制所述设备的控制信号，所述控制器经配置以响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式而产生所述控制信号，
其中所述控制器分析所述图像数据以检测所述图像数据中的至少一个特征，
其中所述控制器进一步经配置以从至少以下操作模式中选择操作模式：黑暗村庄模式；明亮村庄模式；以及至少一个非村庄模式，
其中所述控制器在所述至少一个特征达到第一阈值的情况下选择黑暗村庄模式，
其中所述控制器在所述至少一个特征达到第二阈值的情况下选择明亮村庄模式，且
其中所述控制器在所述控制器不以所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式操作的情况下选择所述至少一个非村庄模式中的一个。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述特征包括所述外部场景的至少一部分的平均环境光水平，
其中所述控制器在所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平达到第一环境阈值水平的情况下选择黑暗村庄模式，且
其中所述控制器在所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平达到第二环境阈值水平的情况下选择明亮村庄模式。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平是从所述外部场景的上部部分测量。
4.如权利要求1、2或3所述的系统，其中所述特征包括在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目，
其中所述控制器在以下条件中的至少一个得到满足的情况下选择黑暗村庄模式：在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目达到第一峰值阈值，且
其中所述控制器在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目达到第二峰值阈值的情况下选择明亮村庄模式。
5.如权利要求4所述的系统，其中在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目包含在对应于所述外部场景的所述图像数据中检测到的路灯的数目。
6.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述特征包括所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度，
其中所述控制器在所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的所述数目/密度达到第一AC供电光源阈值的情况下选择黑暗村庄模式，且
其中所述控制器在所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的所述数目/密度达到第二AC供电光源阈值的情况下选择明亮村庄模式。
7.一种用于控制受控车辆的外部灯的外部灯控制件，包含：
成像系统，经配置以对所述受控车辆外前方的场景成像且产生对应于已取得图像的图像数据；以及
控制器，经配置以接收并分析所述图像数据且用于产生用以响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式来控制所述外部灯的外部灯控制信号，以使得所述控制器在处于不同操作模式中时不同地响应图像数据的分析，
其中所述控制器进一步经配置以分析所述图像数据以检测以下各者中的至少一个：所述外部场景的至少一部分的平均环境光水平；在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度，
其中所述控制器进一步经配置以从至少以下操作模式中选择操作模式：黑暗村庄模式；明亮村庄模式；以及至少一个非村庄模式，
其中所述控制器进一步经配置以在以下条件中的至少一个得到满足的情况下选择黑暗村庄模式：所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平达到第一环境阈值水平；在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目达到第一峰值阈值；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的所述数目/密度达到第一AC供电光源阈值，
其中所述控制器进一步经配置以在以下条件中的至少一个得到满足的情况下选择明亮村庄模式：所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平达到第二环境阈值水平；在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目达到第二峰值阈值；以及所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的所述数目/密度达到第二AC供电光源阈值，且
其中所述控制器进一步经配置以在所述控制器不以所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式操作的情况下选择所述至少一个非村庄模式中的一个。
其中所述外部灯在所述控制器选择黑暗村庄模式时在第一状态下且在所述控制器选择明亮村庄模式时在第二状态下。
8.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中如果所述至少一个非村庄模式中的一个被选中，那么所述控制器继续接收并分析图像数据以便判定是选择所述明亮村庄模式或所述黑暗村庄模式抑或继续处于至少一个非村庄模式中。
9.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中如果所述明亮村庄模式或所述黑暗村庄模式被选中，那么继续接收并分析图像数据以便在所述图像数据的测量特征降到预定阈值参数以下的情况下判定是否选择所述非村庄模式。
10.如前述权利要求中任一项所述的外部灯控制件，其中所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平是从所述外部场景的上部部分测量的。
11.如前述权利要求中任一项所述的外部灯控制件，其中所述控制器进一步经配置以在所述明亮村庄模式被选中时自动禁止所述外部灯的远光启动。
12.一种用于控制受控车辆的设备的方法，包含：
对所述受控车辆外前方的场景成像以及产生对应于已取得图像的图像数据；
在控制器中接收并分析所述图像数据以检测所述图像数据的至少一个特征；
产生用以响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式来控制所述设备的控制信号，
从至少以下操作模式中选择操作模式：黑暗村庄模式；明亮村庄模式；以及至少一个非村庄模式，
在所述特征达到第一阈值的情况下选择黑暗村庄模式，
在所述特征达到第二阈值的情况下选择明亮村庄模式，以及
在所述控制器不以所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式操作的情况下选择所述至少一个非村庄模式中的一个。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述特征包括所述外部场景的至少一部分的平均环境光水平，
其中所述控制器在所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平达到第一环境阈值水平的情况下选择黑暗村庄模式，且
其中所述控制器在所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平达到第二环境阈值水平的情况下选择明亮村庄模式。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平是从所述外部场景的上部部分测量的。
15.如权利要求12、13或14所述的方法，其中所述特征包括在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目，
其中所述控制器在以下条件中的至少一个得到满足的情况下选择黑暗村庄模式：在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目达到第一峰值阈值，且
其中所述控制器在当所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目达到第二峰值阈值的情况下选择明亮村庄模式。
16.如权利要求15所述的方法，其中在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目包括在对应于所述外部场景的所述图像数据中检测到的路灯的数目。
17.如权利要求12到16中任一项所述的方法，其中所述特征包括所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度，
其中所述控制器在所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的所述数目/密度达到第一AC供电光源阈值的情况下选择黑暗村庄模式，且
其中所述控制器在所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的所述数目/密度达到第二AC供电光源阈值的情况下选择明亮村庄模式。
18.如权利要求12到17中任一项所述的方法，其中如果所述至少一个非村庄模式中的一个被选中，那么所述控制器继续接收并分析图像数据以便判定是选择所述明亮村庄模式或所述黑暗村庄模式抑或继续处于所述至少一个非村庄模式中。
19.如权利要求12到18中任一项所述的方法，其中如果所述明亮村庄模式或所述黑暗村庄模式被选中，那么继续接收并分析图像数据以便在所述图像数据的测量特征降到预定阈值参数以下的情况下判定是否选择所述非村庄模式。
20.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有当由处理器执行时使所述处理器通过执行包含如下各者的步骤来控制受控车辆的设备的软件指令：
对所述受控车辆外前方的场景成像以及产生对应于已取得图像的图像数据；
接收并分析所述图像数据以检测所述图像数据的至少一个特征；
产生用以响应对所述图像数据的分析以及响应已选操作模式来控制所述设备的控制信号，
从至少以下操作模式中选择操作模式：黑暗村庄模式；明亮村庄模式；以及至少一个非村庄模式，
在所述特征达到第一阈值的情况下选择黑暗村庄模式，
在所述特征达到第二阈值的情况下选择明亮村庄模式，以及
在所述黑暗村庄模式或所述明亮村庄模式未被选择的情况下选择所述至少一个非村庄模式中的一个。
21.如权利要求20所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述至少一个特征包括所述外部场景的至少一部分的平均环境光水平，
其中如果所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平达到第一环境阈值水平，那么选择黑暗村庄模式，且
其中如果所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平达到第二环境阈值水平，那么选择明亮村庄模式。
22.如权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述外部场景的至少一部分的所述平均环境光水平是从所述外部场景的上部部分测量。
23.如权利要求20、21或22所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述至少一个特征包括在所述外部场景的上部部分中检测到的光水平峰值的数目，
其中如果在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目达到第一峰值阈值，那么选择黑暗村庄模式，且
其中如果在所述外部场景的所述上部部分中检测到的光水平峰值的所述数目达到第二峰值阈值，那么选择明亮村庄模式。
24.如权利要求20到23中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述至少一个特征包括所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的数目/密度，
其中如果所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的所述数目/密度达到第一AC供电光源阈值，那么选择黑暗村庄模式，且
其中如果所述外部场景的至少一部分中的AC供电光源的所述数目/密度达到第二AC供电光源阈值，那么选择明亮村庄模式。
25.如权利要求20到24中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中如果所述至少一个非村庄模式中的一个被选中，那么继续接收并分析图像数据以便判定是选择所述明亮村庄模式或所述黑暗村庄模式抑或继续处于所述至少一个非村庄模式中。
26.如权利要求20到25中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中如果所述明亮村庄模式或所述黑暗村庄模式被选中，那么继续接收并分析图像数据以便在所述图像数据的测量特征降到预定阈值参数以下的情况下判定是否选择所述非村庄模式。
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